1、7 用牛顿运动定律解决问题（二）7 用牛顿运动定律解决问题（二）7 用牛顿运动定律解决问题（二）三维目标三维目标【知识与技能】(1)理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件(2)会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题(3)通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质(4)进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤7 用牛顿运动定律解决问题（二）三维目标【过程与方法】(1)培养学生的分析推理能力和实验观察能力(2)培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力(3)引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质7 用牛顿运动定律解决问题（二）
2、三维目标【情感、态度与价值观】(1)渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题(2)培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神7 用牛顿运动定律解决问题（二）重点难点重点难点【重点】(1)共点力作用下物体的平衡条件及应用(2)发生超重、失重现象的条件及本质【难点】(1)共点力平衡条件的应用(2)超重、失重现象的实质正确分析受力并恰当地运用正交分解法7 用牛顿运动定律解决问题（二）教学建议教学建议教学方法设计为探究、讨论和讲练相结合的方法探究、讨论式教学方法就是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以教材为基本探究内容，
3、为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难、释疑的尝试活动，来获取新的知识并将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式教师在课堂上发挥主导作用，努力去引导、去启发、去控制、去答疑、去评价使学生通过能动的探究性学习活动实现主动性发展7 用牛顿运动定律解决问题（二）教学建议基于此，课堂教学如此展开：现象观察体验感知例题研究强化认识，形成概念深入探究，把握实质学以致用，迁移深化达成目标本节设计首先从生活经验电梯中的超重失重现象切入主题，适时创设情境，触景引疑，引起学生的关注和好奇，形成感知另外，在例题探究中注意诱导学生发挥自学能动性，让学生动起来7
4、用牛顿运动定律解决问题（二）新课导入新课导入【导入一】实验导入将一个矿泉水瓶的底部及瓶的两侧各开几个细孔，用塞子堵住小孔，向瓶内注入清水打开塞子，正常情况下，水就会从小孔内喷射出来，这是水的重力产生的压强对瓶壁作用的结果，如图，现在让瓶子从空中自由下落，则观察到水不再向外喷射，这究竟是什么原因呢？7 用牛顿运动定律解决问题（二）新课导入【导入二】体验探究两脚左右分开站立，使两脚间距离约为40 cm.你能不变姿势从双脚站立过渡到单脚站立吗？说明原因并想想你如何才能从双脚站立变为单脚站立？问题思考速度v0的物体一定处于静止状态吗？举例说明探究新知 问题展示在日常生活中我们所见的有些物体将保持着原来
5、的静止或匀速直线运动状态(例：放在桌面上的物体，匀速行驶的汽车等)，由牛顿运动定律可知，物体的运动状态在力的作用下发生改变，因此，从物体受力的角度去寻找物体保持原状态的条件是解决问题的关键所在7 用牛顿运动定律解决问题（二）知识必备知识必备知识点一 共点力平衡条件的应用1.平衡状态：一个物体在力的作用下保持_或_的状态2平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是_静止匀速直线运动合力为零7 用牛顿运动定律解决问题（二）知识必备知识点二 超重与失重现象1超重(1)超重现象：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_物体所受重力的现象(2)条件：物体的加速度_或加速度有_的分量2失重(1)失重现象：物
6、体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)_物体所受重力的现象(2)条件：物体的加速度_或加速度有_的分量小于大于向上向上向下向下7 用牛顿运动定律解决问题（二）知识必备3完全失重(1)完全失重现象：物体对支持物或对悬挂物完全_，这种状态称为完全失重状态(2)条件：物体的加速度为_没有作用力重力加速度g7 用牛顿运动定律解决问题（二）知识必备知识点三 从动力学看自由落体运动1受力情况：运动过程只受_作用，物体的加速度_，且等于当地的_2运动情况：初速度为_，竖直向下做_直线运动重力恒定不变重力加速度零匀加速7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动学习互动 考点一 共点力平衡条件的应用想一想 处于平衡
7、状态的物体的运动特点是什么？若物体的速度为零，则其一定处于平衡状态吗？7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动 答案 处于平衡状态时，物体将保持静止或匀速直线运动状态速度为零的物体不一定处于平衡状态，加速度为零的物体一定处于平衡状态，例如竖直上抛的物体，运动到最高点时，速度为零，而受力不为零，故其在最高点不是处于平衡状态7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动要点总结 1解决平衡问题的基本方法(1)灵活选取_；(2)将研究对象隔离或研究整体，分析_情况并画出物体的_示意图；(3)根据物体的受力特点选取适当的方法，如合成法、分解法、正交分解法，对物体受到的力进行处理(画出平行四边形)；(4)列平
8、衡方程求解，并检查答案是否完整、合理研究对象受力受力7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动2对平衡状态的理解(1)共点力作用下物体的平衡条件是_；(2)正确区分“静止”和“v0”，物体处于静止状态时，v0，a0，是_状态；但当v0时，物体不一定处于_状态，v0但a0不是_状态合力为零平衡平衡平衡7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动例1 图471为一架直升机在某海域拖曳扫雷器进行扫除水雷演习模拟图扫雷器质量为m，由于海水的流动对扫雷器产生水平方向的冲击力，使绳子偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成角，已知扫雷器所受的浮力不能忽略下列说法正确的是()图4-7-17 用牛顿运
9、动定律解决问题（二）学习互动7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动D解析 对扫雷器受力分析，扫雷器受重力mg、浮力F1、水平冲击力F2及绳的拉力T作用，将绳的拉力T沿水平、竖直方向正交分解，根据共点力的平衡条件得，TsinF2，Tcos F1mg，所以TF2，选项D正确7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动 考点二 对超重、失重现象的理解想一想 在超重和失重现象中，物体受到的重力发生变化了吗？7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动 答案 没有变化“超重”不是说重力增加了，“失重”也不是说重力减少了；在超重、失重现象中，物体受到的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂
10、物的拉力)发生了变化，是“视重”的变化7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动要点总结 1超重与失重现象仅仅是一种表面现象，只是水平支撑面对物体的支持力或竖直悬线对悬挂物体的拉力因物体在竖直方向做变速运动而_或_，物体的重力并不发生_增大减小变化7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动2超重、失重、完全失重的特点(1)运动特点：物体超重时，具有_的加速度或加速度分量，速度可能_或_；物体失重时，具有_的加速度或加速度分量，速度可能_或_；物体完全失重时，具有_的加速度，加速度与重力加速度_，速度可能_或_(2)受力特点：超重、_、完全失重状态下，物体对水平面的压力(或对悬绳的拉力)大于重力、_
11、重力、为零向上向下向上向上向上向下向下向下相同失重小于向下7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动特别提醒(1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重(实际为视重)好像有所增大或减小甚至消失；(2)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体的加速度方向；(3)在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力、浸在水中的物体不受浮力等；而靠重力才能使用的仪器也不能再使用，如天平、液体气压计等7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动例2 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一个弹簧测力计
12、，如图472所示，弹簧测力计的挂钩上悬挂一个质量m4 kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10 m/s2)：图4-7-27 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动(1)弹簧测力计的示数F140 N，且保持不变；(2)弹簧测力计的示数F232 N，且保持不变；(3)弹簧测力计的示数F344 N，且保持不变7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动考点三 动态平衡问题分析方法要点总结 1动态平衡：动态平衡问题指通过控制某一物理量，使物体的状态_变化，缓慢变化过程可看成一系列的平衡状态缓慢7 用牛顿运动定律解决问
13、题（二）学习互动2动态平衡问题的分析(1)解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出因变参量与自变参量的一般函数式，然后根据自变参量的变化确定因变参量的变化(2)图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图(画在同一个图中)，然后根据有向线段(表示力)的变化判断各个力的变化情况图解法适用于合力大小和方向都不变，一个分力的方向不变，分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况的问题7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动例3 如图473所示，一小球用一轻绳悬挂于O点而静止，现在用一个水平力F作用在小球上，使其缓慢偏离竖直位置，则水
14、平力F的大小变化情况为()图4-7-37 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动A先变大，后变小B先变小，后变大C一直变大D不断变小7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动C解析 在水平力F作用下，小球缓慢偏离竖直位置，小球处于动态平衡状态，设绳与竖直方向夹角为，对小球受力分析，正交分解绳的拉力T，则Tcos mg，水平拉力FTsin mgtan，随着的增大水平力F一直增大，选项C正确7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动例4(多选)如图474所示，物体在沿粗糙斜面向上的拉力F作用下处于静止状态当F逐渐增大到物体即将相对于斜面向上运动的过程中，斜面对物体的作用力可能()图4-7-47 用牛顿运
15、动定律解决问题（二）学习互动A逐渐增大 B逐渐减小C先增大后减小D先减小后增大7 用牛顿运动定律解决问题（二）学习互动AD解析 因为初始状态拉力F的大小未知，所以斜面对物体的摩擦力大小和方向未知，故在F逐渐增大的过程中，斜面对物体的作用力的变化存在多种可能斜面对物体的作用力是斜面对物体的支持力与摩擦力的合力因为物体始终保持静止状态，所以斜面对物体的作用力和物体重力G与拉力F的合力是平衡力因此，判断斜面对物体的作用力的变化就转化为分析物体所受的重力G和拉力F的合力的变化物体所受的重力G和拉力F的合力的变化如图所示，由图可知，F合可能先减小后增大，也可能逐渐增大，选项A、D正确7 用牛顿运动定律解
16、决问题（二）学习互动7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题备用习题1一个质量为50 kg的人站在升降机中台秤上，随升降机在竖直方向上运动台秤示数为400 N，则升降机的运动状态为：(g10 m/s2)()A匀减速下降，a2 m/s2B匀加速下降，a2 m/s2C匀加速上升，a8 m/s2D匀减速上升，a8 m/s27 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题B解析 人的重力Gmg500 N，视重F400 N，由牛顿第二定律得mgFma，故a2 m/s2，且方向向下，所以升降机的运动状态为匀加速下降或匀减速上升，只有B对7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题2如图所示，质量为m的物体，在水平力F
17、的作用下，沿倾角为的粗糙斜面向上做匀速运动，物体与斜面间的摩擦因数为.则水平推力的大小为()7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题A解析 物体做匀速运动处于平衡状态，受力分析如图所示，由平衡条件得：7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题3如图所示，一小球放置在木板与竖直墙面之间设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置不计摩擦，在此过程中()7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题AN1始终减小，N2始终增大BN1始终减小，
18、N2始终减小CN1先增大后减小，N2始终减小DN1先增大后减小，N2先减小后增大7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题4如图所示，质量为m，横截面为直角形的物块ABC，ABC，AB边靠在竖直墙上，AB与墙之间的动摩擦因数为，F是垂直于斜面BC的推力，现物块刚好静止不动，求推力F的大小(认为物块与墙之间为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题5如图所示，一个重为G的匀质球放在光滑斜面上，斜面倾角为，在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球，使之处于
19、静止状态，今使板与斜面的夹角缓慢增大，问：在此过程中，球对挡板和球对斜面的压力大小如何变化？7 用牛顿运动定律解决问题（二）备用习题解析 取球为研究对象，球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2，因为球始终处于平衡状态，故三个力的合力始终为零，三个力构成封闭的三角形，当挡板逆时针转动时，F2的方向也逆时针转动，作出如图所示的动态矢量三角形，由图可见，F2先减小后增大，F1始终随增大而减小7 用牛顿运动定律解决问题（二）自我检测自我检测1(共点力平衡条件的应用)物体在共点力作用下，下列说法中正确的是()A物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态B物体相对于另一物体静止时，物体一定处于
20、平衡状态C物体的加速度为零，就一定处于平衡状态D物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态7 用牛顿运动定律解决问题（二）自我检测C解析 在共点力作用下物体的平衡条件是物体所受合力为零，即物体的加速度为零，选项C正确7 用牛顿运动定律解决问题（二）自我检测2(对超重、失重现象的理解)(多选)某人乘坐能加速或减速运动的升降机，可以体会超重和失重的感觉，下列描述正确的是()A当升降机加速上升时，机内游客处在超重状态B当升降机减速下降时，机内游客处在失重状态C当升降机减速上升时，机内游客处在失重状态D当升降机加速下降时，机内游客处在超重状态7 用牛顿运动定律解决问题（二）自我检测AC解析 升降机具有向下的加速度时，机内游客处于失重状态，升降机具有向上的加速度时，机内游客处于超重状态所以升降机加速上升或减速下降时，游客处于超重状态；升降机加速下降或减速上升时，游客处于失重状态选项A、C正确7 用牛顿运动定律解决问题（二）自我检测3(对超重、失重现象的理解)某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当电梯在竖直方向运动时，突然发现绳子断了由此判断此时电梯的运动情况是()A电梯一定是加速上升B电梯可能是减速上升C电梯可能匀速向上运动D电梯的加速度方向一定向上7 用牛顿运动定律解决问题（二）自我检测D解析 绳子突然断了说明绳子的拉力变大，重物处于超重状态，即加速度向上，故选项D正确
