47用牛頓運(yùn)動定律解決問題二示范教案

第四章牛頓運(yùn)動定律7用牛頓運(yùn)動定律解決問題（二）★教學(xué)目標(biāo)L）學(xué)問及技能.理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。.會用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。.通過試驗(yàn)相識超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)。.進(jìn)一步嫻熟駕馭應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的方法和步驟。（二）過程及方法.培育學(xué)生處理多共點(diǎn)力平衡問題時(shí)一題多解的實(shí)力。.引導(dǎo)幫助學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實(shí)質(zhì)。（三）情感看法及價(jià)值觀.滲透“學(xué)以致用”的思想，有將物理學(xué)問應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識，勇于探究及日常生活有關(guān)的物理問題。.培育學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，實(shí)事求是的科學(xué)看法和科學(xué)精神?！锝虒W(xué)重點(diǎn).共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用。.發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質(zhì)?！锝虒W(xué)難點(diǎn).共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用。.超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)?！锝虒W(xué)過程一、引入師：今日我們接著來學(xué)習(xí)用牛頓定律解決問題。首先請同學(xué)們回憶一個概念：平衡狀態(tài)。什么叫做平衡狀態(tài)。生：假如一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。師：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)它的受力特點(diǎn)是什么？生：因?yàn)榕ｎD定律是力及運(yùn)動狀態(tài)相聯(lián)系的橋梁，所以依據(jù)牛頓其次定律〃=里知當(dāng)合外力為0時(shí)，物體的加速度為3物體將靜m止或勻速直線運(yùn)動。師：當(dāng)一個物體受幾個力作用時(shí)，如何求解合力？生：依據(jù)平行四邊形定則將力進(jìn)行分解合成。師：力的分解合成有留意點(diǎn)嗎？或力的分解合成有適用范圍嗎？學(xué)生會思索一會兒，但確定會找到答案生：力的分解合成只適用于共點(diǎn)力。師：那什么是共點(diǎn)力？生：假如幾個力有共同的作用點(diǎn)或它們的延長線交于一點(diǎn)，那這幾個力叫做共點(diǎn)力。師：回答得很好，其實(shí)在我們剛才的探討中有一點(diǎn)我要給大家指出來的就是：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)分為兩類，一類是共點(diǎn)力作用下物體的平衡；一類是有固定轉(zhuǎn)動軸的物體的平衡。在整個中學(xué)階段，我們主要探討共點(diǎn)力作用下物體的運(yùn)動狀態(tài)。今日我們先來探討共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件【定義】：在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。師：同學(xué)們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例嗎？生：很多。如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運(yùn)動的汽車等等。師：豎直上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？生：不是！因?yàn)槲矬w在最高點(diǎn)雖然速度為0,但仍受到重力，加速度仍為g,物體不能保持靜止或勻速直線運(yùn)動。師：回答得很好！平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動，并不說若指某一時(shí)刻靜止，那這一時(shí)刻就是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是一個持續(xù)的過程。或平衡狀態(tài)是指加速度為0的狀態(tài)。例1、城市中的路燈，無軌電車的供電線路等，經(jīng)常用三解形的結(jié)軸轉(zhuǎn)動，鋼索視。假如懸掛等于。，鋼索0B對。點(diǎn)的構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿0B可繞通過軸轉(zhuǎn)動，鋼索視。假如懸掛等于。，鋼索0B對。點(diǎn)的點(diǎn)且垂直于紙面的A和桿的重量都可忽物的重量為G,角AOBr0A對。點(diǎn)的拉力和桿支持力各是多大？1、輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)：兩端受力大小相等，內(nèi)部張力到處相等。2、輕質(zhì)直桿僅兩端受力時(shí)（桿處于平衡狀態(tài)）的特點(diǎn)：這兩個力必定沿桿的方向且大小相等。3、節(jié)點(diǎn)0也是一志向化模型。Flcos0=F2例2、第軍晶映庫團(tuán)在奧運(yùn)會上重要的奎金頊比林舉重競賽中,運(yùn)嘴舉起在鈴時(shí)必需使杠虞Flcos0=F2例2、第軍晶映庫團(tuán)在奧運(yùn)會上重要的奎金頊比林舉重競賽中,運(yùn)嘴舉起在鈴時(shí)必需使杠虞尹確定啊啟(或抓)黑峋。運(yùn)動員可通過變更兩豐孰的總地'eG !F3時(shí)廨好孝憊百若雙臂夾角變大，則下面關(guān)于空甲保持杠鈴平tan， yr畬叫歲更挺寓來調(diào)整舉起F3衡時(shí)手臂用力大小變更的說法正確的是(C) !A.不變A.不變B.減小C.增大D.不能確定【解析】如下圖：為了保證棒靜止，兩手舉杠鈴的力沿豎直方向的分力之和應(yīng)及重力抵消。所以當(dāng)手臂夾角變大時(shí)，為了保證舉力豎直方向的分力大小不變，則要求舉力增大。三、超重及失重師：自從神州六號飛船放射成功以來，人們經(jīng)常談到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我們就來探討這個問題。播放一段視頻增加學(xué)生的感性相識例3、人站在電梯中，人的質(zhì)量為例①人和電梯一同靜止時(shí)，人對地板的壓力為多大?AN【解析】：求解人對地板的壓力，該題中假如選電梯為探討對象，受力狀況會比較困難，甚至無法解題。所以我們只能選人為探討對象，那選人為探討對象能求解出人對電梯的壓力嗎？能！依據(jù)牛頓第三定律：作用力及反作用力是等在反向的。只要求出電梯對人的支持力，再依據(jù)牛頓第三定律就可求出人對電梯的壓力。AN因?yàn)槿耸庆o止的所以合外力為0有：N=mg②人隨電梯以加速度.3勻加速上升，人對地板的壓力為A多大？N【解析】：以加速度a勻加速上升，因?yàn)榧铀?，所以加速X度方向及速度同向，物體是上升的，所以加速度方向也是向上的。有 1g看到了什么？人對地面的壓力竟然會大于本身的重力？③人以加速度a勻減速下降，這時(shí)人對地板的壓力又是多大？【解析】：以加速度a勻減速下降，因?yàn)闇p速，所以加ATOC\o"1-5"\h\z速度方向及速度反向，物體是下降的，所以加速度方 zN向是向上的。有 *人對地面的壓力還是大于本身的重力！ M④人隨電梯以加速度a(a〈g)勻加速下降，人對地板的壓1g力多大？⑤人隨電梯以加速度a(aXg)勻減速上升，人對地板的壓力為多大？學(xué)生自己分析解答。不會有太大難度④⑤兩題加速度方向均向下，合外力向下，于是有mg-N=ma=>N=mg-ma>mg師：從上面的解題結(jié)果我們發(fā)覺，當(dāng)人加速上升和減速下降時(shí)，人對地面的壓力大于本身重力；當(dāng)人加速下降和減速上升時(shí)，人對地面的壓力小球本身重力。物理學(xué)中分別把這兩種現(xiàn)象叫做超重和失重?！径x】：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做超重?！径x】：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做失重。師：雖然從理論上我們推導(dǎo)出了應(yīng)當(dāng)有這樣的現(xiàn)象，但我估計(jì)大家在日常生活中都沒有留意到這些現(xiàn)象，可能都有點(diǎn)懷疑。那你們有坐過電梯的閱歷嗎？電梯啟動上升時(shí)，你會心慌也會充分體會到“腳踏實(shí)地”的感覺，電梯停止上升時(shí)，你會頭暈，同時(shí)有種“飄飄然”的感覺，這就是超重失重引起的。還有坐汽車時(shí)，汽車速度很快上橋并從橋頂下橋，大家會突然覺得心突然變得空空的，很難受，那是失重造成的。大家可以看試驗(yàn)視頻視察試驗(yàn)視頻試驗(yàn)驗(yàn)證師：其實(shí)大家完全可以利用身邊的器材來驗(yàn)證。試驗(yàn)1、用彈簧秤掛上鉤碼，然后快速上提和快速下放?，F(xiàn)象：在鉤碼被快速上提的一瞬間，彈簧秤讀數(shù)突然變大；在鉤碼被快速下放的一瞬間，彈簧秤讀數(shù)突然變小。師：快速上提時(shí)彈簧秤示數(shù)變大是超重還是失重？快速下放時(shí)彈簧秤示數(shù)變小是超重還是失重？生：快速上提超重，快速下放失重。體會為何用彈簧秤測物體重力時(shí)要保證在豎直方向且保持靜止或勻試驗(yàn)2、學(xué)生站在醫(yī)用體重計(jì)上，視察下蹲和站起時(shí)秤的示數(shù)如何變更?在試驗(yàn)前先讓同學(xué)們理論思索示數(shù)會如何變更再去驗(yàn)證，最終再思索。(1)在上升過程中可分為兩個階段：加速上升、減速上升；下蹲過程中也可分為兩個階段：加速下降、減速下降。(2)當(dāng)學(xué)生加速上升和減速下降時(shí)會出現(xiàn)超重現(xiàn)象；當(dāng)學(xué)生加速下降和減速上升時(shí)會出現(xiàn)失重現(xiàn)象；(3)出現(xiàn)超重現(xiàn)象時(shí)加速度方向向上，出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)加速度方向向下。完全失重⑥人隨電梯以加速度g勻加速下降，這時(shí)人對地板的壓力又是多大？【解析】mg-N=mg=N=mg—mg=0即當(dāng)電梯對人沒有支持力時(shí)，人只受重力，加速度大小為g,做的是自由落體運(yùn)動。同學(xué)們又看到了什么？人竟然可以對電梯沒有壓力？師：物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫做完全失重。【定義】：假如物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運(yùn)動，這時(shí)物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，好像完全沒有了重力作用，這種狀態(tài)是完全失重。師：剛上課時(shí)我們看到的視頻里人類在太空中就處于完全失重狀演示試驗(yàn)3、一個盛滿水的瓶子底部有一小孔，靜止在手中時(shí)，水會噴射而出；假如突然松手，讓瓶子自由下落時(shí)，讓學(xué)生視察瓶子在下落過程中發(fā)生的現(xiàn)象？為什么？生：瓶子和水一起下落時(shí)，每一部分水和瓶子它們做的都是自由落體運(yùn)動，運(yùn)動狀況完全一樣，所以它們之間沒有擠壓力，均處于完全失重狀態(tài)。沒有了擠壓力，水中了就不存在壓強(qiáng)了，所以上面的水也不會把下面的水往外壓了。也可以用反證法說明它們之間沒有壓力。觀看視頻問題：1、人隨電梯能以加速度a(a>g)勻加速下降嗎？不行能，最大只能是g2、如瓶豎直向上拋出，水會噴出嗎？為什么？不會，照舊完全失重3、發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí)，物體實(shí)際受的重力是否發(fā)生了變更？沒有變有！四、歸納總結(jié)(1)什么是超重(失重)現(xiàn)象？(2)什么狀況下會出現(xiàn)超重(失重)現(xiàn)象？（3）為什么會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象?【牢記】：1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。2、物體的重力及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。3、規(guī)律：物體具有豎直向上的加速度 超重狀態(tài)物體具有豎直向下的加速度 失重狀態(tài)超重還是