高中物理 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 4.7 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）教案4

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精用牛頓定律解決問(wèn)題（二)教學(xué)目標(biāo) 1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 2會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問(wèn)題教學(xué)重難點(diǎn)1共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用 2發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質(zhì)教學(xué)流程內(nèi)容板書新課導(dǎo)入 師：上一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的兩種方法,根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況和根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況這一節(jié)我們繼續(xù)學(xué)習(xí)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題 師:我們常見(jiàn)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有哪些種類？ 生:我們常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)有變速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)，最常見(jiàn)的是物體靜止的情況 師：如果物體受力平衡,那么物體的運(yùn)動(dòng)情況如何? 生：

2、如果物體受力平衡的話，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，這要看物體的初速度情況新課教學(xué) 一、共點(diǎn)力的平衡條件 師:那么共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是什么？ 生：因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài)時(shí)速度保持不變,所以加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律得：物體所受合力為零 師：同學(xué)們列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例 生1：懸掛在天花板上的吊燈，停止在路邊的汽車，放在地面上的講桌以及放在講桌上的黑板擦等等 生2：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間 師：大家討論一下豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)， 學(xué)生討論，回答提問(wèn) 生1：豎直上拋的最高點(diǎn)物體應(yīng)該處于平衡狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)物體速度為零 生2：我不同意剛才那位同學(xué)的說(shuō)

3、法，物體處于平衡狀態(tài)指的是物體受合力為零的狀態(tài)，并不是物體運(yùn)動(dòng)速度為零的位置處于豎直上拋?zhàn)罡唿c(diǎn)的物體只是在瞬間速度為零，它的速度立刻就會(huì)發(fā)生改變，所以不能認(rèn)為處于平衡狀態(tài) 師：剛才的同學(xué)分析得非常好，大家一定要區(qū)分到底是速度為零還是合外力為零時(shí)物體處于平衡狀態(tài),經(jīng)過(guò)討論分析我們知道應(yīng)該是合外力為零時(shí)物體處于平衡狀態(tài)為了加深同學(xué)們對(duì)這個(gè)問(wèn)題的理解，我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)進(jìn)一步探究物體的平衡是怎樣進(jìn)行研究的， 多媒體投影課本中的例題、三角形的懸掛結(jié)構(gòu)及其理想化模型 師:輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)是什么？ 生:輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)是兩端受力大小相等,內(nèi)部張力處處相等 師:節(jié)點(diǎn)o的受力特點(diǎn)是什么? 生：節(jié)點(diǎn)o的

4、受力特點(diǎn)是一理想化模型,所受合外力為零 師:我們分析的依據(jù)是什么?生:上面的分析借助牛頓第二定律進(jìn)行，是牛頓第二定律中合力等于零的特殊情況師:同學(xué)們把具體的解答過(guò)程寫出來(lái) 投影學(xué)生的解答過(guò)程 解答:如圖471所示,f1、f2、f3三個(gè)力的合力為零，表示這三個(gè)力在x方向的分矢量之和及y軸方向的分矢量之和也都為零，也 就是：f2一flcos0師：在這個(gè)同學(xué)解題的過(guò)程中,他采用的是什么方法？生：正交分解法：將其中任意一個(gè)力沿其余兩個(gè)力的作用線進(jìn)行分解,其分力必然與其余兩個(gè)力大小相等師：除了這種方法之外,還有沒(méi)有其他的方法?生1:可以用力的合成法，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反生2：也可

5、以用三角形法，將其中任意兩個(gè)力進(jìn)行平移，使三個(gè)力首尾依次連接起來(lái)，應(yīng)構(gòu)成一閉合三角形師：總結(jié):處理多個(gè)力平衡的方法有很多,其中最常見(jiàn)的就是剛才幾位同學(xué)分析的這三種方法，即正交分解法、力的合成法和三角形定則這幾種方法到底采用哪一種方法進(jìn)行分析就要看具體的題目,在實(shí)際操作的過(guò)程中大家可以靈活掌握二、超重和失重 (學(xué)生實(shí)驗(yàn)）一位同學(xué)甲站在體重計(jì)上靜止,另一位同學(xué)說(shuō)出體重計(jì)的示數(shù)注意觀察接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析原因師:甲突然下蹲時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化?怎樣變化？生：體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化，示數(shù)變小了師：甲突然站起時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化?怎樣變化?生：體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化,示數(shù)

6、變大師：當(dāng)人下蹲和突然站起的過(guò)程中人受到的重力并沒(méi)有發(fā)生變化，為什么體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化呢?生：這是因?yàn)楫?dāng)人靜止在體重計(jì)上時(shí),人處于受力平衡狀態(tài)，重力和體重計(jì)對(duì)人的支持力相等，而實(shí)際上體重計(jì)測(cè)量的是人對(duì)體重計(jì)的壓力，在這種靜止的情況下，壓力的大小是等于重力的而當(dāng)人在體重計(jì)上下蹲或突然站起的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，也就是說(shuō)產(chǎn)生了加速度，此時(shí)人受力不再平衡，壓力的大小不再等于重力,所以體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化這位同學(xué)分析得非常好，我們把物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦凶鑫矬w的視重，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，視重就不再等于物體的重力,而是比重力大或小大家再看這樣一個(gè)問(wèn)題：多媒體投影例題:人站

7、在電梯中，人的質(zhì)量為m如果當(dāng)電梯以加速度。加速上升時(shí)，人對(duì)地板的壓力為多大?學(xué)生思考解答生1:選取人作為研究對(duì)象，分析人的受力情況：人受到兩個(gè)力的作用，分別是人的重力和電梯地板對(duì)人的支持力由于地板對(duì)人的支持力與人對(duì)地板的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，只要求出地板對(duì)人的支持力就可以求出人對(duì)地板的壓力生2：取向上為正方向，根據(jù)牛頓第二定律寫出支持力f、重力g、質(zhì)量m、加速度a的方程fg=ma，由此可得:fg+mam(g+a)人對(duì)地板的壓力f與地板對(duì)人的支持力大小相等，即fm（g+a)由于m(g+a)mg，所以當(dāng)電梯加速上升時(shí),人對(duì)地板的壓力比人的重力大師：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)?/p>

8、掛物的拉力）大于物體受到的重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象物體處于超重現(xiàn)象時(shí)物體的加速度方向如何呢？生：物體的加速度方向向上師：當(dāng)物體的加速度方向向上時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎樣的?生:應(yīng)該是加速上升師：大家看這樣一個(gè)問(wèn)題：投影展示:人以加速度a減速下降，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？學(xué)生討論回答生1：此時(shí)人對(duì)地板的壓力也是大于重力的，壓力大小是：fm（g+a）生2:加速度向上時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為兩種情況，即加速向上運(yùn)動(dòng)或減速向下師：大家再看這樣幾個(gè)問(wèn)題：(投影展示)1人以加速度a加速向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)人對(duì)地板的壓力多大？2人隨電梯以加速度。減速上升，人對(duì)地板的壓力為多大?3人隨電梯向下的加速度ag，這時(shí)人對(duì)地板

9、的壓力又是多大？師：這幾種情況物體對(duì)地板的壓力與物體的重力相比較哪一個(gè)大？生：應(yīng)該是物體的重力大于物體對(duì)地板的壓力師：結(jié)合超重的定義方法，這一種現(xiàn)象應(yīng)該稱為什么現(xiàn)象?生：應(yīng)該稱為失重現(xiàn)象當(dāng)物體對(duì)支持物的壓力和對(duì)懸掛物的拉力小于物體重力的現(xiàn)象稱為失重師:第三種情況中人對(duì)地板的壓力大小是多少？生:應(yīng)該是零師：我們把這種現(xiàn)象叫做完全失重,完全失重狀態(tài)下物體的加速度等于重力加速度g師：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)生了變化?生:沒(méi)有發(fā)生變化，只是物體的視重發(fā)生了變化師:為了加深同學(xué)們對(duì)完全失重的理解，我們看下面一下實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象課堂演示實(shí)驗(yàn)：取一裝滿水的塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打

10、一小孔，讓其做自由落體運(yùn)動(dòng)生：觀察到的現(xiàn)象是水并不從小孔中噴出，原因是水受到的重力完全用來(lái)提供水做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度了師：現(xiàn)在大家就可以解釋人站在臺(tái)秤上,突然下蹲和站起時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象了 課堂訓(xùn)練1某人站在臺(tái)秤的底板上，當(dāng)他向下蹲的過(guò)程中（ )a.由于臺(tái)秤的示數(shù)等于人的重力,此人向下蹲的過(guò)程中他的重力不變，所以臺(tái)秤的示數(shù)也不變b此人向下蹲的過(guò)程中，臺(tái)秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以臺(tái)秤的示數(shù)將增大c.臺(tái)秤的示數(shù)先增大后減小 d.臺(tái)秤的示數(shù)先減小后增大答案:d2如圖4-7,4所示,a為電磁鐵，c為膠木秤盤，a和c(包括支架)的總質(zhì)量為m,b為鐵片，質(zhì)量為m，整個(gè)裝置用輕繩懸掛于o點(diǎn)當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過(guò)程中，輕繩上拉力f的大小為( ) af：mg b。mgf（m+m）g cf：（m+m）g df（m+m）