第7節(jié)　用牛頓運動定律解決問題(二)ppt課件

1、高中物理第第7 7節(jié)用牛頓運動定律處理問題節(jié)用牛頓運動定律處理問題( (二二) )高中物理( (教師參考教師參考) )一、教學(xué)目的一、教學(xué)目的知識與技藝知識與技藝1.1.了解平衡形狀的概念了解平衡形狀的概念, ,能推導(dǎo)出共點力作用下物體的平衡條件能推導(dǎo)出共點力作用下物體的平衡條件2.2.會用共點力平衡條件處理有關(guān)力的平衡問題會用共點力平衡條件處理有關(guān)力的平衡問題3.3.經(jīng)過實驗認識超重和失重景象經(jīng)過實驗認識超重和失重景象, ,了解產(chǎn)生超重、失重景象的條件和本質(zhì)了解產(chǎn)生超重、失重景象的條件和本質(zhì)過程與方法過程與方法1.1.培育學(xué)生處置多個共點力平衡時一題多解的才干培育學(xué)生處置多個共點力平衡時一題

2、多解的才干2.2.引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重景象的條件及本質(zhì)引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重景象的條件及本質(zhì)情感態(tài)度與價值觀情感態(tài)度與價值觀1.1.浸透浸透“學(xué)以致用的思想學(xué)以致用的思想, ,探求與日常生活有關(guān)的物理問題探求與日常生活有關(guān)的物理問題2.2.培育學(xué)生聯(lián)絡(luò)實踐、實事求是的科學(xué)態(tài)度和精神培育學(xué)生聯(lián)絡(luò)實踐、實事求是的科學(xué)態(tài)度和精神高中物理二、教學(xué)重點難點二、教學(xué)重點難點教學(xué)重點教學(xué)重點共點力的平衡條件共點力的平衡條件, ,超重、失重、豎直上拋運動超重、失重、豎直上拋運動教學(xué)難點教學(xué)難點平衡條件的運用平衡條件的運用三、重難點突破方略三、重難點突破方略超重和失重的突破方略超重和失重的突破

3、方略【實驗引入】【實驗引入】 用紙杯做失重實驗用紙杯做失重實驗. .教師展現(xiàn)教師展現(xiàn), ,把兩個直徑為把兩個直徑為101012 mm12 mm的金屬的金屬螺母拴在一根橡皮筋的兩端螺母拴在一根橡皮筋的兩端, ,再把橡皮筋的中點用一短繩固定在紙杯底部正再把橡皮筋的中點用一短繩固定在紙杯底部正中央中央, ,讓螺母掛在紙杯的口邊上讓螺母掛在紙杯的口邊上, ,如下圖如下圖. .高中物理教師先提示學(xué)生仔細看、聽實驗景象教師先提示學(xué)生仔細看、聽實驗景象. .教師讓紙杯從約教師讓紙杯從約2 m2 m的高處自在下的高處自在下落落, ,學(xué)生會發(fā)現(xiàn)螺母被橡皮筋拉入紙杯中學(xué)生會發(fā)現(xiàn)螺母被橡皮筋拉入紙杯中, ,并發(fā)出并

4、發(fā)出“咔噠的撞擊聲咔噠的撞擊聲. .然后然后提問提問: :紙杯靜止時紙杯靜止時, ,螺母掛在紙杯的口邊上螺母掛在紙杯的口邊上, ,下落時下落時, ,螺母會被拉入到紙杯螺母會被拉入到紙杯內(nèi)內(nèi), ,這是為什么呢這是為什么呢? ?提問引發(fā)思索后提問引發(fā)思索后, ,教師教師: :學(xué)習(xí)完這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)完這部分內(nèi)容, ,我們就得到了答案我們就得到了答案. .【實驗與討論】【實驗與討論】 一位同窗甲靜止地站在體重計上一位同窗甲靜止地站在體重計上, ,另一位同窗說出體重另一位同窗說出體重計的示數(shù)或示數(shù)的變化情況計的示數(shù)或示數(shù)的變化情況. .留意察看接下來的實驗景象留意察看接下來的實驗景象, ,分析緣由分析緣由

5、. .(1)(1)甲忽然下蹲并靜止甲忽然下蹲并靜止, ,這個過程中體重計的示數(shù)能否變化這個過程中體重計的示數(shù)能否變化? ?是怎樣變化的是怎樣變化的? ?學(xué)生學(xué)生: :體重計的示數(shù)發(fā)生了變化體重計的示數(shù)發(fā)生了變化. .先變小后變大先變小后變大, ,甲同窗靜止時甲同窗靜止時, ,體重計的體重計的示數(shù)恢復(fù)到原來的值示數(shù)恢復(fù)到原來的值. .(2)(2)甲忽然站立起來甲忽然站立起來, ,這個過程中體重計的示數(shù)能否變化這個過程中體重計的示數(shù)能否變化? ?是怎樣變化的是怎樣變化的? ?學(xué)生學(xué)生: :體重計的示數(shù)發(fā)生了變化體重計的示數(shù)發(fā)生了變化. .先變大后變小先變大后變小, ,甲同窗靜止時甲同窗靜止時, ,

6、體重計的體重計的示數(shù)恢復(fù)到原來的值示數(shù)恢復(fù)到原來的值. .高中物理(3)(3)在人下蹲和忽然站起的過程中在人下蹲和忽然站起的過程中, ,人遭到的重力發(fā)生變化了嗎人遭到的重力發(fā)生變化了嗎? ?體重計的體重計的示數(shù)為什么發(fā)生了變化呢示數(shù)為什么發(fā)生了變化呢? ?學(xué)生學(xué)生: :人遭到的重力沒有發(fā)生變化人遭到的重力沒有發(fā)生變化. .在人下蹲和忽然站起的過程中在人下蹲和忽然站起的過程中, ,運動形運動形狀發(fā)生了變化狀發(fā)生了變化, ,也就是說產(chǎn)生了加速度也就是說產(chǎn)生了加速度, ,此時人受力不再平衡此時人受力不再平衡, ,壓力的大小壓力的大小不再等于重力不再等于重力, ,所以體重計的示數(shù)發(fā)生了變化所以體重計的

7、示數(shù)發(fā)生了變化. .【例題探求【例題探求1 1】 多媒體投影例題多媒體投影例題: :人站在電梯中人站在電梯中, ,人的質(zhì)量為人的質(zhì)量為m.m.教師提出教師提出問題問題, ,學(xué)生思索后回答。學(xué)生思索后回答。高中物理(1)(1)當電梯以加速度當電梯以加速度a a加速上升時加速上升時, ,人遭到哪幾個力的作用人遭到哪幾個力的作用? ?人對地板的人對地板的壓力壓力FF為多大為多大? ?學(xué)生學(xué)生1:1:人遭到重力人遭到重力G G和電梯地板對人的支持力和電梯地板對人的支持力FNFN兩個力的作用兩個力的作用. .根據(jù)牛根據(jù)牛頓第二定律頓第二定律, ,可以求出地板對人的支持力可以求出地板對人的支持力FN.FN

8、.根據(jù)牛頓第三定律根據(jù)牛頓第三定律, ,人對地人對地板的壓力板的壓力FF等于地板對人的支持力等于地板對人的支持力FNFN的大小的大小. .學(xué)生學(xué)生2: 2: 取向上為正方向取向上為正方向, ,根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第二定律有FN-G=ma,FN-G=ma,可得可得FN=G+ma=FN=G+ma=m(g+a).m(g+a).人對地板的壓力人對地板的壓力FF與地板對人的支持力大小相等與地板對人的支持力大小相等, ,即即F=m(g+a).F=m(g+a).(2)(2)當電梯以加速度當電梯以加速度a a加速上升時加速上升時, ,人對地板的壓力人對地板的壓力FF比人的重力大還比人的重力大還是小是小?

9、 ?學(xué)生學(xué)生: :由于由于m(g+a)mg,m(g+a)mg,所以當電梯加速上升時所以當電梯加速上升時, ,人對地板的壓力比人的人對地板的壓力比人的重力大重力大. .教師講授教師講授: :物體對支持物的壓力物體對支持物的壓力( (或?qū)覓煳锏睦驅(qū)覓煳锏睦? )大于物體遭到的重大于物體遭到的重力的景象稱為超重景象力的景象稱為超重景象. .高中物理(3)(3)物體處于超重景象時物體的加速度方向如何呢物體處于超重景象時物體的加速度方向如何呢? ?學(xué)生學(xué)生: :物體的加速度方向向上物體的加速度方向向上. .(4)(4)當物體的加速度方向向上時當物體的加速度方向向上時, ,物體的運動形狀有幾種能

10、夠物體的運動形狀有幾種能夠? ?學(xué)生學(xué)生: :加速上升或減速下降加速上升或減速下降. .教師講授教師講授: :超重景象產(chǎn)生的條件超重景象產(chǎn)生的條件, ,物體具有豎直向上的加速度物體具有豎直向上的加速度, ,即做加速上升即做加速上升或減速下降運動或減速下降運動. .【例題探求【例題探求2 2】 教師提出問題教師提出問題, ,學(xué)生思索后回答學(xué)生思索后回答. .(1)(1)當電梯以加速度當電梯以加速度a a加速下降時加速下降時, ,人對地板的壓力人對地板的壓力FF為多大為多大? ?當電梯以加速度當電梯以加速度a a減速上升時減速上升時, ,人對地板的壓力又為多大人對地板的壓力又為多大? ?學(xué)生學(xué)生:

11、 :電梯在加速下降和減速上升時的加速度方向都是豎直向下電梯在加速下降和減速上升時的加速度方向都是豎直向下, ,取向上為正取向上為正方向方向, ,加速度為負值加速度為負值, ,根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)牛頓第二定律有FN-G=m(-a),FN-G=m(-a),可得可得FN=G-ma=m(g-FN=G-ma=m(g-a).a).所以電梯在加速下降和減速上升時所以電梯在加速下降和減速上升時, ,人對地板的壓力人對地板的壓力FF與地板對人的支與地板對人的支持力大小相等持力大小相等, ,即即F=m(g-a).F=m(g-a).高中物理(2)(2)當電梯以加速度當電梯以加速度a a加速下降或減速上升時加速下降

12、或減速上升時, ,人對地板的壓力人對地板的壓力FF比人的重力比人的重力大還是小大還是小? ?學(xué)生學(xué)生: :由于由于m(g-a)mg,m(g-a)0,a.v0,表示物體上升表示物體上升;v0,;v0,b.h0,表示物體在拋出點上方表示物體在拋出點上方;h0,;h0,表示物體在拋出點下方表示物體在拋出點下方. .12高中物理【例【例3 3】 在世界游泳錦標賽女子在世界游泳錦標賽女子10 m10 m雙人跳臺決賽中陳假設(shè)琳、汪皓勇奪雙人跳臺決賽中陳假設(shè)琳、汪皓勇奪冠軍冠軍. .記者利用數(shù)碼相機連拍功能記錄跳水競賽中運發(fā)動在記者利用數(shù)碼相機連拍功能記錄跳水競賽中運發(fā)動在10 m10 m跳臺跳水跳臺跳水的

13、全過程的全過程. .所拍攝的第一張照片恰為她們起跳的瞬間所拍攝的第一張照片恰為她們起跳的瞬間, ,第四張如圖第四張如圖( (甲甲),),記記者以為這時她們處在最高點者以為這時她們處在最高點, ,第十九張如圖第十九張如圖( (乙乙),),她們正好身體豎直、雙手她們正好身體豎直、雙手剛剛觸及水面剛剛觸及水面. .查閱資料得知相機每秒連拍查閱資料得知相機每秒連拍1010張張. .設(shè)起跳時重心離臺面及觸水時重心離水設(shè)起跳時重心離臺面及觸水時重心離水面的間隔相等面的間隔相等( (不計空氣阻力不計空氣阻力).).由以上資料由以上資料: :(1)(1)估算運發(fā)動的起跳速度大小估算運發(fā)動的起跳速度大小; ;(

14、2)(2)分析第四張照片是在最高點嗎分析第四張照片是在最高點嗎? ?假設(shè)不是假設(shè)不是, ,此時重心是處于上升階段還此時重心是處于上升階段還是下降階段是下降階段? ?(3)(3)運發(fā)動雙手剛剛觸及水面時的速度約為多少運發(fā)動雙手剛剛觸及水面時的速度約為多少? ?高中物理審題指點審題指點關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞信息信息第一張照片為起跳瞬間第一張照片為起跳瞬間, ,第第十九張手觸及水面十九張手觸及水面運動員先向上運動運動員先向上運動, ,后向下運動后向下運動, ,可知可知運動過程的時間運動過程的時間不計空氣阻力不計空氣阻力運動員運動過程中加速度為重力加速運動員運動過程中加速度為重力加速度度起跳時重心離臺面及觸水起

15、跳時重心離臺面及觸水時重心離水面距離相等時重心離水面距離相等整個過程運動員位移大小等于始、末整個過程運動員位移大小等于始、末兩重心間距離兩重心間距離10 m10 m雙人跳臺雙人跳臺運動員位移為運動員位移為10 m10 m高中物理高中物理(3)(3)由速度公式由速度公式v=v0+atv=v0+at得得v=3.4 m/s-10v=3.4 m/s-101.8 m/s=-14.6 m/s.“-1.8 m/s=-14.6 m/s.“-號表示速度方向豎直向下號表示速度方向豎直向下. .答案答案:(1)3.4 m/s:(1)3.4 m/s(2)(2)不是不是, ,重心處于上升階段重心處于上升階段(3)14.

16、6 m/s(3)14.6 m/s誤區(qū)警示誤區(qū)警示用整體法解題應(yīng)留意的問題用整體法解題應(yīng)留意的問題 利用整體法做題時利用整體法做題時, ,勻變速直線運動的規(guī)律完全適用勻變速直線運動的規(guī)律完全適用, ,但要留意各矢量但要留意各矢量的正、負的正、負, ,并弄清其物理含義并弄清其物理含義. .高中物理( (教師備用教師備用) )例例3-1:3-1:射水魚以射水魚以v0=8 m/sv0=8 m/s的速度豎直向上射出一串水珠的速度豎直向上射出一串水珠,0.4 s,0.4 s后以相后以相同的初速度在同一點豎直向上射出另一串水珠同的初速度在同一點豎直向上射出另一串水珠, ,以每次向上射出的第一以每次向上射出的

17、第一個水珠為研討對象個水珠為研討對象, ,那么兩個小水珠相碰處離出發(fā)點的高度是多少那么兩個小水珠相碰處離出發(fā)點的高度是多少?(g?(g取取10 m/s2)10 m/s2)解析解析: :因兩小水珠都以一樣的初速度拋出因兩小水珠都以一樣的初速度拋出, ,故運動軌跡完全一樣故運動軌跡完全一樣, ,因因時間有先后時間有先后, ,所以小水珠相遇一定是在第一個小水珠下降和第二個所以小水珠相遇一定是在第一個小水珠下降和第二個小水珠上升過程小水珠上升過程. .可以把小水珠簡化為兩個小球可以把小水珠簡化為兩個小球, ,其運動過程表示圖其運動過程表示圖如下圖如下圖. .高中物理答案答案:3 m:3 m高中物理針對

18、訓(xùn)練針對訓(xùn)練3:3:在高為在高為h h處處, ,小球小球A A由靜止開場自在下落由靜止開場自在下落, ,與此同時與此同時, ,在在A A的正下方地面上以的正下方地面上以初速度初速度v0v0豎直向上拋出另一小球豎直向上拋出另一小球B,B,求求A,BA,B在空中相遇的時間與地點在空中相遇的時間與地點, ,并討論并討論A,BA,B相遇相遇的條件的條件( (不計空氣阻力作用不計空氣阻力作用, ,重力加速度為重力加速度為g).g).答案答案: :見解析見解析高中物理( (教師參考教師參考) )【教材探求】【教材探求】1.1.教材教材P87P87圖圖4.7-14.7-1中中, ,路燈的受力情況是怎樣的路燈

19、的受力情況是怎樣的? ?答案答案: :如下圖如下圖. .燈遭到重力燈遭到重力G G、上梁的拉力、上梁的拉力F1F1和下梁的支持力和下梁的支持力F2F2的共同的共同作用作用, ,這三個力的合力為零這三個力的合力為零, ,使燈堅持靜止使燈堅持靜止. .高中物理2.2.教材教材P88P88圖圖4.7-34.7-3中中, ,電梯啟動、制動時電梯啟動、制動時, ,體重計的讀數(shù)為什么發(fā)生變化體重計的讀數(shù)為什么發(fā)生變化? ?怎樣變化怎樣變化? ?答案答案: :由于電梯從靜止啟動由于電梯從靜止啟動, ,由運動到停頓的過程中由運動到停頓的過程中, ,都要產(chǎn)生加速度都要產(chǎn)生加速度, ,由牛頓第二定律知由牛頓第二定

20、律知, ,人的加速度是由人受的重力和體重計的支持力的人的加速度是由人受的重力和體重計的支持力的合力提供的合力提供的, ,闡明體重計的支持力大小不再等于重力闡明體重計的支持力大小不再等于重力. .當電梯向上啟動或向下制動時當電梯向上啟動或向下制動時, ,有向上的加速度有向上的加速度, ,此時體重計的讀數(shù)大此時體重計的讀數(shù)大于重力于重力, ,稱為超重景象稱為超重景象. .當電梯向下啟動或向上制動時當電梯向下啟動或向上制動時, ,有向下的加速度有向下的加速度, ,此時體重計的讀數(shù)小此時體重計的讀數(shù)小于重力于重力, ,稱為失重景象稱為失重景象. .高中物理達標測評達標測評 隨堂演練隨堂演練檢檢測效果測

21、效果1.1.拋球機將小球每隔拋球機將小球每隔0.2 s0.2 s從同一高度拋出從同一高度拋出, ,小球做初速度為小球做初速度為6 m/s6 m/s的豎的豎直上拋運動直上拋運動, ,設(shè)它們在空中不相碰設(shè)它們在空中不相碰. .在第在第7 7個小球拋出時個小球拋出時, ,拋出點以上的小拋出點以上的小球數(shù)為球數(shù)為( (取取g=10 m/s2)(g=10 m/s2)( ) )A.3A.3個個 B.4 B.4個個C.5C.5個個 D.6 D.6個個C C 高中物理2. (20192. (2019全國全國卷卷,16),16)如圖如圖, ,一物塊在程度拉力一物塊在程度拉力F F的作用下沿程度桌面的作用下沿程度

22、桌面做勻速直線運動做勻速直線運動. .假設(shè)堅持假設(shè)堅持F F的大小不變的大小不變, ,而方向與程度面成而方向與程度面成6060角角, ,物塊也物塊也恰好做勻速直線運動恰好做勻速直線運動. .物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為( ( ) )解析解析:F:F方向程度時方向程度時, ,物塊受力如圖物塊受力如圖(1)(1)所示所示, ,由平衡條件得由平衡條件得F=mgF=mgF F方向與程度方向成方向與程度方向成6060角時角時, ,受力如圖受力如圖(2)(2)所示所示, ,由平衡條件得由平衡條件得F=(mg-Fsin 60F=(mg-Fsin 60) )聯(lián)立得聯(lián)立得 = , = ,

23、選項選項C C正確正確. .33C C 高中物理3.3.蹦極是一種極限體育工程蹦極是一種極限體育工程, ,可以鍛煉人的膽量和意志可以鍛煉人的膽量和意志. .運發(fā)動從高處跳下運發(fā)動從高處跳下, ,彈性繩被拉展前做自在落體運動彈性繩被拉展前做自在落體運動, ,彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下彈性繩被拉展后在彈性繩的緩沖作用下, ,運發(fā)動下落一定高度后速度減為零運發(fā)動下落一定高度后速度減為零. .在這下降的全過程中在這下降的全過程中, ,以下說法中正確以下說法中正確的選項是的選項是( ( ) )A.A.彈性繩拉展前運發(fā)動處于失重形狀彈性繩拉展前運發(fā)動處于失重形狀, ,彈性繩拉展后運發(fā)動處于超重形狀彈性繩拉展后運發(fā)動處于超重形狀B.B.彈性繩拉展后運發(fā)動先處于失重形狀彈性繩拉展后運發(fā)動先處于失重形狀, ,后處于超重形狀后處于超重形狀C.C.彈性繩拉展后運發(fā)動先處于超重形狀彈性繩拉展后運發(fā)動先處于超重形狀, ,后處于失重形狀后處于失重形狀D.D.運發(fā)動不斷處于失重形狀運發(fā)動不斷處于失重形狀B B 高中物理解析解析: :彈性繩被拉展后彈性繩被拉展后, ,彈力逐漸變大彈力逐漸變大, ,彈力大小與重力相等之前彈力大小與重力相等之前, ,合外合外力向下力向下, ,加速度向下加速度向下, ,處于失重形狀處于失重形狀, ,彈力大小與重力相等之后彈力大小與重力相等之后, ,彈力大彈力大于重力于重