4.7 用牛頓運動定律解決問題（二）

［目標 ］
一、知識目標：
1． 理解共點力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導出共點力作用下物體的平衡條件．
2．會用共點力平衡條件解決有關力的平衡問題．
3．通過實驗認識超重和失重現象，理解產生超重、失重現象的條件和實質．
4．進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟
二、能力目標：
1．培養(yǎng)學生的分析推理能力和實驗觀察能力．
2．培養(yǎng)學生處理三力平衡問題時一題多解的能力．
3．引導幫助學生歸納總結發(fā)生超重、失重現象的條件及實質
三、德育目標
1．滲透“學以致用”的思想，有將物理知識應用于生產和生活實踐的意識，勇于探究與日常生活有關的物理問題．
2．培養(yǎng)學生聯(lián)系實際、實事求是的科學態(tài)度和科學精神．
［重點］
1．共點力作用下物體的平衡條件及應用．
2．發(fā)生超重、失重現象的條件及本質．
［教學難點］
1．共點力平衡條件的應用．
2．超重、失重現象的實質．正確分析受力分析并恰當地運用正交分解法．
［課時安排］
1課時
［教學過程］
引入新課
開門見山，闡明課題：這節(jié)課我們繼續(xù)用牛頓運動定律解決問題。
進行新課
教師活動：指導學生完成實驗：
1、甲站在體重計上靜止，乙說出體重計的示數。
提出問題：
2、甲突然下蹲時，體重計的示數是否變化？怎樣變化？（乙說出示數的變化情況：變�。�
3、甲突然站起時，體重計的示數是否變化？怎樣變化？（乙說出示數的變化情況：變大）
學生活動：甲乙兩位同學到講臺上，甲站在體重計上，乙觀察體重計的示數并報給全班同學。
點評：由實驗引入課題，激發(fā)學生的學習熱情和求知欲。
教師活動：1、引導學生分析，物體保持靜止或做勻速直線運動，其共同點是什么？（速度保持不變，就是狀態(tài)不變）
2、給出平衡狀態(tài)的概念。
學生活動：學生思考、交流、作答。
可能出現的答案：1、僅受重力和支持力，都是屬于二力平衡。
2、速度保持不變態(tài)的概念并讓學生理解
點評：給出平衡狀態(tài)的概念并讓學生理解。
教師活動：提問學生：那么共點力作用下物體的平衡條件是什么？
和學生一起對答案進行評析。
學生活動：學生根據上面的實例和平衡狀態(tài)的概念積極思考并回答：
因為物體處于平衡狀態(tài)時速度保持不變，所以加速度為零，根據牛頓第二定律得：物體所受合力為零。
教師活動：教師讓學生列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實例。同時可列舉例子：豎直上拋運動的物體到達最高點的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？
教師和學生一起對答案進行評析，加深對平衡狀態(tài)的理解。
教師引導過渡：平衡狀態(tài)隨處可見，因此研究它很有實際意義。引出下面的例題。
學生活動：學生觀察思考列舉實例，如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運動的汽車等等。
點評：列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實例，加深對平衡狀態(tài)的理解。
教師活動：多媒體投影課本中的例題，三角形的懸掛結構及其理想化模型。
教師幫助學生分析三角形理想化模型中：
1、輕質細繩中的受力特點是兩端受力大小相等，內部張力處處相等。
2、給出輕質直桿僅兩端受力時的特點是這兩個力必然沿桿的方向且大小相等。
3、節(jié)點O也是一理想化模型，不論其狀態(tài)如何所受合外力一定為零。
上面的分析借助牛頓第二定律進行。
學生活動：學生討論、交流解答。
點評：通過例題鍛煉學生的受力分析能力和運用平衡條件解決實際問題的能力。
教師活動：將學生的解答進行投影并進行評判，總結出解決三力平衡問題時常用的方法；
1、合成法：任意兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反。
2、分解法（正交分解法）：將其中任意一個力沿其余兩個力的作用線進行分解，其分力必然與其余兩個力大小相等。
3、三角形法：將其中任意兩個力進行平移，使三個力首尾依次連接起來，應構成一閉合三角形。
投影出示正確答案。就結果引導學生聯(lián)系實際討論。
學生活動：學生匯報討論。
點評：培養(yǎng)學生一題多解和聯(lián)系實際、具體問題具體分析的能力。
教師活動：投影：課后問題練習1、2。
學生活動：完成練習。
點評：在應用中加深對平衡條件的理解，熟練掌握處理三力平衡的方法。
教師活動：檢查練習結果，進行評價和討論。
學生活動：匯報討論
教師活動：多媒體投影例題：人站在電梯中，人的質量為m。如果
①人隨電梯以加速度a加速上升，人對地板的壓力為多大？
②人以加速度a減速下降，這時人對地板的壓力又是多大？
③人以加速度a加速向下運動，這時人對地板的壓力多大？
④人隨電梯以加速度 a減速上升，人對地板的壓力為多大？
⑤人隨電梯向下的加速度 a＝g，這時人對地板的壓力又是多大？
⑥人對地板的壓力與人的運動方向有無關系？
學生活動：學生思考解答，教師提示學生合理的選取研究對象及解題步驟要規(guī)范。
點評：引導過渡，提出問題。進一步培養(yǎng)學生運用牛頓運動定律解決實際問題的能力。
教師活動：教師通過多媒體投影學生的解答．并與學生一起進行評價和討論，并投影出正確答案．（注意根據牛頓第三定律轉換研究對象求出待求作用力的反作用力后，做答時一定根據牛頓第三定律再轉換回來。）
學生活動：匯報討論。
教師活動：給出超重和失重概念，引導學生分析出發(fā)生超重、失重現象的條件。
學生活動：學生參與歸納和總結。
教師活動：提出問題：
發(fā)生超重和失重現象時，物體實際受的重力是否發(fā)生了變化？
教師評析，并與學生一起歸納總結得出超重，失重的實質。
學生活動：學生作答。理解超重、失重的實質。
教師活動：實驗驗證
1、取一裝滿水的塑料瓶，在靠近底部的側面打一小孔，當瓶做不同的運動時，請同學們仔細觀察并作解釋。
2、演示并分析：
①靜止時我們看到小孔處水向外噴出，為什么？
②瓶做自由落體運動時，水不再向外噴出，這又是為什么？
教師請學生回答，并和學生一起評析。
③思考：如瓶豎直向上拋出，水會噴出嗎？為什么？
④現在你能解釋人站在臺秤上，突然下蹲和站起時出現的現象了嗎？
教師和學生共同評析。
學生活動：甲、乙兩位同學到講臺上做演示實驗。（以激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)其動手能力）。學生根據所學知識思考交流并做匯報。
點評：實驗驗證，加深對失重的理解。
教師活動：出示課堂練習。
學生活動：完成練習。
教師活動：檢查結果，進行評價和討論。
點評： 在應用中加深對所學知識的理解并進行反饋矯正。培養(yǎng)學生的概括總結能力。
實例探究
☆超重、失重概念的應用
1、某人站在臺秤的底板上，當他向下蹲的過程中
A．由于臺秤的示數等于人的重力，此人向下蹲的過程中他的重力不變，所以臺秤的示數也不變
B．此人向下蹲的過程中，臺秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以臺秤的示數將增大
C．臺秤的示數先增大后減小
D．臺秤的示數先減小后增大
答案：D
2、如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質量為M，B為鐵片，質量為m，整個裝置用輕繩懸掛于O點，當電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為
A．F=mg B．MgC．F=(M+m)g D．F>(M+m)g
答案：D
3、在一個封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重量，根據讀數與實際重力之間的關系，以下說法中正確的是
A．讀數偏大，表明裝置加速上升
B．讀數偏小，表明裝置減速下降
C．讀數為零，表明裝置運動加速度等于重力加速度，但無法判斷是向上還是向下運動
D．讀數準確，表明裝置勻速上升或下降
答案：C

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