用牛顿运动定律解决问题二.doc

4.7用牛顿运动定律解决问题（二） 内容 方法 学习目标 知识与技能 1、理解共点力作用下平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体平衡的条件。 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。 过程与方法 1、培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。 2、引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。 情感态度与价值观 培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神，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。 展示 教学重难点 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。 展示 知识链接 牛顿运动定律 课前 器材 多媒体，纸带，钩码，体重计，杯子，小球，细线。 教学过程 新课引入 展示“叠石头的最高境界”，引导学生思考，其中蕴含了物理中的什么原理。提示学生：要让石头叠起来，最重要的就是让石头保持平衡，从平衡去思考。 新课教学 一、共点力的平衡条件 通过思考引入中的情景，提出问题：什么是平衡状态？ 平衡状态：一个物体保持静止状态或匀速直线运动状态，那么这个物体处于平衡状态。 静止状态 匀速直线运动状态 速度 v＝0 v≠0 加速度 a=0 a=0 思考：当物体的瞬时速度为零时，那么物体是否一定处于平衡状态？ 结论：平衡状态的特点：加速度为0。 提问：受共点力的物体满足什么条件,加速度才为0呢？ 由牛顿第二定律：F=ma得： 当物体所受合力为0时，物体的加速度为0。 得出结论：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。 例题1 路灯常用三角形结构悬挂，如图为这一结构的简化模型，图中硬干OB可以绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可以忽略，如果悬挂物的重量是G，角AOB等于θ，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？ 分析 1、轻质细绳中的受力特点：两端受力大小相等，内部张力处处相等。 2、轻质直杆仅两端受力时（杆处于平衡状态）的特点：这两个力必然沿杆的方向且大小相等。 解：如图所示，由合力为0得： F2－F1cosθ＝0 （1） F1sinθ－F3＝0 （2） 由（1）（2）两式得： 二、超重和失重 自从神州飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我们就来研究这个问题。 小实验1：将钩码挂在纸带上，只用一只手，能不能把纸带拉断？ 提示快速提起试一试。 思考1：钩码既然可以挂在纸带上，纸带就能承受钩码的重量，为什么纸带会断呢？ 小实验2：站在体重计上，双脚不能离开体重计，身体不能倚靠其他物体，怎么改变体重计的示数？ 提示学生快速蹲下、起立试一试。 思考2：体重计示数变化了，是我的体重变了吗？还是体重计坏了？ 例题2 人的质量为m，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力F是多大？ 分析： 人受到2个力，重力G和地板支持力F，F与F是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，只要求出F就可以知道F 。 解： 沿向上的方向建立坐标轴Oy，根据牛顿第二定律写出方程： F－G＝ma 由此可得： F＝G＋ma ＝m(g＋a) 由牛顿第三定律得人对地板的压力： F＝m(g＋a) 由于m(g＋a) ＞ mg，所以电梯加速上升时，人对地板的压力大于人体重力。 像这样： 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，称为超重现象。 反之： 物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，称为失重现象。 想一想：除了加速上升，还有那些情景会出现超重失重现象呢？ 回想刚才的例子： 电梯加速上升时，人对地板的压力： F＝m(g＋a) 电梯加速上升，加速度向上，与坐标轴正方向相同，a为正值，所以： m(g＋a) ＞ mg（超重现象） 结论：加速度向上：超重现象。 电梯减速下降，加速度向上，超重现象。 相反： 当电梯加速下降（或者减速上升）时，加速度向下，与坐标轴正方向相反，a为负值，所以： m(g＋a) ＜ mg（失重现象） 结论：加速度向下：失重现象 超重失重现象： 运动情况 压力与重力关系 (大于、等于、小于) 超重/失重 a向上 加速上升 大于 超重 加速下降 大于 a向下 加速下降 小于 失重 减速上升 小于 想一想：有没有一种可能，物体对支持物没有压力的作用？ 小实验3： 一个杯子中细线拴住一个小球，小球会落到被子底部，不加入任何物体、不碰小球，怎么样让这个小球不掉到杯子底部呢？