4.7 用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）
［目標(biāo) ］
一、知識(shí)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)力的平衡問題．
3．通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)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)．
4．進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的方法和步驟
二、能力目標(biāo)：
1．培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力和實(shí)驗(yàn)觀察能力．
2．培養(yǎng)學(xué)生處理三力平衡問題時(shí)一題多解的能力．
3．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、德育目標(biāo)
1．滲透“學(xué)以致用”的思想，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問題．
2．培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神．
［重點(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)難點(diǎn)］
1．共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用．
2．超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)．正確分析受力分析并恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用正交分解法．
［課時(shí)安排］
1課時(shí)
［教學(xué)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(yùn)動(dòng)定律解決問題。
進(jìn)行新課
教師活動(dòng)：指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)：
1、甲站在體重計(jì)上靜止，乙說出體重計(jì)的示數(shù)。
提出問題：
2、甲突然下蹲時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化？怎樣變化？（乙說出示數(shù)的變化情況：變�。�
3、甲突然站起時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化？怎樣變化？（乙說出示數(shù)的變化情況：變大）
學(xué)生活動(dòng)：甲乙兩位同學(xué)到講臺(tái)上，甲站在體重計(jì)上，乙觀察體重計(jì)的示數(shù)并報(bào)給全班同學(xué)。
點(diǎn)評(píng)：由實(shí)驗(yàn)引入課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。
教師活動(dòng)：1、引導(dǎo)學(xué)生分析，物體保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其共同點(diǎn)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(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考、交流、作答。
可能出現(xiàn)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(xué)生理解
點(diǎn)評(píng)：給出平衡狀態(tài)的概念并讓學(xué)生理解。
教師活動(dòng)：提問學(xué)生：那么共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是什么？
和學(xué)生一起對(duì)答案進(jìn)行評(píng)析。
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生根據(jù)上面的實(shí)例和平衡狀態(tài)的概念積極思考并回答：
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。
教師活動(dòng)：教師讓學(xué)生列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例。同時(shí)可列舉例子：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？
教師和學(xué)生一起對(duì)答案進(jìn)行評(píng)析，加深對(duì)平衡狀態(tài)的理解。
教師引導(dǎo)過渡：平衡狀態(tài)隨處可見，因此研究它很有實(shí)際意義。引出下面的例題。
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生觀察思考列舉實(shí)例，如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車等等。
點(diǎn)評(píng)：列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例，加深對(duì)平衡狀態(tài)的理解。
教師活動(dòng)：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。
教師幫助學(xué)生分析三角形理想化模型中：
1、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。
2、給出輕質(zhì)直桿僅兩端受力時(shí)的特點(diǎn)是這兩個(gè)力必然沿桿的方向且大小相等。
3、節(jié)點(diǎn)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(jìn)行。
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生討論、交流解答。
點(diǎn)評(píng)：通過例題鍛煉學(xué)生的受力分析能力和運(yùn)用平衡條件解決實(shí)際問題的能力。
教師活動(dòng)：將學(xué)生的解答進(jìn)行投影并進(jìn)行評(píng)判，總結(jié)出解決三力平衡問題時(shí)常用的方法；
1、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。
2、分解法（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。
3、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，應(yīng)構(gòu)成一閉合三角形。
投影出示正確答案。就結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際討論。
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生匯報(bào)討論。
點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生一題多解和聯(lián)系實(shí)際、具體問題具體分析的能力。
教師活動(dòng)：投影：課后問題練習(xí)1、2。
學(xué)生活動(dòng)：完成練習(xí)。
點(diǎn)評(píng)：在應(yīng)用中加深對(duì)平衡條件的理解，熟練掌握處理三力平衡的方法。
教師活動(dòng)：檢查練習(xí)結(jié)果，進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論。
學(xué)生活動(dòng)：匯報(bào)討論
教師活動(dòng)：多媒體投影例題：人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。如果
①人隨電梯以加速度a加速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？
②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？
③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？
④人隨電梯以加速度 a減速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？
⑤人隨電梯向下的加速度 a＝g，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？
⑥人對(duì)地板的壓力與人的運(yùn)動(dòng)方向有無關(guān)系？
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生思考解答，教師提示學(xué)生合理的選取研究對(duì)象及解題步驟要規(guī)范。
點(diǎn)評(píng)：引導(dǎo)過渡，提出問題。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問題的能力。
教師活動(dòng)：教師通過多媒體投影學(xué)生的解答．并與學(xué)生一起進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論，并投影出正確答案．（注意根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象求出待求作用力的反作用力后，做答時(shí)一定根據(jù)牛頓第三定律再轉(zhuǎn)換回來。）
學(xué)生活動(dòng)：匯報(bào)討論。
教師活動(dòng)：給出超重和失重概念，引導(dǎo)學(xué)生分析出發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件。
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生參與歸納和總結(jié)。
教師活動(dòng)：提出問題：
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？
教師評(píng)析，并與學(xué)生一起歸納總結(jié)得出超重，失重的實(shí)質(zhì)。
學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生作答。理解超重、失重的實(shí)質(zhì)。
教師活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
1、取一裝滿水的塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一小孔，當(dāng)瓶做不同的運(yùn)動(dòng)時(shí)，請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)觀察并作解釋。
2、演示并分析：
①靜止時(shí)我們看到小孔處水向外噴出，為什么？
②瓶做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，水不再向外噴出，這又是為什么？
教師請(qǐng)學(xué)生回答，并和學(xué)生一起評(píng)析。
③思考：如瓶豎直向上拋出，水會(huì)噴出嗎？為什么？
④現(xiàn)在你能解釋人站在臺(tái)秤上，突然下蹲和站起時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象了嗎？
教師和學(xué)生共同評(píng)析。
學(xué)生活動(dòng)：甲、乙兩位同學(xué)到講臺(tái)上做演示實(shí)驗(yàn)。（以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其動(dòng)手能力）。學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)思考交流并做匯報(bào)。
點(diǎn)評(píng)：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，加深對(duì)失重的理解。
教師活動(dòng)：出示課堂練習(xí)。
學(xué)生活動(dòng)：完成練習(xí)。
教師活動(dòng)：檢查結(jié)果，進(jìn)行評(píng)價(jià)和討論。
點(diǎn)評(píng)： 在應(yīng)用中加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解并進(jìn)行反饋矯正。培養(yǎng)學(xué)生的概括總結(jié)能力。
實(shí)例探究
☆超重、失重概念的應(yīng)用
1、某人站在臺(tái)秤的底板上，當(dāng)他向下蹲的過程中
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：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(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程中，輕繩上拉力F的大小為
A．F=mg B．Mg
答案：D
3、在一個(gè)封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重量，根據(jù)讀數(shù)與實(shí)際重力之間的關(guān)系，以下說法中正確的是
A．讀數(shù)偏大，表明裝置加速上升
B．讀數(shù)偏小，表明裝置減速下降
C．讀數(shù)為零，表明裝置運(yùn)動(dòng)加速度等于重力加速度，但無法判斷是向上還是向下運(yùn)動(dòng)
D．讀數(shù)準(zhǔn)確，表明裝置勻速上升或下降
答案：C
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