湖北省湖北大学附属中学2020届高中物理第七节用牛顿运动定律解决问题 5页

第七节用牛顿运动定律解决问题 ‎ 三维目标 知识与技能 1. 理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。‎ 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定律解决问题的方法和步骤。‎ 过程和方法 1. 培养学生的分析推理能力和实验观察能力。‎ 2. 培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力。‎ 3. 引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件和实质。‎ 情感态度与价值观 1. 渗透“学以致用的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探索与日常生活有关的物理问题。‎ 2. 培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神。‎ 教学重点 1. 共点力作用下物体的平衡条件及应用。‎ 2. 发生超重和失重现象的条件及本质。‎ 教学难点 1. 共点力平衡条件的应用。‎ 2. 超重、失重现象的实质，正确分析受力并恰当地运用正交分解法。‎ 教具准备 饮料瓶 课时安排 ‎1课时 教学过程 共点力平衡条件 ‎[提问]（1）什么是共点力？‎ ‎（2）什么是平衡状态？‎ ‎（3）物体处于平衡状态的条件是什么？‎ ‎[讲解]前面我们学习了共点力的概念，如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力的共同作用在同一点上，它们的延长线交于一点，这样的一组力叫共点力。我们还知道共点力的合成遵循平行四边形定则。‎ 如果一个物体在力的作用下，保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。‎ 根据牛顿第二定律我们知道，在共点力作用下的物体的平衡条件是合力为0。‎ 这里有两点提醒大家注意：‎ ‎①我们在这里讨论的共点力，仅限于同一平面上的共点力。‎ ‎②平衡状态的定义中，所谓保持静止状态，指的是v＝0，且a＝0，若是v＝0而a≠0‎ ‎,如弹簧振子振动的过程中，到达压缩量或拉伸量最大的位置，速度为零而加速度达到最大值，这时弹簧振子并非处于平衡状态。所以平衡状态指的是加速度为零的状态，而不是速度为零的状态。‎ ‎③有时物体并不处于平衡状态，但是它在某个方向上的加速度为零，那么，它在这个方向上就保持匀速直线运动状态或静止状态，可见牛顿第二定律具有独立性。‎ 例题一的讲解 ‎[课堂练习]《中华一题》P70 （2）（3）（6）‎ 超重和失重 例题二的讲解 ‎[讲解]物体对支持物体的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。 物体对支持物体的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的现象，称为失重现象。‎ ‎[提问]大家思考一下，我们在日常生活中有没有感受到超重和失重的现象呢？‎ ‎[讲解]人站在体重计上，下蹲、站立，能看到体重计的示数在变化，（下蹲时变小而站立时变大）；我们站在升降机里，上升或下降时有不同的感觉（上升时觉得人沉甸甸的，而下降时觉得人轻飘飘的）。‎ ‎[演示实验]在饮料瓶的下方戳一个小孔，瓶中灌水，手持饮料瓶，小孔中有水喷出。放手让瓶自由下落。‎ 问：请大家观察喷水的变化。解释这个现象。‎ 分析：由于处于自由落体运动状态，是完全失重状态，没有水流出。‎ ‎[提问]刚才我们讲了超重和失重的概念。看起来物体的重力好像在改变，实际上是不是这样呢？从运动学的观点来看，超重和失重现象的本质是什么呢？‎ ‎[分析]物体的重力其实并没有变化，而是物体受到的拉力（或支持力）发生了变化，而引起的示重的变化。物体处于超重状态时，物体不一定是竖直向上做加速运动，也可以是竖直向下做减速运动。即只要物体的加速度方向是竖直向上的，物体都处于超重状态。物体的运动方向可能向上，也可能向下，同理，物体处于失重状态时，物体的加速度竖直向下，物体既可以做竖直向下的加速运动，也可以是竖直向上做减速运动。‎ ‎（是否讲解视学生接受情况而定）另一方面物体不在竖直方向运动，只要其加速度在竖直方向上有分量，即a≠0，则当ay方向竖直向上时物体处于超重状态；当ay 方向竖直向下时，物体处于失重状态。‎ 当物体正好以向下的大小为g的加速度运动时，物体对支持面、悬挂物完全没有作用力，即示重为零，称为完全失重。‎ ‎[课堂练习]（2020年高考题）下列说法正确的是（ B ）‎ A.体操运动员双手握住单杆吊在空中不动时处于失重状态。‎ B.蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态。‎ C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态。‎ D.游泳运动员仰卧在水面上静止不动时处于失重状态。‎ ‎《中华一题》P70（7）（8）（9）‎ 小结：（略）‎ 板书设计 一、共点力的平衡条件：‎ 共点力、平衡状态、平衡条件 二、超重和失重 ‎1、定义 ‎2、实质：‎ 超重……加速度方向竖直向下 失重……加速度方向竖直向上 布置作业 教材P94（4）‎ 反思与改进