用牛顿运动定律解决问题二教学设计.docx

4.7用牛顿运动定律解决问题(二)教学设计教材分析初中物理的学习让我们了解物体在两个力的作用下的平衡条件：两力大小相等、方向相反、合力为零，但实际问题中我们遇到更多的是物体受到多个共点力的作用.此种情况下平衡条件又该如何表述？教材通过应用牛顿运动定律推导给出了明确的答案.所谓平衡状态是物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，物体的加速度为零，根据牛顿第二定律尸=3，可以推出：物体所受到的合外力也为零.这就是多个共点力作用下物体的平衡条件,平衡问题是牛顿定律所解决的匀变速运动中加速度为零的一类特殊情形.其解决步骤也与解决匀变速运动相似.当物体在竖直方向上做匀变速运动时，必然会涉及物体的重力与对支持物或悬挂物的作用力的关系问题，教材从实际例题的分析解决入手，引出超重和失重的概念，易于学生的理解和接受，也更能激发起他们探索的兴趣.我们已经通过实验研究了自由落体运动，并总结出自由落体运动所遵循的规律.现在从动力学的理论层面对自由落体运动再作阐释，前后知识相呼应.理论解释与实验规律融会贯通，既对自由落体的运动规律有了更深层次的了解，也强化了对力和运动辩证关系的理解和掌握，更能激发起学生学习物理规律和自觉运用物理规律的浓厚兴趣.教学重点1 .共点力作用下物体的平衡.2 .超重和失重.教学难点超重和失重.课时安排1课时三维目标1 .知识与技能(I)掌握共点力的平衡条件，会用来解决有关平衡问题.(2)知道超重和失重的概念，知道超重和失重产生的条件.（3）能从动力学的角度理解自由落体运动.2 .过程与方法（1）通过运用牛顿定律解决平衡问题和超重、失重问题，培养学生运用数学知识解决物理问题的思维意识.（2）通过体验电梯内的超、失重现象和观察分析体重计上的下蹲过程中的现象,体会物理学的研究方法.3 .情感、态度与价值观通过搜集航天器中的超、失重现象，了解我国航天科技的成就，培养学生的民族自豪感和提高对科学知识的兴趣.教学过程导入新课实验导入1如左下图所示，找两个完全相同的砂漏，分别放在托盘天平的两个托盘上.调节天平，使两托盘保持平衡，当把左边的一只砂漏倒置后立即放到天平上，在细砂流下的过程你能观察到什么现象.思考一下，看能否找出其中的原因.实验导入2将一个矿泉水瓶的底部及瓶的两侧各开几个细孔，用塞子堵住小孔，向瓶内注入清水,打开塞子，正常情况下，水就会从小孔内喷射出来，这是水的重力产生的压强对瓶壁作用的结果.如右上图，现在让瓶子从空中自由下落，则观察到水不再向外喷射，这究竟是什么原因呢？复习导入师生共同回忆：1 .力的正交分解法、力的合成的平行四边形定则.V=gt2 .自由落体运动的规律VX=TgF=tIgxV=Va+at112X=vfst-vat匀变速直线运动的规律29CVvis=2ax1V=（%+匕）瞬时性3 .牛顿第二定律：F=ma,特点矢量性同向性推进新课一、共点力的平衡条件桌上的书、屋顶的灯，虽然都受到力的作用，但都保持静止.火车车厢受到重力、支持力、牵引力、阻力的作用，但仍可能做匀速直线运动.如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线状态，我们就说这个物体处于平衡状态.问题1处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？讨论：(1)处于平衡状态的物体，其状态不发生变化，加速度为0.(2)根据牛顿第二定律Q侬，当物体处于平衡状态时，加速度为0,因而物体所受的合外力F=O.结论：共点力作用下物体的平衡条件是合力为0.问题2：若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的平衡？讨论：三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反.推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反.课堂训练若利用推论“三个力平衡，则其中一个力与其余两个力的合力大小相等、方向相反”解题，则该题如何解决？解析：由平衡条件内、E的合力与E等大反向，即后K=G由力的矢量三角形的边角关系总结：物体受到三个共点力而处于平衡状态，利用推论：任两个力的合力与第三个力等大反向，结合力的合成所遵循的平行四边形定则可使解题更加简洁明了.受三个以上共点力平衡时多用正交分解法和力的独立作用原理解题.二、超重和失重如图，人的质量为创当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力尸是多大？做一做人站在体重计上，分别下蹲或起立时，观察体重计示数的变化情况，并解释这种现象.课堂练习弹簧上挂着一个质量R=Ikg的物体，在下列各种情况下，弹簧测力计的示数各为多少？(取g=10ms2)(1)以p=5m/s速度匀速下降.(2)以a=5m/一的加速度竖直加速上升.(3)以a=5m/s?的加速度竖直加速下降.(4)以重力加速度g竖直减速上升.解析：对物体进行受力分析，如图所示.IF(1)匀速下降时，由平衡条件得尸加g=10%(2)以向上为正方向，由牛顿第二定律尸一建=侬尸勿(g+a)-15N.(3)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律格一片RaF=n(ga)=5N.(4)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律侬一月侬月0N处于完全失重状态.三、从动力学看自由落体运动我们通过实验研究了自由落体运动，知道它是加速度大小和方向都不变的匀变速直线运动,那时，我们只分析了这个现象，没有考虑它的加速度为什么不变，要回答这个问题就要分析它的受力情况了.物体做自由落体运动有两个条件：第一，物体是从静止开始下落的，即运动的初速度是零.第二，运动过程中，它只受重力的作用.根据牛顿第二定律，物体运动的加速度与它受的力成正比，加速度的方向与力的方向相同.自由落体在下落过程中重力的大小、方向都不变，所以加速度的大小、方向也是恒定的.活动与探究课题：体验超重和失重.超重和失重是很常见的一种物理现象，只要你仔细观察，它就在你的身边.步骤学生活动教师指导目的1选择体验的地点，比如说电梯内、台秤上等等，有条件的可以安排一次蹦极运动（一定要注意安全）联系相关部门提供有关实验的场所供学生使用1 .让学生了解物理就在他的身边2 .培养学生的合作意识和分析判断能力3 .让学生投身于找出身边的物理的热潮中去2亲身体验超重和失重的感觉，加深对概念的理解，最好能够测量出视重并且和重力相比较帮助学生完成实验并注意保护学生安全3写出心得体会，同学之间相互交流活动的感受指导学生写出心得体会