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4.7 用牛頓運動定律解決問題（二）

［目標(biāo) ］
一、知識目標(biāo)：
1． 理解共點力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)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(guān)力的平衡問題．
3．通過實驗認(rèn)識超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質(zhì)．
4．進一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運動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驗觀察能力．
2．培養(yǎng)學(xué)生處理三力平衡問題時一題多解的能力．
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，有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實踐的意識，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)系實際、實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神．
［重點］
1．共點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］
1．共點力平衡條件的應(yīng)用．
2．超重、失重現(xiàn)象的實質(zhì)．正確分析受力分析并恰當(dāng)?shù)剡\用正交分解法．
［課時安排］
1課時
［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)用牛頓運動定律解決問題。
進行新課
教師活動：指導(dǎo)學(xué)生完成實驗：
1、甲站在體重計上靜止，乙說出體重計的示數(shù)。
提出問題：
2、甲突然下蹲時，體重計的示數(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，體重計的示數(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：甲乙兩位同學(xué)到講臺上，甲站在體重計上，乙觀察體重計的示數(shù)并報給全班同學(xué)。
點評：由實驗引入課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。
教師活動：1、引導(dǎo)學(xué)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(xué)生活動：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
點評：給出平衡狀態(tài)的概念并讓學(xué)生理解。
教師活動：提問學(xué)生：那么共點力作用下物體的平衡條件是什么？
和學(xué)生一起對答案進行評析。
學(xué)生活動：學(xué)生根據(jù)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(jù)牛頓第二定律得：物體所受合力為零。
教師活動：教師讓學(xué)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(xué)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(dǎo)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(xué)生活動：學(xué)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(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)細繩中的受力特點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(xué)生活動：學(xué)生討論、交流解答。
點評：通過例題鍛煉學(xué)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(xué)生的解答進行投影并進行評判，總結(jié)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(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)系實際討論。
學(xué)生活動：學(xué)生匯報討論。
點評：培養(yǎng)學(xué)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(xí)1、2。
學(xué)生活動：完成練習(xí)。
點評：在應(yīng)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(xí)結(jié)果，進行評價和討論。
學(xué)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(zhì)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(guān)系？
學(xué)生活動：學(xué)生思考解答，教師提示學(xué)生合理的選取研究對象及解題步驟要規(guī)范。
點評：引導(dǎo)過渡，提出問題。進一步培養(yǎng)學(xué)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(xué)生的解答．并與學(xué)生一起進行評價和討論，并投影出正確答案．（注意根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象求出待求作用力的反作用力后，做答時一定根據(jù)牛頓第三定律再轉(zhuǎn)換回來。）
學(xué)生活動：匯報討論。
教師活動：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：學(xué)生參與歸納和總結(jié)。
教師活動：提出問題：
發(fā)生超重和失重現(xiàn)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(xué)生一起歸納總結(jié)得出超重，失重的實質(zhì)。
學(xué)生活動：學(xué)生作答。理解超重、失重的實質(zhì)。
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(cè)面打一小孔，當(dāng)瓶做不同的運動時，請同學(xué)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(xué)生回答，并和學(xué)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(xiàn)在你能解釋人站在臺秤上，突然下蹲和站起時出現(xiàn)的現(xiàn)象了嗎？
教師和學(xué)生共同評析。
學(xué)生活動：甲、乙兩位同學(xué)到講臺上做演示實驗。（以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其動手能力）。學(xué)生根據(jù)所學(xué)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(xí)。
學(xué)生活動：完成練習(xí)。
教師活動：檢查結(jié)果，進行評價和討論。
點評： 在應(yīng)用中加深對所學(xué)知識的理解并進行反饋矯正。培養(yǎng)學(xué)生的概括總結(jié)能力。
實例探究
☆超重、失重概念的應(yīng)用
1、某人站在臺秤的底板上，當(dāng)他向下蹲的過程中
A．由于臺秤的示數(shù)等于人的重力，此人向下蹲的過程中他的重力不變，所以臺秤的示數(shù)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(shù)將增大
C．臺秤的示數(shù)先增大后減小
D．臺秤的示數(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，整個裝置用輕繩懸掛于O點，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．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(jù)讀數(shù)與實際重力之間的關(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(shù)準(zhǔn)確，表明裝置勻速上升或下降
答案：C

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