云南省德宏州潞西市芒市中学高中物理 4.7 用牛顿运动定律解决问题教学设计2 新人教版必修1(1).doc

4.7用牛顿运动定律解决问题（二）一、内容及其解析1、内容：a、当物体处于平衡状态时，物体所受合外力为零。 b、通过例题掌握力与运动的关系。2、解析：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。二、目标及其解析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、理解产生超重、失重现象的条件和实质。三、教学问题诊断分析学生对牛顿运动定律掌握不到位，以至于不会运动定律解题四、教学支持条件分析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。五、教学过程设计（一）教学基本流程介绍共点力的平衡条件学生看例题讲解例题知识归纳学生做练习小结（二）教学情景问题1：什么叫做平衡状态？物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？设计意图; 让学生知道什么是平衡状态，物体处于平衡状态是的受力情况如何问题2：当一个物体受几个共点力作用时，如何求解合力？设计意图：根据平行四边形定则将力进行分解合成。问题3：什么是共点力？设计意图：如果几个力有共同的作用点或它们的延长线交于一点，那这几个力叫做共点力。例题1、城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三解形的结构悬挂。图为这类结构的一种简化模型。图中硬杆ob可绕通过b点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。如果悬挂物的重量为g，角aob等于，钢索oa对o点的拉力和杆ob对o点的支持力各是多大？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。3、节点o也是一理想化模型。设计意图：知道当物体处于平衡状态时所受合力为零ng1、超重与失重例题2、人站在电梯中，人的质量为m。人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？【解析】:求解人对地板的压力，该题中如果选电梯为研究对象，受力情况会比较复杂，甚至无法解题。所以我们只能选人为研究对象，那选人为研究对象能求解出人对电梯的压力吗？能！根据牛顿第三定律：作用力与反作用力是等在反向的。只要求出电梯对人的支持力，再根据牛顿第三定律就可求出人对电梯的压力。因为人是静止的所以合外力为0有：ng人随电梯以加速度a匀加速上升，人对地板的压力为多大？【解析】:以加速度a匀加速上升，因为加速，所以加速度方向与速度同向，物体是上升的，所以加速度方向也是向上的。有ng看到了什么？人对地面的压力竟然会大于本身的重力？人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大？【解析】：以加速度a匀减速下降，因为减速，所以加速度方向与速度反向，物体是下降的，所以加速度方向是向上的。有人对地面的压力还是大于本身的重力！人随电梯以加速度a(ag)匀加速下降，人对地板的压力多大？人随电梯以加速度a(ag)匀加速下降吗？不可能，最大只能是g2、如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？为什么？不会，仍然完全失重3、发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化？没有变有！设计意图：当物体处于失重状态时，有些什么特点2、动力学中的临界问题1在应用牛顿定律解决动力学问题中，当物体运动加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“至少”、“刚好”等词语时，往往有临界现象，此时要采用极限分析法，看物体在不同加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件。2几类问题的临界条件 (1)相互接触的两物体脱离的临界条件是相互作用的弹力为零，即n=0。 (2)绳子松弛的临界条件是绳中张力为零，即t=0。(3)存在静摩擦的连接系统，相对静止与相对滑动的临界条件静摩擦力达最大值，即f静=fm。例题4：如图所示，质量为m的木板上放一质量为m的木块，木块与木板间的动摩擦因数为1；，木板和地面间的动摩擦因数为2，问加在木板上的力f多大时，才能将木板从木块和地面间抽出来? 例题5：如图所示，质量为m的物体放在质量为m的倾角为的斜面上，如果物体与斜面间、斜面体与地面间摩擦均不计，问(1)作用于斜面体上的水平力多大时，物体与斜面体刚好不发生相对运动?(2)此时m对m的压力多大?(3)此时地面对斜面体的支持力多大? 针对训练5：如图所示，两光滑的梯形木块a和b，紧靠放在光滑水平面上，已知=60，ma=2kg，mb=lkg，现水平推力f，使两木块使向右加速运动，要使两木块在运动过程中无相对滑动，则f的最大值多大? 六、归纳总结（1）什么是超重（失重）现象？（2）什么情况下会出现超重（失重）现象？（3）为什么会出现超重（失重）现象？【牢记】：1、超重和失重是一种物理现象。2、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。3、规律： 物体具有竖直向上的加速度 超重状态 物体具有竖直向下的加速度 失重状态 超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关七、目标检测1、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是（ ）a读数偏大，表明装置加速上升b读数偏小，表明装置减速下降c读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动d读数准确，表明装置匀速上升或下降2、如图所示，在水平桌面上推一物体压缩一个原长为l0的轻弹簧。桌面与物体之间有摩擦，放手后物体被弹开，则( )a物体与弹簧分离时加速度为零，以后作匀减速运动b弹簧恢复到lo时物体速度最大甲乙c弹簧恢复到lo以前一直作加速度越来越小的变加速运动 d.弹簧恢复到lo以前的某一时刻物体已达到最大速度3、如图所示，物体甲、乙质量均为m。弹簧和悬线的质量可以忽略不计。当悬线被烧断的瞬间，甲、乙的加速度数值应是下列哪一种情况： a甲是0，乙是g b甲是g，乙是gc甲是0，乙是0 d甲是g2，乙是g设计意图：检查当堂课的学习效果配餐作业从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择ab或bca组题1、一轻弹簧上端固定，下端挂一重物，平衡时弹簧伸长了4cm，再将重物向下拉lcm，然后放手，则在刚释放的瞬间重物的加速度是(g=l0ms2) ( )a25 ms2 b75 ms2 c10 ms2 d125 ms2 2、如图所示，自由下落的小球开始接触竖直放置的弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和所受合力的变化情况是( )a合力变小，速度变小 b合力变小，速度变大 c合力先变小后变大，速度先变大后变小 d合力先变小后变大，速度先变小后变大设计意图：基础知识练习b组题1如图所示，质量为m的物体a和b，用绳连接后挂在两个高度相同的光滑的滑轮上，处于平衡状态。在两滑轮中点再挂一个质量为m的钩码c，设竖直绳足够长，放手后，则( ) ac仍保持静止在原来的位置 bc一直加速下落，直到a碰到滑轮为止 cc下落的加速度方向不变 dc下落的过程是先加速再减速 2两个质量相同的物体，用细绳连接后，放在水平桌面上，细绳能承受的最大拉力为t。若对其中一个物体施一水平力，可使两物体在作加速运动中，绳被拉断。如果桌面是光滑的，恰好拉断细绳时水平力为f1，若桌面粗糙，恰好拉断细绳时的水平力为f2，下面正确的是( ) aflf2 bf1=f2 cflf2 df1= f23如图所示，一条质量不计的绳子跨过同一水平面的两个光滑的定滑轮，甲、乙两人质量相等，但甲的力气比乙大，他们各自握紧绳子的一端由静止同时在同一高度开始向上爬，并且两人在爬动过程中尽力爬，则 ( ) a甲先到达顶端 b乙先到达顶端 c两人同时到达顶端 d无法判断 4在光滑水平面上用一根劲度系数为k的轻弹簧拴住一块质量为m的木块，用一水平外力f推木块压缩弹簧，处于静止状态。当突然撤去外力f的瞬间，本块的速度为_，加速度为_，最初阶段木块作_运动。设计意图：提高学生对基础知识的理解、应用能力c组题1一个质量为01千克的小球，用细线吊在倾角a为37的斜面顶端，如图所示。系统静止时绳与斜面平行，不计一切摩擦。求下列情况下，绳子受到的拉力为多