5.牛顿运动定律的应用.doc

高邮市第二中学高一物理生本课堂导学案 主备人：汤文俊 2018-11-20 第6节 牛顿运动定律应用教学目标1、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。2、知道日常生活中的超失重现象。3、学会解决超重与失重的问题。重点难点1、发生超重、失重现象的条件及本质。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。设计思想本节课通过做实验引出超失重的条件，加深学生对超失重的理解。通过本节课培养学生的分析推理能力和实验观察能力。培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力。引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。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，勇于探究与日常生活有关的物理问题。培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。教学资源 超重与失重多媒体课件教学设计【课堂引入】问题：航天飞机上的两名宇航员在进行交接班。从图中可以看到上班者仅1根手指即可将下班者“举”离工作岗位。你知道这是为什么吗？ 【课堂学习】探究1：把物体挂在弹簧秤下，用手带动弹簧秤和物体一起： 1.向上加速运动 2.向下加速运动问题1：观察弹簧秤的示数如何变化？探究2：人站在体重计上，作如下运动： 1.快速蹲下 2.快速站起问题2：观察体重计的示数如何变化？探究3：在竖直升降的电梯中人站在体重计上，作如下运动： 1.加速上升 2.加速下降问题3：观察体重计的示数如何变化？学习活动一：超重与失重1. 实重物体实际受到的重力大小称为实重。(即真实重量)2. 视重测量出来的重力大小称为视重。(即表现出来的重量)3. 超重视重大于实重，称为超重。4. 失重视重小于实重，称为失重。5. 完全失重视重等于零，称为完全失重。【特别提醒】无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。探究4：向上加速向下减速向下加速向上减速NGNGNGNGN=G+maN=G+maN=G- maN=G- maNGNGNGNG超重超重失重失重vavavvaa探究超重和失重的原因（产生条件）：问题4：在弹簧秤下端挂一质量为m的钩码，分别以加速度a做如下运动时，弹簧秤的拉力如何？ 1.加速上升读数大于重力（视重大于实重）超重: 2.加速下降读数小于重力（视重小于实重）失重 3.减速上升读数小于重力（视重小于实重）失重 4.减速下降读数大于重力（视重大于实重）超重总结：产生超重的条件当物体的加速度方向向上时，即a。产生失重的条件当物体的加速度方向向下时，即a 。当加速度向下等于g时，N = G mg = 0故完全失重.问题5：有一质量为60kg的人站在一放置于升降机的底板上的台秤上，当升降机作如下运动时，台秤的示数为多少？ 1.升降机以v=5m/s的速度匀速上升时； 2.升降机以a=5m/s2的加速度加速上升时； 3.升降机以a=5m/s2的加速度减速上升时； 4.升降机以a=5m/s2的加速度加速下降时； 5.升降机以a=5m/s2的加速度减速下降时； 6.升降机以a=g的加速度加速下降时；学习活动二：生活中超失重现象问题1：为什么心脏病人不宜乘坐？问题2: 蹦极是深受人喜爱的一种运动，刺激但危险性也大。人从离开起跳点开始经历了哪些过程？ 宇宙探索中的超重和失重现象环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出任何物体的重力的。那说明宇宙飞船内的物体都处于完全失重状态，飞船内的空间是一完全失重的空间。 问题3：侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？为什么？利用完全失重条件的科学研究在失重条件下，熔化了的金属液滴，形状呈绝对球形，冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上，用现代技术制成的滚珠，并不成绝对球形，这是造成轴承磨损的重要原因之一。问题4：在航天飞机中弹簧秤能测重力吗？天平能用吗？问题5: 如图所示，分析杯自由下落时木块所受的浮力怎么变化。【课堂小结】问题1：什么是超失重现象？问题2：超失重的条件是什么？问题3：如何理解完全失重现象？问题4：超失重在现实生活中有哪些事例？【板书设计】第六节 超重与失重一超重1.定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于重力的现象叫超重。2. 实质：重力不变而对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）变大。3. 条件：具有向上的加速度。二失重1. 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于重力的现象叫失重。2. 实质：重力不变而对支持物的压力变小3. 条件：具有向下的加速度。4. 完全失重：当向下的加速度a=g时课堂反馈1.关于超重和失重,下列说法正确的是A.超重就是物体受的重力增加了B.失重就是物体的重力减少了C.完全失重就是物体一点不受重力了D.不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的2.关于超重和失重正确的叙述是A超重就是地球对物体的万有引力加大 B失重就是地球对物体的万有引力消失了C失重就是失去了物体随地球自转的向心力D超重和失重时，地球对物体万有引力不改变，只是物体对悬线的拉力或对支持面的压力增大或减少3.关于超重和失重,下列说法正确的是A.超重就是物体受的重力增加了B.失重就是物体的重力减少了C.完全失重就是物体一点不受重力了D.不论超重或失重甚至完全失重,物体所受重力是不变的4.某人站在一台秤上,当它猛地下蹲的全过程中,台秤读数A.先变大后变小,最后等于它的重力B.变大,最后等于它的重力C.先变小,后变大,最后等于它的重力D.变小,最后等于它的重力5.有一个物体重100N,放在升降机地板上随升降机以0.4m/s2向上做匀加速运动,则物体对升降机地板的压力 (g=10m/s2)A.96N B.104N C.100N D.以上都不对6.举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？答案：1.D 2.D 3.D 4.C 5.B 6. 160kg课后测评1金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中A水继续以相同的速度从小孔中喷出B水不再从小孔中喷出C水将以较小的速度从小孔中喷出D水将以更大的速度从小孔中喷出2一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T，有一个体重为G的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下若GT，要使下滑时绳子不断，则运动员应该A以较大的加速度加速下滑B以较大的速度匀速下滑C以较小的速度匀速下滑D以较小的加速度减速下滑3在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg的物体(g取10m/s2)，则A天平的示数为10kgB天平的示数为14kgC弹簧秤的示数为100ND弹簧秤的示数为140N4如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为5.在原来匀速运动的升降机的水平地板上放一物体,受到一个伸长的弹簧的拉力作用,但是仍能保持与升降机相对静止,现突然发现物体被弹簧拉动,则可以判断升降机的运动状态可能是A.加速上升 B.加速下降C.减速上升 D.减速下降6. 在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是A物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变B因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用C因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变D物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用7. 竖直升降的电梯内的天花板上悬挂着一根弹簧秤，如图241所示，弹簧秤的秤钩上悬挂一个质量m4kg的物体，试分析下列情况下电梯的运动情况(g取10m/s2)：(1)当弹簧秤的示数T140N，且保持不变(2)当弹簧秤的示数T232N，且保持不变(3)当弹簧秤的示数T344N，且保持不变答案：1B 2A 3AD 4D 5.BC 6.D 7.(1) 静止或匀速直线运动状态(2) 电梯加速下降或减速上升 (3) 电梯加速上升或减速下降超重与失重教学案例浙江省温州二中王宇晖【教学目标】 一、知识与技能1、认识超重和失重现象的本质，知道超重与失重现象中，地球对物体的作用力并没有变化；2、能够根据加速度的方向，判别物体的超重和失重现象；3、知道完全失重状态的特征和条件，知道人造卫星中的物体处于完全失重状态；4、运用牛顿第二定律，解释实际中的超重和失重现象。二、过程与方法1、经历观看实验，分组实验、讨论交流的过程，观察并体验超重和失重现象；2、经历探究产生超重和失重现象原因的过程，学习科学探究的方法，进一步学会应用牛顿运动定律解决实际问题的方法。三、情感态度与价值观1、通过探究性学习活动，体会牛顿运动定律在认识和解释自然现象中的重要作用，产生探究的成就感；2、通过运用超重与失重知识解释身边物理现象，激发学习的兴趣，认识到掌握物理规律是有价值的；3、通过观看有关杨利伟在太空的视频片段，激发学生爱国、爱科学的热情。【教学的重点与难点】重点：把超重和失重现象与牛顿运动定律联系起来，探究现象本身和加速度的内在联系。难点：设计问题梯度，筛选教学资源，设计典型实验，引导学生探究，控制讨论交流时间是本节的难点。【教学策略】演示、讨论、讲解、分组实验探究。【教学用具】每两位同学一个弹簧秤与一个砝码。【教学过程】情景引入：播放杨利伟在太空的工作的视频片段。航天员杨利伟返回地面后，电视台记者在对他进行采访时，有一段很生动的对话：记者：当你乘坐飞船升空时，你有什么感觉？杨利伟：感到有载荷，就是感到胸部受到压力。记者：压力很大？感到很难受吗？杨利伟：还可以，不觉得很难受。我们平时训练时，这种压力可达到8个G，说得通俗一点，就等于有8个人压在你的身上。飞船加速上升时，压力没有这么大。记者：你什么时候感到失重？当时的感觉怎样？杨利伟：在船箭分离时候，感觉身体突然被抛了一下，就飘了起来，船里的小灰尘也飘起来了。思考与讨论：师：上面对话中的“有载荷”、“有压力”、“失重”等是在怎样的情况下产生的？生：“有载荷”、“有压力”、是在加速上升的产生的，而“失重”是在飞船入轨后产生的。师：你是否也有过“类似”的经历？生1：坐电梯生2：在游乐场坐过山车时。师：同学们说得很对，我们今天就来学习超重与失重。实验探究：如图所示，在弹簧秤下端挂一钩码，仔细观察钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时、突然上升和突然下降时弹簧秤示数的变化。将实验现象填入下列表格：钩码运动状态弹簧秤示数的变化静止缓缓上升缓缓下降突然上升突然下降请一组同学来回答实验结果：生：钩码静止时、缓缓上升、缓缓下降时弹簧秤读数基本不变。突然上升时，弹簧秤的读数变大。突然下降时，弹簧秤的读数变小。引导学生分析钩码在各种状态下的受力情况及加速度方向及应用牛顿运动定律列出方程：由此引入超重与失重的概念：物体对悬挂物的拉力（或者对支持物压力）大于物体所受的重力的现象，称为超重现象。物体对悬挂物的拉力（或者对支持物压力）小于物体所受的重力的现象，称为失重现象。同时说明拉力（压力）的含义。引导学生得出超重与失重的四种情况：讨论与思考：（1）据报载，我国航天第一人杨利伟的质量为63kg，（装备质量不计）假设飞船以加速度86m/s2竖直加速上升，这时他对座椅的压力多大？（2）杨利伟训练时承受的压力可达到8个G，这表示什么意思？（3）当飞船返回地面，减速下降时，请你判断一下杨利伟应该有什么样感觉？让学生思考5分钟后回答。师：在生活中也存在超重与失重现象：讨论与思考：一个质量为70kg的人乘电梯下楼，刚开始电梯以3m/s2的加速度匀加速下降。求：这时他对电梯地板的压力。（取g10m/s2）若电梯的加速度为10m/s2，结果又如何？学生通过计算发现当电梯的加速度为10m/s2时，人对地板的压力为零。此时引入完全失重的概念：当物体以大小为等于g的加速度竖直下落时，它对悬挂物或支持物完全没有作用力，好像没有了重力一样，称为处于完全失重状态。实验验证：当装有水的水杯壁上有一个孔时，在水压作用下，水会从孔中流出来。如果让这个杯子自由下落又是什么情况呢？经过实验发现水柱消失，原因是什么？师：当瓶子自由下落时，瓶中的水处于完全失重状态，小孔以上部分的水对小孔处的水的没有压力，小孔没有水流出。师：太空中飞船中的人和物也处于完全失重状态。播放太空空间站航天员的生活片段视频。课外