4.7用牛顿运动定律解决问题说课稿公开课一等奖课件省赛课获奖课件

我们在电视节目中看到过一类很惊险的杂技节目，或顶碗，或走钢丝，或一种男演员在肩膀上放一根撑杆，一种小女孩子在杆上做出诸多优美、惊险的动作，或将椅子叠放得很高，每张椅子都只有一只腿支撑，一种演员在椅子不同高度处做多个动作……这些节目有一种共同点，就是要确保碗或演员不能摔下来，事实上，演员们的表演都是很成功的，为什么演员或碗不会掉下来呢？由于演员们通过长久的训练，较好地掌握并运用了平衡的条件，那么，什么是平衡和平衡条件呢？生活中偶然会碰到这样一种有趣的现象，多人同乘一台电梯，当静止时，超重报警装置并没有响，可是当电梯刚向上起动时，报警装置却响了起来，运行一段时间后，报警装置又不响了，难道人的体重会随着电梯的运行而发生变化吗？这就是我们这节课所要学习的共点力的平衡和超重失重问题。§4.7用牛顿运动定律解决问题（二）学习目的懂得什么是物体处在平衡状态。懂得在共点力作用下物体的平衡条件，即合力为零。理解超重、失重的概念，能通过牛顿定律对它们进行定量分析，并能分析和阐明某些简朴的有关问题。能解答以自由落体运动为基础的竖直方向的动力学物体。学习重点共点力作用下物体的平衡条件，超重和失重概念的理解。学习难点共点力平衡条件的应用，竖直方向的动力学问题。主题1：共点力的平衡条件1、平衡状态：如果一种物体在力的作用下，保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处在平衡状态。2、共点力作用下物体的平衡条件是

。3、平衡条件的四个推论①若物体在两个力同时作用下处在平衡状态，则这两个力大小相等、方向相反，且作用在同始终线上，其合力为零，这就是初中学过的二力平衡。②物体在三个共点力作用下处在平衡状态，任意两个力的合力与第三个力等大、反向。③物体在n个非平行力同时作用下处在平衡状态时，n个力必然共面共点，合力为零，称为n个共点力的平衡，其中任意(n-1)个力的合力必然与第n个力等大、反向，作用在同始终线上。④当物体处在平衡状态时，沿任意方向物体的合力均为零。合力为04、运用平衡条件解决实际问题的办法①力的合成、分解法：对于三力平衡，根据任意两个力的合力与第三个力等大反向的关系，借助三角函数、相似三角形等手段来求解；或将某一力分解到另外两个力的反方向上，得到的这两个分力势必与另外两个力等大、反向；对于多个力的平衡，运用先分解再合成的正交分解法。②矢量三角形法：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一种矢量三角形；反之，若三个力的矢量箭头首尾相接正好构成三角形，则这三个力的合力必为零，运用三角形法，根据正弦定理或相似三角形数学知识可求得未知力。③三力汇交原理：如果一种物体受到三个不平行力的作用而平衡，这三个力的作用线必在同一平面上，并且必为共点力。④正交分解法：将各力分别分解到x轴上和y轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下物体的平衡。但选择x、y方向时，尽量使落在x、y轴上的力多；被分解的力尽量是已知力，不适宜分解待求力。提示：将多个办法有机的运用会使问题更易于解决，多个办法穿插、灵活使用，有助于能力的提高。共同分析课本P88例题1，规范解题5、动态平衡问题的分析办法在有关物体平衡的问题中，存在着大量的动态问题，所谓动态平衡问题，就是通过控制某一物理量，使物体的状态发生缓慢变化的平衡问题，即任一时刻处在平衡状态。①解析法：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的普通函数式，然后根据自变量的变化拟定应变参量的变化。②图解法：对研究对象进行受力分析，再根据平行四边形定则或三角形定则画出不同状态下的力的矢量图（画在同一种图中），然后根据有向线段（表达力）的长度变化判断各个力的变化状况。D【例】(单选)如图所示，一定质量的物块用两根轻绳悬在空中，其中绳OA固定不动，绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动，则在绳OB由水平转至竖直的过程中，绳OB的张力的大小将()A.一直变大B.一直变小C.先变大后变小D.先变小后变大【解析】在绳OB转动的过程中物块始终处于静止状态，所受合力始终为零。如图为绳OB转动过程中结点的受力示意图，从图中可知，绳OB的张力先变小后变大。主题2：超重和失重共同分析课本P88例题2，规范解题1、实重：物体实际所受的重力。物体所受重力不会因物体运动状态的变化而变化。2、视重：当物体在竖直方向有加速度时(即ay≠0)，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重。阐明：正由于当物体竖直方向有加速度时视重不再等于实重，因此我们在用弹簧测力计测物体重力时，强调应在静止或匀速运动状态下进行。3、对超重现象的理解①特点：含有竖直向上的加速度。②运动形式:物体向上加速运动或向下减速运动。阐明：当物体处在超重状态时，只是拉力（或对支持物的压力）增大了，是视重的变化，物体的重力始终未变。质量是50kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列两种运动时，体重计的读数是多少？（取g=10m/s2）(1)升降机匀速上升；(2)升降机以4m/s2的加速度匀减速下降。【答案】(1)500N(2)700N针对性训练4、对失重现象的理解①特点：含有竖直向下的加速度；②运动形式：物体向下加速运动或向上减速运动；③完全失重：在失重现象中，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态称为完全失重状态。此时视重等于零，物体运动的加速度方向向下，大小为g。阐明：当物体处在失重状态时，只是拉力（或对支持物的压力）减小了，是视重的变化，物体的重力始终未变。【答案】400N针对性训练一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为mA=5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧测力计的示数为40N,如图所示，g取10m/s2，求此时人对地板的压力大小。主题3：从动力学看自由落体运动1、对自由落体运动的理解①自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，即物体的初速度为零。②由于物体在做自由落体运动时所受重力是一种恒力，由牛顿第二定律可知，物体下落的加速度也是恒定加速度，从这个角度看，自由落体运动是匀变速直线运动。③从牛顿第二定律F=ma可知，物体所受重力产生下落的加速度，mg=ma，因此a=g。2、对竖直上抛运动的理解竖直上抛运动的解决办法普通有两种：①全程法将竖直上抛运动视为竖直向上的加速度为g的匀减速直线运动。②分阶段法将全程分为两个阶段，即上升过程的匀减速阶段和下落过程的自由落体阶段。竖直上抛运动的对称性如图所示，物体以初速度v0竖直上抛，A、B为途中的任意两点，C为最高点，则①时间对称性物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等，同理tAB=tBA。②速度对称性物体上升过程通过A点的速度与下降过程通过A点的速度大小相等。共同分析课本P90例题3，规范解题针对性训练一气球以10m/s2的加速度由静止从地面上升，10s末从它上面掉出一重物，它从气球上掉出后经多少时间落到地面？（不计空气阻力，取g=10m/s２）。应用共点力作用下的平衡条件解决问题的普通思路和环节是如何的？共点力作用下物体的平衡条件的应用所涉及的问题都是“力”，对物体进行受力分析，对力进行解决，然后结合平衡方程解决，因此解决平衡问题的基本思路以下：⑴根据问题的规定和计算方便，恰本地选择研究的对象。所谓“恰当”，就是要使题目中