課時42高中物理教案

1、課時42第7節(jié) 牛頓第二定律的應用(二)適用年級高一所需課時2課時整理姓名單位了解電話電子郵箱（介紹本課時內容在本章中的作用，主要學習內容，具體細化的三維學習目標，重點、難點，學習本節(jié)學生的優(yōu)勢和不足，主要學習活動和預期學生表現(xiàn)性成果。）教材分析 本節(jié)課教材上設計了兩個大問題，1.共點力的平衡條件，2.超重和失重，每個問題都給出了相關定義和一個配套例題，要能靈活應用第一個問題，還需要設計相關練習，第二個問題理解起來有難度，需要設計貼近生活易于理解的實驗，幫助學生理解。本課時學習概述本節(jié)課將采用實例分析法、歸納推理法、類比推進法和講練結合法，通過例題變式總結受力分析的方法，讓學生能夠正確快速的對

2、研究對象進行受力分析。通過例題變式培養(yǎng)學生多角度、全方位的思維品質，達到舉一反三，觸類旁通。讓學生逐步習慣于審題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景后再動筆，并養(yǎng)成畫情景圖的良好習慣。最大限度調動學生積極參與教學活動，充分體現(xiàn)“教為主導，學為主體”的教學原則。三維目標(一) 知識與技能 1. 理解共點力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導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力的平衡問題。 3. 通過實驗認識超重和失重現(xiàn)象，理解產生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質。 4. 進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟。(二) 過程與方法 1. 培養(yǎng)學生處理多共點力平衡

3、問題時一題多解的能力。 2. 引導幫助學生歸納總結發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實質。(三) 情感態(tài)度與價值觀 1.滲透"學以致用"的思想，有將物理知識應用于生產和生活實踐的意識，勇于探究與日常生活有關的物理問題。2. 培養(yǎng)學生了解實際，實事求是的科學態(tài)度和科學精神。教學重點1. 共點力作用下物體的平衡條件及應用。2. 發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質。教學難點1. 共點力平衡條件的應用。 2. 超重、失重現(xiàn)象的實質。課時問題設計1.什么叫力的平衡？什么叫共點力作用下物體的平衡？共點力平衡的條件是什么？2什么是超重、失重現(xiàn)象？產生超重、失重現(xiàn)象的條件和實質是什么？所需教學資源（列

4、出學習過程中所需的各種支持資源。）信息化資源高考資源網(wǎng)、百度文庫常規(guī)資源導學案、多媒體展臺等教學支持環(huán)境具備投影功能的多媒體教室教學過程一、引入新課大家都看過奧運比賽中的舉重運動。他們滿臉通紅，青筋暴起，然后將杠鈴從舉重臺上舉至兩臂 ，在頭上完全伸直。但是，大家有沒有注意到一個細節(jié)，也就是運動員在完成將杠鈴舉起的整個過程后，有的運動員成績有效，有的卻無效。這是為什么？那么裁判員判定舉重運動員成績有效的依據(jù)是什么？學生：保持靜止幾秒鐘，裁判員才能判定其成績有效。教師：好的，然后我就產生了一個疑問，為什么要這樣去判定成績是否有效呢？依據(jù)是什么？這與本課要上的力的平衡的問題有關。師：今天我們繼續(xù)來學

5、習用牛頓定律解決問題。首先請同學們回憶一個概念：平衡狀態(tài),什么叫做平衡狀態(tài)?生：如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，我們就說這個物體處于平衡狀態(tài)。師：物體處于平衡狀態(tài)時它的受力特點是什么？生：因為牛頓定律是力與運動狀態(tài)相了解的橋梁，所以根據(jù)牛頓第二定律知當合外 力為0時，物體的加速度為0，物體將靜止或勻速直線運動。師：當一個物體受幾個力作用時，如何求解合力？生：根據(jù)平行四邊形定則將力進行分解合成。師：力的分解、合成有注意點嗎？或力的分解、合成有適用范圍嗎？ 學生會思考一會兒，但肯定會找到答案生：力的分解、合成只適用于共點力。師：那什么是共點力？生：如果幾個力有共同的作用點或它們

6、的延長線交于一點，那這幾個力叫做共點力。師：回答得很好，其實在我們剛才的討論中有一點我要給大家指出來的就是：物體處于平衡狀態(tài)時分為兩類一類是共點力作用下物體的平衡；一類是有固定轉動軸的物體的平衡。在整個高中階段，我們主要研究共點力作用下物體的運動狀態(tài)。今天我們先來研究共點力作用下物體的平衡條件。二、共點力作用下物體的平衡條件【定義】：在共點力作用下物體的平衡條件是合力為0。師：同學們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實例嗎？生：很多。如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運動的汽車等師：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)？生：不是！因為物體在最高點雖然速度為0，但仍受到重力，加速度仍為

7、g，物體不 能保持靜止或勻速直線運動。師：回答得很好！平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運動，并不說若指某一時刻 靜止，那這一時刻就是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是一個持續(xù)的過程。或平衡狀態(tài)是指加速度為0的狀態(tài)?！纠?】用一根很輕的不可伸長的細線將小鋼球懸掛于鐵架臺上，并保持靜止。我們一起來畫一下小球的受力示意圖。師：這一對是共點力嗎？生：是師：這兩個力的大小、方向有什么關系？生：大小相等，方向相反，且作用在同一直線上。師：這兩個力的合力是多少？生：合力為零。板書：二、共點力的平衡條件1、二力平衡 F合= 0到此，我們所用的都是初中知識，現(xiàn)在我在這小球上施加一個水平向左的力。使之再次靜止。師：現(xiàn)在小球處

8、于平衡狀態(tài)嗎？生：是。師：那么小球所受的合力應該是多少？生：零。板書：2、三力平衡 這三個力的合力為零。大家看圖，關于這三個力之間的關系，我們還能從中得到些什么結論？任意兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。那么我們以此類推，如果物體受到的是4個力或5個力的作用，物體的平衡條件應該還是合力為零。板書：共點力平衡的條件：作用在物體上各力的合力為零，即： F合=0實驗表明：三力平衡條件：合力為零。分解力用合成或者正交分解。不涉及三個以上力的分解。我們之前所講的力的合成和分解其實都是在為這節(jié)課做鋪墊師生互動：1下列各組的三個點力，可能平衡的有 BD A3N，4N，8N B3N，

9、5N，7NC1N，2N，4N D7N，6N，13N2一個物體在共點的五個恒力作用下保持靜止狀態(tài)，則下列說法中錯誤的是 C A這五個力的合力必為零B其中任何一個力必和其他四個力的合力大小相等，方向相反C若撤去其中一個力，物體將做勻速直線運動D若撤去其中一個力，物體將沿此力方向的反方向上做勻加速直線運動三、超重與失重（一）、導入語 最近，嫦娥已奔月了，自此，我國已成為第三個奔月的國家。 自從人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船發(fā)射成功以來，人們經常談到超重和失重。那么，什么是超重和失重呢。播放一段視頻增加學生的感性認識（二）、超重現(xiàn)象例題1升降機以0.5 m/s2的加速度勻加速上升，站在升降機里的人的質量是50

10、 kg，人對升降機地板的壓力是多大？如果人站在升降機里的測力計上，測力計的示數(shù)是多大？aFmg 分析人和升降機以共同的加速度上升，因而人的加速度是已知的，運用隔離法,以人作為研究對象進行受力分析V 人在升降機中受到兩個力：重力G和地板的支持力F，升降機地板對人的支持力和人對升降機地板的壓力是一對作用力和反作用力，據(jù)牛頓第三定律，只要求出前者就可以知道后者。 取豎直向上為正方向，則F支，a均取正值，G取負值，依牛頓第二定律得： F支Gma 則：F支Gma 代入數(shù)值得F支515 N，所以，F(xiàn)壓F支515 N。 問：如果升降機是靜止的或做勻速直線運動，人對升降機地板的壓力又是多大？F壓F支mg500

11、 N 比較上述兩種情況，可以發(fā)現(xiàn)當升降級機加速上升時，人對升降機地板的壓力大于人的重力。aFmg 例題2 一個質量是40 kg的物體，隨升降機一起以2 m/s2的加速度豎直減速下降，求物體對升降機地板的壓力大小，是大于重力還是小于重力？ 學生分析得到： 此時人對升降機地板的壓力F480 N，也超過人的重力400 N，即產生了超重。 V超重：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體所受重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象。超重的動力學特征：支持面(或懸線)對物體的(向上)作用力大于物體所受的重力。超重的運動學特征：物體加速度向上,它包括可能的兩種運動情況: 向上加速運動或向下減速運動。 注意產生超重現(xiàn)象

12、時，物體的重力并沒有改變，只是對水平支持物的壓力或對懸掛物的拉力增大。（三）、失重現(xiàn)象(類比法可以得到) 1、當物體有向下的加速度時，（包括勻減速上升，勻加速下降），F(xiàn)壓或F拉小于G，產生失重現(xiàn)象。 2、當物體有向下的加速度且ag時，F(xiàn)壓0或F拉0，產生完全失重現(xiàn)象。失重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小于物體所受重力的現(xiàn)象稱為失重現(xiàn)象。失重的動力學特征：支持面(或懸線)對物體的(向上)作用力小于物體所受的重力。 失重的運動學特征：物體加速度向下,它包括可能的兩種運動情況: 向下加速運動或向上減速運動。注意：產生失重和完全失重時，物體的重力并沒有改變，只是對水平支持物的壓力或對懸掛

13、物的拉力小于物體的重力。師：雖然從理論上我們推導出了應該有這樣的現(xiàn)象，但我估計大家在日常生活中都沒有注意到這些現(xiàn)象，可能都有點懷疑。那你們有坐過電梯的經驗嗎？電梯啟動上升時，你會心慌也會充分體會到"腳踏實地"的感覺，電梯停止上升時，你會頭暈，同時有種"飄飄然"的感覺，這就是超重失重引起的。還有坐汽車時，汽車速度很快上橋并從橋頂下橋，大家會突然覺得心突然變得空空的，很難受，那是失重造成的。大家可以看實驗視頻觀察實驗視頻實驗驗證師：其實大家完全可以利用身邊的器材來驗證?！緦嶒?】用彈簧秤掛上鉤碼，然后迅速上提和迅速下放?，F(xiàn)象：在鉤碼被迅速上提的一瞬間，彈簧秤

14、讀數(shù)突然變大；在鉤碼被迅速下放的一瞬間，彈簧秤讀數(shù)突然變小。師：迅速上提時彈簧秤示數(shù)變大是超重還是失重？迅速下放時彈簧秤示數(shù)變小是超重還是失重？生：迅速上提超重，迅速下放失重。體會為何用彈簧秤測物體重力時要保證在豎直方向且保持靜止或勻速師：剛上課時我們看到的視頻里人類在太空中就處于完全失重狀態(tài)?！緦嶒?】一個盛滿水的瓶子底部有一小孔，靜止在手中時，水會噴射而出；如果突然松手，讓瓶子自由下落時，讓學生觀察瓶子在下落過程中發(fā)生的現(xiàn)象？為什么？生：瓶子和水一起下落時，每一部分水和瓶子它們做的都是自由落體運動，運動情況完全一樣，所以它們之間沒有擠壓力，均處于完全失重狀態(tài)。沒有了擠壓力，水中了就不存在壓

15、強了，所以上面的水也不會把下面的水往外壓了。也可以用反證法說明它們之間沒有壓力。觀看視頻強化訓練1、人隨電梯能以加速度a(a>g)勻加速下降嗎？ 不可能，最大只能是g2、如瓶豎直向上拋出，水會噴出嗎？為什么？ 不會，仍然完全失重3、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？ 沒有變有！4.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系，以下說法中正確的是（ C ） 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)準確，表明裝置勻速上升或下降5某航天器由近地軌道

16、返回地面，其運動過程為先加速，后速度逐漸變小，最后勻速降落。在這一過程中航夭器的運行加速度均小于地面的重力加速度g，且忽略由于高度引起的重力加速度的變化，那么機艙對質量為m的物體的支持力（  A    ）A先小于mg，后大于mg，最后等于mg B先大于mg，后小于mg，最后等于mgC總是小于mg       D總是大于mg五、從動力學看自由落體運動自由落體運動是加速度的大小和方向都不變的勻變速直線運動。加速度之所以恒定不變四、歸納總結 加速度情況現(xiàn)象視重（F）視重（F）與重力（mg）比

17、較a=0靜止或勻速直線運動F=mgF=mga豎直向上超重F=m（g+a）Fmga豎直向下失重F=m（g-a）Fmga=g豎直向下完全失重F=0Fmg【牢記】： 1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。 2、物體的重力與運動狀態(tài)無關，不論物體處于超重還是失重狀態(tài)，重力不變。 3、規(guī)律： 物體具有豎直向上的加速度 超重狀態(tài) 物體具有豎直向下的加速度 失重狀態(tài) 不論超重還是失重都由加速度方向決定，與速度方向無關 觀看視頻，激發(fā)興趣，加強感官印象效果評估：1一物體掛在彈簧秤下端的掛鉤上，彈簧秤上端的小環(huán)固定在電梯的天花板上， 在下列哪種情況下彈簧秤的讀數(shù)最小（   ）A電梯勻加速上升且ag/

18、3       B。電梯勻減速上升，且ag/2C電梯勻加速下降，且ag/3       D。電梯勻減速下降，且ag/222003年10月16日我國載人航天第一次實驗成功。“神州五號”火箭把宇宙飛船送入太空運行21小 時成功返回地面，使楊利偉成為第一個邀游太空的中國人。他在飛船上記錄、拍照、通話等活動所用的物品（如鋼筆）可以放在空中任何位置而不動，對于以上的物體說法正確的是（  ）A物體失去了重力      

19、   B物體處于完全失重狀態(tài)C物體失去了慣性          D以上說法都不對3一根豎直懸掛的繩子所能承受的最大拉力為F，有一個體重為G的運動員要沿這根繩子從高處豎直滑下。若GF，要使下滑時繩子不斷，則運動員應該（   ）A以較大的加速度加速下滑        B以較大的速度勻速下滑C以較小的速度勻速下滑       

20、;   D以較小的加速度減速下滑4質量為m的木塊沿傾角為的斜面勻速下滑，如圖1所示，那么斜面對物體的作用力方向是 （ ）A沿斜面向上 B垂直于斜面向上C沿斜面向下 D豎直向上5如圖2所示，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力恒定不變，則在船勻速靠岸的過程中（ ） A繩的拉力不斷增大 B繩的拉力保持不變 C船受到的浮力不變 D船受到的浮力減小6如圖所示，在光滑豎直墻上，用輕繩懸掛一個重球，這時墻對重球的彈力為N，輕繩對球的拉力為T。若其它條件不變，使輕繩加長懸掛重球，則 （ ）AN、T都減小 BN、T都增大CN、T的合力將減小 DN、T的合力將變大7、某人站在一靜止的

21、臺秤上，當他猛地下蹲的過程中，若不考慮臺秤的慣性，則臺秤的示數(shù)（     ）a先變大后變小，最后等于他的重力        b變大，最后等于他的重力c先變小，后變大，最后等于他的重力      d變小，最后等于他的重力8、某人在地面上最多能舉起60 kg的物體，而在一個加速下降的電梯里最多能舉起80 kg的物體。求：（g取10 ）（1） 此電梯的加速度多大？（2） 若電梯以此加速度上升，則此人在電梯里最多能舉起物體的質量是多少？答案：1、B 2、B 3、A 4、D 5、AD 6、A7、【解析】解決這類問題首先要判斷物體的運動狀態(tài)，然后根據(jù)運動狀態(tài)的變化確定物體加速度的方向，最后判斷物體是處于超重還是失重。人下蹲的過程經歷了從靜止、加