运用牛顿定律解决问题（2）.docx

用牛顿运动定律解决问题（2）教学设计及反思
1.教材分析
牛顿运动定律是经典力学和运动学相结合的基础理论，它在各个领域有着广泛的应用，因此对牛顿运动定律的应用的学习是十分必要的。通过前面章节，我们学习了牛顶运动定律的基本理论以及其在运动学中的简单应用。本节将继续学习牛顿运动学应用--共点力平衡和超/失重。通过本节学习，了解和掌握共点力平衡的条件和应用，了解竖直方向上运动时物体视重和实际重力。了解生活中常见的超重/失重现象，感知牛顿运动定律在实际生活中的应用。
2.教学目标:
知识与技能
（1）知道什么是物体处于平衡状态，知道在共点力作用下物体的平衡条件，即合力F=0；
（2）知道超重和失重现象，能够通过牛顿定律进行分析，并能列举更多失重和超重的例子；
（3）能够解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动的运动学问题（水是否从容器孔流出等）。
过程与方法
（1）引导学生的运用牛顿运动定律分析推理和实验观察能力；
（2）培养学生判断和处理共点力平衡问题的能力；
（3）通过电梯等实例引导学生认识超重、失重现象，并总结超重、失重产生的条件及实质。
情感态度与价值观
（1）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；
（2）培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神。
3.教学重难点
教学重点
1.共点力作用下物体的平衡.
2.超重和失重.
教学难点
超重和失重.
4.教具
一体机教学平台、带孔塑料瓶、三角板
5.教学方法:
实验演示法，讲授法、讨论法、练习法、归纳法
6.教学过程
（1）知识回顾：
①匀变速直线运动规律

②牛顿第二定律
F=ma
小结：力改变物体的运动状态，运动状态的改变即存在加速度，通过加速度，力与运动联系在一起，即牛顿运动定律。
③牛顿定律的应用
已知物体的运动情况，分析物体的受力情况；
已知物体的受力情况，分析物体的运动情况。
（2）新课引入
①共点力平衡
前面学习，发现运动的物体可通过加速度与牛顿第二定律结合解决相关的问题。若物体处于静止或者匀速，例如讲台上的书本、教室内的课桌，天花板上吊着的日光灯等物体
学生思考探讨1：处于平衡状态的物体有什么特点？物体若受多个共点力保持平衡，应满足什么条件？
归纳：（1）处于平衡状态的物体，其状态不发生变化，加速度为0.
（2）根据牛顿第二定律F=ma,当物体处于平衡状态时，加速度为0，因而物体所受的合外力F=0.
结论：共点力作用下物体的平衡条件是合力为0.
学生思考探讨2：物体处于共点力平衡，与初中所学的二力平衡有何异同？
归纳：对于二力平衡，则物体受到的两个力，其中一个力与另外一个力大小相等，方向相反，合力为0.三个力平衡，合外力为零，则其中一个力与另外两个力的合力必定大小相等、方向相反.推广到多个力的平衡，若物体受多个力的作用而处于平衡状态，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反.
②.处理共点力平衡问题的一般方法
处理共点力的平衡问题正确的受力分析是关键。当物体受三个力(不平行)而平衡时，这三个力一定是共点力，常用以下两种方法处理问题：
三角形法
根据平衡条件，任两个力的合力与第三个力等大反向，把三个力放于同一个三角形中，三条边对应三个力，再利用几何知识求解。
三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，这种方法一般用来讨论动态平衡问题较为方便。
正交分解法
利用三角形法解题时得到的三角形一般为直角三角形才能解出结果。若三个力不能构成直角三角形，或物体受力较多，一般采用正交分解法求解，物体处于平衡状态时，平衡条件为
③.共点力平衡典型问题：
静态问题：
如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一重力为G的光滑小球，球被竖直挡板挡住不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。

动态问题：
如图，用与竖直方向成θ角（θ＜45°）的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力大小为F1，现保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角，绳b的拉力大小为F2，再逆时针转过θ角固定，绳b的拉力大小为F3，则

A．F1=F3＞F2 B．F1＜F2＜F3
C．绳a的拉力先减小后增大 D．绳a的拉力一直减小
小结：解答共点力平衡问题的步骤：
对物体进行受力分析--进行力的分解与合成--列方程（组）解答。
④超重与失重
实验探究
取电子体重计，让学生站在上面，测量体重即视重。（视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重，大小等于测力计所受的拉力或秤所受压力．）
实验探讨：
当站在体重计上的学生在下蹲过程中，观察体重计上的示数变化情况；（2）当站在体重计上的额学生从蹲下的位置上站起来的过程中，观察体重计上的示数变化情况。
探讨：当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢?
取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程F－G=ma，由此可得：F=G+ma=m（g+a）
人对体重计的压力F′与体重计对人的支持力大小相等，即F′=m（g+a）
由于m（g+a）>mg，所以站起来的过程中，人对体重计的压力比人的重力大.即体重计示数变大。
归纳：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体受到的重力的现象称为超重现象.
相反，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体受到的重力的现象称为失重现象.当物体以大小等于g的加速度竖直下落，则m(g+a)=0，物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有重力作用，这种状态是完全失重状态.
超重现象产生的条件：物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降运动.失重现象产生的条件：物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上升运动.
举一反三：
生活中常见的超重、失重的例子：（1）电梯加速启动与减速制动过程中；（2）太空中的航天器、航天员等
典型例题：
某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，在人下落到最低点的过程中，下列说法正确的是
A．当弹性绳达到原长后，人处于超重状态
B．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大
C．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大
D．当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态
运动中的矿泉水瓶：
观察实验：A:将带多个小孔的矿泉水瓶，装满水，并从静止放置，观察现象。
B:当矿泉水瓶从静止开始释放，观察现象，并与实验（1）比较

学生探讨：出现两种不同现象的原因
小结：当矿泉水瓶静止时，瓶内的水在重力作用下，与瓶子发生相对运动，从瓶子内流出，当瓶子从静止开始自由下落时，瓶内的水也以同样的加速度g自由下落，两者同步运动，无相对运动，瓶内的水不会流出。
练习巩固
1.如图所示，重为G的小球通过细线拉着靠在光滑的半圆柱体上，细线与竖直方向的夹角为30°，小球与圆心O的连线与竖直方向的夹角为60°，则细线对小球的作用力为（　　）

A． B． G C．G D． G
2.人站在电梯内的体重计上，当体重计示数增大时，可能的原因是（　　）
A．电梯匀速上升 B．电梯匀减速上升
C．电梯匀减速下降 D．电梯匀加速下降

教学反思
本节课的内容是人教版高一物理必修一第四章第7节《用牛顿运动定律解决问题（2）》，本节课受到学校教研组的高度重视，也认真准备了这节课的教学内容。
教学内容方面，充分发挥学生主动性，采用问题引入，进行了多个有趣的实验，让学生参与进课堂，积极主动思考，观察物理实验现象，分析原因，归纳物理规律。在教学过程中，适当添加例题习题，及时巩固所学知识，拓展应用，发散学生思维能力和提升学生知识迁移并解决问题的能力。整堂课内容结构清晰，教学较为流畅，学生较容易接受。过程中合理运用教学方法，积极主动与学生形成良好的互动，能够较好地引导学生思考，是一堂较为成功地课。
当然，在教学过程中也存在不足，得到了教研组的批评和指正。在教学过程中，理论充实，但练习比较少，评讲过于简单。时间没有掌控好。
今后教学时，积极反思，积极进取，争取上好每一节课