用牛顿定律解决问题（二）教案

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1、【标题】用牛顿运动定律解决问题（二）【课标要求】物理学是一门与自然、生活、技术进步和社会发展有着最为广泛联系的学科。应该让学生联系自然、联系生产、生活，体味科学探究的乐趣。日常生活中很多物理问题都是与牛顿力学相联系的，牛顿第二定律在其中举足轻重，应引导学生用获取的知识和研究方法去审视、发现和解决与这些问题相联系的习题，并在解决习题时重视解题的过程。本节解决了“共点力的平衡条件”和“超重失重”几个比较具体的实际问题，从而使学生体验到科学知识的作用。培养学生观察能力、分析和解决问题的能力。【教学目标】一、知识目标

2、1、加深对牛顿运动定律的理解2、知道什么是共点力作用下物体的平衡状态；3、掌握共点力的平衡条件，并能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题；4、进一步学习受力分析，正交分解等方法。二、过程与方法：由平衡状态的定义推导共点力作用下物体的平衡条件，培养学生的观察能力，分析推理能力。使学生学会使用共点力平衡条件解决共点力作用下物体平衡的思路和方法，培养学生灵活分析和解决问题的能力。通过“超重和失重”的教学，培养学生运用牛顿第二定律分析和解决问题的能力。三、情感态度和价值观通过共点力平衡条件的得出过程，培养学生理论

3、联系实际的观点渗透“学以致用”的思想，激发学生的学习热情。培养学生明确具体问题具体分析：【教学过程】（一）．共点力的平衡条件1、导入：生活中的物体有的处于平衡状态，有的处于非平衡状态；其中物体的平衡状态比较常见，而且很有实际意义。那么：什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢?2：共点力作用下物体的平衡状态。（1）复习什么是共点力：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力。（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态。平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果保持

4、静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态。学生讨论：静止与V=0是一回事吗？物体V=0是否就一定处于平衡状态？指出结论：两者不同（用坚直上抛运动加以说明），静止V=0且a=0，应注意定义中的关键词“保持”请学生举例：哪些物体属于在共点力作下处于平衡状态。分析：同学们刚才举的例子中，有的物体在两个力作用下处于平衡，有的物体在三个力的作用下处于平衡。那么，在共点力作用下的物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？3：共点力作用下物体的平衡条件（1）感性认识物体处于平衡状态，即保持匀速真线运动或静止状态，运动

5、状态不变，而力是改变物体运动状态的原因，因而物体受到的合力应该为零。（2）理论推导：当物体处于平衡状态即将保持静止或者做匀速直线运动时，加速度a=0，从牛顿第二定律F=ma知道，物体所受合力为零。所以：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。即F合＝0（3）：平衡状态的二个特征是：①a＝0；②速度v恒定；学生讨论：物体在二个力共同作用下处于平衡状态的条件。指出结论：两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。（合力为零）[例题]城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。图4.7—2为这类结构

6、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。如果悬挂物的重量是G，角AOB等于θ，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？解：以O点为研究对象。由于重物处于静止状态，悬绳对O点的作用力由于O点静止不动，处于平衡状态，所受合力为零则：（1）（2）由（1）、（2）式解出钢索OA的拉力硬杆OA的支持力讨论：当θ很小时，和都接近于0，、都会很大，因而必须合理选择θ的大小。小结：结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤：（1）确定研究对象（2）对研究对象进行

7、受力分析，并画受力图；（3）据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；（4）列方程，共点力的平衡条件是F合＝0；对力的分析利用正交分解时常有：①Fx合=0;②Fy合=0（5）解方程，进行计算和讨论。[实例讨论]观看录相材料，（播放到物体处在电梯中处于静止状态时，显示台秤的质量为止）分析为什么台秤的读数等于物体的质量。分析：台秤的示数是根据秤台受到的压力的大小显示相应的示数，如图：物体对台秤的压力和台秤对物体的支持力F是一对作用力与反作用力，两个力大小相等，即：。由于由于物体与

8、电梯共同处于静止状态，即平衡状态，所受外力合力零，得F=G。因此=G。（二）超重和失重[实例讨论]观看录相材料，（播放到物体处在电梯中加速上升时，显示台秤的质量为止）。发现台秤的示数变大了。思考为什么台秤的示数变大了，是不是物体本身的重量增加了？[分析]电梯从静止开始上升时，做加速度竖直向上的匀加速直线运动。设物体的质量为m，取竖直向上的方向为正向，根据牛顿第二定律有：由此可得：和F是一对作用力与反