高中物理新课标版人教版必修一优秀教案：用牛顿定律解决问题（二）

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1、7用牛顿定律解决问题（二）整体设计初中物理的学习让我们了解物体在两个力的作用下的平衡条件：两力大小相等、方向相反、合力为零，但实际问题当屮我们遇到更多的是物体受到多个共点力的作用.此种情况F平衡条件乂该如何表述？教材通过应用牛顿定律推导给出了明确的答案.所谓平衡态是物体保持静止或匀速直线运动状态，物体的加速度为零，根据牛顿第二定律F=ma,可以推Hh物体所受到的合外力也为零•这就是多个共点力作用下物体的平衡条件•平衡问题是牛顿定律所解决的匀变速运动中加速度为零的一类特殊情形•其解决步骤也与解决匀变

2、速运动相似.当物体在竖直方向上做匀变速运动时，必然会涉及物体的重力与对支持物或悬挂物的作用力的关系问题，教材从实际例题的分析解决入手，引出超重和失重的概念，易于学生的理解和接受，也更能激发起他们探索的兴趣.我们己经通过实验研究了£1由落体运动，并总结出ti由落体运动所遵循的规律.现在从动力学的理论层血対自山落体运动再作阐释，前后知识和呼应.理论解释与实验规律融汇贯通，既对口由落体的运动规律有了更深层次的了解，也强化了对力和运动辩证关系的理解和掌握，更能激发起学生学生物理规律和自觉运用物理规律的浓厚

3、兴趣.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.课时安排1课时三维目标知识与技能1.掌握共点力的平衡条件，会用来解决有关平衡问题.2.知道超重和失重的概念，知道超重和失重产生的条件.3.能从动力学的角度理解自由落体运动.过程与方法1•通过运用牛顿定律解决平衡问题和超重、失重问题，培养学生运用数学知识解决物理问题的思维意识.2.通过体验电梯内的超、失重现象和观察分析体重计上的下蹲过程屮的现象，体会物理学的研究方法.情感态度与价值观通过搜集航天器中的超、失重现彖，了解我国

4、航天科技的成就，培养学生的民族口豪感和提高对科学知识的兴趣.课前准备天平、砂漏、带小孔的矿泉水瓶、三角板、投影仪、台秤.教学过程导入新课实验导入1如图4・7・1所示，找两个完全相同的砂漏，分别放在托盘天平的两个托盘上.调节天平，使两托盘保持平衡，当把左边的一只砂漏倒置后立即放到天平上，在细砂流下的过程你能观察到什么现彖•思考一下，看能否找出其中的原因.实验导入2将一个矿泉水瓶的底部及瓶的两侧各开几个细孔，用塞子堵住小孔，向瓶内注入清水.打开塞了，正常情况下，水就会从小孔内喷射出来，这是水的重力产生

5、的压强对瓶壁作用的结果.如图4-7-2,现在让瓶子从空中H由下落，则观察到水不再向外喷射，这究竞是什么原因呢？复习导入师生共同回忆：1.力的正交分解法.力合成的平行四边形定则.2.口由落体运动的规律x=-gt22v2=2gxv=v0+tzr12x=vot-^--at匀变速直线运动的规律4?,V--vO-=2axu=扣。+叫）"瞬时性3.牛顿笫二定律：F=ma,特点《矢量性同向性推进新课一、共点力的平衡条件桌上的书、屋顶的灯，虽然都受到力的作用，但都保持静止•火车车厢受到重力、支持力、牵引力、阻丿

6、J作用，但仍可能做匀速直线运动.如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速宜线状态，我们就说这个物体处于平衡状态.问题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？讨论：（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.问题2：若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其屮一个力与另外两个力的合力间满足怎样的关系？这个结论是否可以推广到多个力的

7、平衡？讨论：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，则这些力屮的某一个力一定与其余力的合力人小相等、方向相反.例1课件展示教材屮例题、三角形悬挂结构及其理想化模型.悬挂路灯的一种三角形结构图4-7-3学生交流讨论，并写出规范解题过程.F】、F2的大小与8角有什么关系?图4-7-4课件展示学生解题过程.解析：F】、F2、F3合力为0,则这三个力在x方向的分矢量之和及y方向的分矢量之和也都为0,即f2-F]•

8、cose=oFisin0円=0解①②纟fl成的方程F]=佗=GF2=F

9、•cos9=Gsin&sin&tan&应用拓展：根据解题结果，在此类路灯等的安装过程中应该注意哪些问题？讨论交流：由公式看出当e很小时，sine和tane都接近0,Fl、F2就会很大.对材料强度要求很高，所以钢索的固定点A不能距B太近.但A点过高则材料消耗过多.所以要结合具体情况适当选择（）角.课堂训练若利用推论“三个力平衡，则某一个力与其余两个力的合力大小相等、方向相反”解题,则该题如何解决？图4-7-5解析