高中牛頓第一定律教案

高一物理《用牛頓定律解決問題》學(xué)案。

一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃，作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境，幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？下面是小編為大家整理的“高一物理《用牛頓定律解決問題》學(xué)案”，歡迎大家與身邊的朋友分享吧！

高一物理《用牛頓定律解決問題》學(xué)案

知識(shí)與技能
1.掌握共點(diǎn)力的平衡條件，會(huì)用來解決有關(guān)平衡問題.
2.知道超重和失重的概念，知道超重和失重產(chǎn)生的條件.
過程與方法
1.通過運(yùn)用牛頓定律解決平衡問題和超重、失重問題，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的思維意識(shí).
2.通過體驗(yàn)電梯內(nèi)的超、失重現(xiàn)象和觀察分析體重計(jì)上的下蹲過程中的現(xiàn)象，體會(huì)物理學(xué)的研究方法.
情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過搜集航天器中的超、失重現(xiàn)象，了解我國航天科技的成就，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和提高對(duì)科學(xué)知識(shí)的興趣.
教學(xué)重點(diǎn)
1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡.
2.超重和失重.
教學(xué)難點(diǎn)
超重和失重.
復(fù)習(xí)導(dǎo)入
師生共同回憶：（教師主要設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生積極思考，開啟思維之門）
1.力的正交分解法.
力合成的平行四邊形定則.
2.牛頓第二定律：F=ma,特點(diǎn)用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)
一、共點(diǎn)力的平衡條件
桌上的書、屋頂?shù)臒?，雖然都受到力的作用，但都保持靜止.火車車廂受到重力、支持力、牽引力、阻力作用，但仍可能做勻速直線運(yùn)動(dòng).
如果一個(gè)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線狀態(tài)，我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài).（教師要將問題具體化，條理分明，語言精練）
問題1：處于平衡狀態(tài)的物體有什么特點(diǎn)？物體若受多個(gè)共點(diǎn)力保持平衡，應(yīng)滿足什么條件？
討論：（1）處于平衡狀態(tài)的物體，其狀態(tài)不發(fā)生變化，加速度為0.
（2）根據(jù)牛頓第二定律F=ma,當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，加速度為0，因而物體所受的合外力F=0.
結(jié)論：共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0.
問題2：若一個(gè)物體受三個(gè)力而處于平衡狀態(tài)，則其中一個(gè)力與另外兩個(gè)力的合力間滿足怎樣的關(guān)系？
這個(gè)結(jié)論是否可以推廣到多個(gè)力的平衡？
討論：三個(gè)力平衡，合外力為零，則其中一個(gè)力與另外兩個(gè)力的合力必定大小相等、方向相反.推廣到多個(gè)力的平衡，若物體受多個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，則這些力中的某一個(gè)力一定與其余力的合力大小相等、方向相反.
例1課件展示教材中例題、三角形懸掛結(jié)構(gòu)及其理想化模型.
懸掛路燈的一種三角形結(jié)構(gòu)用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)F1、F2的大小與θ角有什么關(guān)系？
圖4-7-1圖4-7-2
學(xué)生交流討論，并寫出規(guī)范解題過程(.
應(yīng)用拓展：根據(jù)解題結(jié)果，在此類路燈等的安裝過程中應(yīng)該注意哪些問題？
討論交流：由公式看出當(dāng)θ很小時(shí)，sinθ和tanθ都接近0，F(xiàn)1、F2就會(huì)很大.對(duì)材料強(qiáng)度要求很高，所以鋼索的固定點(diǎn)A不能距B太近.但A點(diǎn)過高則材料消耗過多.所以要結(jié)合具用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)體情況適當(dāng)選擇θ角.
若利用推論“三個(gè)力平衡，則某一個(gè)力與其余兩個(gè)力的合力大小相等、方向相反”解題，則該題如何解決
解析：由平衡條件F1、F2的合力與F3等大反向，即
F=F3=G
由力的矢量三角形的邊角關(guān)系
F1=
F2=.
總結(jié)：物體受到三個(gè)共點(diǎn)力而處于平衡狀態(tài)，利用推論：任兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，結(jié)合力的合成的平行四邊形定則可使解題更加簡潔明了.受三個(gè)以上共點(diǎn)力平衡時(shí)多用正交分解法和力的獨(dú)用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)立作用原理解題.
二、超重和失重（教師以具體例子設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生思考，獲得物理概念，以避免“填鴨式”）
例2如圖4-7-3，人的質(zhì)量為m，當(dāng)電梯以加速度a加速上升時(shí)，人對(duì)地板的壓力F′是多大？
圖4-7-3電梯啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，體重計(jì)的讀數(shù)怎樣變化？
分析：人受到兩個(gè)力：重力G和電梯地板的支持力F.地板對(duì)人的支持力F與人對(duì)地板的壓力F′是一對(duì)作用力反作用力.根據(jù)牛頓第三定律，只要求出F就可知道F′.
電梯靜止時(shí)，地板對(duì)人的支持力F與人所受的重力G相等，都等于mg.當(dāng)電梯加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)力還相等嗎？
根據(jù)牛頓定律列出方程，找出幾個(gè)力用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)之間及它們與加速度之間的關(guān)系，這個(gè)問題就解決了.
解析：取向上的方向?yàn)檎较?，根?jù)牛頓第二定律寫出關(guān)于支持力F、重力G、質(zhì)量m、加速度a的方程.
F-G=ma
F=G+用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)ma
F=m(g+a)
人對(duì)地板的壓力F′與地板對(duì)人的支持力F的大小相等，即F′=m(g+a).
討論：當(dāng)電梯加速上升（或減速下降）時(shí),a0,m(g+a)mg,人對(duì)地板的壓力比人受到的重力大.
超重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象.
超重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：物體具有豎直向上的加速度，即做加速上升或減速下降運(yùn)動(dòng).
當(dāng)電梯加速下降（或減速上升）時(shí)，加速度向下,a0,m(g+a)
失重現(xiàn)象：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象.
失重現(xiàn)象產(chǎn)生的條件：物體具有豎直向下的加速度，即做加速下降或減速上升運(yùn)動(dòng).
如果物體以大小等于g的加速度豎直下落，則m(g+a)=0，物體對(duì)支持物、懸掛物完全沒有作用力，好像完全沒有重力作用，這用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)種狀態(tài)是完全失重狀態(tài).
特別提示：（1）當(dāng)系統(tǒng)中的一部分物體具有向上（或向下）的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┮矔?huì)大于（或小于）系統(tǒng)的重力，這種現(xiàn)象稱為部分超（或失）重現(xiàn)象.
（2）物體在超重和失重過程中所受到的重力并沒有變化，變化的只是重力產(chǎn)生的作用效果.物體具用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)有向上的加速度時(shí)，它的重力產(chǎn)生的效果加強(qiáng)，這就是超重；當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)，它的重力的作用效果減弱，這就是失重；當(dāng)物體具有向下的大小為g的加速度時(shí)，重力產(chǎn)生的效果完全消失，這就是完全失重現(xiàn)象.
做一做
人站在體重計(jì)上，分別下蹲或起立時(shí)，觀察體重計(jì)示數(shù)的變化情況，并解釋這種現(xiàn)象.
觀察與描述
課堂訓(xùn)練（教師通過具體例子，層層設(shè)問，多方面，不斷激發(fā)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的能力）
彈簧上掛著一用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)個(gè)質(zhì)量m=1kg的物體，在下列各種情況下，彈簧秤的示數(shù)各為多少？（取g=10m/s2）
（1）以v=5m/s速度勻速下降.
（2）以a=5m/s2的加速度豎直加速上升.
（3）以a=5m/s2的加速度豎直加速下降.
（4）以重力加速度g豎直減速上升.

解析：對(duì)物體受力分析，
（1）勻速下降時(shí)，由平衡條件得F=mg=10N.
(2)以向上為正方向，由牛頓第二定律
F-用牛頓定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計(jì)mg=maF=m(g+a)=15N.
(3)取向下方向?yàn)檎较颍膳ｎD第二定律
mg-F=maF=m(g-a)=5N.
（4）取向下方向?yàn)檎较?，由牛頓第二定律
mg-F=mgF=0N
處于完全失重狀態(tài).

下蹲前，體重計(jì)的示數(shù)等于人的重力；剛開始下蹲時(shí)，體重計(jì)示數(shù)減小；在下蹲結(jié)束時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)又增加到大于人的重力.最后下蹲完成后,體重計(jì)的示數(shù)再次與人的重力相等.
站立過程中，開始時(shí)體重計(jì)示數(shù)大于人所受到的重力.然后體重計(jì)示數(shù)再減小，小于人所受到的重力.最后穩(wěn)定時(shí)，體重計(jì)示數(shù)再次與人的重力相等.
討論交流
下蹲前，人處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力和人受到的支持力是一對(duì)平衡力，大小相等、方向相反，人對(duì)體重計(jì)的壓力與人受到的支持力是作用力反作用力，故體重計(jì)示數(shù)與重力相等；剛開始下蹲時(shí)，人的重心具有向下的加速度而處于失重狀態(tài)，因而人對(duì)體重計(jì)的壓力小于人本身的重力，體重計(jì)示數(shù)減小；下降到一定階段后人重心必然要減速下降，具有向上的加速度而處于超重狀態(tài)，對(duì)體重計(jì)的壓力大于人本身的重力.因而體重計(jì)的示數(shù)大于本身的重力；當(dāng)人完全靜止時(shí)，又處于平衡狀態(tài)，而示數(shù)等于重力.
站立過程開始時(shí)，人的重心向上加速，具有向上的加速度，處于超重狀態(tài)，故示數(shù)大于人的重力；站到某一程度，重心又開始做向上的減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，此時(shí)示數(shù)小于人的重力.
拓展深化：完全失重狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，天平不能再通過正常的操作而測(cè)量物體的質(zhì)量；浸在液體中的物體不再受到浮力的作用；液柱也不再產(chǎn)生向下的壓強(qiáng)等.（讓問題意識(shí)貫穿教師與學(xué)生的教與學(xué)中，讓學(xué)生學(xué)會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)，深度思考，增強(qiáng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的能力！）
板書設(shè)計(jì)
用牛頓定律解決問題（二）
1.平衡狀態(tài)：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)
共點(diǎn)力的平衡條件：在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0
2.超重和失重
（1）超重：物體具有豎直向上的加速度時(shí)，對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象，稱為超重現(xiàn)象
（2）失重：物體具有豎直向下的加速度時(shí)，對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象，稱為失重現(xiàn)象。（筆稿范文網(wǎng) GX86.COM）

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必修一4.6用牛頓定律解決問題（一）學(xué)案

必修一4.6用牛頓定律解決問題（一）學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1.已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況。（自主預(yù)習(xí)例題一）
2.已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況。（自主預(yù)習(xí)例題二）
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容（自主學(xué)習(xí)課本89頁—91頁）
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請(qǐng)把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn)疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一．學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決的兩類主要問題。
2.掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的基本思路和方法。
3.能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況對(duì)物體的受力情況進(jìn)行分析。
4.能根據(jù)物體的受力情況推導(dǎo)物體的運(yùn)動(dòng)情況。

二．學(xué)習(xí)重點(diǎn)
3.已知物體的受力情況，求物體的運(yùn)動(dòng)情況。
4.已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，求物體的受力情況。

三．學(xué)習(xí)難點(diǎn)
1.物體的受力分析及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析和重要的解題方法的靈活選擇和運(yùn)用。
2.正交分解法。
四、學(xué)習(xí)過程
探究一：(一)從受力確定運(yùn)動(dòng)情況
例題1
分析這個(gè)問題是已知物體受的力，求它運(yùn)動(dòng)的速度和位移。
先考慮兩個(gè)問題。
（1）物體受到的合力沿什么方向？大小是多少？
（2）物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？
解題過程：

對(duì)應(yīng)練習(xí)1在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡。在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度為（）
A.7m/sB.10m/sC.14m/sD.20m/s
探究二：（二）從運(yùn)動(dòng)情況確定受力
例題二
分析這個(gè)題目是已知人的運(yùn)動(dòng)情況，求人所受的力。應(yīng)該注意三個(gè)問題。
（1）分析人的受力情況，滑雪人共受幾個(gè)力的作用？這幾個(gè)力各沿什么方向？其中哪些力是已知的？哪些力是待求的？
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的關(guān)系得到下滑加速度，求出對(duì)應(yīng)的合力，再由合力求出人受的阻力。
（3）適當(dāng)選取坐標(biāo)系，使運(yùn)動(dòng)正好沿著一個(gè)坐標(biāo)軸的方向。
解題過程：

對(duì)應(yīng)練習(xí)2蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2ｍ高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0ｍ高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1.2ｓ，若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大?。╣取10m/s2）。
提示將運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)分為下落、觸網(wǎng)和蹦回三個(gè)階段研究。
解析將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從h1高處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)速度的大小為
（向下）；
彈跳后到達(dá)的高度為h2，剛離網(wǎng)時(shí)速度的大小為
（向上）。
速度的改變量Δv＝v1＋v2（向上）。
以a表示加速度，Δt表示運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間，則
Δv＝aΔt。
接觸過程中運(yùn)動(dòng)員受到向上的彈力F和向下的重力mg，由牛頓第二定律得
F－mg＝ma。
由以上各式解得，
代入數(shù)值得F＝1.5×103Ｎ。

（三）反思總結(jié)
1．力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的兩類基本問題
①已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；
②已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況。
2．解決力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系問題的一般步驟
①確定研究對(duì)象；
②分析研究對(duì)象的受力情況，必要時(shí)畫受力示意圖；
③分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況，必要時(shí)畫運(yùn)動(dòng)過程簡圖；
④利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度；
⑤利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式或牛頓第二定律進(jìn)一步求解要求的物理量。
五．當(dāng)堂檢測(cè)
1.如圖4—37所示，一水平傳送帶長為20m，以2m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)。已知某物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，現(xiàn)將該物體由靜止輕放到傳送帶的A端。求物體被送到另一端B點(diǎn)所需的時(shí)間。（g取10m/s2）
提示本題要計(jì)算物體由A到B的時(shí)間，分析物體運(yùn)動(dòng)過程，有兩種可能。一種可能是從靜止開始一直加速到B，知道加速度就可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間；另一種可能是，物體加速一段時(shí)間后速度與傳送帶相同，接著做勻速運(yùn)動(dòng)，有兩個(gè)過程，要分別計(jì)算時(shí)間。
2.如圖4—38所示，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)解的風(fēng)力。現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略等大于直徑。
（1）當(dāng)桿在水平方向固定時(shí)，調(diào)解風(fēng)力的大小，使小球在桿上做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)。
（2）保持小球所受的風(fēng)力不變，使桿與水平方向的夾角為370并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s所需時(shí)間為多少？(sin370=0.6,cos370=0.8)
提示注意（1）中小球做勻速運(yùn)動(dòng)，（2）中小球做勻加速運(yùn)動(dòng)，兩種情況風(fēng)力及小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)均不變，不要錯(cuò)誤地認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力相同。
解析(1)設(shè)小球所受風(fēng)力為F，則F=0.5mg。
當(dāng)桿水平固定時(shí)，小球做勻速運(yùn)動(dòng)，則所受摩擦力Ff與風(fēng)力F等大反向，即
Ff=F。
又因Ff=μFN=μmg，
以上三式聯(lián)立解得小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。
(2)當(dāng)桿與水平方向成θ=370角時(shí)，小球從靜止開始沿桿加速下滑。設(shè)下滑距離s所用時(shí)間為t，小球受重力mg、風(fēng)力F、桿的支持力FN’和摩擦力Ff’作用，由牛頓第二定律可得，
沿桿的方向Fcosθ+mgsinθ－Ff’=ma，
垂直桿的方向FN’+Fsinθ－mgcosθ=0，
又Ff’=μFN’，F(xiàn)=0.5mg，
解得小球的加速度
。
因，
故小球的下滑時(shí)間為。

課后練習(xí)與提高
1.如圖4—39所示，箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，桿上套著一個(gè)圓環(huán)。箱子的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，圓環(huán)沿桿滑動(dòng)時(shí)與桿間有摩擦。
(1)若環(huán)沿桿加速下滑，環(huán)與桿間摩擦力的大小為F，則箱子對(duì)地面的壓力有多大？
(2)若環(huán)沿桿下滑的加速度為a，則箱子對(duì)地面的壓力有多大？
(3)若給環(huán)一定的初速度，使環(huán)沿桿上滑的過程中摩擦力的大小仍為F，則箱子對(duì)地面的壓力有多大？
(4)若給環(huán)一個(gè)初速度v0，環(huán)沿桿上滑h高后速度恰好為0，則在環(huán)沿桿上滑的過程中箱子對(duì)地面的壓力有多大？
提示由于環(huán)沿桿下滑和上滑時(shí)的加速度與箱子不同，因此應(yīng)分別以環(huán)和箱子為研究對(duì)象，分析它們的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，并找出它們之間的聯(lián)系。
解析(1)環(huán)沿桿下滑時(shí)，環(huán)受到的摩擦力方向向上，箱子（即桿）受到的摩擦力方向向下，故箱子受到地面的支持力FN=Mg+F。
根據(jù)牛頓第三定律可知，箱子對(duì)地面的壓力
FN’=FN=Mg+F。
(2)環(huán)以加速度a加速下滑，由牛頓第二定律有
mg－F=ma，
故環(huán)受到的摩擦力F=m(g－a)。
直接應(yīng)用(1)的結(jié)果，可得箱子對(duì)地面的壓力
FN’=Mg+F=Mg+m(g－a)=(M+m)g－ma。
(3)環(huán)沿桿上滑時(shí)，環(huán)受到的摩擦力方向向下，箱子（即桿）受到的摩擦力方向向上，故箱子受到地面的支持力FN=Mg－F。
根據(jù)牛頓第三定律可知，箱子對(duì)地面的壓力
FN’=FN=Mg－F。
(4)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v02=2ah，
可得環(huán)沿桿上滑做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
，
由牛頓第二定律有mg+F=ma，
故環(huán)受到的摩擦力F=m(a－g)。
直接應(yīng)用(3)的結(jié)果，可得箱子對(duì)地面的壓力
FN’=Mg－F=Mg－m(a－g)=(M+m)g－ma=(M+m)g－。
點(diǎn)悟上述將圓環(huán)和箱子分隔開來，分別對(duì)它們進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)分析的方法，稱為隔離法。在問題涉及多個(gè)物體組成的系統(tǒng)時(shí)，常常運(yùn)用隔離法分析求解。
本題第（2）小題也可采用整體法分析：圓環(huán)和箱子組成的系統(tǒng)受重力(M+m)g和地面的支持力FN的作用。因?yàn)閳A環(huán)向下的加速度a應(yīng)由系統(tǒng)的合外力提供，故有
(M+m)g－FN=ma，
解得FN=(M+m)g－ma。
由牛頓第三定律可得，箱子對(duì)地面的壓力
FN’=FN=(M+m)g－ma。
本題第（4）小題在求得環(huán)沿桿上滑做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小后，也可采用整體法分析，請(qǐng)自行解答。
2.一個(gè)行星探測(cè)器從所探測(cè)的行星表面豎直升空，探測(cè)器的質(zhì)量為1500kg，發(fā)動(dòng)機(jī)推力恒定.發(fā)射升空后9s末，發(fā)動(dòng)機(jī)突然間發(fā)生故障而關(guān)閉。圖4—40是從探測(cè)器發(fā)射到落回地面全過程的速度圖象。已知該行星表面沒有大氣，不考慮探測(cè)器總質(zhì)量的變化，求：
(1)探測(cè)器在行星表面上升達(dá)到的最大高度H；
(2)該行星表面附近的重力加速度g；
(3)發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的推力F。
提示題給速度圖象中，B點(diǎn)時(shí)刻是速度正負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，故B點(diǎn)時(shí)刻探測(cè)器升至最大高度；A點(diǎn)時(shí)刻是加速度正負(fù)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，故A點(diǎn)時(shí)刻是發(fā)動(dòng)機(jī)剛關(guān)閉的時(shí)刻。

2015高一物理4.6用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題一學(xué)案和課件

物理必修1(人教版)
第六課時(shí)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(一)

水平測(cè)試
1．質(zhì)量為1kg的物體，受水平恒力作用，由靜止開始在光滑的水平面上做加速運(yùn)動(dòng)，它在ts內(nèi)的位移為xm，則F的大小為()
A.2xt2B.2x2t－1
C.2x2t＋1D.2xt－1

解析：由x＝12at2得：a＝2xt2，對(duì)物體由牛頓第二定律得：F＝ma＝1×2xt2＝2xt2，故A正確.
答案：A

2．A、B兩物體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若兩物體的質(zhì)量mA＞mB，兩物體與粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離xA與xB相比為()
A．xA＝xBB．xA＞xB
C．xA＜xBD．不能確定

解析：A、B兩物體的加速度均為a＝μg，又由x＝v202a知，初速度相同，兩物體滑行距離也相同．
答案：A

3．雨滴從空中由靜止落下，若雨滴下落時(shí)空氣對(duì)其的阻力隨雨滴下落速度的增大而增大，如圖所示的圖象能正確反映雨滴下落運(yùn)動(dòng)情況的是()

解析：對(duì)雨滴受力分析，由牛頓第二定律得：mg－F阻＝ma.雨滴加速下落，速度增大，阻力增大，故加速度減小，在vt圖象中其斜率變小，故選項(xiàng)C正確．
答案：C

4．質(zhì)量為1t的汽車在平直公路上以10m/s的速度勻速行駛．阻力大小不變，從某時(shí)刻開始，汽車牽引力減小2000N，那么從該時(shí)刻起經(jīng)過6s，汽車行駛的路程是()
A．50mB．42m
C．25mD．24m

解析：牽引力減2000N后，物體所受合力為2000N，由F＝ma,2000＝1000a，a＝2m/s2，汽車需t＝va＝102s＝5s停下來，故6s內(nèi)汽車前進(jìn)的路程x＝v22a＝1002×2m＝25m，C正確．
答案：C

5．在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉(zhuǎn)動(dòng)的輪胎在地面上發(fā)生滑動(dòng)時(shí)留下的滑動(dòng)痕跡．在某次交通事故中，汽車的剎車線長度是14m，假設(shè)汽車輪胎與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒為0.7，g取10m/s2，則汽車剎車前的速度為()
A．7m/sB．10m/s
C．14m/sD．20m/s

解析：設(shè)汽車剎車后滑動(dòng)的加速度大小為a，由牛頓第二定律可得μmg＝ma，a＝μg.
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的關(guān)系式v20＝2ax，可得汽車剎車前的速度為
v0＝2ax＝2μgx＝2×0.7×10×14m/s＝14m/s.正確選項(xiàng)為C.
答案：C

6．如圖所示，一物體m從某曲面上的Q點(diǎn)自由滑下，通過一粗糙的靜止傳送帶后，落到地面P點(diǎn)．若傳送帶的皮帶輪沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)起來，使傳送帶也隨之運(yùn)動(dòng)，再把該物體放在Q點(diǎn)自由下滑，則()
A．它仍落在P點(diǎn)B．它將落在P點(diǎn)左方
C．它將落在P點(diǎn)右方D．無法確定落點(diǎn)

解析：無論傳送帶動(dòng)與不動(dòng)，物體從Q點(diǎn)下落至傳送帶最左端時(shí)，速度相同，且物體在傳送帶上所受摩擦力均為滑動(dòng)摩擦力，物體相對(duì)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)，故所受摩擦力方向向左．又因?yàn)槲矬w對(duì)傳送帶的壓力和動(dòng)摩擦因數(shù)在兩種情況下都相同，摩擦力相同，加速度相同，故兩種情況下，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同，運(yùn)動(dòng)軌跡也完全相同．A正確．
答案：A

7．行車過程中，如果車距不夠，剎車不及時(shí)，汽車將發(fā)生碰撞，車?yán)锏娜丝赡苁艿絺?，為了盡可能地減輕碰撞引起的傷害．人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶，假定乘客質(zhì)量為70kg，汽車車速為90km/h，從踩下剎車到完全停止需要的時(shí)間為5s．安全帶對(duì)乘客的作用力大小約為(不計(jì)人與座椅間的摩擦)()
A．450NB．400N
C．350ND．300N

解析：汽車的速度v0＝90km/h＝25m/s，設(shè)汽車勻減速的加速度大小為a，則a＝v0t＝5m/s2，對(duì)乘客應(yīng)用牛頓第二定律得：F＝ma＝70×5N＝350N，所以C正確．
答案：C

8．一個(gè)物體在水平恒力F的作用下，由靜止開始在一個(gè)粗糙的水平面上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t速度變?yōu)関，如果要使物體的速度變?yōu)?v.下列方法正確的是()
A．將水平恒力增加到2F，其他條件不變
B．將物體的質(zhì)量減小一半，其他條件不變
C．物體的質(zhì)量不變，水平恒力和作用時(shí)間都增加到原來的兩倍
D．將時(shí)間增加到原來的2倍，其他條件不變

解析：由牛頓第二定律得F－μmg＝ma，所以a＝Fm－μg，對(duì)比A、B、C三項(xiàng)，均不能滿足要求，故均錯(cuò)．由v＝at得2v＝a2t，所以D項(xiàng)正確．
答案：D

9．如圖所示為兩個(gè)等高的光滑斜面AB、AC，將一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊由靜止在A點(diǎn)釋放．沿AB斜面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間為tB；沿AC斜面運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用時(shí)間為tC，則()
A．tB＝tCB．tBtC
C．tBtCD．無法比較

解析：設(shè)斜面傾角為θ，對(duì)m利用牛頓第二定律解得加速度a＝gsinθ，解幾何三角形得位移x＝hsinθ，
據(jù)x＝12at2
得t＝2xa＝2hgsin2θ＝1sinθ2hg，顯然C對(duì)．
答案：C

10．(雙選)如圖甲所示，在粗糙水平面上，物塊A在水平向右的外力F的作用下做直線運(yùn)動(dòng)，其速度時(shí)間圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是()
A．在0～1s內(nèi)，外力F不斷增大
B．在1～3s內(nèi)，外力F的大小恒定
C．在3～4s內(nèi)，外力F不斷減小
D．在3～4s內(nèi)，外力F的大小恒定

解析：在vt圖象中，0～1s內(nèi)物塊速度均勻增大，物塊做勻變速運(yùn)動(dòng)，外力F為恒力；1～3s內(nèi)，物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，外力F的大小恒定，3～4s內(nèi)，物塊做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)，外力F由大變?。C上所述，只有B、C兩項(xiàng)正確．
答案：BC

11．一個(gè)氫氣球，質(zhì)量為200kg，系一根繩子使它靜止不動(dòng)，且繩子豎直，如圖所示．當(dāng)割斷繩子后，氣球以2m/s2的加速度勻加速上升，則割斷繩子前繩子的拉力為多大？

解析：
以氣球?yàn)檠芯繉?duì)象，繩斷前，氣球靜止，故所受重力G、空氣浮力F1、繩的拉力F2三力平衡：
即G＋F2＝F1①
繩斷后，氣球在空氣浮力F1和重力G的作用下勻加速上升，由牛頓第二定律得：
F1－G＝ma②
已知a＝2m/s2
所以F1＝G＋ma＝2400N，
F2＝F1－G＝400N.
答案：400N

素能提高
12．如圖所示，ad、bd、cd是豎直面內(nèi)3根固定的光滑細(xì)桿，每根桿上套著一個(gè)小滑環(huán)(圖中未畫出)，3個(gè)滑環(huán)分別從a、b、c處釋放(初速度為零)，用t1、t2、t3依次表示各滑環(huán)達(dá)到d點(diǎn)所用的時(shí)間，則()
A．t1＜t2＜t3
B．t1＞t2＞t3
C．t3＞t1＞t2
D．t1＝t2＝t3

解析：小滑環(huán)下滑過程中受重力和桿的彈力作用，下滑的加速度可認(rèn)為是由重力沿斜面方向的分力產(chǎn)生的，設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡與豎直方向的夾角為θ，由牛頓第二定律知：mgcosθ＝ma，①
設(shè)圓心為O，半徑為R，由幾何關(guān)系得，滑環(huán)由開始運(yùn)動(dòng)至d點(diǎn)的位移x＝2Rcosθ.②
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得x＝12at2，③
由①②③聯(lián)立解得t＝2Rg.
即小滑環(huán)下滑的時(shí)間與細(xì)桿的傾斜程度無關(guān)，
即t1＝t2＝t3.

13．跳起摸高是現(xiàn)今學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)活動(dòng)，某同學(xué)身高1.80m，體重65kg，站立舉手達(dá)到2.2m高，他用力蹬地，經(jīng)0.4s豎直離地跳起，設(shè)他蹬地的力大小恒為1300N，則他跳起后可摸到的高度為多少？(g＝10m/s2)

解析：蹬地的0.4s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律有F－mg＝ma，
得a＝10m/s2.
離地時(shí)的速度：v0＝at＝4m/s，
離地后做勻減速運(yùn)動(dòng)，有mg＝ma1，
有v2t－v20＝－2a1h1，
解得h1＝0.8m.
可摸到的高度h＝h1＋2.2m＝3.0m.
答案：3.0m

14．已知一質(zhì)量m＝1kg的物體在傾角α＝37°的斜面上恰能勻速下滑，當(dāng)對(duì)該物體施加一個(gè)沿斜面向上的推力F時(shí)，物體恰能勻速上滑．(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是多大？

解析：當(dāng)物體沿斜面勻速下滑時(shí)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析如圖甲所示，由力的平衡可知：
mgsinα＝Ff，
其中Ff＝μmgcosα，
解得：μ＝0.75.
答案：0.75

(2)求推力F的大?。?/p>

解析：當(dāng)物體沿斜面勻速上滑時(shí)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析如圖乙所示，由力的平衡可知：
mgsinα＋μmgcosα＝F，
解得F＝12N.
答案：12N

為什么滑水運(yùn)動(dòng)員站在滑板上不會(huì)沉下去呢？

原因就在這塊小小的滑板上，你看，滑水運(yùn)動(dòng)員在滑水時(shí)，總是身體向后傾斜，雙腳向前用力蹬滑板，使滑板和水面有一個(gè)夾角．當(dāng)前面的游艇通過牽繩拖著運(yùn)動(dòng)員時(shí)，運(yùn)動(dòng)員就通過滑板對(duì)水面施加了一個(gè)斜向下的力，而且游艇對(duì)運(yùn)動(dòng)員的牽引力越大，運(yùn)動(dòng)員對(duì)水面施加的這個(gè)力也越大．因?yàn)樗灰妆粔嚎s，根據(jù)牛頓第三定律(作用力與反作用力定律)，水面就會(huì)通過滑板反過來對(duì)運(yùn)動(dòng)員產(chǎn)生一個(gè)斜向上的反作用力．這個(gè)反作用力在豎直方向的分力等于運(yùn)動(dòng)員的重力時(shí)，運(yùn)動(dòng)員就不會(huì)下沉．因此，滑水運(yùn)動(dòng)員只要依靠技巧，控制好腳下滑板的傾斜角度，就能在水面上快速滑行．

用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題

必修一4.7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）教案
一、教材分析
本節(jié)課教材上設(shè)計(jì)了兩個(gè)大問題，1.共點(diǎn)力的平衡條件，2.超重和失重，每個(gè)問題都給出了相關(guān)定義和一個(gè)配套例題，要能靈活應(yīng)用第一個(gè)問題，還需要設(shè)計(jì)相關(guān)練習(xí)，第二個(gè)問題理解起來有難度，需要設(shè)計(jì)貼近生活易于理解的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能
理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。
通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)。
進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的方法和步驟。
過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生處理多共點(diǎn)力平衡問題時(shí)一題多解的能力。
引導(dǎo)幫助學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實(shí)質(zhì)。
情感態(tài)度與價(jià)值觀
滲透“學(xué)以致用”的思想，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問題。
培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。
三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用。
發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用。
超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)及本質(zhì)。
四、學(xué)情分析
學(xué)生預(yù)習(xí)知識(shí)后，能夠理解基本定義，和第一個(gè)問題的相關(guān)例題，對(duì)于第二個(gè)問題的實(shí)質(zhì)還是會(huì)存在問題。
五、教學(xué)方法引導(dǎo)法和實(shí)驗(yàn)法
六、課前準(zhǔn)備
充分備課，設(shè)計(jì)過程、練習(xí)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)儀器。
七、課時(shí)安排
一個(gè)課時(shí)完成
八、教學(xué)過程
（一）、回顧
上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的有關(guān)知識(shí)，都是哪兩種類型：
（二）、引入
師：今天我們繼續(xù)來學(xué)習(xí)用牛頓定律解決問題。首先請(qǐng)同學(xué)們回憶一個(gè)概念：平衡狀態(tài)。什么叫做平衡狀態(tài)。
生：如果一個(gè)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。
師：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)它的受力特點(diǎn)是什么？
生：因?yàn)榕ｎD定律是力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相聯(lián)系的橋梁，所以根據(jù)牛頓第二定律知當(dāng)合外力為0時(shí)，物體的加速度為0，物體將靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。
師：當(dāng)一個(gè)物體受幾個(gè)力作用時(shí)，如何求解合力？
生：根據(jù)平行四邊形定則將力進(jìn)行分解合成。
師：力的分解合成有注意點(diǎn)嗎？或力的分解合成有適用范圍嗎？
學(xué)生會(huì)思考一會(huì)兒，但肯定會(huì)找到答案
生：力的分解合成只適用于共點(diǎn)力。
師：那什么是共點(diǎn)力？
生：如果幾個(gè)力有共同的作用點(diǎn)或它們的延長線交于一點(diǎn)，那這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。
師：回答得很好，其實(shí)在我們剛才的討論中有一點(diǎn)我要給大家指出來的就是：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)分為兩類，一類是共點(diǎn)力作用下物體的平衡；一類是有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡。在整個(gè)高中階段，我們主要研究共點(diǎn)力作用下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。今天我們先來研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
（三）、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件
【定義】：在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。
師：同學(xué)們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例嗎？
生：很多。如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車等等。
師：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？
生：不是！因?yàn)槲矬w在最高點(diǎn)雖然速度為0，但仍受到重力，加速度仍為g，物體不能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。
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(yùn)動(dòng)，并不說若指某一時(shí)刻靜止，那這一時(shí)刻就是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是一個(gè)持續(xù)的過程?；蚱胶鉅顟B(tài)是指加速度為0的狀態(tài)。
例1、城市中的路燈，無軌電車的供電線路等，經(jīng)常用三解形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可繞通過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量為G，角AOB等于θ，鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力和桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力各是多大？
1、輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)：兩端受力大小相等，內(nèi)部張力處處相等。
2、輕質(zhì)直桿僅兩端受力時(shí)（桿處于平衡狀態(tài)）的特點(diǎn)：這兩個(gè)力必然沿桿的方向且大小相等。
3、節(jié)點(diǎn)O也是一理想化模型。

練習(xí)1、舉重是中國代表團(tuán)在奧運(yùn)會(huì)上重要的奪金項(xiàng)目。在舉重比賽中，運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴時(shí)必須使杠鈴平衡一定時(shí)間，才能被裁判視為挺（或抓）舉成功。運(yùn)動(dòng)員可通過改變兩手握桿的距離來調(diào)節(jié)舉起時(shí)雙臂的夾角。若雙臂夾角變大，則下面關(guān)于運(yùn)動(dòng)員保持杠鈴平衡時(shí)手臂用力大小變化的說法正確的是（C）
A．不變B．減小C．增大D．不能確定
【解析】如下圖：為了保證棒靜止，兩手舉杠鈴的力沿豎直方向的分力之和應(yīng)與重力抵消。所以當(dāng)手臂夾角變大時(shí)，為了保證舉力豎直方向的分力大小不變，則要求舉力增大。

（四）、超重與失重
師：自從神州六號(hào)飛船發(fā)射成功以來，人們經(jīng)常談到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我們就來研究這個(gè)問題。
播放一段視頻增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)
例2、人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。
①人和電梯一同靜止時(shí)，人對(duì)地板的壓力為多大？
【解析】:求解人對(duì)地板的壓力，該題中如果選電梯為研究對(duì)象，受力情況會(huì)比較復(fù)雜，甚至無法解題。所以我們只能選人為研究對(duì)象，那選人為研究對(duì)象能求解出人對(duì)電梯的壓力嗎？能！根據(jù)牛頓第三定律：作用力與反作用力是等在反向的。只要求出電梯對(duì)人的支持力，再根據(jù)牛頓第三定律就可求出人對(duì)電梯的壓力。
因?yàn)槿耸庆o止的所以合外力為0有：
②人隨電梯以加速度a勻加速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？
【解析】:以加速度a勻加速上升，因?yàn)榧铀?，所以加速度方向與速度同向，物體是上升的，所以加速度方向也是向上的。有
看到了什么？人對(duì)地面的壓力竟然會(huì)大于本身的重力？
③人以加速度a勻減速下降，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？
【解析】：以加速度a勻減速下降，因?yàn)闇p速，所以加速度方向與速度反向，物體是下降的，所以加速度方向是向上的。有
人對(duì)地面的壓力還是大于本身的重力！
④人隨電梯以加速度a(ag)勻加速下降，人對(duì)地板的壓力多大？
⑤人隨電梯以加速度a(ag)勻減速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？
學(xué)生自己分析解答。不會(huì)有太大難度
④⑤兩題加速度方向均向下，合外力向下，于是有
師：從上面的解題結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人加速上升和減速下降時(shí)，人對(duì)地面的壓力大于本身重力；當(dāng)人加速下降和減速上升時(shí)，人對(duì)地面的壓力小球本身重力。物理學(xué)中分別把這兩種現(xiàn)象叫做超重和失重。
【定義】：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做超重。
【定義】：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做失重。
師：雖然從理論上我們推導(dǎo)出了應(yīng)該有這樣的現(xiàn)象，但我估計(jì)大家在日常生活中都沒有注意到這些現(xiàn)象，可能都有點(diǎn)懷疑。那你們有坐過電梯的經(jīng)驗(yàn)嗎？電梯啟動(dòng)上升時(shí)，你會(huì)心慌也會(huì)充分體會(huì)到“腳踏實(shí)地”的感覺，電梯停止上升時(shí)，你會(huì)頭暈，同時(shí)有種“飄飄然”的感覺，這就是超重失重引起的。還有坐汽車時(shí)，汽車速度很快上橋并從橋頂下橋，大家會(huì)突然覺得心突然變得空空的，很難受，那是失重造成的。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
師：其實(shí)大家完全可以利用身邊的器材來驗(yàn)證。
實(shí)驗(yàn)1、用彈簧秤掛上鉤碼，然后迅速上提和迅速下放。
現(xiàn)象：在鉤碼被迅速上提的一瞬間，彈簧秤讀數(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(shí)彈簧秤示數(shù)變大是超重還是失重？迅速下放時(shí)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(huì)為何用彈簧秤測(cè)物體重力時(shí)要保證在豎直方向且保持靜止或勻速
實(shí)驗(yàn)2、學(xué)生站在醫(yī)用體重計(jì)上，觀察下蹲和站起時(shí)秤的示數(shù)如何變化？
在實(shí)驗(yàn)前先讓同學(xué)們理論思考示數(shù)會(huì)如何變化再去驗(yàn)證，最后再思考。
（1）在上升過程中可分為兩個(gè)階段：加速上升、減速上升；下蹲過程中也可分為兩個(gè)階段：加速下降、減速下降。
（2）當(dāng)學(xué)生加速上升和減速下降時(shí)會(huì)出現(xiàn)超重現(xiàn)象；當(dāng)學(xué)生加速下降和減速上升時(shí)會(huì)出現(xiàn)失重現(xiàn)象；
（3）出現(xiàn)超重現(xiàn)象時(shí)加速度方向向上，出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)加速度方向向下。
完全失重
⑥人隨電梯以加速度g勻加速下降，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？
【解析】即當(dāng)電梯對(duì)人沒有支持力時(shí)，人只受重力，加速度大小為g，做的是自由落體運(yùn)動(dòng)。
同學(xué)們又看到了什么？人竟然可以對(duì)電梯沒有壓力？
師：物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫做完全失重。
【定義】：如果物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)物體對(duì)支持物、懸掛物完全沒有作用力，好像完全沒有了重力作用，這種狀態(tài)是完全失重。
師：剛上課時(shí)我們看到的視頻里人類在太空中就處于完全失重狀態(tài)。
演示實(shí)驗(yàn)3、一個(gè)盛滿水的瓶子底部有一小孔，靜止在手中時(shí)，水會(huì)噴射而出；如果突然松手，讓瓶子自由下落時(shí)，讓學(xué)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(shí)，每一部分水和瓶子它們做的都是自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)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，水中了就不存在壓強(qiáng)了，所以上面的水也不會(huì)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。
問題：
1、人隨電梯能以加速度a(ag)勻加速下降嗎？
不可能，最大只能是g
2、如瓶豎直向上拋出，水會(huì)噴出嗎？為什么？
不會(huì)，仍然完全失重
3、發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí)，物體實(shí)際受的重力是否發(fā)生了變化？
沒有變有！
歸納總結(jié)
（1）什么是超重（失重）現(xiàn)象？
（2）什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
（3）為什么會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
【牢記】：
1、超重和失重是一種物理現(xiàn)象。
2、物體的重力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，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)
超重還是失重由加速度方向決定，與速度方向無關(guān)
練習(xí)2、在一個(gè)封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重量，根據(jù)讀數(shù)與實(shí)際重力之間的關(guān)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(yùn)動(dòng)加速度等于重力加速度，但無法判斷是向上還是向下運(yùn)動(dòng)
D．讀數(shù)準(zhǔn)確，表明裝置勻速上升或下降
從動(dòng)力學(xué)看自由落體運(yùn)動(dòng)
物體做自由落體運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)條件。

九、板書設(shè)計(jì)
用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）
一、共點(diǎn)力的平衡條件
1、平衡狀態(tài)
2、條件：合力為0
例題1：
二、超重和失重
1、什么是超重（失重）現(xiàn)象？
2、什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
3、為什么會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
例題2
十、教學(xué)反思
本節(jié)課實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科幫助學(xué)生理解，但是超重和失重的相關(guān)練習(xí)，學(xué)生掌握的還不是很好，應(yīng)加強(qiáng)理解的基礎(chǔ)上，多加練習(xí)。

學(xué)校臨清一中學(xué)科物理編寫人王靜審稿人屈迎珍
必修一4.7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
4.7用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（二）
1、什么叫做平衡狀態(tài)。
2、物體處于平衡狀態(tài)時(shí)它的受力特點(diǎn)是什么
3、當(dāng)一個(gè)物體受幾個(gè)力作用時(shí)，如何求解合力？
4、什么是共點(diǎn)力？
5、什么是超重（失重）現(xiàn)象？
6、什么情況下會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
7、為什么會(huì)出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？

三、提出疑惑
超重和失重的規(guī)律是什么？

課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。
會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。
通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)。
進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題的方法和步驟。
二、學(xué)習(xí)過程
共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件？

同學(xué)們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例嗎？

豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？

例題1、城市中的路燈，無軌電車的供電線路等，經(jīng)常用三解形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡化模型。圖中硬桿OB可繞通過B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量為G，角AOB等于θ，鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力和桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力各是多大？

那什么是超重和失重呢？
【定義】：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做超重。
【定義】：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做失重。
實(shí)驗(yàn)1、用彈簧秤掛上鉤碼，然后迅速上提和迅速下放。
實(shí)驗(yàn)2、學(xué)生站在醫(yī)用體重計(jì)上，觀察下蹲和站起時(shí)秤的示數(shù)如何變化
完全失重
【定義】：如果物體正好以大小等于g方向豎直向下的加速度做勻變速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)物體對(duì)支持物、懸掛物完全沒有作用力，好像完全沒有了重力作用，這種狀態(tài)是完全失重。
例2、人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。
①人和電梯一同靜止時(shí)，人對(duì)地板的壓力為多大？
②人隨電梯以加速度a勻加速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？
③人以加速度a勻減速下降，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？

三、反思總結(jié)

四、當(dāng)堂檢測(cè)
1、舉重是中國代表團(tuán)在奧運(yùn)會(huì)上重要的奪金項(xiàng)目。在舉重比賽中，運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴時(shí)必須使杠鈴平衡一定時(shí)間，才能被裁判視為挺（或抓）舉成功。運(yùn)動(dòng)員可通過改變兩手握桿的距離來調(diào)節(jié)舉起時(shí)雙臂的夾角。若雙臂夾角變大，則下面關(guān)于運(yùn)動(dòng)員保持杠鈴平衡時(shí)手臂用力大小變化的說法正確的是（）
A．不變B．減小C．增大D．不能確定
2、在一個(gè)封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重量，根據(jù)讀數(shù)與實(shí)際重力之間的關(guān)系，以下說法中正確的是（）
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(yùn)動(dòng)加速度等于重力加速度，但無法判斷是向上還是向下運(yùn)動(dòng)
D．讀數(shù)準(zhǔn)確，表明裝置勻速上升或下降
五、課后練習(xí)和提高
1、如圖所示，物體在水平力F作用下靜止在斜面上，若稍增大水平力F，而物體仍能保持靜止，下列說法正確的是（）
A、斜面對(duì)物體的靜摩擦力及支持力都不一定增大
B、斜面對(duì)物體的靜摩擦力不一定增大，支持力一定增大
C、斜面底部受到地面的摩擦力為F，方向水平向右
D、斜面底部受到地面的摩擦力為F，方向水平向左
2、如圖所示，物體B的上表面水平，B上面載著物體A，當(dāng)它們一起沿固定斜面C勻速下滑的過程中物體A受力是（）
A、只受重力
B、只受重力和支持力
C、有重力、支持力和摩擦力
D、有重力、支持力、摩擦力和斜面對(duì)它的彈力
3、把一木塊放在水平桌面上保持靜止，下面說法中哪些是正確的（）
A、木塊對(duì)桌面的壓力就是木塊受的重力，施力物體是地球
B、木塊對(duì)桌面的壓力是彈力，是由于桌面發(fā)生形變而產(chǎn)生的
C、木塊對(duì)桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊受的重力
D、木塊保持靜止是由于木塊對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)木塊的支持力二力平衡
4、在力的合成中，下列關(guān)于兩個(gè)分力(大小為定值)與它們的合力的關(guān)系的說法中，正確的是（）
A、合力一定大于每一個(gè)分力；
B、合力一定小于分力；
C、合力的方向一定與分力的方向相同；
D、兩個(gè)分力的夾角在0°～180°變化時(shí)，夾角越大合力越小
5、如圖所示，恒力F大小與物體重力相等，物體在恒力F的作用下，沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)，恒力F的方向與水平成角，那么物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）
A、B、C、D、
6、2009年8月17日，在德國柏林進(jìn)行的2009世界田徑錦標(biāo)賽女子撐桿跳高決賽中，羅格夫斯卡以4米75的成績奪冠。若不計(jì)空氣阻力，則羅格夫斯卡在這次撐桿跳高中（）
A.起跳時(shí)桿對(duì)她的彈力大于她的重力
B．起跳時(shí)桿對(duì)她的彈力小于她的重力
C．起跳以后的下落過程中她處于超重狀態(tài)
D．起跳以后的下落過程中她處于失重狀態(tài)
7、有關(guān)超重和失重的說法，正確的是（）
A．物體處于超重狀態(tài)時(shí)，所受重力增大；處于失重狀態(tài)時(shí)，所受重力減少
B．豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體處于完全失重狀態(tài)
C．在沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)，升降機(jī)一定處于上升過程
D．在沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)中出現(xiàn)失重現(xiàn)象時(shí)，升降機(jī)一定處于下降過程
8、某同學(xué)站在電梯底板上，利用速度傳感器和計(jì)算機(jī)研究一觀光電梯升降過程中的情況，如圖所示的2一t圖象是計(jì)算機(jī)顯示的觀光電梯在某一段時(shí)間內(nèi)速度變化的情況（向上為正方向）．根據(jù)圖象提供的信息，可以判斷下列說法中正確的是（）
A．在0~5s內(nèi)，觀光電梯在加速上升，該同學(xué)處于失重狀態(tài)
B．在5s~10s內(nèi)，該同學(xué)對(duì)電梯底板的壓力等于他所受的重力
C．在10s~20s內(nèi)，觀光電梯在減速下降，該同學(xué)處于失重狀態(tài)
D．在20s~25s內(nèi)，觀光電梯在加速下降，該同學(xué)處于失重狀態(tài)
答案：當(dāng)堂檢測(cè)
1、C2、C
課后練習(xí)和提高
1、BD2、B3CD4、D5、C6、AD7、B8、BD

用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）導(dǎo)學(xué)案

俗話說，磨刀不誤砍柴工。作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣，幫助教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢？小編特地為大家精心收集和整理了“用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）導(dǎo)學(xué)案”，歡迎閱讀，希望您能閱讀并收藏。

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律
編制：高一物理三級(jí)部包科領(lǐng)導(dǎo)簽字：

第六節(jié)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.熟練掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律，提高應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析動(dòng)力學(xué)問題的能力。
2.自主學(xué)習(xí)，合作探究，學(xué)會(huì)應(yīng)用牛頓定律分析動(dòng)力學(xué)問題的方法。
3..激情投入，享受學(xué)習(xí)的快樂，感悟牛頓運(yùn)動(dòng)定律的奧秘。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1．從物體受力分析物體的運(yùn)動(dòng)情況2．從物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力
【使用說明及學(xué)法指導(dǎo)】
2．依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，研讀課本P85—P87，仔細(xì)分析本節(jié)教材的例題1、例題2，明確運(yùn)用從受力分析物體的運(yùn)動(dòng)情況、從運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力的解題方法，總結(jié)牛頓定律解決實(shí)際問題時(shí)的基本思路和方法，形成正確的思維模式。
【問題導(dǎo)學(xué)】
情景1：一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是10kg，物體與地面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。（g=10m/s2）
（1）物體的受力情況如何？（畫出受力分析圖）

（2）物體所受的合力是多少？

（3）求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度？

（4）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。

情景2：一個(gè)滑雪的人，質(zhì)量是60kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角θ=370。在t=10s的時(shí)間內(nèi)滑下的路程x=220m。（g=10m/s2）（sin370=0.6,cos370=0.8）
（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度。

（2）應(yīng)用牛頓第二定律求出物體受到的合力

（3）分析滑雪者的受力情況（畫出受力分析圖）

（4）沿平行斜面和垂直斜面的方向建立坐標(biāo)系，運(yùn)用正交分解法進(jìn)行力的分解，然后用牛頓第二定律列方程，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦力和空氣阻力）。

【預(yù)習(xí)自測(cè)】
1.一個(gè)物體在水平恒力F的作用下，由靜止開始在一個(gè)光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，速度變?yōu)関，如果要使物體的速度變?yōu)?v，下列方法正確的是()
A．將水平恒力增加到2F，其他條件不變
B．將物體質(zhì)量減小一半，其他條件不變
C．物體質(zhì)量不變，水平恒力和作用時(shí)間都增為原來的兩倍
D．將時(shí)間增加到原來的2倍，其他條件不變
2.如圖所示，一質(zhì)量m=2kg的木塊靜止于水平地面上．現(xiàn)對(duì)物體施加一大小為10N的水平方向拉力．(g取10m/s2)
(1)若地面光滑，求物體運(yùn)動(dòng)的加速度大?。?/p>

(2)若物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，求物體的加速度大小和經(jīng)過2s物體的位移大?。?br> 【我的疑惑】
請(qǐng)寫出你的疑問，讓我們?cè)谡n堂上一起解決！
【合作探究】
探究點(diǎn)一、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況
問題1：水平地面上質(zhì)量為10Kg的物體，受到斜向右上方與水平方向成370角的拉力F=50N作用，在水平面上由靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，求物體開始運(yùn)動(dòng)2s內(nèi)的位移大小。（g=10m/s2）
思考總結(jié)：從受力確定運(yùn)動(dòng)情況解題步驟：
【針對(duì)訓(xùn)練】
1.某綠化用撒水車在行進(jìn)過程中的牽引力不變，所受的阻力與重力的關(guān)系是Ff=kmg（k為常數(shù)）車沒有撒水時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車沿直線撒水時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)情況將是（）
A．做變加速直線運(yùn)動(dòng)
B．做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．做勻減速直線運(yùn)動(dòng)
D．仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)
2.水平地面上質(zhì)量為10Kg的木箱，受到水平向右的拉力F=70N作用，在水平面上從靜止開始運(yùn)動(dòng)，木箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，求木箱在2s末的速度和2s內(nèi)的位移。（g=10m/s2）
探究點(diǎn)二、從運(yùn)動(dòng)情況確定受力
問題2：一位滑雪者如果以v0=20m/s的初速度，沿直線沖上一傾角為370的山坡，從沖坡開始計(jì)時(shí)，至2s末，雪橇速度變?yōu)榱悖绻┣僚c人的質(zhì)量為m=80kg，求滑雪人受到的阻力是多少。（g=10m/s2）
思考總結(jié)：從運(yùn)動(dòng)情況確定受力解題步驟：
【針對(duì)訓(xùn)練】
3.從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，經(jīng)過t=10s，發(fā)生位移x=30m．已知汽車的質(zhì)量m=4×103kg，牽引力F=5.2×103N．求：（g=10m/s2）
（1）汽車運(yùn)動(dòng)的加速度大小；
（2）運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受的阻力大小
4.一個(gè)木箱沿著一個(gè)粗糙的斜面勻加速下滑，初速度是零，經(jīng)過5.0s的時(shí)間,滑下的路程是10m,斜面的夾角是300，求木箱和粗糙斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(g取10m/s2)