高中牛頓第一定律教案

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．人們設(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．
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ο?，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的大小．

解析：當(dāng)物體沿斜面勻速上滑時(shí)，對物體進(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)員就通過滑板對水面施加了一個(gè)斜向下的力，而且游艇對運(yùn)動(dòng)員的牽引力越大，運(yùn)動(dòng)員對水面施加的這個(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)，水面就會通過滑板反過來對運(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．

延伸閱讀

用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題二學(xué)案和課件

物理必修1(人教版)
第七課時(shí)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題(二)

水平測試
1．下列說法正確的是()
A．體操運(yùn)動(dòng)員雙手握住單杠吊在空中不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)
B．蹦床運(yùn)動(dòng)員在空中上升和下落過程中都處于失重狀態(tài)
C．舉重運(yùn)動(dòng)員在舉起杠鈴后不動(dòng)的那段時(shí)間內(nèi)處于超重狀態(tài)
D．游泳運(yùn)動(dòng)員仰臥在水面靜止不動(dòng)時(shí)處于失重狀態(tài)

解析：從受力上看，失重物體所受合外力向下，超重物體所受合外力向上；從加速度上看，失重物體的加速度向下，而超重物體的加速度向上．A、C、D中的各運(yùn)動(dòng)員所受合外力為零，加速度為零，只有B中的運(yùn)動(dòng)員處于失重狀態(tài)．
答案：B

2．一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體，被放置在傾角α＝30°的固定光滑斜面上，在如圖所示的甲、乙、丙三種情況下，物體能處于平衡狀態(tài)的是(g＝10m/s2)()
A．僅甲圖B．僅乙圖
C．僅丙圖D．甲、乙、丙圖

解析：物體受三個(gè)力的作用，重力、支持力、拉力．重力沿斜面向下的分力大小為15N，故只有乙圖中能保持平衡，選項(xiàng)B正確．
答案：B

3．某物體在3個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，若把其中一個(gè)力F1的方向沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°而保持其大小不變，其余兩個(gè)力保持不變，則此時(shí)物體所受的合力大小為()
A．F1B.2F1
C．2F1D．無法確定

解析：其它兩個(gè)力的合力大小為F1，方向與F1反向，當(dāng)F1轉(zhuǎn)過90°時(shí)，三力合力為2F1，B正確．
答案：B

4．質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為θ的斜面上，斜面對木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是()
A．沿斜面向下B．垂直于斜面向上
C．沿斜面向上D．豎直向上

解析：如圖所示，物體受重力mg、支持力FN、摩擦力F而處于靜止?fàn)顟B(tài)，故支持力與摩擦力的合力必與重力等大反向，D正確．
答案：D

5．如圖所示，一個(gè)盛水的容器底部有一小孔，靜止時(shí)用手指堵住小孔不讓它漏水，忽略空氣阻力，則()
A．容器自由下落時(shí)，小孔向下漏水
B．將容器豎直拋出，容器向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔向下漏水；容器向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，小孔不向下漏水
C．將容器水平拋出，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔向下漏水
D．將容器斜向上拋出，容器在運(yùn)動(dòng)中小孔不向下漏水

解析：容器沿各個(gè)方向拋出時(shí)均處于完全失重狀態(tài)，水中不再產(chǎn)生壓力，故不漏水．
答案：D

6．如圖所示，粗糙水平面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的3個(gè)木塊，木塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)相同，其間均用一不可伸長的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為FT.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使3個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則以下說法正確的是()
A．繩斷前，a、b兩輕繩的拉力比總為4∶1
B．當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí)，輕繩a剛好被拉斷
C．當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時(shí)，輕繩a還不會被拉斷
D．若水平面是光滑的，則繩斷前，a、b兩輕繩的拉力比大于4∶1

解析：取三木塊為整體，則有F－6μmg＝6ma，取質(zhì)量為m、3m的木塊為整體，則有FTa－4μmg＝4ma，隔離m則有FTb－μmg＝ma，所以繩斷前，a、b兩輕繩的拉力比總為4∶1，與F、μ無關(guān)，A對D錯(cuò)；當(dāng)a繩要斷時(shí)，則a＝FT4m－μg，所以拉力F＝1.5FT，B、C錯(cuò)．
答案：A

7．(雙選)原來做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)有一被伸長的輕質(zhì)彈簧拉住、具有一定質(zhì)量的物體A靜止放在地板上，如圖所示．現(xiàn)發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方，由此可判斷，此時(shí)升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)可能是()
A．加速上升B．減速上升
C．加速下降D．減速下降

解析：由于A被拉向右方，說明摩擦力減小，即A與升降機(jī)地板間的彈力減小，應(yīng)為失重現(xiàn)象，加速度向下，故B、C正確．
答案：BC

8．如圖所示，一定質(zhì)量的物體用兩根輕繩懸掛在空中，其中繩OA固定不動(dòng)，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則在繩OB由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中，繩OB的張力大小將()
A．一直變大B．一直變小
C．先變大后變小D．先變小后變大

解析：根據(jù)重力的作用效果將其分解在繩OA、OB所在的方向上，如圖所示，F(xiàn)1是對繩OA的拉力，F(xiàn)2是對繩OB的拉力．由于OA方向不變，當(dāng)OB向上轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)到與OA繩方向垂直時(shí)，OB上的拉力最小，故OB上的張力先變小后變大．
答案：D

9．(雙選)“蹦極”是一項(xiàng)非常刺激的體育運(yùn)動(dòng)．某人身系彈性繩自高空P點(diǎn)自由下落，圖中a點(diǎn)是彈性繩的原長位置，c是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，b是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置，人在從P點(diǎn)落下到最低點(diǎn)c的過程中()
A．人在Pa段做自由落體運(yùn)動(dòng)，處于完全失重狀態(tài)
B．在ab段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)
C．在bc段繩的拉力小于人的重力，人處于失重狀態(tài)
D．在c點(diǎn)，人的速度為零，其加速度為零

解析：由于在b點(diǎn)時(shí)重力與繩的拉力平衡，則人在ab段重力與拉力的合力的方向向下，產(chǎn)生向下的加速度，則人處于失重狀態(tài)，在bc段處于超重狀態(tài)．
答案：AB

素能提高
10．在電梯中，把一重物置于水平臺秤上，臺秤與力的傳感器相連，電梯先從靜止加速上升，然后又勻速運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間，然后減速上升，最后停止運(yùn)動(dòng)；傳感器的屏幕上顯示出其所受的壓力與時(shí)間的關(guān)系(FNt)圖象，如圖所示，則

(1)電梯在啟動(dòng)階段經(jīng)歷了多長時(shí)間的加速上升過程？

解析：由圖象可知：電梯在啟動(dòng)階段經(jīng)歷了4s加速上升過程．
答案：4s

(2)電梯的最大加速度是多少？(g取10m/s2)

解析：由牛頓第二定律可知：FN－mg＝ma
am＝FNm－mgm＝50－303m/s2≈6.7m/s2.
答案：6.7m/s2

11．滑板運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)非常刺激的水上運(yùn)動(dòng)．研究表明，在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)時(shí)，水對滑板的作用力垂直于滑板面．如圖所示，運(yùn)動(dòng)員在水平牽引力作用下，滑板面與水平面之間的夾角θ＝37°，滑板勻速運(yùn)動(dòng)，人和滑板的總質(zhì)量為100kg，忽略空氣阻力，取g＝10m/s2，則水平牽引力為(sin37°＝0.6)()
A．1250NB．1000N
C．750ND．500N

解析：把人與滑板看作一整體，對其受力分析知：
F′＝mgtan37°＝100×10×0.75＝750N，C正確．
答案：C

12．某人在地面上最多能舉起60kg的物體，而在一個(gè)加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體．(g取10m/s2)求：

(1)此電梯的加速度；

解析：站在地面上的人，最大舉力F＝m1g＝600N.
在加速下降的電梯里，人的最大舉力不變，由牛頓第二定律：m2g－F＝m2a，
故a＝g－Fm2＝10－60080m/s＝2.5m/s2.
答案：2.5m/s2

(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(zhì)量．

解析：若電梯加速上升，則由牛頓第二定律：F－m3g＝m3a，所以m3＝Fg＋a＝60012.5kg＝48kg.
答案：48kg

13．如圖是電梯上升的速度時(shí)間圖象，若電梯地板上放一質(zhì)量為20kg的物體，g取10m/s2，則：

(1)前2s內(nèi)和4～7s內(nèi)物體對地板的壓力各為多少？

解析：前2s內(nèi)的加速度a1＝3m/s2.
由牛頓第二定律得F1－mg＝ma1.
F1＝m(g＋a1)＝20×(10＋3)N＝260N.
4～7s內(nèi)電梯做減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小a2＝2m/s2.
由牛頓第二定律得mg－F2＝ma2.
F2＝m(g－a2)＝20×(10－2)N＝160N.
由牛頓第三定律得前2s內(nèi)和4～7s內(nèi)物體對地板的壓力各為260N和160N.
答案：260N160N

(2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，電梯通過的位移為多少？

解析：7s內(nèi)的位移為x＝2＋72×6m＝27m
答案：27m
失重條件下的應(yīng)用

在失重的條件下，熔化了的金屬的液滴，形狀呈絕對球形，冷卻后可以成為理想的滾珠．而在地面上，用現(xiàn)代技術(shù)制成的滾珠，并不呈絕對球形．這是造成軸承磨損的重要原因之一．
玻璃纖維(一種很細(xì)的玻璃絲，直徑為幾十微米)，是現(xiàn)代光纖通信的主要部件．在地面上不可能制成很長的玻璃纖維，因?yàn)闆]等到液態(tài)的玻璃絲凝固，由于重力的作用，它將被拉成小段．而在太空的軌道上，將可以制造出幾百米長的玻璃纖維．
在太空的軌道上，可以制成一種新的泡沫材料——泡沫金屬．在失重條件下，在液態(tài)的金屬中通以氣體，氣泡將不“上浮”，也不“下沉”，均勻地分布在液態(tài)金屬中，凝固后就成為泡沫金屬，這樣可以制成輕得像軟木塞似的泡沫鋼，用它做機(jī)翼，又輕又結(jié)實(shí)．
同樣的道理，在失重的條件下，混合物可以均勻地混合，由此可以制成地面上不能得到的特種合金．
電子工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、核工業(yè)等部門，對高純度材料的需要不斷增加，其純度要求為“6個(gè)9”至“8個(gè)9”，即99.9999%～99.999999%.在地面上，冶煉金屬需在容器內(nèi)進(jìn)行，總會有一些容器的微量元素?fù)饺氲奖灰睙挼慕饘僦校谔罩小皯腋∫睙挕?，是在失重條件下進(jìn)行的，不需要用容器，消除了容器對材料的污染，可以獲得純度極高的產(chǎn)品．
在電子技術(shù)中所用的晶體，在地面上生長時(shí)，由于受重力的影響，晶體的大小受到限制，而且要受到容器的污染，在失重條件下，晶體的生長是均勻的，生長出來的晶體也要大得多．在不久的將來，如能在太空建立起工廠，生產(chǎn)出砷化鎵的純晶體，它要比現(xiàn)有的硅晶體優(yōu)越得多，將會引起電子技術(shù)的重大突破．
在太空失重的條件下，會生產(chǎn)出地面上難以生產(chǎn)的一系列產(chǎn)品．建立空間工廠，已經(jīng)不再是幻想．科學(xué)家們在太空中做各種實(shí)驗(yàn)，青年學(xué)生也可以提出自己的太空實(shí)驗(yàn)設(shè)想，展開你想象的翅膀，為宇宙開發(fā)貢獻(xiàn)一份力量！

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

知識與技能
1.掌握共點(diǎn)力的平衡條件，會用來解決有關(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)知識解決物理問題的思維意識.
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科學(xué)知識的興趣.
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就會很大.對材料強(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.地板對人的支持力F與人對地板的壓力F′是一對作用力反作用力.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较颍鶕?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)
人對地板的壓力F′與地板對人的支持力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,人對地板的壓力比人受到的重力大.
超重現(xiàn)象：物體對支持物的壓力（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)，它對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┮矔笥冢ɑ蛐∮冢┫到y(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?，由牛頓第二定律
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平衡力，大小相等、方向相反，人對體重計(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)，因而人對體重計(jì)的壓力小于人本身的重力，體重計(jì)示數(shù)減??；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)象都會完全消失，天平不能再通過正常的操作而測量物體的質(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.（讓問題意識貫穿教師與學(xué)生的教與學(xué)中，讓學(xué)生學(xué)會主動(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?。?br> 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。

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】
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】
請寫出你的疑問，讓我們在課堂上一起解決！
【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??；
（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)

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，有將物理知識應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識，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)知識后，能夠理解基本定義，和第一個(gè)問題的相關(guān)例題，對于第二個(gè)問題的實(shí)質(zhì)還是會存在問題。
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，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(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。或平衡狀態(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O點(diǎn)的拉力和桿OB對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
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)，人對地板的壓力為多大？
【解析】:求解人對地板的壓力，該題中如果選電梯為研究對象，受力情況會比較復(fù)雜，甚至無法解題。所以我們只能選人為研究對象，那選人為研究對象能求解出人對電梯的壓力嗎？能！根據(jù)牛頓第三定律：作用力與反作用力是等在反向的。只要求出電梯對人的支持力，再根據(jù)牛頓第三定律就可求出人對電梯的壓力。
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？人對地面的壓力竟然會大于本身的重力？
③人以加速度a勻減速下降，這時(shí)人對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，人對地板的壓力為多大？
學(xué)生自己分析解答。不會有太大難度
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)，你會心慌也會充分體會到“腳踏實(shí)地”的感覺，電梯停止上升時(shí)，你會頭暈，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。
體會為何用彈簧秤測物體重力時(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)人對地板的壓力又是多大？
【解析】即當(dāng)電梯對人沒有支持力時(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(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）什么情況下會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
（3）為什么會出現(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、什么情況下會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
3、為什么會出現(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、什么情況下會出現(xiàn)超重（失重）現(xiàn)象？
7、為什么會出現(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O點(diǎn)的拉力和桿OB對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)人對地板的壓力又是多大？

三、反思總結(jié)

四、當(dāng)堂檢測
1、舉重是中國代表團(tuán)在奧運(yùn)會上重要的奪金項(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、斜面對物體的靜摩擦力及支持力都不一定增大
B、斜面對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、木塊對桌面的壓力就是木塊受的重力，施力物體是地球
B、木塊對桌面的壓力是彈力，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桌面的壓力與桌面對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)桿對她的彈力大于她的重力
B．起跳時(shí)桿對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
1、C2、C
課后練習(xí)和提高
1、BD2、B3CD4、D5、C6、AD7、B8、BD