课题4.7 牛顿运动定律应用二
教学内容 教学设计或学习心得
学习目标 1.知道物体处于平衡状态的运动学特征.2.知道共点力的平衡条件，能利用共点力平衡条件解决有关问题.3.了解超重和失重现象，知道超重与失重现象中地球对物体的作用力并没有变化.
课本导读 1．力的合成和分解的两种重要方法是： _____________________、_____________________.2．匀变速直线运动的规律：v＝____________，x＝____________，v2－v＝2ax ＝____________＝v.3．自由落体运动的规律：v＝______，h＝___ ___，v2＝2gh4．牛顿第二定律：F＝ma，特点是：________性，矢量性，同向性．5．平衡状态是指保持静止或________________________，平衡条件是________．6．①视重：重力是地球对物体的吸引作用， ( http: / / www.21cnjy.com )当物体挂在竖直方向放置的弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤和台秤的示数称为“________”，等于其所受拉力或压力．视重实际上反映的是“弹力”，只有在平衡状态时，这个“弹力”即______与物体的________才有相等的关系．②超重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对 ( http: / / www.21cnjy.com )__________________(或对悬挂物的拉力)大于________________________的情况，即______大于________时，称为超重现象．③失重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对 ( http: / / www.21cnjy.com )__________________(或对悬挂物的拉力)小于________________的情况，即__________小于________时，称为失重现象．④完全失重：当物体处于非平 ( http: / / www.21cnjy.com )衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__________的状态，即视重____________时，称为完全失重状态．7．产生超重或失重现象的条件①物体具有______________时产生超重现象．②物体具有____________________时产生失重现象．③物体具有________________时，物体出现完全失重状态.
合作探究 探究一、共点力的平衡条件[问题情境]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？ 2．若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中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平衡？ [要点提炼]1．共点力的平衡条件是：________________.2．处理共点力平衡问题的常用方法有：① ( http: / / www.21cnjy.com )______法．物体受几个力作用，将某一个力按效果分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件．②________法．物体受几个力作用，通过合成的方法将它简化成两个力，这两个力满足力的平衡条件．以上两种方法常用于物体受力不多于三个力时．③________________法．将处于平衡状态的物体所受的力，都分解为相互正交的两组，每一组的力都满足力的平衡条件．即Fx＝0，Fy＝0.这种方法常用于所受的力为三个力以上．3．解题关键：受力分析．受力分析时 ( http: / / www.21cnjy.com )应注意：①不要添力、漏力．如不要把分力和合力同时计入，不要忘记静摩擦力；②不要判断错力的方向；③受力分析遵循的一般顺序：先重力后弹力再摩擦力．探究二、超重和失重[问题情境]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘 ( http: / / www.21cnjy.com )垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？ [要点提炼]1．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台秤所受的压力．2．超重、失重的分析 特征状态 加速度a视重(F)与重力(mg)的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或______________超重向上F＝m(g＋a)>mg向上________，向下________失重向下F＝m(g－a)巩固 提 高 1 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半 ( http: / / www.21cnjy.com )圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图1所示，在此过程中( )A．F1保持不变，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变 图1 图22 北京欢乐谷游乐场天地双 ( http: / / www.21cnjy.com )雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭，如图2所示．它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1 kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8 m/s2，问：(1)当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？(2)当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？变式训练 如图3所示，电 ( http: / / www.21cnjy.com )梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是( )A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2 图3【效果评估】1．下列说法中正确的是( )A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态2．下列物体处于平衡状态的是( )A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间3．如图4所示，AC是上端带定滑轮的固 ( http: / / www.21cnjy.com )定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°.现使∠BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力( )A．大小不变 B．逐渐增大C．先减小后增大 D．先增大后减小 图4
后记（教与学）课题4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
教学内容 教学设计或学习心得
学习目标 1.知道物体处于平衡状态的运动学特征.2.知道共点力的平衡条件，能利用共点力平衡条件解决有关问题.3.了解超重和失重现象，知道超重与失重现象中地球对物体的作用力并没有变化.
课本导读 1．力的合成和分解的两种重要方法是：平行四边形定则(或三角形定则)、力的正交分解法.2．匀变速直线运动的规律：v＝v0＋at，x＝v0t＋at2，v2－v＝2ax ＝(v0＋v)＝v. 3．自由落体运动的规律：v＝gt，h＝gt2，v2＝2gh4．牛顿第二定律：F＝ma，特点是：瞬时性，矢量性，同向性．5．平衡状态是指保持静止或匀速直线运动状态，平衡条件是F合＝0．6．①视重：重力是地球对物体的吸引作用 ( http: / / www.21cnjy.com )，当物体挂在竖直方向放置的弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤和台秤的示数称为“视重”，等于其所受拉力或压力．视重实际上反映的是“弹力”，只有在平衡状态时，这个“弹力”即视重与物体的重力才有相等的关系．②超重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况，即视重大于重力时，称为超重现象．③失重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况，即视重小于重力时，称为失重现象．④完全失重：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态，即视重等于零时，称为完全失重状态．7．产生超重或失重现象的条件①物体具有向上的加速度时产生超重现象．②物体具有向下的加速度时产生失重现象．③物体具有向下的加速度a＝g时，物体出现完全失重状态.
合作探究 探究一、共点力的平衡条件[问题情境]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？答：(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＝0.2．若一个物体受三个力而处于平衡状态，则其中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平衡？答：三个力平衡，合外力为零，则其中 ( http: / / www.21cnjy.com )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． [要点提炼]1．共点力的平衡条件是：物体所受合力为零.2．处理共点力平衡问题的常用方法有：①分 ( http: / / www.21cnjy.com )解法．物体受几个力作用，将某一个力按效果分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件．②合成法．物体受几个力作用，通过合成的方法将它简化成两个力，这两个力满足力的平衡条件．以上两种方法常用于物体受力不多于三个力时．③正交分解法．将处于平衡状态的物体所受的力，都分解为相互正交的两组，每一组的力都满足力的平衡条件．即Fx＝0，Fy＝0.这种方法常用于所受的力为三个力以上．3．解题关键：受力分析．受力分析时应 ( http: / / www.21cnjy.com )注意：①不要添力、漏力．如不要把分力和合力同时计入，不要忘记静摩擦力；②不要判断错力的方向；③受力分析遵循的一般顺序：先重力后弹力再摩擦力．探究二、超重和失重[问题情境]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直 ( http: / / www.21cnjy.com )升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？答：每个人在乘电梯时都会有这种感觉，这就是我们常说的超重、失重现象．只要你留心观察，在我们的日常生活中就会发现许多超重、失重现象． [要点提炼]1．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台秤所受的压力．2．超重、失重的分析 特征状态 加速度a视重(F)与重力(mg)的关系运动情况受力图平衡a＝0F＝mg静止或匀速直线运动超重向上F＝m(g＋a)>mg向上加速，向下减速失重向下F＝m(g－a)巩固 提 高 1 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为 ( http: / / www.21cnjy.com )半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图1所示，在此过程中( C )A．F1保持不变，F3缓慢增大B．F1缓慢增大，F3保持不变C．F2缓慢增大，F3缓慢增大D．F2缓慢增大，F3保持不变 图1 图22 北京欢乐谷游乐场天地双雄 ( http: / / www.21cnjy.com )是目前亚洲唯一的双塔太空梭，如图2所示．它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1 kg的饮料瓶进行这个游戏，g取9.8 m/s2，问：(1)当座舱落到离地面高度为40 m的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？答：在离地面高于28 m时，座舱做自由 ( http: / / www.21cnjy.com )落体运动，处于完全失重状态，因为40 m>28 m所以饮料瓶对手没有作用力，由牛顿第三定律可知，手对饮料瓶也没有作用力．(2)当座舱落到离地面高度为15 m的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？答：设手对饮料瓶的作用力为F，座舱自由 ( http: / / www.21cnjy.com )下落高度为h1后的速度为v，制动时的加速度为a，制动高度为h2，由v2－v＝2ax得，v2＝2gh1，v2＝2ah2联立解得，a＝g对饮料瓶根据牛顿运动定律F－mg＝ma得，F＝mg(＋1)＝mg代入数据得，F＝41.16 N.变式训练 如图3所示，电梯的顶部挂有一个 ( http: / / www.21cnjy.com )弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是( BC )A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m ( http: / / www.21cnjy.com )/s2 图3【效果评估】1．下列说法中正确的是( B )A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态2．下列物体处于平衡状态的是( AC )A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间3．如图4所示，AC是上端带定滑轮的 ( http: / / www.21cnjy.com )固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°.现使∠BCA缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力( A )A．大小不变 B．逐渐增大C．先减小后增大 D．先增大后减小 图4
后记（教与学）
