用牛頓運動定律解決問題（二）教學(xué)設(shè)計【教學(xué)目標】1.掌握共點力的平衡條件，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。【教學(xué)重點】1.會用合成法和正交分解法解決共點力的平衡問題。2.會分析超重和失重產(chǎn)生的條件。【教學(xué)難點】會通過牛頓第二定律分析超重、失重加速度的方向特點，并能分析和說明一些簡單的相關(guān)問題。【教學(xué)過程】一、引入新課課前候課階段：播放“石頭平衡術(shù)”課堂引入：實例引入二力平衡、三力平衡、四力平衡、多力平衡。新課教學(xué)共點力的平衡條件①對吊燈進行受力分析，回顧二力平衡的模型。②學(xué)生講解課前小練的內(nèi)容如圖所示，電燈懸掛于天花板和墻壁之間，已知繩子為輕繩，電燈的質(zhì)量為m,OA繩與水平面之間的夾角是Θ，試求OA繩與OB繩之間的拉力。方法一：合成法老師點評：合成法實際上是將三力平衡轉(zhuǎn)化成了二力平衡。拓展：一個物體在多個力的作用下保持平衡，那么（N-1）個力的合力一定與第N個力等大反向。方法二：正交分解法老師點評：復(fù)習(xí)正交分解的解題步驟；正交分解法實際上是將三力平衡轉(zhuǎn)化成了兩個方向上的二力平衡。③拓展：三角形的斜拉結(jié)構(gòu)：升旗廣場的三角形結(jié)構(gòu)、大吊車、三塔式斜拉橋。提問：根據(jù)計算的結(jié)果，斜拉橋的橋塔應(yīng)該越高越好還是越低越好。超重失重引入：現(xiàn)在，電梯在我們的生活中已經(jīng)必不可少了，你來回想一下，當你乘坐電梯上樓，電梯剛啟動的時候，你的腳有什么感覺？電梯下降的時候呢？那我們今天就來研究一下產(chǎn)生這種感覺的原因。分組實驗：模擬電梯實驗實驗一、體重秤實驗實驗二、臺秤實驗實驗三、彈簧秤實驗實驗要求：觀察物體的上升和下降過程，物體的重力與拉力或者壓力的大小關(guān)系，并完善實驗報告的內(nèi)容。（實驗報告見附件）展示一下三個小組的實驗報告內(nèi)容。第一個實驗，起立階段，也就是上升階段：F>G，F(xiàn)<G下蹲階段，也就是下降階段：F<G,F>G,第二個實驗，上升階段F>G，F(xiàn)<G，下降階段F<G,F>G，第三個實驗，上升階段F>G，F(xiàn)<G，下降階段F<G,F>G。三個實驗的結(jié)果，完全相同。教師引導(dǎo)：當物體上升的時候，一定經(jīng)歷了先加速上升再減速上升，下降過程經(jīng)歷了先加速下降再減速下降的過程。在這四個不同的過程中,F有的時候大于G，有的時候小于G我們就把這種物體對水平支持物的壓力或者對豎直懸掛物的拉力大于G的情況叫做超重，小于G的情況叫做失重。引導(dǎo)學(xué)生分析坐電梯時的腳部產(chǎn)生不同感受的原因。引導(dǎo)學(xué)生分析加速度方向與超重失重的關(guān)系。例題：某電梯規(guī)定荷載1000kg，某次電梯運行過程中載員13人，正好達到1000kg,當電梯以2m/s2的加速度加速上升時，人對電梯地板的壓力多大？當電梯以2m/s2的加速度加速下降時，人對電梯地板的壓力又是多大？學(xué)生做，學(xué)生獨立講解。引導(dǎo)學(xué)生思考：電梯為什么不能超載？DIS實驗：①鉤碼在彈簧的拉力下上下震動②模擬電梯實驗③引入完全失重實驗完全失重：總結(jié)：當物體向下的加速度a＝g時，物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的狀態(tài)，即視重等于零時，稱為完全失重狀態(tài)。播放太空授課的視頻，加深學(xué)生對完全失重的理解。小結(jié)和布置作業(yè)。輕松一刻：①野外求生②魔術(shù)附件：實驗報告【實驗?zāi)康摹客ㄟ^分組實驗探究超重失重現(xiàn)象。總結(jié)并掌握超重失重的判斷方法。【實驗過程】(請同學(xué)們在下劃線上填“>”和“<”)實驗一體重秤實驗甲同學(xué)站在體重秤上，其他同學(xué)觀察并記錄。甲同學(xué)迅速完成下蹲動作而后保持靜止下蹲：前半段FG，后半段FG甲同學(xué)再迅速起立而后保持靜止，其他同學(xué)觀察并記錄起立：前半段FG，后半段FG交換其他同學(xué)，做下蹲起立動作，觀察并記錄。實驗二臺秤實驗請你將臺秤開關(guān)打開，待示數(shù)穩(wěn)定后放上鉤碼，靜止時F=G。請你手拿臺秤，做上升和下降的動作，觀察臺秤示數(shù)并記錄。上升階段：前半段FG，后半段FG下降階段：前半段FG,后半段FG實驗三彈簧秤實驗彈簧秤靜止的時候，F(xiàn)=G，請你下拉鉤碼，觀察示數(shù)并記錄。上升階段：前半段FG，后半段FG下降階段：前半段FG,后半段FG做完實驗后，根據(jù)你的理解填寫下表：速度方向F和G的大小關(guān)系加速度方向運動狀態(tài)加速上升減速上升加速下降減速下降【實驗結(jié)論】學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了牛頓運動定律和運動學(xué)的基本規(guī)律，具備了進一步學(xué)習(xí)求解動力學(xué)問題的知識基礎(chǔ)。同時，高中學(xué)生思維活躍，關(guān)心生活，對物理和生活的聯(lián)系有很大的求知欲。效果分析本節(jié)課通過創(chuàng)設(shè)情景，小組合作學(xué)習(xí)等形式，使學(xué)生較好的理解了受力與運動狀態(tài)之間的聯(lián)系。通過建立模型、實驗探究等環(huán)節(jié)建立了物理和生活的聯(lián)系。通過層層遞進的課程設(shè)置，學(xué)生對牛頓第二定律的理解進一步加深。最后的應(yīng)用活躍了課堂氣氛提高了學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣。本節(jié)課通過建立模型、探究實驗、分組討論、聯(lián)系實際等突出了重點，突破了難點，基本完成了本節(jié)課的教學(xué)目標。教材分析牛頓運動定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，它在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用.教材對本章的處理分為兩個部分：第一部分是牛頓運動定律的學(xué)習(xí)和理解，第二部分是對牛頓運動定律認識的拓展以及和實際生活的聯(lián)系。本節(jié)課是從應(yīng)用角度學(xué)習(xí)牛頓運動定律，舉例說明了牛頓運動定律的兩個具體應(yīng)用.物體的平衡是物體加速度為零的一種特殊情況，分析物體平衡時應(yīng)該緊緊地抓住這一點，主要利用力的分解知識列出方程進行求解，主要用到的方法是力的正交分解和建立直角坐標系.超重和失重研究的是在豎直方向上物體的受力情況和物體運動情況的關(guān)系，要注意引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別視重和實際重力.了解加速下落和減速上升其實加速度的方向是一樣的.評測練習(xí)1.一個物體在幾個力的作用下處于靜止狀態(tài)，若其中一個向西的力逐漸減小直到為零，則在此過程中的加速度()A．方向一定向東，且逐漸增大B．方向一定向西，且逐漸增大C．方向一定向西，且逐漸減小D．方向一定向東，且逐漸減小2．用三根輕繩將質(zhì)量為m的物塊懸掛在空中，如圖所示，已知ac和bc與豎直方向的夾角分別為30°和60°，則ac繩和bc繩中的拉力分別為()A.eq\f(\r(3),2)mg，eq\f(1,2)mg B.eq\f(1,2)mg，eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),4)mg，eq\f(1,2)mg D.eq\f(1,2)mg，eq\f(\r(3),4)mg3、(多選)在某田徑運動會上，小紅同學(xué)成功地跳過了1.70m的高度，如圖所示。若忽略空氣阻力，g取10m/s2。則下列說法正確的是()A．小紅起跳以后在上升過程中處于超重狀態(tài)B．小紅下降過程中處于失重狀態(tài)C．小紅起跳時地面對他的支持力大于他的重力D．小紅起跳以后在下降過程中重力消失了4.在電梯中，把一重物置于臺秤上，臺秤與力的傳感器相連，當電梯從靜止起加速上升，然后又勻速運動一段時間，最后停止運動時，傳感器的熒屏上顯示出其受的壓力與時間的關(guān)系圖象如圖所示。試由此圖回答問題：(g取10m/s2)(1)該物體的重力是多少？電梯在超重和失重時物體的重力是否變化？(2)算出電梯在超重和失重時的最大加速度分別是多大？課后反思首先說說本節(jié)課的可取之處。1、課堂不能脫離生活實際，要想讓學(xué)生理解的更好，就要從他們生活的感受入手。學(xué)生在日常生活中對超重失重的感覺十分明顯，利用好這一點能夠迅速提升學(xué)生的興趣，拉近物理與生活的距離。課程的設(shè)置不能單純的追求花樣，原理簡單的器材更能明了的說明實驗的結(jié)論。這節(jié)課準備的實驗原理簡單，既能模擬電梯中的上升和下降過程，又能讓學(xué)生非常直觀的觀測到數(shù)據(jù)的變化，在生活感受的前提下加入直觀的數(shù)據(jù)，符合學(xué)生的認知特點。教學(xué)設(shè)計層次分明、設(shè)計比較連貫，能成功的幫助學(xué)生在受力和運動狀態(tài)之間建立聯(lián)系。候課階段的視頻引入很成功，抓住了學(xué)生的眼球，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。力的平衡講解到位，突出了三力平衡在高考中的重要地位。再說說本節(jié)課的不足之處。基本功不夠扎實，語言不夠精煉。結(jié)尾略顯倉促，時間安排不合理。最后兩個應(yīng)用的分析過程可以讓學(xué)生獨立完成。老師的主導(dǎo)作用過于突出，學(xué)生思考討論的參與度不足。