【教案】高中物理必修一人教版：4.7用牛顿定律解决问题（二）教案.docVIP

集 体 备 课 教 案 项目 内容 课题 用牛顿定律解决问题（二） 修改与创新 教学 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中的现象，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、失重现象，了解我国航天科技的成就，培养学生的民族自豪感和提高对科学知识的兴趣. 教学重、 难点 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. 教学 准备 天平、砂漏、带小孔的矿泉水瓶、三角板、投影仪、台秤. 课型 课时 安排 1 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象.思考一下，看能否找出其中的原因. 图4-7-1 图4-7-2 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.打开塞子，正常情况下，水就会从小孔内喷射出来，这是水的重力产生的压强对瓶壁作用的结果.如图4-7-2，现在让瓶子从空中自由下落，则观察到水不再向外喷射，这究竟是什么原因呢？ 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.自由落体运动的规律 匀变速直线运动的规律 3.牛顿第二定律：F=ma,特点 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、阻力作用，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直线状态，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. 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？ 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，则这些力中的某一个力一定与其余力的合力大小相等、方向相反. 例1课件展示教材中例题、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 F1、F2的大小与θ角有什么关系？ 图4-7-3 图4-7-4 学生交流讨论，并写出规范解题过程. 课件展示学生解题过程. 解析：F1、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-F1·cosθ=0 ① F1sinθ-F3=0 ② 解①②组成的方程F1== F2=F1·cosθ=. 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θ很小时，sinθ和tanθ都接近0，F1、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θ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：由平衡条件F1、F2的合力与F3等大反向，即 F=F3=G 由力的矢量三角形的边角关系 F1= F