用牛顿运动定律解决问题(2)教学设计及反思 1教材分析 牛顿运动定律是经典力学和运动学相结合的基础理论,它在各个领域有着广 泛的应用,因此对牛顿运动定律的应用的学习是十分必要的。通过前面章节,我 们学习了牛顶运动定律的基本理论以及其在运动学中的简单应用。本节将继续学 习牛顿运动学应用一共点力平衡和超/失重。通过本节学习,了解和掌握共点力 平衡的条件和应用,了解竖直方向上运动时物体视重和实际重力。了解生活中常 见的超重/失重现象,感知牛顿运动定律在实际生活中的应用 2.教学目标: 知识与技能 (1)知道什么是物体处于平衡状态,知道在共点力作用下物体的平衡条件 即合力F=0; (2)知道超重和失重现象,能够通过牛顿定律进行分析,并能列举更多失 重和超重的例子 (3)能够解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动的运动学问题(水 是否从容器孔流出等) (1)引导学生的运用牛顿运动定律分析推理和实验观察能力; (2)培养学生判断和处理共点力平衡问题的能力; (3)通过电梯等实例引导学生认识超重、失重现象,并总结超重、失重产 生的条件及实质。 情感态度与价值观 (1)渗透“学以致用”的思想,有将物理知识应用于生产和生活实践的意 识,勇于探究与日常生活有关的物理问题 (2)培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神。 3.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 4.教具 一体机教学平台、带孔塑料瓶、三角板 5.教学方法: 实验演示法,讲授法、讨论法、练习法、归纳法
用牛顿运动定律解决问题（2）教学设计及反思 1.教材分析 牛顿运动定律是经典力学和运动学相结合的基础理论，它在各个领域有着广 泛的应用，因此对牛顿运动定律的应用的学习是十分必要的。通过前面章节，我 们学习了牛顶运动定律的基本理论以及其在运动学中的简单应用。本节将继续学 习牛顿运动学应用--共点力平衡和超/失重。通过本节学习，了解和掌握共点力 平衡的条件和应用，了解竖直方向上运动时物体视重和实际重力。了解生活中常 见的超重/失重现象，感知牛顿运动定律在实际生活中的应用。 2.教学目标: 知识与技能 （1）知道什么是物体处于平衡状态，知道在共点力作用下物体的平衡条件， 即合力 F=0； （2）知道超重和失重现象，能够通过牛顿定律进行分析，并能列举更多失 重和超重的例子； （3）能够解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动的运动学问题（水 是否从容器孔流出等）。 （1）引导学生的运用牛顿运动定律分析推理和实验观察能力； （2）培养学生判断和处理共点力平衡问题的能力； （3）通过电梯等实例引导学生认识超重、失重现象，并总结超重、失重产 生的条件及实质。 情感态度与价值观 （1）渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意 识，勇于探究与日常生活有关的物理问题； （2）培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神。 3.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. 4.教具 一体机教学平台、带孔塑料瓶、三角板 5.教学方法: 实验演示法，讲授法、讨论法、练习法、归纳法
6.教学过程 (1)知识回顾: ①匀变速直线运动规律 Yo +at v=gt x=vt+-at v2-y02=2ax +卩 ②牛顿第二定律 -ma 小结:力改变物体的运动状态,运动状态的改变即存在加速度,通过加速度,力 与运动联系在一起,即牛顿运动定律 ③牛顿定律的应用 已知物体的运动情况,分析物体的受力情况 已知物体的受力情况,分析物体的运动情况。 (2)新课引入 ①共点力平衡 前面学习,发现运动的物体可通过加速度与牛顿第二定律结合解决相关的问题。 若物体处于静止或者匀速,例如讲台上的书本、教室内的课桌,天花板上吊着的 日光灯等物体 学生思考探讨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? 归纳:(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 学生思考探讨2:物体处于共点力平衡,与初中所学的二力平衡有何异同? 归纳:对于二力平衡,则物体受到的两个力,其中一个力与另外一个力大小 相等,方向相反,合力为0.三个力平衡,合外力为零,则其中一个力与另外两
6.教学过程 （1）知识回顾： ①匀变速直线运动规律 = + − = = + = + ( ) 2 1 0 2 2 1 0 2 2 2 0 0 t v v v v v ax x v t at v v at = = = v gx x gt v gt 2 2 1 2 2 ②牛顿第二定律 F=ma 小结：力改变物体的运动状态，运动状态的改变即存在加速度，通过加速度，力 与运动联系在一起，即牛顿运动定律。 ③牛顿定律的应用 已知物体的运动情况，分析物体的受力情况； 已知物体的受力情况，分析物体的运动情况。 （2）新课引入 ①共点力平衡 前面学习，发现运动的物体可通过加速度与牛顿第二定律结合解决相关的问题。 若物体处于静止或者匀速，例如讲台上的书本、教室内的课桌，天花板上吊着的 日光灯等物体 学生思考探讨 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？ 归纳：（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. 学生思考探讨 2：物体处于共点力平衡，与初中所学的二力平衡有何异同？ 归纳：对于二力平衡，则物体受到的两个力，其中一个力与另外一个力大小 相等，方向相反，合力为 0.三个力平衡，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 ②.处理共点力平衡问题的一般方法 处理共点力的平衡问题正确的受力分析是关键。当物体受三个力(不平行)而平衡 时,这三个力一定是共点力,常用以下两种方法处理问题: 三角形法 根据平衡条件,任两个力的合力与第三个力等大反向,把三个力放于同一个三角 形中,三条边对应三个力,再利用几何知识求解 三个力可以构成首尾相连的矢量三角形,这种方法一般用来讨论动态平衡问题较 为方便 正交分解法 利用三角形法解题时得到的三角形一般为直角三角形才能解出结果。若三个力不 能构成直角三角形,或物体受力较多,一般采用正交分解法求解,物体处于平衡 状态时,平衡条件为 ∑Fx=0 ∑Fy=0 ③.共点力平衡典型问题 静态问题: 如图所示,在倾角为θ的斜面上,放一重力为G的光滑小球,球被竖直挡板挡住 不下滑,求:斜面和挡板对球的弹力大小。 动态问题 如图,用与竖直方向成θ角(θF2 B.F1<F2<F3 C.绳a的拉力先减小后增大 绳a的拉力一直减小
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. ②.处理共点力平衡问题的一般方法 处理共点力的平衡问题正确的受力分析是关键。当物体受三个力(不平行)而平衡 时，这三个力一定是共点力，常用以下两种方法处理问题： 三角形法 根据平衡条件，任两个力的合力与第三个力等大反向，把三个力放于同一个三角 形中，三条边对应三个力，再利用几何知识求解。 三个力可以构成首尾相连的矢量三角形，这种方法一般用来讨论动态平衡问题较 为方便。 正交分解法 利用三角形法解题时得到的三角形一般为直角三角形才能解出结果。若三个力不 能构成直角三角形，或物体受力较多，一般采用正交分解法求解，物体处于平衡 状态时，平衡条件为 ∑Fx＝0 ∑Fy＝0 ③.共点力平衡典型问题： 静态问题： 如图所示，在倾角为θ的斜面上，放一重力为 G 的光滑小球，球被竖直挡板挡住 不下滑，求：斜面和挡板对球的弹力大小。 动态问题： 如图，用与竖直方向成θ角（θ＜45°）的倾斜轻绳 a 和水平轻绳 b 共同固定一 个小球，这时绳 b 的拉力大小为 F1，现保持小球在原位置不动，使绳 b 在原竖 直平面内逆时针转过θ角，绳 b 的拉力大小为 F2，再逆时针转过θ角固定，绳 b 的拉力大小为 F3，则 A．F1=F3＞F2 B．F1＜F2＜F3 C．绳 a 的拉力先减小后增大 D．绳 a 的拉力一直减小
小结:解答共点力平衡问题的步骤: 对物体进行受力分析一进行力的分解与合成一列方程(组)解答。 ④超重与失重 实验探究 取电子体重计,让学生站在上面,测量体重即视重。(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秤所受压力.) 实验探讨: 当站在体重计上的学生在下蹲过程中,观察体重计上的示数变化情况;(2) 当站在体重计上的额学生从蹲下的位置上站起来的过程中,观察体重计上的示数 变化情况。 探讨:当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化,为什么 体重计的示数发生了变化呢? 取向上为正方向,根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a 的方程F一G=ma,由此可得:F=G+ma=m(g+a) 人对体重计的压力F′与体重计对人的支持力大小相等,即F′=m(g+a) 由于m(g+a)>mg,所以站起来的过程中,人对体重计的压力比人的重力大即 体重计示数变大。 归纳:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体受到的重力的现象称 为超重现象 相反,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体受到的重力的现象称 为失重现象.当物体以大小等于g的加速度竖直下落,则m(g+a)=0,物体对支持 物、悬挂物完全没有作用力,好像完全没有重力作用,这种状态是完全失重状 态 超重现象产生的条件:物体具有竖直向上的加速度,即做加速上升或减速下降运 动.失重现象产生的条件:物体具有竖直向下的加速度,即做加速下降或减速上 升运动 生活中常见的超重、失重的例子:(1)电梯加速启动与减速制动过程中;(2) 太空中的航天器、航天员等
小结：解答共点力平衡问题的步骤： 对物体进行受力分析--进行力的分解与合成--列方程（组）解答。 ④超重与失重 实验探究 取电子体重计，让学生站在上面，测量体重即视重。（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秤所受压力．） 实验探讨： 当站在体重计上的学生在下蹲过程中，观察体重计上的示数变化情况；（2） 当站在体重计上的额学生从蹲下的位置上站起来的过程中，观察体重计上的示数 变化情况。 探讨：当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么 体重计的示数发生了变化呢? 取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力 F、重力 G、质量 m、加速度 a 的方程 F－G=ma，由此可得：F=G+ma=m（g+a） 人对体重计的压力 F′与体重计对人的支持力大小相等，即 F′=m（g+a） 由于 m（g+a）>mg，所以站起来的过程中，人对体重计的压力比人的重力大.即 体重计示数变大。 归纳：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体受到的重力的现象称 为超重现象. 相反，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体受到的重力的现象称 为失重现象.当物体以大小等于 g 的加速度竖直下落，则 m(g+a)=0，物体对支持 物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有重力作用，这种状态是完全失重状 态. 超重现象产生的条件：物体具有竖直向上的加速度，即做加速上升或减速下降运 动.失重现象产生的条件：物体具有竖直向下的加速度，即做加速下降或减速上 升运动. 举一反三： 生活中常见的超重、失重的例子：（1）电梯加速启动与减速制动过程中；（2） 太空中的航天器、航天员等
典型例题 某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后,由于绑在身上的弹性绳很长,足以使 他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”,当下落到一定距离时,人被拉伸的弹 性绳向上拉起,之后又落下,如此反复,若不计空气阻力的影响,在人下落到最 低点的过程中,下列说法正确的是 当弹性绳达到原长后,人处于超重状态 B.当弹性绳弹力刚好等于人的重力时,人的速度最大 C.当弹性绳刚好达到原长时,人的速度最大 D.当弹性绳从原长到人达到最低点过程中,人处于失重状态 运动中的矿泉水瓶: 观察实验:A:将带多个小孔的矿泉水瓶,装满水,并从静止放置,观察现象。 B:当矿泉水瓶从静止开始释放,观察现象,并与实验(1)比较 学生探讨:出现两种不同现象的原因 小结:当矿泉水瓶静止时,瓶内的水在重力作用下,与瓶子发生相对运动,从瓶 子内流出,当瓶子从静止开始自由下落时,瓶内的水也以同样的加速度g自由下 落,两者同步运动,无相对运动,瓶内的水不会流出。 练习巩固 1.如图所示,重为G的小球通过细线拉着靠在光滑的半圆柱 体上,细线与竖直方向的夹角为30°,小球与圆心0的连线30 与竖直方向的夹角为60°,则细线对小球的作用力为() 23 2 B.2 G CG D. 3G L60 2.人站在电梯内的体重计上,当体重计示数增大时,可能的原因是 A.电梯匀速上升B.电梯匀减速上升 C.电梯匀减速下降D.电梯匀加速下降
典型例题： 某“蹦极”者从高高的跳台上跳下后，由于绑在身上的弹性绳很长，足以使 他在空中享受几秒钟的“自由落体运动”，当下落到一定距离时，人被拉伸的弹 性绳向上拉起，之后又落下，如此反复，若不计空气阻力的影响，在人下落到最 低点的过程中，下列说法正确的是 A．当弹性绳达到原长后，人处于超重状态 B．当弹性绳弹力刚好等于人的重力时，人的速度最大 C．当弹性绳刚好达到原长时，人的速度最大 D．当弹性绳从原长到人达到最低点过程中，人处于失重状态 运动中的矿泉水瓶： 观察实验：A:将带多个小孔的矿泉水瓶，装满水，并从静止放置，观察现象。 B:当矿泉水瓶从静止开始释放，观察现象，并与实验（1）比较 学生探讨：出现两种不同现象的原因 小结：当矿泉水瓶静止时，瓶内的水在重力作用下，与瓶子发生相对运动，从瓶 子内流出，当瓶子从静止开始自由下落时，瓶内的水也以同样的加速度 g 自由下 落，两者同步运动，无相对运动，瓶内的水不会流出。 练习巩固 1.如图所示，重为 G 的小球通过细线拉着靠在光滑的半圆柱 体上，细线与竖直方向的夹角为 30°，小球与圆心 O 的连线 与竖直方向的夹角为 60°，则细线对小球的作用力为（ ） A． B． G C．G D． G 2.人站在电梯内的体重计上，当体重计示数增大时，可能的原因是（ ） A．电梯匀速上升 B．电梯匀减速上升 C．电梯匀减速下降 D．电梯匀加速下降
教学反思 本节课的内容是人教版高一物理必修一第四章第7节《用牛顿运 动定律解决问题(2)》,本节课受到学校教研组的高度重视,也认真 准备了这节课的教学内容 教学内容方面,充分发挥学生主动性,采用问题引入,进行了多 个有趣的实验,让学生参与进课堂,积极主动思考,观察物理实验现 象,分析原因,归纳物理规律。在教学过程中,适当添加例题习题, 及时巩固所学知识,拓展应用,发散学生思维能力和提升学生知识迁 移并解决问题的能力。整堂课内容结构清晰,教学较为流畅,学生较 容易接受。过程中合理运用教学方法,积极主动与学生形成良好的互 动,能够较好地引导学生思考,是一堂较为成功地课。 当然,在教学过程中也存在不足,得到了教研组的批评和指正 在教学过程中,理论充实,但练习比较少,评讲过于简单。时间没有 掌控好 今后教学时,积极反思,积极进取,争取上好每一节课
教学反思 本节课的内容是人教版高一物理必修一第四章第 7 节《用牛顿运 动定律解决问题（2）》，本节课受到学校教研组的高度重视，也认真 准备了这节课的教学内容。 教学内容方面，充分发挥学生主动性，采用问题引入，进行了多 个有趣的实验，让学生参与进课堂，积极主动思考，观察物理实验现 象，分析原因，归纳物理规律。在教学过程中，适当添加例题习题， 及时巩固所学知识，拓展应用，发散学生思维能力和提升学生知识迁 移并解决问题的能力。整堂课内容结构清晰，教学较为流畅，学生较 容易接受。过程中合理运用教学方法，积极主动与学生形成良好的互 动，能够较好地引导学生思考，是一堂较为成功地课。 当然，在教学过程中也存在不足，得到了教研组的批评和指正。 在教学过程中，理论充实，但练习比较少，评讲过于简单。时间没有 掌控好。 今后教学时，积极反思，积极进取，争取上好每一节课