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111 4.7 用牛頓定律解決問題（二） ★新課標(biāo)要求 （一）知識與技能 1、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。 2、會用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問題。 3、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)。 4、進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決問題的方法和步驟。 （二）過程與方法 1、培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力和實(shí)驗(yàn)觀察能力。 2、培養(yǎng)學(xué)生處理三力平衡問題時(shí)一題多解的能力。 3、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)。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、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。 2、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。 ★教學(xué)重點(diǎn) 1、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用。 2、發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質(zhì)。 ★教學(xué)難點(diǎn) 1、共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用。 2、超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)。正確分析受力并恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用正交分解法。 ★教學(xué)方法 1、創(chuàng)設(shè)情景——導(dǎo)入目標(biāo)一一分析推理——?dú)w納總結(jié)一一根據(jù)理論提出猜想——實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證。 2、通過實(shí)例分析、強(qiáng)化訓(xùn)練，使學(xué)生能夠更加熟練地運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決問題。 ★教學(xué)用具： 多媒體、體重計(jì)、裝滿水的塑料瓶等。 ★教學(xué)過程 （一）引入新課 開門見山，闡明課題：這節(jié)課我們繼續(xù)用牛頓運(yùn)動定律解決問題。 （二）進(jìn)行新課 教師活動：指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)： 1、甲站在體重計(jì)上靜止，乙說出體重計(jì)的示數(shù)。 提出問題： 2、甲突然下蹲時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化？怎樣變化？（乙說出示數(shù)的變化情況：變?。? 3、甲突然站起時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化？怎樣變化？（乙說出示數(shù)的變化情況：變大） 學(xué)生活動：甲乙兩位同學(xué)到講臺上，甲站在體重計(jì)上，乙觀察體重計(jì)的示數(shù)并報(bào)給全班同學(xué)。 點(diǎn)評：由實(shí)驗(yàn)引入課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。 教師活動：1、引導(dǎo)學(xué)生分析，物體保持靜止或做勻速直線運(yùn)動，其共同點(diǎn)是什么？（速度保持不變，就是狀態(tài)不變） 2、給出平衡狀態(tài)的概念。 學(xué)生活動：學(xué)生思考、交流、作答。 可能出現(xiàn)的答案：1、僅受重力和支持力，都是屬于二力平衡。2、速度保持不變態(tài)的概念并讓學(xué)生理解 點(diǎn)評：給出平衡狀態(tài)的概念并讓學(xué)生理解。 教師活動：提問學(xué)生：那么共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是什么？ 和學(xué)生一起對答案進(jìn)行評析。 學(xué)生活動：學(xué)生根據(jù)上面的實(shí)例和平衡狀態(tài)的概念積極思考并回答： 因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài)時(shí)速度保持不變，所以加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律得：物體所受合力為零。 教師活動：教師讓學(xué)生列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例。同時(shí)可列舉例子：豎直上拋運(yùn)動的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？ 教師和學(xué)生一起對答案進(jìn)行評析，加深對平衡狀態(tài)的理解。 教師引導(dǎo)過渡：平衡狀態(tài)隨處可見，因此研究它很有實(shí)際意義。引出下面的例題。 學(xué)生活動：學(xué)生觀察思考列舉實(shí)例，如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運(yùn)動的汽車等等。 點(diǎn)評：列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例，加深對平衡狀態(tài)的理解。 教師活動：多媒體投影課本中的例題，三角形的懸掛結(jié)構(gòu)及其理想化模型。 教師幫助學(xué)生分析三角形理想化模型中： 1、輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)是兩端受力大小相等，內(nèi)部張力處處相等。 2、給出輕質(zhì)直桿僅兩端受力時(shí)的特點(diǎn)是這兩個(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，不論其狀態(tài)如何所受合外力一定為零。 上面的分析借助牛頓第二定律進(jìn)行。 學(xué)生活動：學(xué)生討論、交流解答。 點(diǎn)評：通過例題鍛煉學(xué)生的受力分析能力和運(yùn)用平衡條件解決實(shí)際問題的能力。 教師活動：將學(xué)生的解答進(jìn)行投影并進(jìn)行評判，總結(jié)出解決三力平衡問題時(shí)常用的方法； 1、合成法：任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反。 2、分解法（正交分解法）：將其中任意一個(gè)力沿其余兩個(gè)力的作用線進(jìn)行分解，其分力必然與其余兩個(gè)力大小相等。 3、三角形法：將其中任意兩個(gè)力進(jìn)行平移，使三個(gè)力首尾依次連接起來，應(yīng)構(gòu)成一閉合三角形。 投影出示正確答案。就結(jié)果引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際討論。 學(xué)生活動：學(xué)生匯報(bào)討論。 點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生一題多解和聯(lián)系實(shí)際、具體問題具體分析的能力。 教師活動：投影：課后問題練習(xí)1、2。 學(xué)生活動：完成練習(xí)。 點(diǎn)評：在應(yīng)用中加深對平衡條件的理解，熟練掌握處理三力平衡的方法。 教師活動：檢查練習(xí)結(jié)果，進(jìn)行評價(jià)和討論。 學(xué)生活動：匯報(bào)討論 教師活動：多媒體投影例題：人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。如果 ①人隨電梯以加速度a加速上升，人對地板的壓力為多大？ ②人以加速度a減速下降，這時(shí)人對地板的壓力又是多大？ ③人以加速度a加速向下運(yùn)動，這時(shí)人對地板的壓力多大？ ④人隨電梯以加速度 a減速上升，人對地板的壓力為多大？ ⑤人隨電梯向下的加速度 a＝g，這時(shí)人對地板的壓力又是多大？ ⑥人對地板的壓力與人的運(yùn)動方向有無關(guān)系？ 學(xué)生活動：學(xué)生思考解答，教師提示學(xué)生合理的選取研究對象及解題步驟要規(guī)范。 點(diǎn)評：引導(dǎo)過渡，提出問題。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決實(shí)際問題的能力。 教師活動：教師通過多媒體投影學(xué)生的解答．并與學(xué)生一起進(jìn)行評價(jià)和討論，并投影出正確答案．（注意根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象求出待求作用力的反作用力后，做答時(shí)一定根據(jù)牛頓第三定律再轉(zhuǎn)換回來。） 學(xué)生活動：匯報(bào)討論。 教師活動：給出超重和失重概念，引導(dǎo)學(xué)生分析出發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件。 學(xué)生活動：學(xué)生參與歸納和總結(jié)。 教師活動：提出問題： 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？ 教師評析，并與學(xué)生一起歸納總結(jié)得出超重，失重的實(shí)質(zhì)。 學(xué)生活動：學(xué)生作答。理解超重、失重的實(shí)質(zhì)。 教師活動：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 1、取一裝滿水的塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一小孔，當(dāng)瓶做不同的運(yùn)動時(shí)，請同學(xué)們仔細(xì)觀察并作解釋。 2、演示并分析： ①靜止時(shí)我們看到小孔處水向外噴出，為什么？ ②瓶做自由落體運(yùn)動時(shí)，水不再向外噴出，這又是為什么？ 教師請學(xué)生回答，并和學(xué)生一起評析。 ③思考：如瓶豎直向上拋出，水會噴出嗎？為什么？ ④現(xiàn)在你能解釋人站在臺秤上，突然下蹲和站起時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象了嗎？ 教師和學(xué)生共同評析。 學(xué)生活動：甲、乙兩位同學(xué)到講臺上做演示實(shí)驗(yàn)。（以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其動手能力）。學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識思考交流并做匯報(bào)。 點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，加深對失重的理解。 教師活動：出示課堂練習(xí)。 學(xué)生活動：完成練習(xí)。 教師活動：檢查結(jié)果，進(jìn)行評價(jià)和討論。 點(diǎn)評： 在應(yīng)用中加深對所學(xué)知識的理解并進(jìn)行反饋矯正。培養(yǎng)學(xué)生的概括總結(jié)能力。 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評 教師活動：教師指導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)所研究的內(nèi)容。 學(xué)生活動：學(xué)生自己總結(jié)后作答，其他同學(xué)補(bǔ)充。 點(diǎn)評：培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 （四）實(shí)例探究 ☆超重、失重概念的應(yīng)用 1、某人站在臺秤的底板上，當(dāng)他向下蹲的過程中 A．由于臺秤的示數(shù)等于人的重力，此人向下蹲的過程中他的重力不變，所以臺秤的示數(shù)也不變 B．此人向下蹲的過程中，臺秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以臺秤的示數(shù)將增大 C．臺秤的示數(shù)先增大后減小 D．臺秤的示數(shù)先減小后增大 答案：D 2、如圖所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個(gè)裝置用輕繩懸掛于O點(diǎn)，當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為 A．F=mg B．Mg(M+m)g 答案：D 3、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 D．讀數(shù)準(zhǔn)確，表明裝置勻速上升或下降 答案：C ★課余作業(yè) 1、課后完成課本94頁“問題與練習(xí)”中的習(xí)題。 2、通過乘坐電梯等，了解和體驗(yàn)超重和失重。 3、通過因特網(wǎng)查詢了解超重、失重在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用。 點(diǎn)評：布置課外研究作業(yè)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，深入研究，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)能力。 ★教學(xué)體會 思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本；親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 111