高一物理《牛顿运动定律的应用》教案

第一篇：高一物理《牛顿运动定律的应用》教案

教学目标

1、知识目标：

(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯.教学建议

教材分析

本节主要通过对典型例题的分析，帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是：已知物体的受力情况，求解物体的运动情况;已知物体的运动情况，求解物体的受力.教法建议

1、总结受力分析的方法，让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是：确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析，弄清问题的物理情景后再动笔算，并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况，对这部分内容分层次要求，即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题，建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例

教学重点：物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点：物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例：

一、受力分析方法小结

通过基本练习，小结受力分析方法.(让学生说，老师必要时补充)

1、练习：请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.

答案：

2、受力分析方法小结

(1)明确研究对象，把它从周围物体中隔离出来;

(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;

(3)注意：分析各力的依据和方法：产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法：绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析，只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题

1、已知物体的受力情况，确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤：

选取研究对象;(注意变换研究对象)

画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要，要养成习惯)

进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时，通常选加速度方向为一坐标轴方向，当然也有例外)

根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)

对解的合理性进行讨论.三、处理连接体问题的基本方法

1、若连接体中各个物体产生的加速度相同，则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同，则一般不可采用整体法.(若学生情况允许，可再提高观点讲)

3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题，则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动

题目：根据自己的学习情况，编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量：4-6道.要求：给出题目详细解答，并注明选题意图及该题易错之处.评价：可操作性、针对性，可调动学生积极性。

第二篇：牛顿运动定律教案

三、牛顿运动定律

教学目标 1．知识目标：

（1）掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式；（2）掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性；（3）了解牛顿运动定律的适用范围． 2．能力目标：

（1）培养学生正确的解题思路和分析解决动力学问题的能力；（2）使学生掌握合理选择研究对象的技巧． 3．德育目标：

渗透物理学思想方法的教育，使学生掌握具体问题具体分析，灵活选择研究对象，建立合理的物理模型的解决物理问题的思考方法．

教学重点、难点分析

1．在高

一、高二的学习中，学生较系统地学习了有关动力学问题的知识，教师也介绍了一些解题方法，但由于学生掌握物理知识需要有一个消化、理解的过程，不能全面系统地分析物体运动的情境，在高三复习中需要有效地提高学生物理学科的能力，在系统复习物理知识的基础上，对学生进行物理学研究方法的教育．本单元的重点就是帮助学生正确分析物体运动过程，掌握解决一般力学问题的程序．

2．本单元的难点在于正确、合理地选择研究对象和灵活运用中学的数学方法，解决实际问题．难点的突破在于精选例题，重视运动过程分析，正确掌握整体—隔离法．

教学过程设计

一、引入

牛顿运动定律是经典力学的基础，应用范围很广．

在力学中，只研究物体做什么运动，这部分知识属于运动学的内容．至于物体为什么会做这种运动，这部分知识属于动力学的内容，牛顿运动定律是动力学的支柱．我们必须从力、质量和加速度这三个基本概念的深化理解上掌握牛顿运动定律．这堂复习课希望学生对动力学的规律有较深刻的理解，并能在实际中正确运用．

二、教学过程 教师活动

1．提问：叙述牛顿第一定律的内容，惯性是否与运动状态有关？ 学生活动

回忆、思考、回答：

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 教师概括．

牛顿第一定律指明了任何物体都具有惯性——保持原有运动状态不变的特性，同时也确定了力是一个物体对另一个物体的作用，力是改变物体运动状态的原因．

应该明确：

（1）力不是维持物体运动的原因；

（2）惯性是物体的固有性质．惯性大小与外部条件无关，仅取决于物体本身的质量．无论物体受力还是不受力，无论是运动还是静止，也无论是做匀速运动还是变速运动，只要物体质量一定，它的惯性都不会改变，更不会消失，惯性是物体的固有属性．

放投影片：

[例1]某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见：

A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体产生加速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 讨论、思考、回答： 经讨论得出正确答案为：C． 2．提问：牛顿第二定律的内容及数学表达式是什么？ 学生回忆、回答：

物体受到外力作用时，所获得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同．

ΣF=ma

理解、思考． 教师讲授： 牛顿第二定律的意义

（1）揭示了力、质量、加速度的因果关系．（2）说明了加速度与合外力的瞬时对应关系．（3）概括了力的独立性原理

提问：怎样应用牛顿第二定律？应用牛顿第二定律解题的基本步骤如何？ 讨论：归纳成具体步骤．

应用牛顿第二定律解题的基本步骤是：（1）依题意，正确选取并隔离研究对象．

（2）对研究对象的受力情况和运动情况进行分析，画出受力分析图．（3）选取适当坐标系，一般以加速度的方向为正方向．根据牛顿第二定律和运动学公式建立方程．

（4）统一单位，求解方程组．对计算结果进行分析、讨论． 在教师的引导下，分析、思考． 依题意列式、计算．

[例2]有只船在水中航行时所受阻力与其速度成正比，现在船由静止开始沿直线航行，若保持牵引力恒定，经过一段时间后，速度为v，加速度为a1，最终以2v的速度做匀速运动；若保持牵引力的功率恒定，经过另一段时间后，速度为v，加速度为a2，最终也以2v的速度做匀速运动，则a2=______a1．

放投影片，引导解题： 牵引力恒定：

牵引力功率恒定：

提问：通过此例题，大家有什么收获？随教师分步骤应用牛顿第二定律列式． 学生分组讨论，得出结论：

力是产生加速度的原因，也就是说加速度与力之间存在即时直接的因果关系．被研究对象什么时刻受力，什么时刻产生加速度，什么时刻力消失，什么时刻加速度就等于零．这称做加速度与力的关系的同时性，或称为瞬时性．

放投影片：

[例3]已知，质量m=2kg的质点停在一平面直角坐标系的原点O，受到三个平行于平面的力的作用，正好在O点处于静止状态．已知三个力中F2=4N，方向指向负方向，从t=0时起，停止F1的作用，到第2秒末物体的位置坐标是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若从第2秒末起恢复F1的作用，而同时停止第三个力F3的作用，则到第4秒末质点的位置坐标是多少？（3）第4秒末质点的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？

读题，分析问题，列式，求解． 画坐标图：

经启发、讨论后，学生上黑板写解答．

（1）在停止F1作用的两秒内，质点的位置在x轴负方向移动，应

所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X轴方向．

（2）当恢复F1的作用，而停止F3的作用的2秒内，因为F1在x轴正方向，F2在y轴负方向，直接用F1和F2列的动力学方程

所以第4秒末的位置坐标应是

其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s

（3）第4秒末质点沿x轴和y轴方向的速度分别为v2x和v2y，有

即第4秒末质点的速度为4m/s，沿y轴负方向．

限，设F3与y轴正向的夹角为θ，则有

对照解题过程理解力的独立作用原理． 教师启发、引深：

大量事实告诉我们，如果物体上同时作用着几个力，这几个力会各自产生自己的加速度，也就是说这几个力各自产生自己的加速度与它们各自单独作用时产生的加速度相同，这是牛顿力学中一条重要原理，叫做力的独立作用原理，即：

3．提问：叙述牛顿第三定律的内容，其本质是什么？ 回忆，思考，回答：

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上． 放投影片：

牛顿第三定律肯定了物体间的作用力具有相互作用的本质：即力总是成对出现，孤立的单个力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也给施力者以力的作用．这一对作用力和反作用力的关系是：等大反向，同时存在，同时消失，分别作用于两个不同的物体上，且具有相同的性质和相同的规律．

[例4] 如图1-3-2，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则：

[

]

A．A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 B．A对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的 C．绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力

D．A受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力 思考、讨论、得出正确结论选B，并讨论其它选项错在何处． 放投影片：

4．牛顿运动定律的适用范围

牛顿运动定律如同一切物理定律一样，都有一定的适用范围．牛顿运动定律只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子；只适用于物体的低速（远小于光速）运动问题，不能用来处理高速运动问题．牛顿第一定律和第二定律还只适用于惯性参照系．

理解，记笔记．

三、课堂小结

提问：你怎样运用牛顿运动定律来解决动力学问题？ 组织学生结合笔记讨论并进行小结．

由牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬时力及作用效果的问题；判断质点的运动性质的问题，都可用牛顿运动定律解决．

解决动力学问题的基本方法是：

（1）根据题意选定研究对象，确定m．

（2）分析物体受力情况，画受力图，确定F合．（3）分析物体运动情况，确定a．

（4）根据牛顿定律，力的概念、规律、运动学公式等建立有关方程．（5）解方程．（6）验算、讨论．

四、教学说明

1．作为高三总复习，涉及概念、规律多．因此复习重点在于理解概念、规律的实质，总结规律应用的方法和技巧．

2．复习课不同于新课，必须强调引导学生归纳、总结．注意知识的连贯性和知识点的横向对比性．如一对作用力和反作用力与一对平衡力有什么不同？

3．复习课可以上得活跃些，有些综合题可以由学生互相启发，互相讨论去解决，这样既可以提高学生的学习兴趣又可提高学生分析问题的能力．

同步练习

一、选择题

1．如图1-3-3所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B间动摩擦因数μ=0.2．A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，下述中正确的是（g=10m/s2）

[

]

A．当拉力F＜12N时，A静止不动 B．当拉力F＞12N时，A相对B滑动 C．当拉力F=16N时，B受A摩擦力等于4N D．无论拉力F多大，A相对B始终静止

2．如图1-3-4所示，物体m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑动，设加速度为a1；若只在物体m上再放上一个物体m′，则m′与m一起下滑的加速度为a2；若只在m上施加一个方向竖直向下，大小等于m′g的力F，此时m下滑的加速度为a3，则

[

]

A．当a1=0时，a2=a3且一定不为零 B．只要a1≠0，a1=a2＜a3 C．不管a1如何，都有a1=a2=a3 D．不管a1如何，都有a1＜a2=a3

3．如图1-3-5所示，在光滑的水平面上放着两块长度相等，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全相同的物块．开始都处于静止状态，现分别对两物体施加水平恒力F1、F2，当物体与木板分离后，两木板的速度分别为v1和v2，若已知v1＞v2，且物体与木板之间的动摩擦因数相同，需要同时满足的条件是

[

]

A．F1=F2，且M1＞M2 B．F1=F2，且M1＜M2 C．F1＞F2，且M1=M2 D．F1＜F2，且M1=M2

二、非选择题

4．如图1-3-6所示，一质量为M=4kg，长为L=3m的木板放在地面上．今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地上匀速运动，某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板的最右端，不计铁块与木板间的摩擦，且小铁块视为质点，求小铁块经多长时间将离开木板？（g=10m/s2）

5．一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员着手进行预定的考察工作．宇航员能不能仅仅用一只表通过测定时间来测定该行星的平均密度？说明理由．

6．物体质量为m，以初速度v0竖直上抛．设物体所受空气阻力大小不变，已知物体经过时间t到达最高点．求：

（1）物体由最高点落回原地要用多长时间？（2）物体落回原地的速度多大？

7．如图1-3-7所示，质量均为m的两个梯形木块A和B紧挨着并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做匀加速运动．为使运动过程中A和B之间不发生相对滑动，求推力F的大小．（不考虑一切摩擦）

8．质量m=4kg的质点，静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用F1=8N的力沿x轴作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置．

参考答案

1．CD

2．B

3．BD

4．2s

7．0＜F≤2mgtanθ

第三篇：11牛顿运动定律的应用

§4.4牛顿运动定律的应用（4）

教学目标:

1、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

2、学会如何已知受力情况求解运动情况

3、学会如何已知运动情况求受力情况 教学重点

用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法 教学难点

正确分析受力并恰当地运用正交分解法 探究模式

帮助学生学会运用实例总结归纳一般解题规律的能力 教学模式

创设情景——导入目标一一分析推理——归纳总结 教学方式

“实验——探究” 教学工具：

制作投影片

（一）复习

牛顿运动定律的两类应用问题： 1.已知受力情况求运动情况 2.已知运动情况求受力情况

（二）新课引入

关于斜面上物体的加速运动

例3一木块在倾角为37°的斜面上，=10m/s2．

（1）若斜面光滑，求木块下滑时加速度大小；

（2）若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，则当木块以某一初速度下滑时，其加速度的大小；

（3）若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，则当木块以某一初速度上滑时，其加速度的大小；

（4）若斜面粗糙，木块与斜面间的动摩擦因数为0.2，木块质量为3Kg，木块受到沿斜面向上的大小为25.8N的推力作用，则木块由静止开始运动的加速度大小为多少；

（5）其它条件同上问，若木块受到沿斜面向上的大小为4.2N的推力作用，则木块由静止开始运动的加速度大小为多少？ 分析与解答：

（1）对木块的受力分析如（图１）所示．

进行正交分解后，依据牛顿第二定律可得：

m/s2

（2）对木块的受力分析如图示２所示．

进行正交分解后，依据牛顿第二定律可得：

(3)对木块的受力分析如图示３所示．

进行正交分解后，依据牛顿第二定律可得：

(4)对木块的受力分析如图示４所示．进行正交分解后，首先判断摩擦力和加速度的方向：

∵

（N）<

∴摩擦力的方向沿斜面向下，加速度的方向沿斜面向上．

∴

m/s2

(5)对木块的受力分析如图示5所示．进行正交分解后，首先判断摩擦力和加速度的方向：

∵

（N）>

∴摩擦力的方向沿斜面向上，加速度的方向沿斜面向下．

∴

m/s2

说明：（1）这是一道关于斜面上物体运动的问题．在这类问题中要特别注意摩擦力方向的问题，必要时必须通过一定的运算才能确定（如本题）．（2）在做第二问时可以进行讨论：设斜面倾角为，当 时，物体沿斜面匀速下滑；当

时，物体沿斜面加速下滑．

时，物体沿斜面减速下滑；当 关于连接体问题的求解

例4 如图1所示，物体A和B靠在一起放在光滑水平面上，物体A受到水平向右的推力，大小为10N，已知物体A的质量为2kg，物体B的质量为3kg，求物体A运动的加速度及物体A、B间的相互作用力．

分析与解答：

（1）由题意可知物体A、B将以共同的加速度运动，因此求解加速度的问题可以选用隔离法和整体法两种．

法一：用隔离法，分别以物体A和B为研究对象进行受力分析，如图9所示．依据牛顿第二定律可知：

对A：

对B：

联立解得：

（m/s2）方向：水平向右

法二：用整体法，以物A和B整体为研究对象进行受力分析，如图10所示．依据牛顿第二定律可知：

对整体：

（m/s2）方向：水平向右

（2）求解物体间相互作用力，即求解图示中的 时，必须用隔离法．以物体A为研究对象，依据牛顿第二定律可知：

（m/s2）

∴物体间的相互作用力大小为6N．或以物体A为研究对象，依据牛顿第二定律可知：

（m/s2）

∴物体间的相互作用力大小为6N． 说明：

（1）这是一道关于连接体运动的基本问题，学生应该掌握关于这类问题的解题思路和方法．在处理这类问题时，要学会灵活地选取研究对象．

（2）在对这类题进行受力分析时，学生常会犯两类错误，一类是把力 画到物体 上，要让学生清除力是不可以传递的；

（3）在分析物体 受力时丢掉物体 给它的作用力，要强调力是物体间的相互作用．

（4）此题可以扩展为地面有摩擦的情况；或把、两物体摞在一起，用一个力推其中一个物体，并设计相关问题．

（5）如果学生情况允许，可以涉及整体加速度不同的问题，交给学生如何快速、简单地处理问题的方法．

（三）小结

（四）布置作业

（五）教后札记

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

第四篇：牛顿运动定律全套教案

超重和失重

一、教学目标

1．了解超重和失重现象；

2．运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因；

3．培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力。

二、重点、难点分析

1．超重和失重在本质上并不是物体受到的重力发生了变化，而是物体在竖直方向有加速度时，物体对支持物的压力或拉力的变化，这一点学生理解起来往往困难较大。让学生理解超重和失重的本质是本节课教学的重点之一，也是后面理解航天器中失重现象的基础。

2．超重和失重中物体对支持物的压力和拉力的计算，是牛顿第二定律应用的一个方面，也应作为本节教学的重点之一。

三、教具

演示教具：超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的可乐瓶、录像资料。

学生用具：弹簧秤、钩码、打点计时器用重锤、绣花线。

四、主要教学过程(一)引入新课

看录像片《航天飞机上的失重现象》《失重物体的运动》。

提问：刚才所看到的录像片是在什么地方发生的？它向我们展示了一种什么现象？

这里给我们展示了失重现象，是在航天飞机中发生的。航天飞机在起飞中产生了超重现象，在太空中又产生了失重现象。超重和失重是怎么产生的呢？这就是我们这节课研究的内容。

(二)教学过程设计 板书：

十、超重和失重 我们先来研究一下超重现象。板书：1．超重现象

实验：介绍装置，架子上有两个滑轮，两边挂有重物。我们取左边的重物加以研究，重物静止时，弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力。放手后物体做向上的加速运动，我们再观察弹簧秤示数的变化。

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数增大，物体对绳的拉力增大。以上实验可以用更简单的装置来完成，只不过观察时的效果稍差一些。弹簧秤下挂一重物，物体静止时，弹簧秤的示数等于物体所受的重力。当物体向上做加速运动时，弹簧秤的示数大于物体所受的重力，物体对绳的拉力大于物重。学生小实验：细线拉重锤(绣花线、打点计时器用重锤)。线系在重锤上，缓慢拉起，再让重锤做向上的加速运动，线断。

分析原因：取物体为研究对象，T-G=ma，T-mg=ma，弹簧秤的拉力为

T=mg+ma=m(g+a)讨论：(1)物体做向上的加速运动时，弹簧对物体的拉力大于物体静止时的拉力，T＞mg，物体对弹簧的拉力大于物重。

举例：起重机在吊起重物时，有经验的司机都不让物体的加速度过大是什么原因？

(2)学生列举生活中的感受：电梯向上起动时，电梯对人的支持力大于静止时的支持力，同样人对电梯的压力也大于物重；电梯下降刹车时也一样。只要物体的加速度方向是向上的，就会产生以上现象。

提问：在电梯中放一弹簧测力秤，人站在上面。当电梯向上加速度运动时秤的示数怎样变化？

(3)整理公式：T=m(g+a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＞g。站在电梯里的人在电梯向上加速或向下减速时，人对电梯的压力大于人的重力，好像是重力加速度g增大了。火箭起飞时有很大的向上的加速度，内部发生的是超重现象。当物体存在向上的加速度时，它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物重的现象叫做超重现象。

发生超重现象时，物重并没有变化。2．失重现象

实验：重物静止时，弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力。放手后物体做向下的加速运动，我们再观察弹簧秤示数的变化。

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数减少，物体对支持物的拉力减小。学生实验：观察感受失重现象。弹簧秤下挂一重物，物体静止时，弹簧秤的示数等于物体所受的重力。当物体向下做加速运动时，弹簧秤的示数小于物体所受的重力。(注意对减速时的示数增大的解释。)取物体为研究对象，G-T=ma，弹簧秤的拉力为T=mg-ma=m(g-a)讨论：(1)物体做向下的加速运动时，弹簧对物体的拉力小于物体静止时的拉力，T＜mg，物体对弹簧的拉力小于物重。

(2)学生列举生活中的感受：电梯向下起动时，电梯对人的支持力小于静止时的支持力，同样人对电梯的压力也小于物重；电梯上升刹车时也一样。(3)整理公式：T=m(g-a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＜g。站在电梯里的人在电梯向下加速或向上减速时，人对电梯的压力小于人的重力，好像是重力加速度g减少了。

失重：当物体存在向下的加速度时，它对支持物的压力(或拉力)小于物重的现象，叫做失重。当a=g时，T=0，叫做完全失重。

发生失重时，物重并没有变化。

实验：在可乐瓶下面扎一些小孔，装上水后水从小孔喷出。把水瓶抛出，喷水情况会怎样变化？分析瓶抛出后，水怎样喷。让学生先分析可能发生的现象，再观察上抛时的现象，下抛的情况让学生回家去做。解释现象出现的原因，抛出后水处于失重状态，对瓶无压力，水不喷。

3．例题

例1 关于电梯的几种运动中，支持力的变化情况如何？

静止： 上升：

下降：

匀速 加速 减速 匀速 加减 减速

速度方向 加速度方支持力与重

向 力 无 ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓

无 无 ↑ ↓ 无 ↓ ↑

= = ＞ ＜ = ＜ ＞

思考题：一个在地面上能举起100千克质量杠铃的运动员在一个加速运动的电梯上能举起多大质量的杠铃？a=g，a=g/2，分向上和向下两种加速情况讨论。(投影)例2：一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为△x，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动？

分析：物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力。这里f=μN，只有减小地面对物体的压力才能减少最大静摩擦力，当f=μN=k△x时物体开始滑动。

取物体为研究对象，受力如图，当物体做向下的加速运动或向上的减速运动时，才能使地面对物体的压力减小，即G-N=ma。联解两式得：a=(G-N)/m=(mg-k△x/μ)/m=g-k△x/μm 即升降机做a＞g-k△x/μm的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物体可以在地面上滑动。

(三)小结：发生超重和失重现象时，物体并没有变化，只是由于物体有竖直方向的加速度使得物体对支持物的作用力发生了变化。这里讨论的问题限于地面附近的物体所发生的超重和失重现象，没有讨论航天飞机中的失重现象。请大家思考一下，航天飞机中的物体受不受地球的引力，它上面的失重现象又是怎样发生的呢？

布置作业；练习(1)(2)(3)

五、说明

1．本节课可采用在教师引导下，教师跟学生共同讨论研究的方式进行。在教学中教师要注意学生对知识的接受情况，恰当地提出问题，对学生的认识给予正确的评价和解释。

2．课上安排的演示实验要自己制作，弹簧秤的量程要小，最好是0.2千克左右的，刻度要明显利于学生观察。两边重物的质量选择要合适，可使加速过程时间较长、较稳定。

3．两个学生小实验，拉断线的实验要注意器材的选择；用弹簧秤拉钩码的实验要注意现象的正确解释。

第五篇：牛顿运动定律应用 超重与失重

超重与失重

一、教学目标 1.知识与技能

（1）掌握超重现象和失重现象的概念。（2）理解超重现象和失重现象的原因。2.过程与方法

（1）观察并感受失重和超重现象。

（2）经历探究产生超重和失重现象条件的过程，理解物理规律在生活实际中的应用。3.情感态度与价值观

（1）通过探究性学习活动，培养学生的兴趣，增强自信心。（2）用科学的观点解释身边的物理现象。

二、教学重点、难点

1．“认识超重和失重现象”是本节的重点，要了解什么是超重现象以及失重现象并能在实例中找出。

2．“掌握超重和失重现象的产生条件”是本节的难点，要理解超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关，而与速度v无关。

三、教学方法

1.通过相关的图片结合生活实例引出学习主题-超重和失重。2.通过观察与记录人在电梯中上楼以及下楼过程和状态，再结合二力平衡及牛顿第三定律的分析引出超重与失重的概念。

3.通过牛顿第二定律并结合总结、归纳的方法找出物体产生超重现象和失重现象的条件，强调超重和失重现象的产生与加数度a的方向有关，而与速度v无关

四、教学过程

（一）设置情景，提出问题。

1．播放录象或看挂图，激发学生的学习兴趣，使学生知道什么是超重、失重现象。

可供选择播放或展示相关的挂图：（1）火箭升空，载人航天飞船运行过程和返回的过程。杨利伟在太空中书写日记、吃月饼，用胶布把摄象机贴在舱壁，物体在飞船舱内“飘”。（2）费俊龙在太空中翻跟斗。（3）火箭升空和飞船返回时，航天员采取躺着是姿势。（3）下落的一滴牛奶呈球形。（4）太空中的一滴水呈球形。（5）在太空中制造有气泡的泡沫金属。（6）俄国人在太空中生活438天。2．问题的提出。演示下蹲过程体重秤的读数变化的实验。由于学生不一定注意到下蹲、站起的过程体重秤读数会发生变化。设计一个定性实验，通过摄像头把读数投影在屏幕。问题：“观察到体重秤的示数如何读数变化？”“老师下蹲、站起的过程重力如何变化？是老师变胖了？”问题来源于实验与学生原有认知发生冲突，对于学生的回答，这时可以不做过多的评价。

3．另一个实验，用纸带提起重物。如果迅速上提，纸带断了。这是为什么？再次激发学生的探索热情。

这个环节，目的是让学生在自己的头脑中产生问题。不忙着解释，只要告诉学生这就是今天学习的超重和失重现象即可。时间控制在5分钟之内。

（二）新课学习

1．体验性实验，了解什么是超重和失重。

利用身边的物品、常用器材设计有关超重失重的实验，学生可以选做一个或两个实验。

（1）用手掌托着一叠较重的书，先让手缓缓上下移动，体会一下书对手掌的压力。跟静止时是否相同？然后手突然加速上升或加速下降，再体会手掌受到的压力跟静止时有什么不同？

（2）垫起泡沫板两端，把重锤在泡沫板上，使泡沫板加速上升，泡沫板断裂。老师引导学生在体验的同时，学会把各种现象联系起来进行对比，培养学生的科学思维。学生回答老师的问题或学生之间讨论，找到几个实验的共同特点是拉力或压力变化。通过讨论，辩论，使学生认识到原有的一些认识是错误的。强调失重和超重是指压力随物体运动状态的改变而改变。2．探究性实验：弄清什么情况下会出现超重失重现象。

（1）回放老师称体重的录象，并适当应用慢镜头播放，看清读数的变化与老师下蹲过程。老师指导学生观察：下蹲的初期、末期，读数比老师站在秤上不动时的体重大还是小。称体重的实验确实不容易观察清楚读数的变化与运动状态的改变这两者之间的关系。很自然地介绍先进的实验手段，传感器、计算机与物理实验整合。

（2）在测力计下端挂一钩码，观察测力计静止时示数，测力计缓缓上下移动，测力计的示数，测力计突然上升或突然下降时测力计的示数。提出讨论问题，如何准确读出测力计示数变化的范围？可以做必要的提示，如在测力计指针的上下各放一小团棉花，使指针在移动的时候带动棉花的移动，这样棉花就可以记录测力计示数变化的范围。这就是发明创造，发明创造就在身边。

（3）定量实验。还有更精确的实验方法吗？介绍传感器及工作过程。通过DIS演示电梯上升过程，利用传感器采集数据，电脑描绘出支持力F随时间t变化的图象。通过对图象的分析，知道超重失重只与物体运动的加速度有关，与运动速度无关。

3．理论分析，进一步认识超重和失重。选上述的一个实验进行分析，用牛顿第二定律、牛顿第三定律分析解释超重失重和完全失重现象，得到超重和失重的动力学特征。

（1）根据老师提供的学习提纲，学生阅读课文。指导学生确定研究对象，进行受力分析。

（2）给出思考问题，学生对原来的认识进行反思。

“体重秤直接测量的什么力？” “有同学观察到下蹲过程体重秤的读数变大，有的观察到下蹲过程体重秤的读数变小，如何评价这些同学的回答？”“下蹲过程，速度的方向总是向下的，加速度的方向也总是向下的吗？”学生思考、讨论。教师小结：下蹲过程经历了加速下降与减速下降的过程，这些同学各自只观察到了下蹲的末期或初期的体重计的示数。

（三）课堂练习，巩固训练。

练习的形式不只是书面练习，用包含科学原理的趣味游戏，调节学习气氛。上课接近半小时，学生的注意力开始不够集中，设计一些课堂活动，使学生在轻松的环境中学习和巩固学习内容。同时达到训练学生的口头表达能力和动手实验能力的目的。

1．在生活中，哪些物体的运动，反映了超重或失重现象？

（1）学生举例。如挑担子，由于扁担两边的物体有规律的上下振动，肩上的压力也就时大时小。又如蹦极运动中弹性长带对人的拉力也会时大时小。乘车经过拱桥或加速下坡时，乘电梯，玩过山车，荡“秋千”，荡“海盗船”有超重和失重的“特殊感觉”。

（2）老师也参加讨论。如从水井里提起一桶水，如果绳子的最大抗拉能力不够好，为了不使绳子被拉断，你认为应该怎么提水？一根细木棒的两端挂轻重不同的重物，从木棒中间提起，木棒呈倾斜状态。如果突然松手，木棒还保持倾斜状态吗？

2．选做以下游戏。

（1）手握橡皮筋，使橡皮筋下端的球振动，当你闭上双眼时，你可以准确说出球上下运动的情况吗？想好你的判断根据，再跟同学一起做实验。

（2）手中托着上下叠放的两本厚书或两铁块，它们之间压着一纸带，如何才能把纸带从它们之间拉出而不拉断纸带？

（3）手中拿一个纸环，下端夹一个铁夹，铁夹把纸环拉成椭圆。如果松开手，纸环下落过程会是什么形状？

（4）在矿泉水瓶的四周扎四个小孔，灌满水后水从四空喷出。如果把瓶子从黑板上方自由释放，水在下落过程中，水会喷到黑板上吗？也可以让两个同学相对站立，让这个瓶子从他们之间落下，掉到放在地面的水桶中。

（5）橡皮筋拉着矿泉水瓶（四周扎四个小孔）上下振动，观察喷水的情况。

（6）橡皮筋拉着矿泉水瓶（瓶口向下，用橡皮膜扎紧瓶口）上下振动，观察橡皮膜。

（7）站在体重秤上，两脚站直，两脚不能动，能不能想其他方法，使示数变小或变大？学生用不同的方式使示数变化：挥动手臂，头动也可以。

（8）各组选一位同学站在体重秤上称体重，设法让示数最小。请你说说，你们组会选谁呢？为了使示数最小，你建议他怎么做。

（四）课后作业与研究性学习。根据学生的个体差异，这些内容可以让学生选做，让学生在较长的时间里逐步完成。1．完全失重的条件下，下列哪些仪器不能正常使用？弹簧秤、天平、刻度尺、秒表、摆钟、电流表、温度计。

2．小木板上放一块磁铁和一块铁块，它们都静止。若让小木板从不太高处自由下落，小木板保持水平。则在下落过程中，磁铁相对于地面的加速度大小为：

A．始终为9．8m/s2 B．大于9．8m/s

2C．小于9．8m/s2

D．始终为0 m/s2。

3．数字信息系统（DIS）包括传感器、数据采集器、计算机和数据处理软件组成，它可以实时采集、处理实验数据，并把实验结果用图象显示在计算机屏幕上。

一个玩具猫放在模拟升降机上，拉动升降机上升，通过DIS在计算机屏幕上画出玩具猫对力传感器的压力F随时间t变化的关系图象如图所示。由此可知玩具猫重______N，升降机上升过程最大的压力为_______N，最小压力为______N。画出玩具猫运动的a-t图。4．假如你站在体重计上乘电梯，发现体重计的示数为50kg。根据自己的情况，判断一下电梯的运动状态。说明判断的理由。（学生体重各不相同，必须根据实际情况进行判断）5．（1）设计实验方案，在课后利用体重秤观察电梯下降或上升的初期、中期和末期的失重超重现象。

（2）医院里的医用电梯的加速度比普通电梯的加速度要小。你能用简单的实验证实一下吗？

6．设计一个实验方案，用身边的物品做简便的实验，在乘飞机时通过观察实验现象，了解飞机是否加速上升阶段或加速下降。7．做一做，想一想：（1）把普通的手电筒改造一下，里边装一段弹簧，竖直放置时电池压缩弹簧，电池不能跟灯泡组成回路，手电筒不亮。让手电筒自由下落，弹簧不压缩了，电路接通，手电筒亮了。（2）在透明塑料杯的底部钻一小孔，把两条比杯高略长的橡皮筋穿过小孔，并在杯底那端把橡皮筋打上结，使橡皮筋不被拉出，两条橡皮筋的另一端个系一个小球，并把球放到杯外。如果让杯子自由下落，会有什么现象发生？为什么？ 课后反思

本节课遵循循序渐进的教学原则，从学生的实际出发，让学生参与实验，在情感态度与价值观方面受到熏陶，发展对科学的好奇心和求知欲，引导学生用身边的物品研究物理学问题，运用物理原理和研究方法解决实际问题。并且把评价渗透在学习过程中，帮助学生认识自我，建立自信，促进学生在原有水平上发展。本节课设计提供较多的资源，上课时根据学生实际情况进行选择使用，注意控制上课时间。本教学设计的实验由定性到定量，学生动手实验探究，教师及时指导，还采用了传感技术，恰当地将信息技术与物理教学相整合。习题训练也加强了口头表达和实验操作的训练。课堂氛围和谐平等，努力使课程内容的时代性、基础性、选择性在课堂教学中得到体现。