高中物理必修1教案与课件4.7用牛顿定律解决问题(四)

第一篇：高中物理必修1教案与课件4.7用牛顿定律解决问题(四)

高中物理教案——主备人 秦庆伟

用牛顿定律解决问题

（四）教学目标：

知识与技能

1．理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件．

2．会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题．

3．通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质．

4．进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤． 过程与方法

1．培养学生的分析推理能力和实验观察能力．

2．培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力．

3．引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质．

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．

教学重点、难点：

教学重点

1．共点力作用下物体的平衡条件及应用．

2．发生超重、失重现象的条件及本质． 教学难点

1．共点力平衡条件的应用．

2．超重、失重现象的实质．正确分析受力并恰当地运用正交分解法．

教学方法：

探究、讲授、讨论、练习教学手段：

多媒体教学设备，体重计、装满水的塑料瓶等

课时安排：

新授课（2课时）

教学过程：

[新课导入]

师：上一节课中我们学习了用牛顿运动定律解决问题的两种方法，根据物体的受力情况确定物体的运动情况和根据物体运动情况求解受力情况．这一节我们继续学习用牛顿运动定律解题．

师：我们常见的物体的运动状态有哪些种类?

生：我们常见的运动有变速运动和匀速运动，最常见的是物体静止的情况．

师：如果物体受力平衡，那么物体的运动情况如何?

生：如果物体受力平衡的话，物体将做匀速直线运动或静止，这要看物体的初速度情况． [新课教学]

一、共点力的平衡条件

师：那么共点力作用下物体的平衡条件是什么?

生：因为物体处于平衡状态时速度保持不变，所以加速度为零，根据牛顿 师：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．物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢? 生：物体的加速度方向向上．

师：当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态是怎样的? 生：应该是加速上升．

师：大家看这样一个问题：

投影展示：人以加速度a减速下降，这时人对地板的压力又是多大? 学生讨论回答

生1：此时人对地板的压力也是大于重力的，压力大小是：F＝m(g+a)．

生2：加速度向上时物体的运动状态分为两种情况，即加速向上运动或减速向下． 师：大家再看这样几个问题：(投影展示)1．人以加速度A加速向下运动，这时人对地板的压力多大? 2．人随电梯以加速度。减速上升，人对地板的压力为多大? 3．人随电梯向下的加速度a＝g，这时人对地板的压力又是多大? 师：这几种情况物体对地板的压力与物体的重力相比较哪一个大? 生：应该是物体的重力大于物体对地板的压力．

师：结合超重的定义方法，这一种现象应该称为什么现象? 生：应该称为失重现象．当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重．

师：第三种情况中人对地板的压力大小是多少? 生：应该是零．

师：我们把这种现象叫做完全失重，完全失重状态下物体的加速度等于重力加速度g． 师：发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化? 生：没有发生变化，只是物体的视重发生了变化．

师：为了加深同学们对完全失重的理解，我们看下面一下实验，仔细观察实验现象． 课堂演示实验：取一装满水的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一小孔，让其做自由落体运动．

生：观察到的现象是水并不从小孔中喷出，原因是水受到的重力完全用来提供水做自由落体运动的加速度了．

师：现在大家就可以解释人站在台秤上，突然下蹲和站起时出现的现象了．

[课堂训练] 1．某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中„„„„„„„„„„（）A.由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的示数也不变

B．此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大

C.台秤的示数先增大后减小

D.台秤的示数先减小后增大 答案：D 2．如图4—7，4所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为（）

A．F：mg

B.Mg

C．F：(M+m)g

D．F>(M+m)g

答案：D 3．在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重力，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（）A.读数偏大，表明装置加速上升 B．读数偏小，表明装置减速下降

C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动 D．读数准确，表明装置匀速上升或下降 答案：C [小结] 本节课是牛顿运动定律的具体应用，分别是两种特殊情况，一种是物体受合力为零时物体处于平衡状态时的分析，应该注意三力合成与多力合成的方法，注意几种方法的灵活运用，另一种情况就是物体在竖直方向上做变速运动时超重和失重现象．对于这两种现象，我们应该注意以下几个问题：物体处于“超重”或“失重”状态，并不是说物体的重力增大了或减小了(甚至消失了)，地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化．即使是完全失重现象，物体的重力也没有丝毫变大或变小．当然，物体所受重力会随高度的增加而减小，但与物体超、失重并没有联系．超(失)重现象是指物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于(小于)重力的现象．

“超重“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向．

作业：

板书设计: §4.7 用牛顿定律解决问题2

一、共点力的平衡条件

1．在共点力的作用下物体的平衡条件是合力为零

2．力的合成方法；平行四边形定则和三角形定则

二、超重和失重

1.超重： 当物体加速度方向向上时，物体处于超重状态

物体的运动情况：加速上升或减速下降

2.失重：当物体加速度方向向下时，物体处于失重状态

物体的运动情况：减速上升或加速下降 3.完全失重：物体下落的加速度等于重力加速度

4.实质：对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化，而物体实际重力不发生变化

教学后记：

第5页-

第二篇：用牛顿定律解决问题教案

第六节 用牛顿定律解决问题

（一）教学目标：

(一)知识与技能

1．巩固对物体进行受力分析的方法。

2．掌握用牛顿第二定律解决问题的基本思路和基本方法。

3．通过例题分析、讨论，培养学生掌握用牛顿第二定律解题的方法。4．通过解题训练、培养学生审题能力及分析问题、解决问题的能力。(二)过程与方法

1．培养学生分析问题和总结归纳的能力。2．培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。(三)情感、态度和价值观

培养学生形成积极思维，解题规范的良好习惯。

教学重点：正确地对物体进行受力分析，掌握用牛顿第二定律解决的两类力学问题及 解决这两类问题的基本思想和方法。教学难点：对物理情景及物理过程的分析。教学方法：实例分析法、归纳法、讲练结合法。教学用具：投影仪、投影片、教学课件。教学过程：

（一）导入新课

教师：到目前为止我们学习了牛顿的几条运动定律？ 学生：三条。

教师：三条定律中，哪条定律是动力学中的核心内容呢？ 学生: 牛顿第二定律。教师: 为什么它是核心呢？

学生: 因为它把物体的受力和物体的运动情况有机地结合起来了。

教师: 本节我们就一起应用牛顿的运动定律来解决一些生活中的实际问题，以加深我们对定律的理解。

(二)新课教学

1、动力学的两类基本问题 教师 ：牛顿第二定律定量地确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况和受力情况联系起来，那么，如果已知物体的受力情况，如何确定物体的运动速度、位移等运动情况?如果已知物体的运动情况；能否判断物体的受 力情况? 学生讨论与探究，教师引导：

通过讨论教师总结：一类是根据物体受力情况确定物体的运动情况；一类是根据运动情况确定受力情况，解这两类问题的关键是抓住联系力和运动的桥梁——加速度。因为由受力可求出物体的加速度，再利用物体的初始条件(初位置和初速度)，根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度，也就确定了物体的运动情况．这在实际问题中有重要应用，如指挥“神舟五号”飞船的科学家，根据飞船的受力情况可以确定飞船在任意时刻的位置和速度。

相反，如果已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体的受力情况。在实际问题中，常常需要从物体的运动情况来确定未知力。例如，知道了列车的运动情况，可以确定机车对列车的牵引力；根据天文观测知道了月球的运动情况，就可以知道地球对月球的引力情况。牛顿当初就探讨了这个问题，并进而发现了著名的万有引力定律，为人类研究宇宙、开发太空奠定了坚实的基础。下面我 们分类学习这两类问题的解题方法和解题思路。

2、从物体受力情况确定物体的运动情况

例题1.一个静止在水平地面上的物体，质量是2kg，在6.4N的水平拉力作 用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的滑动摩擦力是4.2N，求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。

教师：请同学们仔细阅读题目，注意题中给出的已知条件、未知量及可能用 到的原理、定理、定律、公式等。学生活动：阅读题目，思考。

教师：现在我们共同来分析一下本题．请同学们看一下本题要求哪些物理量呢？ 学生：物体在4s末的速度和物体在这4s内通过的位移大小。教师：对于这两个物理量应用什么规律去求呢？ 学生：应用运动学的规律去求。教师: 为什么呢？

学生：因为待求的两个量都是有关运动学的两个物理量，故想到用运动学去求。教师：我们现在的知识只能解决匀变速运动的速度和位移，在此题中物体的运动是匀变速运动吗？

学生：物体原来是静止的，受到恒定的合外力，产生恒定的加速度，所以物体作初速度为零的匀加速直线运动。

教师：初速度为零的匀加速直线运动的规律有哪些？

x12at2； 末速度加速度和位移的关系学生：速度公式：vt=a t； 位移公式：2vt式：2ax。

教师：根据运动学规律，要求出速度和位移我们还需要知道那个物理量？ 学生：加速度a.教师：加速度a如何求出？

学生：根据牛顿第二定律，F = m a 可以求出。

教师：牛顿第二定律中的力F是合外力，分析物体的受力情况是解决这个问题的关键所在。下面我们一起分析物体的受力情况。

其受力分析如图4.6-1，物体受4个力作用，其中竖直方向的重力G与弹力FN大小相等，方向相反，互相平衡，在水平方向受到拉力F1和摩擦力F2。那么，物体的合外力如何求出呢？

学生：由于物体在竖直方向没有位移，没有加速度，重力G和支持力FN大小相等、方向相反，彼此平衡．物体所受合力等于水平方向的拉力F1和滑动摩擦力F2的合力，若取水平方向右为正，则合力F合=F1－F2=（6.4－4.2）N=2.2 N 教师：求出合力就可根据牛顿定律求得物体的加速度，求得加速度就可求得末速度和位移。请同学们完成求解过程。学生活动：写解题步骤和过程（5分钟）

解析：已知：F1=6.4 N，F2=4.2 N，m=2 kg，t=4 s．求：vt=?；x=? ①确定研究对象，对物体进行受力分析,由物体受力分析得：

F合=F1－F2=（6.4－4.2）N=2.2 N ②由求出的物体所受合力用牛顿第二定律求解物体加速度 根据牛顿第二定律：F合=ma，得：

aF2.2m/s21.1m/s2m2

③根据运动学公式求解速度与位移 由：vt=a t，得：

vt=1.1×4 m/s=4.4 m/s

x12at2得： 由：x121at1.116m=8.8m22

教师总结：通过上面的分析可见，应用牛顿运动定律可以来解决：已知物体的受力情况，求物体运动情况的一大类问题。而解决这类问题的一般思路可以表述为：

3、从物体运动情况确定物体的受力情况

例题2.如图4.6-2所示，一个滑雪的人，质量m=75kg，以v0=2m／s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为θ=30º，在t=5s的时间内滑雪人滑下的

路程x=60m, 求滑雪人受到的阻力(包括滑动摩擦力和空气阻力)。

教师：请同学们仔细阅读题目，阅读时请注意题中给出的已知条件． 学生活动：阅读题目． 教师：本题要求什么？ 学生：求滑雪人所受阻力．

教师：求滑雪人所受阻力，则我们就必须清楚滑雪人的受力情况，故我们一起来对滑雪人进行受力分析。

滑雪人在下滑过程中受重力G、支持力FN、阻力F阻三个力的作用。如图4.6-3所示。

教师：本题的受力示意图和第一题的受力示意图有何区别？

学生：重力竖直向下，支持力垂直斜面向上，阻力沿斜面向上，这三个力不像第一题中那样垂直分布在两个相互垂直的方向上。

教师：例1中，我们根据物体在竖直方向上没有运动得出，在这个方向上的合力为零，进而得出物体在运动方向上的合力就是物体的合力的结论．而本题的力并没有分布在两个相互垂直的方向上，那我们该怎么办呢？

学生：把重力分解到沿斜面方向和垂直于斜面的两个方向上。因为物体运动的方向在沿斜面方向上，同时支持力和阻力又正好是在沿斜面和垂直于斜面方向，所以可分解重力。教师总结：把某个力或者某些力分解到两个相互垂直的方向上去，我们把这种力的分解方法叫正交分解法．在应用正交分解法时，正如刚才同学所说那样，我们既要考虑物体的运动情况，又要考虑需要分解的力的数目，还要考虑分析问题的方便与否．这些在以后的练习中要逐步掌握。

教师：这样分解后，在垂直于斜面方向上没有运动，所以合力为零；而在沿斜面方向上，物体做匀加速运动，所以这个方向上的合力也就是物体的合力。这时怎样去求阻力呢? 学生：只要求得沿斜面方向的合力，根据同一直线上两个力合成原理，再加上重力的分力已知，即可求得阻力；F阻=Gx－F合 教师：怎样去求合力呢? 学生：根据牛顿第二定律：F合=ma知，只要求得a，则可求得F合 教师：又怎样去求a呢? 学生：结合本题已知条件，可以根据物体的运动情况去求a． 教师：如何求出来呢? 学生：因为人的初速v0已知，运动时间t已知，且通过的位移x已知，所以根

1xv0tat22据运动学公式：，即可求得a．

教师：求得a以后本题也就解决了．现在请同学们根据刚才的分析过程，把本题的求解过程写一下．

学生活动：写解题步骤和过程（5分钟）待学生写完后，用投影片给出具体求解过程．

［解］已知：v0=2 m/s，m=75 kg，θ=30°，t=5 s，x=60 m．求：F阻

1xv0tat22由运动学公式：得： a2(xv0t)t2= 4 m/s2

根据牛顿第二定律：F合=ma，结合物体的受力情况得：

F阻=Gx－F合=mgsinθ－ma=75×9.8×sin30°－75×4 N=67.5 N

教师总结：从上面分析求解过程中可知，应用牛顿第二定律也可以解决已知物体的运动情况，求解物体受力这一类问题．解决这类问题的一般思路可表示为：

思考题1.在水平地面上有两个彼此接触的物体A和B，它们的质量分别为ml和m2，与地面间的动摩擦因数均为μ，若用水平推力F作用于A 物体，使A、B一起向前运动，如图4.6-4所示，求两物体间的相互作用力为多大?若将F作用于B物体，则A、B间的相互作用力又为多大?

[思路点拨]题目中要求A、B间的相互作用力，就要对A、对B分别隔离出来受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解，由于两物体相互接触，在水平推力F作用下做加速度相同的匀加速直线运动，如果把两个物体看作为一个整体，用牛顿第二定律求加速度更方便，所以本题有两种解法

解法一：隔离法：对A、B分别使用牛顿第二定律列方程联立解得A、B间相互作用力N，方程分别为：对A：F－N－μ m1g=m1a ① 对B：N－μ m2g=m2a ② 解法二：整体法：先将A B视为一个整体，则对整体有：

F－μ(ml＋m2)g=(m1＋m2)a，(实际上述①式加②式也得此方程)对B有：N-μm2g=m2a

Fm2Fm1FFm1m2；若力作用于B上,则m1m2.答案 若力所作用于A上,则[教师总结]使用整体法解多体问题时，只需分析整体所受外力,而不需要考虑整体内物体相互作用力，因为整体内每一对内力对整体作用效果相互抵消，整体的运动状态由整体所受的合外力决定．使用整体法可简化解题过程，提高解题速度

思考题2.一个质量为0.2kg的小球用细绳吊在倾角为θ=53°的斜倾面顶端如图4.6-5所示，斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行，不计摩擦，当斜面以10m／s2的加速度向右运动时，求绳中的拉力及斜面对小球的弹力．

[思路点拨]当小球静止或加速度较小时，小球受到三个力(重力、绳的拉力及斜面的支持力)，此时绳平行于斜面；当加速度较大时，由日常生活经验可知：小球将“飞”起来，脱离斜面相对斜面静止在空中，此时小球只受两个力(重力，绳的拉力)，且绳与水平方向的夹角未知，那么，当a=10 m／s2向右时，究 竟是上述哪一种情况呢? 解题时必须先求出小球要离开斜面的临界值加速度a0.然后才能确定． 根据正交分解法、可知小球的加速度。是由拉力的水平分力和支持力的水平分力的合力提供． 即Fcosθ-Nsinθ=ma 又在竖直方向保持合力为零：

Fsinθ十Ncosθ=mg 故随着加速度的增长，拉力F增大，支持力N减小．

当加速度达到某一值a0时，N刚好为零，如果加速度再增大，小球就要脱离斜面，所以N刚好为零的状态，就是小球要离开斜面的临界状态，由牛顿定律可求出临界加速度值a0，如果实际加速度a> a0则小球飞离斜面；如a< a0，则 小球还停在斜面上且受支持力N.解：先求临界值，设加速度为a0时，小球所受支持力N恰好为零，则

a0=gcotθ =7.5 m／s2 因为a=10 m／s2> a0 故小球飞起，压力大小N=0 由三角形知识得：小结：

1．应用牛顿第二定律的解题步骤为：

①认真分析题意，建立物理图景．明确已知量和所求量．

②选取研究对象，所选取的对象可以是一个物体．也可以是几个物体组成的 F(mg)2(ma)22.83N 系统(有关这一点．我们以后再讲解)．

③对研究对象的受力进行分析．利用力的合成与分解，求合力表达式方程或 分力表达式方程．

④对研究对象的运动状态进行分析，运用运动学公式，求得物体加速度表达 式．

⑤根据牛顿第二定律F=ma，联合力的合成、分解的方程和运动学方程组成 方程组．

⑥求解方程组，解出所求量，若有必要，对所求量进行讨论． 2.动力学问题的求解思路框图

作业：课本第91页问题与练习1、2、3、4

第三篇：人教版高中物理必修一 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)教案设计

用牛顿运动定律解决问题

（二）教案设计4.7 高中物理必修一 教材分析

一、超重和失重，每个问2.共点力的平衡条件，1.本节课教材上设计了两个大问题，题都给出了相关定义和一个配套例题，要能灵活应用第一个问题，还需要设计相关练习，第二个问题理解起来有难度，需要设计贴近生活易于理解的实验，帮助学生理解。

二、教学目标 知识与技能 理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。

会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。

进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。过程与方法 培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。

引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。情感态度与价值观 勇于探究与日常生活有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，的思想，“学以致用”渗透 有关的物理问题。培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。

三、教学重点、难点 共点力作用下物体的平衡条件及应用。

发生超重、失重现象的条件共点力平衡条件的应用。超重、失重现象的实质及本质。

四、学情分析对于第二个问题的实质还是和第一个问题的相关例题，能够理解基本定义，学生预习知识后，会存在问题。

五、教学方法 引导法和实验法

六、课前准备 充分备课，设计过程、练习、实验和实验仪器。

七、课时安排 一个课时完成

八、教学过程、回顾）（一 上节课我们学习了牛顿运动定律解决问题的有关知识，都是哪两种类型：、引入

（二）今天我们继续来学习用牛顿定律解决问题。首先请同学们回忆一个概念：平衡状态。师： 什么叫做平衡状态。如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平生： 衡状态。物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？师： F合a生： 知当合因为牛顿定律是力与运动状态相联系的桥梁，所以根据牛顿第二定律 m，物体将静止或匀速直线运动。0时，物体的加速度为0外力为

当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？师： 根据平行四边形定则将力进行分解合成。生： 力的分解合成有注意点吗？或力的分解合成有适用范围吗？师： 学生会思考一会儿，但肯定会找到答案 力的分解合成只适用于共点力。生： 那什么是共点力？师： 如果几个力有共同的作用点或它们的延长线交于一点，那这几个力叫做共点力。生： 回答得很好，其实在我们刚才的讨论中有一点我要给大家指出来的就是：物体处于平师： 在一类是有固定转动轴的物体的平衡。一类是共点力作用下物体的平衡；衡状态时分为两类，今天我们先来研究共点力作用下我们主要研究共点力作用下物体的运动状态。整个高中阶段，物体的平衡条件。、共点力作用下物体的平衡条件

（三）。0在共点力作用下物体的平衡条件是合力为：【定义】

同学们能列举生活中物体处于平衡状态的实例吗？师： 很多。如桌上的书、吊着的电灯、做匀速直线运动的汽车等等。生： 竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态？师：，物体不能保g，但仍受到重力，加速度仍为0不是！因为物体在最高点虽然速度为生： 持静止或匀速直线运动。并不说若指某一时刻静止，平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动，回答得很好！师：

的状态。0那这一时刻就是平衡状态。平衡状态是一个持续的过程。或平衡状态是指加速度为城市中的路灯，无轨电车的供电线路等，经常用三解形的结构悬挂。图为这类结构的、1例 钢索和杆的重量都可忽略。点且垂直于纸面的轴转动，B可绕通过OB图中硬杆一种简化模型。等于AOB角，G如果悬挂物的重量为点的支持力各是多O对OB点的拉力和杆O对OA钢索，θ 大？、轻质细绳中的受力特点：两端受力大小相等，1 A 内部张力处处相等。、轻质直杆仅两端受力时（杆处于平衡状态）2 θ B 的特点：这两个力必然沿杆的方向且大小相等。O O、节点3 也是一理想化模型。G 举重是中国代表团在奥运会上重要的夺金项目。在举重比赛中，运动员举起杠铃时必、1练习运动员可通过改变两手握杆的距举成功。（或抓）才能被裁判视为挺须使杠铃平衡一定时间，若双臂夹角变大，离来调节举起时双臂的夹角。则下面关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大）C 小变化的说法正确的是（．不能确定 D．增大 C．减小 B．不变A 所两手举杠铃的力沿竖直方向的分力之和应与重力抵消。为了保证棒静止，如下图：【解析】

以当手臂夹角变大时，为了保证举力竖直方向的分力大小不变，则要求举力增大。

、超重与失重

（四）自从神州六号师： 下面我们就来研究这那什么是超重和失重呢，人们经常谈到超重和失重。飞船发射成功以来，个问题。播放一段视频增加学生的感性认识m。人站在电梯中，人的质量为、2例 ①人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？ N 求解人对地板的压力，该题中如果选电梯为研究对象，受力情况会:【解析】

比较复杂，甚至无法解题。所以我们只能选人为研究对象，那选人为研究对象能求解出人对电梯的压力吗？能！根据牛顿第三定律：作用力与反作用力是等在反向的。只要求出电梯对人的支持力，再根据牛顿第三定律就可求出

G

人对电梯的压力。mgN 有：0因为人是静止的所以合外力为a 匀加速上升，人对地板的压力为多大？②人随电梯以加速度

学生自己分析解答。不会有太大难度mgmamgNmaNmg④⑤两题加速度方向均向下，合外力向下，于是有 从上面的解题结果我们发现，当人加速上升和减速下降时，人对地面的压力大于本身师： 物理学中分别把这两种现人对地面的压力小球本身重力。当人加速下降和减速上升时，重力； 象叫做超重和失重。物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力，这种现象叫做超：【定义】 重。物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失：【定义】

重。虽然从理论上我们推导出了应该有这样的现象，但我估计大家在日常生活中都没有注师： 你会心慌也那你们有坐过电梯的经验吗？电梯启动上升时，可能都有点怀疑。意到这些现象，的感觉，“飘飘然”同时有种你会头晕，电梯停止上升时，的感觉，“脚踏实地”会充分体会到还有坐汽车时，这就是超重失重引起的。大家会突然觉得心汽车速度很快上桥并从桥顶下桥，突然变得空空的，很难受，那是失重造成的。实验验证 其实大家完全可以利用身边的器材来验证。师：、用弹簧秤挂上钩码，然后迅速上提和迅速下放。1实验在钩码被迅速上提的一瞬间，弹簧秤读数突然变大；在钩码被迅速下放的一现象： 瞬间，弹簧秤读数突然变小。

第四篇：高中物理必修1教案

高中物理必修1教案-《功率》(3000字)

高中物理必修1教案-《功率》

一、教学内容分析

1．内容与地位

《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理2”中涉及本节的内容标准是“理解功率，关心生产和生活中常见机械功率的大小及其意义”。要求学生理解功率的概念，会进行功率的计算；会分析汽车发动机功率一定时，牵引力和速度的关系；尝试自己设计实验，测量人在某种运动中的功率。由于功率在生活、生产中应用很广，教学中可充分利用这一优势，使抽象的物理概念变得富有实际意义。发展学生应用知识解决实际问题能力，树立正确的价值观。

本节课的教学应立足于培养学生的思维能力，通过学习物理研究方法，使学生学会思考问题。在建立“功率”概念中，让学生体会用比值方法来建立一个新物理概念。机车起动过程的分析着重培养学生的逻辑思维，引导学生认识物理与社会生活的密切联系，综合运用动力学知识和功率概念分析问题和解决问题的能力。通过学生设计测量人的做功功率的实验，达到学以致用的目的，培养学生运用科学知识解决实际问题能力。

2．教学目标：

（1）通过实例体验功率概念的形成过程及功率的实际意义，理解功率概念。

（2）从功率概念的定义，体会用比值方法建立物理概念的方法。

（3）理解功率与力和速度的关系。会利用功率的两个公式来解释现象和进行计算。

（4）了解平均功率、瞬时功率、额定功率、实际功率区别和联系。

（5）具有敢于发表自己观点，坚持原则，善于合作的良好

习惯。

3．重点难点：教学重点是理解功率的概念；难点是理解功

率与力、速度的关系，瞬时功率和平均功率的计算。

二、案例设计

（一）新课引入

问题：人们在生产、生活和工作中使用了大量的机械来做功，这与人力直接做功或畜力做功，在完成功的快慢方面有何不同？请举例说明。（引发学生思考，让学生从身边生活寻找做功事例，并思考机械与人或畜力做功的差异。）

功是能量转化的量度，人们十分关注做功的多少。然而不同的机械或人，其做功的快慢是不同的。（分析一些生产事例、工作场面，或展示一些做功快慢不同的图片。有条件的情况下还可通过多媒体手段更生动地展示这些画面和情景，使学生对做功快慢的情形有更为形象和具体的认识，从而为建立正确的“功率”概念打下良好基础。）

参考事例：①挖土机与人，要完成相同的挖土任务，人花的时间要长得多。②建筑工地上要把砖块或水泥等建筑材料搬到楼顶上，起重机和搬运工相比，起重机要比工人快得多。③从水井里提水，使用抽水机比人工要快得多④家住在高楼（如8层），乘电楼比走路要快得多。⑤拖拉机耕地比牛耕地要快得多，等等。列举生产、生活中发生的事例，使学生体会功率与生活、生产息息相关，无处不在，研究功率具有重要的现实意义。

说明：通过引导学生分析有关事例，形成初步共识：人们选用机械来做功时，不仅要考虑做功多少，还要考虑机械做功的快慢。如挖掘机做功比人快；大卡车比拖拉机做功快；拖拉机耕地比牛耕地要快；起重吊车比搬运工人做功快；抽水机比辘轳提水快，等等。研究做功的快慢有着重要的实际意义。

通过一个实际问题，具体数据，让学生感性地认识做功的快慢。如在某高楼建筑中需要搬运一批砖头

到一高层上，在搬运砖头过程中，起重机和搬运工人的生产记录情况如下表所示：

师：不同的机器或物体做功有快有慢，如何来衡量做功的快慢呢？请同学们思考并提出解决方案。（引导学生思考：如何比较物体做功快慢？讨论中注意培养学生的发散思维能力和批判思维能力。）

预测学生可能有以下回答：

①选择相同时间，比较做功多少，做功多的，做功就快；

②选择做相同的功，比较做功的时间长短，时间长的，做功就慢。

③类比“速度”的定义方法，用做功和完成这些功所花的时间的比值来定义“功率”。

说明：对学生提出的各种方案可能有问题或不完整，教师应鼓励学生在交流中补充完善自己的认识。教学中注意引导学生类比如“速度”、“加速度”概念的定义方法，体会比值法定义功率概念。

（二）新课教学

1．功率

（1）定义式：物理学上用物体所做的功W与完成这些功所用时间t的比值，作为在该时间内物体平均做功快慢的量度。即 Ｐ=W/ t（2）物理意义：表示物体做功快慢的物理量.。

（3）单位：教师请一位同学正确地说出公式中各个字母所表示的物理量及其单位。

Ｐ：功率，单位：瓦（W），常用单位还有千瓦（ｋW）

W：力所做的功，单位：焦耳（J）

ｔ：做功所用时间，单位：秒(s)单位换算：１kW = 1000 W１W=１J/s（4）功率是标量，功率表示做功过程中能量转化的快慢。

（5）讨论与交流：

小实验：把一枚硬币放在书的封面上，打开书的封面形成一个斜面，并使硬币开始下滑。请同学仔细分析一下，在下滑的过程中硬币共受到几个力的作用？哪些力做正功？哪些力做负功？哪些力不做功？如果斜面的倾角增大，情况会有什么变化？倾角增大时，功率是否也增大？

提示：①比较不同倾角时的功率，应注意硬币开始下滑处的高度应相同。讨论功率时须指明哪个力的功率。②实验的分析讨论，要注意所分析的是某个力的平均功率。注意引导学生进行受力分析、做功分析，可利用功率的定义式，在理论上进行的推演，使思维更加严密。

（6）认识一些常见机械做功功率

①汽车发动机：5×10 W ～ 15×10 W ②摩托车约2×10 W ③喷气客机约2×10 W ④火箭的发动机约 1×10 W ⑤ 人的平均功率约 1×10 W，优秀运动员短时间内的功率可达1000W ⑥人心脏跳动的功率 1.5W左右 ⑦万吨巨轮 10W以上 ⑧蓝鲸游动的功率可达350kW 等等。61324438 2．功率与力、速度的关系

思考与讨论：一部汽车载重时和空车时，在公路上以相同的速度行驶，试讨论这两种情况下汽车的输出功率是否相同？为什么？

预测学生会回答：

①载重汽车与地摩擦力较大，牵引力也大，由于行驶速度一样，故相同时间内，载重车的牵引力做功较多，所以载重汽车的输出功率较大。

②载重汽车行驶得比空车慢，因此功率较小。

③载重汽车比空车费力，因此载重车的输出功率较空车时要大些。

说明：上述分析讨论的目的是启发学生思考功率与力和速度有何关系。学生分析可能会出现片面和不完整回答，教师要参加到学生的讨论分析中，帮助、启发和引导学生形成正确的认识。

(正确的回答应是①)。教师根据课堂需要还可以提出一些问题让学生进一步讨论，如汽车在上坡和下坡时功率、速度和牵引力会怎样变化？ 接着，教师引导学生思考，如何计算牵引力的功率。（让学生根据所学知识和功率定义式进行推演，培养良好的科学思维能力和思维习惯）

提出问题：某汽车在平直公路上做匀速直线运动，已知其在牵引力大小为F，运行速度为V，试求此时汽车牵引力F的功率为多少？

注意引发学生思考解决问题的思路，应用功和功率的定义式进行分析和推导。

课堂分析结果： Ｐ＝F〃ｖ

即力F的功率等于力F和物体运动速度ｖ的乘积.。注意：这里的F是速度V方向上的作用力。

分析讨论：由V=S/t求出的是物体在时间ｔ内的平均速度，代入公式Ｐ＝Fｖ求出的功率是F在时间ｔ内的平均功率；如果ｔ取得足够小，则V表示瞬时速度，此时由Ｐ＝Fｖ求得的功率就是F在该时刻的瞬时功率。即当V为平均速度时，求得的功率就是平均功率，V为瞬时速度时，求得的功率就是瞬时功率。

（1）总结：

①平均功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是平均速度)

②瞬时功率Ｐ＝Fｖ(ｖ是瞬时速度)

③如果物体做匀速直线运动，由于瞬时速度与平均速度相等，故此时平均功率等于瞬时功率。交流讨论问题：由求出的是瞬时功率还是平均功率?

学生小组讨论后得出：由公式求出的功率，反映了该力在t时间内做功的平均快慢，故由公式求出功率是平均功率。

（2）额定功率与实际功率的认识

问：人力直接做功能否像汽车做功那样快呢？汽车做功能否像飞机做功那样快呢？人如果做功过快，会产生什么后果呢？汽车超负荷运转会产生什么后果呢？（人做功过快，会引起疲劳、甚至受伤、生病等，汽车超负荷工作会造成发动机熄火或烧毁。）

问：奥运长跑运动员能否用100米短跑的速度来完成5000米的赛跑路程呢？为什么？

提示：奥运比赛是一种挑战运动局限的比赛，人与机器一样，不能长时间超负荷运动，短跑运动员在100米赛跑中，时间不过是十几秒，能以最大的速度跑完全程，此时运动员的输出功率是正常时的数十倍。在5000米的长跑运动中，运动员不可能长时间超负荷运动，因此长跑运动员不可能一直保持百米赛跑那样的速度。

说明：此问目的在于学生通过思考自己身边所熟悉的问题，认识额定功率和实际功率的概念以及概念的意义。

①额定功率：指动力机械在长时间正常工作时最大输出功率。也是机械发动机铭牌上的标称值，额定功率是动力机械重要的性能指标，一个动力机械的额定功率是一定的。

②实际功率：机械在运行过程中的功率是实际功率，实际功率可以小于额定功率，可以等于其额定功率（称满负荷运行），但不能大于额定功率，否则会损坏机械。③很多机械的铭牌上都标有这台机器的额定功率，请同学将家里的电器设备上的额定功率都记录下来，并计算家里的每部机器每天要做多少功？要消耗多少电能？哪一部机器最耗电？请与同桌同学进行交流。

（3）汽车发动机的功率一定时，牵引力与速度的关系

当汽车输出功率一定时，根据公式P=FV可知，物体的运动速度V与牵引力F成反比，如果汽车需要较大的牵引力，就必须减小运动速度。

思考：汽车以额定功率在平直公路行驶时，若前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机要做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？为什么？

学生可能回答：①加大油门，汽车可顺利到达坡顶。②汽车要换档，才能顺利驶到坡顶。

师生共同分析：①根据P=FV 知，汽车以额定功率行驶，因遇上坡路段，汽车所需的牵引力增大了，若要保持行驶速度不变，这是不可能的；加大油门，只会增加发动机的输出功率（超过额定功率），发动机将因超负荷而过热损坏。②这是一种正确的操作方式，当司机将发动机的速度档位调低后，速度减少了，牵引力加大了，只要牵引力足够，汽车便可顺利上坡。

思考：汽车等交通工具，如何才能获得更大的行驶速度？

3．学生进行测功率活动。（建议课后安排）

问题：如何才能知道在某种运动中自己做功的功率呢？请同学设计一个测量方案，并进行实际测量。说明：应激励积极思考、设计可行方案，动脑动手，体验科学实验方法和感受实验成果的喜悦。实验方案举例：（让学生结合自己的情况来进行设计实验）

方案1：学生快速跑上楼，来测量做功的最大功率。

方案2：估算学生自己平时上楼或爬山过程的功率。

方案3：设计沿某一竹杆或树杆上爬一定的高度，来测量做功功率。

方案4：利用跳绳运动，来测量做功功率。

方案5：测算自己举起杠铃时的最大功率（需要同学的帮忙）

说明：①有关实验方案、原理、器材、数据的测定及同学协作等，都应放手让学生自行讨论、分工，这样才能培养学生的实验能力，给学生以合作交流的机会。

②方案选定后，要注意引导学生如何求功和功率，需要选择哪些实验器材，测量哪些物理量？测量是否存在误差问题，如何才能较准确地测量。

③根据学生设计的方案，组织学生进行实验。最后实验结果，让学生通过实物展台进行交流汇报，师生共同观看，最后还可以进行评选活动。

④活动目的是：培养学生应用物理知识解决实际问题能力，并通过亲身的实验，达到内化知识，提升能力。同时也在实验过程中培养学生严谨的科学态度。

三、案例评析

本案例的教学设计体现了物理知识源于生活，又应用于生活。“功率”与生活、生产联系密切，在引入功率、额定功率、实际功率等概念时，都注意通过生产、生活的具体实例引入，使原本枯燥无味的概念教学变得生动和有趣，学生易于认识和理解“功率”概念，有利于激发学生的学习热情。在知识形成过程中，注重引导学生学习科学思维方法，体会比值法在定义“功率”概念的作用，提高学生的应用科学思维方法解决问题的能力。通过设计测定人在某种运动中做功功率实验，来达到内化和强化物理概念和物理规律的理解，实现知识由理论向实践的转化，加强物理与生活、生产和科技的联系。

在“功率”的整个教学过程中，始终关注“生活与物理，物理与社会”的关系，培养学生关注物理学的技术应用，形成将物理知识应用于生活和生产实践的意识，较好地体现了在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观上对学生进行教育的课程理念。

四、相关链接

1．瓦特其人其事

生平简介

瓦特(James Watt,1736～1819年)苏格兰发明家。1736年1月19日生于苏格兰格林诺克。童年时代的瓦特曾在文法学校念过书，然而没有受过系统教育。瓦特在父亲做工的工厂里学到许多机械制造知识，以后他到伦敦的一家钟表店当学徒。

1763年瓦特到格拉斯大学工作，修理教学仪器。在大学里他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。1819年8月25日瓦特在靠近伯明翰的希斯菲德逝世。

科学成就

1763年，瓦特修理格拉斯哥大学的一台纽可门泵，得以仔细研究了结构和工作原理，找到了热量损失消耗大量燃料的症结所在，他终于想出了加一个与汽缸分离的冷凝器，汽缸外装上绝热套子，使它一直保持高温，新的蒸汽机的效率大大提高。瓦特并不满足于已经取得的成就，1781年他又制造了从汽缸两边推动活塞的双动作蒸汽机，并采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。瓦特还设计了离心节速器，利用反馈原理控制蒸汽机的转速。经过一系列的改革，蒸汽机迅速被各工业部门采用，为产业革命铺平了道路。蒸汽机车加快了19世纪的运输速度。蒸汽机→蒸汽轮机→发电机，蒸汽为第二次工业革命即电力发展铺平了道路。

趣闻轶事

童年时代的瓦特和茶壶的故事

一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。

蒸汽机与产业革命

罗尔特所著《詹姆斯〃瓦特》中，曾写道：“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了机械化道路。

2．机动车辆常见的两种启动过程

对于汽车或机车等交通工具，在静止开始启动的过程中，发动机的输出功率、牵引力和速度的关系满足公式P＝F〃v，在P、F、v三个物理量中，若保持一个量不变，当另一个量变化时，第三个量也随之变化。关于汽车的启动过程是一个较为复杂的物理过程，下面我们就两种常见的启动过程分析如下： ①汽车（或机车）以恒定的功率启动和行驶过程（请把握教材的难度和课标的难度）

汽车牵引功率保持恒定时，由P = FV可知，牵引力大小与速度成反比。结合牛顿第二定律F – f = ma可知，汽车以恒定功率启动的过程，随着汽车速度V的逐渐增大，汽车的加速度逐渐减小，直至加速度等于0，最后汽车做匀速运动。

思考：当汽车在平直公路行驶时，前方遇到了一段较徒的上坡路段，汽车司机应做好什么调整，才能确保汽车驶到坡顶？只靠加大油门能否顺利到达坡顶？

②机车以恒定的牵引力启动的过程：机车做的是加速度a=(F-f)/m的匀加速直线运动，汽车的输出功率P随汽车速度增大而增大，直至汽车输出功率等于额定功率，匀加速过程结束。接着汽车保持功率不变，汽车通过减少牵引力，进一步提高速度，直到加速度a＝0，最后做匀速行驶运动。这一过程中各量的变化，可用下列流程图来表示。

案例来源：陈峰主编，《走进课堂——高中物理（必修）新课程案例与评析》，高等教育出版社

荐初二物理《浮力》教学案例(5000荐荐初初二中物物理

教理

案教

学

案物

态例

变

字)

化

荐初中物理教学设计和反思(3000字)荐初中物理教学案例《密度》(800字)

第五篇：高中物理必修1教案与课件1-1.质点参考系和坐标系

高中物理教案——主备人 秦庆伟

-高中物理教案——主备人 秦庆伟 1．下列物体能看做质点的是

（）A．沿着斜面下滑的木块

B。研究斜面上的木块是下滑还是翻滚 C。电扇的叶片

D。自转中的地球 2．下列关于质点的说法中，正确的是（）

A．地球很大，一定不能看做质点

B。原子核很小，一定能看做质点

C。同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点

D。质点是一种理想化模型，无实际意义

３．下列说法中正确的是（）Ａ。研究物体的运动，首先必须选定参考系 Ｂ。参考系必须选择地面

Ｃ。研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的

Ｄ。选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的

４．诗句“满眼**多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为（）Ａ。船和山

Ｂ。山和船 Ｃ。地面和山

Ｄ。河岸和流水

布置作业

教材第13页问题与练习

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