用牛顿运动定律解决问题(二) 学案
最新4.7用牛顿运动定律解决问题(二)示范教案
第四章牛顿运动定律4.7用牛顿运动定律解决问题（二）★教学目标（一）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。
（二）过程与方法5.培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。
6.引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。
（三）情感态度与价值观7.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。
8.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。
★教学过程一、引入师：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。
什么叫做平衡状态。
生：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衡状态。
师：物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？生：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a二旦知当m 合外力为0时，物体的加速度为0,物体将静止或匀速直线运动。
师：当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？生：根据平行四边形定则将力进行分解合成。
师：力的分解合成有注意点吗？或力的分解合成有适用范围吗？学生会思考一会儿，但肯定会找到答案生：力的分解合成只适用于共点力。
师：那什么是共点力？生：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。
师：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：物体处于平衡状态时分为两类，一类是共点力作用下物体的平衡；一类是有固定转动轴的物体的平衡。
在整个高中阶段，我们主要研究共点力作用下物体的运动状态。
《用牛顿运动定律解决问题(二)》示范教案
第四章 牛顿运动定律4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）★教学目标 (一)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。
(二) 过程与方法5. 培养学生处理多共点力平衡问题时一题多解的能力。
6. 引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。
(三) 情感态度与价值观7. 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。
8. 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。
★教学过程 一、引入 师：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。
什么叫做平衡状态。
生：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衡状态。
师：物体处于平衡状态时它的受力特点是什么？生：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mF a 合知当合外力为0时，物体的加速度为0，物体将静止或匀速直线运动。
师：当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？ 生：根据平行四边形定则将力进行分解合成。
师：力的分解合成有注意点吗？或力的分解合成有适用范围吗？ 学生会思考一会儿，但肯定会找到答案生：力的分解合成只适用于共点力。
师：那什么是共点力？生：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。
师：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：物体处于平衡状态时分为两类，一类是共点力作用下物体的平衡；一类是有固定转动轴的物体的平衡。
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) 学案(定稿)
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)1．力的合成和分解的两种重要方法是： _____________________、_____________________. 2．匀变速直线运动的规律：v ＝____________，x ＝____________，v 2－v 20＝2axv ＝____________＝v t2.3．自由落体运动的规律：v ＝______，h ＝______，v 2＝2gh4．牛顿第二定律：F ＝ma ，特点是：________性，矢量性，同向性．5．平衡状态是指保持静止或________________________，平衡条件是________．6．①视重：重力是地球对物体的吸引作用，当物体挂在竖直方向放置的弹簧秤下或放在水平台秤上时，弹簧秤和台秤的示数称为“________”，等于其所受拉力或压力．视重实际上反映的是“弹力”，只有在平衡状态时，这个“弹力”即______与物体的________才有相等的关系．②超重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对__________________(或对悬挂物的拉力)大于________________________的情况，即______大于________时，称为超重现象．③失重现象：当物体处于非平衡状态时，物体对__________________(或对悬挂物的拉力)小于________________的情况，即__________小于________时，称为失重现象．④完全失重：当物体处于非平衡状态时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)__________的状态，即视重____________时，称为完全失重状态． 7．产生超重或失重现象的条件①物体具有______________时产生超重现象．②物体具有____________________时产生失重现象．③物体具有________________时，物体出现完全失重状态.一、共点力的平衡条件 [问题情境]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？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？[要点提炼]1．共点力的平衡条件是：________________.2．处理共点力平衡问题的常用方法有：①______法．物体受几个力作用，将某一个力按效果分解，则其分力和其他力在所分解的方向上满足平衡条件．②________法．物体受几个力作用，通过合成的方法将它简化成两个力，这两个力满足力的平衡条件．以上两种方法常用于物体受力不多于三个力时．③________________法．将处于平衡状态的物体所受的力，都分解为相互正交的两组，每一组的力都满足力的平衡条件．即F x ＝0，F y ＝0.这种方法常用于所受的力为三个力以上．3．解题关键：受力分析．受力分析时应注意：①不要添力、漏力．如不要把分力和合力同时计入，不要忘记静摩擦力；②不要判断错力的方向；③受力分析遵循的一般顺序：先重力后弹力再摩擦力．二、超重和失重 [问题情境]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？[要点提炼]1．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台秤所受的压力． 2．[超重和失重是常见的现象，那么当物体发生超重或失重现象时，物体的重力真的增加或减少了吗？超重和失重现象的实质是什么？你是怎样理解的？例1 在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A ，A 与竖直墙之间放一光滑圆球B ，整个装置处于静止状态．现对B 加一竖直向下的力F ，F 的作用线通过球心，设墙对B 的作用力为F 1，B 对A 的作用力为F 2，地面对A 的作用力为F 3.若F 缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中( )A ．F 1保持不变，F 3缓慢增大B ．F 1缓慢增大，F 3保持不变C ．F 2缓慢增大，F 3缓慢增大D ．F 2缓慢增大，F 3保持不变例2 北京欢乐谷游乐场天地双雄是目前亚洲唯一的双塔太空梭，如图所示．它是能体验强烈失重、超重感觉的娱乐设施，先把乘有十多人的座舱，送到76 m 高的地方，让座舱自由落下，当落到离地面28 m 时制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停止．若某游客手中托着质量为1 kg 的饮料瓶进行这个游戏，g 取9.8 m/s 2，问：(1)当座舱落到离地面高度为40 m 的位置时，饮料瓶对手的作用力多大？(2)当座舱落到离地面高度为15 m 的位置时，手要用多大的力才能托住饮料瓶？变式训练如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N，在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N，关于电梯的运动，以下说法正确的是()A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为2 m/s2C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为2 m/s2D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2【效果评估】1．下列说法中正确的是()A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态2．下列物体处于平衡状态的是()A．静止在粗糙斜面上的物体B．物体在光滑斜面上由静止释放后沿斜面自由下滑C．平直公路上匀速行驶的汽车D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间3．如图所示，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的重物，且B端系有一根轻绳并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时∠BCA>90°.现使∠BCA 缓慢变小，直到杆BC接近竖直杆AC.此过程中，杆BC所受的力()A．大小不变B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小参考答案课前自主学习1．平行四边形定则(或三角形定则) 力的正交分解法2．v 0＋at v 0t ＋12at 2 12(v 0＋v )3．gt 12gt 24．瞬时5．匀速直线运动状态 F 合＝06．①视重 视重 重力 ②支持物的压力 物体所受重力 视重 重力 ③支持物的压力 物体所受重力 视重 重力 ④等于零 等于零 7．①向上的加速度 ②向下的加速度 ③向下的加速度a ＝g 核心知识探究 一、[问题情境]1．(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 ＝0.2．三个力平衡，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． [要点提炼]1．物体所受合力为零2．①分解 ②合成 ③正交分解 二、[问题情境]每个人在乘电梯时都会有这种感觉，这就是我们常说的超重、失重现象．只要你留心观察，在我们的日常生活中就会发现许多超重、失重现象． [要点提炼]2．匀速直线运动 加速 减速 加速 减速 [问题延伸](1)物体处于超重或失重状态时，物体所受的重力始终不变，只是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来物重好像有所增大或减小，这是超重和失重的实质．(2)发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向．(3)物体具有向上的加速度，其运动状态可以是加速向上，也可以是减速下降，这时物体对支持物的压力将大于物体的重力，物体处于超重状态，超出的部分为ma ；物体减速上升或加速下降时，具有向下的加速度，物体对支持物的压力将小于物体的重力，这时物体处于失重状态． 解题方法探究例1 C [如图甲所示，球B 受到四个力作用，且保持静止，则θ不变，F 2cos θ＝F ＋mg .若F 缓慢增大，则F 2增大．而F 2sin θ＝F 1，则F 1也增大；对于整体而言，如图乙所示，地面对A 的摩擦力F f ＝F 1，地面对A 的支持力F N ＝F ＋G 总，因为F f 和F N 均缓慢增大，所以F 3缓慢增大，C 对．]例2 (1)0 (2)41.16 N解析 (1)在离地面高于28 m 时，座舱做自由落体运动，处于完全失重状态，因为40 m>28 m 所以饮料瓶对手没有作用力，由牛顿第三定律可知，手对饮料瓶也没有作用力．(2)设手对饮料瓶的作用力为F ，座舱自由下落高度为h 1后的速度为v ，制动时的加速度为a ，制动高度为h 2，由v 2－v 20＝2ax 得，v 2＝2gh 1，v 2＝2ah 2联立解得，a ＝h 1h 2g对饮料瓶根据牛顿运动定律F －mg ＝ma 得，F ＝mg (h 1h 2＋1)＝mg h 1＋h 2h 2代入数据得，F ＝41.16 N. 变式训练 BC 效果评估 1．B 2．AC3．A [对B 点受力分析如图F C mg ＝BCAC，BC 、AC 长度都不变，所以F C 大小也不变，由牛顿第三定律知杆BC 所受的力大小不变．]。
物理：《用牛顿运动定律解决问题二》学案新人教版必修
用牛顿运动定律解决问题（二）学案【例1】一物体放在光滑水平面上，初速为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1s；随即把此力改为向西，大小不变，历时1s；接着又把此力改为向东，大小不变．历时1s；如此反复，只改变力的方向，共历时1min，在此1min内 [ ]A．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置之东B．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置C．物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末继续向东运动D．物体一直向东运动，从不向西运动，在1min末静止于初始位置之东【分析】物体在第1s内受恒力作用向东作匀加速运动．在第2s内，受力向西，加速度方向向西，但速度方向仍向东，物体作向东的匀减速运动．由于力的大小不变，前、后两秒内物体的加速度大小不变，仅方向相反，所以至第2s末，物体向东运动的速度恰减为零，且第2s内的位移与第1s内的位移相同．以后，力的方向又改为向东、继而向西……如此往复，物体则相应地向东作匀加速运动、继而向东作匀减速运动，……在1min内物体一直向东运动，至1min末恰静止．【答】 D．【说明】物体运动的加速度方向必与受力方向相同，但不一定与速度方向相同．若以向东方向为速度的正方向，物体运动的v-t图如图所示，物体依次作着加速度大小相等、加速度方向相反的匀加速运动、匀减速运动，……直到停止．整个1min内v＞0，表示物体一直向东运动．【例2】汽车空载时的质量是4×103kg，它能运载的最大质量是3×103kg．要使汽车在空载时加速前进需要牵引力是×104N，那么满载时以同样加速度前进，需要的牵引力是多少？【分析】由空载时车的质量和牵引力算出加速度，然后根据加速度和满载时的总质量，再由牛顿第二定律算出牵引力．空载时，m1=4×103kg，F1=×104N，由牛顿第二定律得加速度：满载时，总质量为m1+m2=7×103kg，同理由牛顿第二定律得牵引力：F2=（m1+m2）a=7×103×=×104N【说明】根据牛顿第二定律F = ma可知，当加速度a相同时，物体所受的合外力与其质量成正比．因此可以不必先算出加速度的大小，直接由比例关系求解．即由直接得【例3】如图1所示，一根质量为m，长为L的均匀长木料受水平拉力F作用后在粗糙水平面上加速向右运动．在离拉力作用点x处作一断面，在这一断面处，左右两部分木料之间的相互作用力为多少？【分析】取整个木料和断面左端（或右端）为研究对象，由于它们的加速度相同，可根据它们所受合外力与质量成正比的关系得解．【解】设整个木料所受的摩擦力为f，断面两侧的相互作用力为T，作用在断面左端部分的摩擦力为整个木料和断面左侧水平方向的受力情况如图2所示．根据加速度相同时力与质量的比例关系可知【说明】本题由于利用了F∝m的关系，可以不必计算加速度，十分简捷．由解得结果可知，截面位置取得离拉力处越远，截面两侧的相互作用力越小，当x = L时，T=0，这是显然的结果．如果木料受到水平推力作用，情况怎样？有兴趣的同学可自行研究．【例4】物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图1所示．在A点物体开始与弹簧接触．到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是 [ ]A．物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小B．物体从B上升到A的过程中，速率不断变大C．物体从A下降到B，以及从B上升到A的速程中，速率都是先增大，后减小D．物体在B点时，所受合力为零【分析】本题考察a与F合的对应关系，弹簧这种特殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的运动性质．对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物体正确的受力分析，是解决本题思路所在．【解】找出AB之间的C位置，此时F合=0则（1）从A→C．由mg＞kx1，（2）在C位量mg = kxc，a=0，物体速度达最大（如图2乙）（3）从C→B，由于mg＜kx2，同理，当物体从B→A时，可以分析B→C做加速度越来越小的变加速直线运动；从C→A做加速度越来越大的减速直线运动．【说明】由物体的受力情况判断物体的运动性质，是牛顿第二定律应用的重要部分，也是解综合问题的基础．弹簧这种能使物体受力连续变化的模型，在物理问题（特别是定性判断）中经常应用．其应用特点是：找好初末两态，明确变化过程．【例5】图中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 = MgB．Mg＜F＜（M＋m）gC．F=（M + m）gD．F＞（M + m）g【分析】以铁片为研究对象，它被吸引上升过程中受到电磁铁对它的吸引力Q（变力）、重力mg．在每一时刻Q- mg = ma，即Q＞mg．根据牛顿第三定律，铁片也对电磁铁A（包括支架C）施加向下的吸引力，其大小Q′=Q．以A和C为研究对象，它受到细线向上拉力F、A′和C的重力Mg、铁片吸引力Q′．由力平衡条件知F = Mg + Q′ = Mg + Q，∴F＞（M + m）g．【答】 D．【说明】必须注意，铁片能吸引上升是一个加速过程，因此，Q＞mg．同时，不要疏忽铁片对磁铁的吸引力．【例6】如图1所示，一只质量为m的猫抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的垂直杆子．当悬绳突然断裂时，小猫急速沿杆竖直向上爬，以保持它离地面的高度不变．则杆下降的加速度为 [ ]【分析】设猫急速上爬时对杆的作用力为f，方向向下，则杆对猫的作用力的大小也为f，方向向上，绳断裂后，猫和杆的受力情况如图2所示由于猫急速上爬，保持对地面的高度不变，意味着在这个过程中，猫对地无加速度，处于力平衡状态，所以f = mg杆仅受两个竖直向下的力作用，根据牛顿第二定律，得杆的加速度大小为其方向竖直向下．答 C．说明本题反映了牛顿第二定律的相对性，即加速度a必须是地面而言的．如果不理解这一点，本题就难以求解．【例7】如图1所示，一木块从h=、长L=的固定斜面的顶端，由静止开始沿着斜面滑至底端．如果木块与斜面之间的动摩擦因数μ=，求（1）木块运动的加速度；（2）木块从斜面顶端滑至底端所需的时间．【分析】以木块为研究对象，它在下滑过程中受到三个力作用：重力mg、斜面支持力N、斜面的滑动摩擦力f（图2）由于这三个力不在同一直线上，可采用正交分解法，然后根据牛顿运动定律求出加速度，结合运动学公式可求出运动时间．【解】（1）设斜面倾角为θ，由受力图2可知：沿斜面方向由牛顿第二定律得mgsinθ- f = ma．垂直斜面方向由力平衡条件得N- mgcosθ=0．又由摩擦力与正压力的关系得f=μN．联立上述三式可解得木块下滑的加速度为a = g（sinθ-μcosθ）．式中∴a = g（sinθ-μcosθ）=（）m／s2=3.60m／s2．【说明】这是属于已知力求运动的问题，通过加速度建立了力和运动的联系．题解中基本上遵循了牛顿第二定律应用的步骤。
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) 学案(人教版必修1)
学案8用牛顿运动定律解决问题(二)[学习目标定位] 1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及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.知道超重、失重和完全失重现象，会根据条件判断超重、失重现象.4.能从动力学角度理解自由落体运动和竖直上抛运动．一、共点力的平衡条件1．平衡状态是指物体处于静止状态或匀速直线运动状态．2．平衡条件：合力为0.二、超重与失重1．超重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度．2．失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象．(2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度．3．完全失重(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态．(2)产生条件：物体的加速度竖直向下且等于g.三、从动力学看自由落体运动1．受力情况运动过程中只受重力作用，且重力恒定不变，所以物体的加速度恒定．2．运动情况初速度为零的竖直向下的匀加速直线运动一、共点力的平衡[问题设计]1．什么是平衡状态？答案物体保持静止或匀速直线运动的状态叫做平衡状态．2．物体只有在不受力作用时，才能保持平衡状态吗？答案 不是．因为处于平衡状态时，物体所受的合力为零，而不只是不受力作用． 3．速度等于零时，物体一定处于平衡状态吗？答案 不一定．平衡状态表现为速度始终不变，当物体某一瞬间的速度为零时，但速度要发生变化，即加速度不为零时，就不是平衡状态．[要点提炼]1．平衡状态：静止或匀速直线运动状态． 2．平衡条件：(1)F 合＝0(或加速度a ＝0)(2)⎩⎪⎨⎪⎧F x 合＝0F y合＝0 3．平衡条件的四个推论(1)二力作用平衡时，二力等大、反向．(2)三力作用平衡时，任意两力的合力与第三个力等大、反向． (3)多力作用平衡时，任意一个力与其他所有力的合力等大、反向． (4)物体处于平衡状态时，沿任意方向上分力之和均为零． 二、超重和失重 [问题设计]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．为了研究这种现象，小星在电梯里放了一台台秤如图1所示．设小星的质量为50 kg ，g 取10 m/s 2.求下列情况中台秤的示数．图1(1)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀加速上升； (2)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀减速上升； (3)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀加速下降； (4)当电梯以a ＝2 m/s 2的加速度匀减速下降；从以上例子中归纳总结：什么情况下会发生超重现象，什么情况下会发生失重现象？答案 (1)匀加速上升时，以人为研究对象，受力情况、加速度方向、速度方向如图所示．选向上为正方向．根据牛顿第二定律：F N1－mg ＝ma得：F N1＝mg ＋ma ＝50×(10＋2) N ＝600 N(2)匀减速上升时，以人为研究对象，人的受力情况、加速度方向、速度方向如图所示．选向下为正方向根据牛顿第二定律： mg －F N2＝ma得：F N2＝mg －ma ＝50×(10－2) N ＝400 N(3)匀加速下降时，以人为研究对象，人的受力情况、加速度方向、速度方向如图所示，选向下为正方向，根据牛顿第二定律有mg －F N3＝ma得：F N3＝mg －ma ＝50×(10－2) N ＝400 N(4)匀减速下降时，以人为研究对象，人的受力情况、加速度方向、速度方向如图所示，选向上为正方向，根据牛顿第二定律有F N4－mg ＝ma得：F N4＝mg ＋ma ＝50×(10＋2) N ＝600 N归纳总结：(1)、(4)中，物体具有向上的加速度时，将发生超重现象；(2)、(3)中，物体具有向下的加速度时，将发生失重现象．[要点提炼]判断超重、失重状态的方法 1．从受力的角度判断超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力． 失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力． 完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零． 2．从加速度的角度判断超重：物体具有竖直向上的加速度． 失重：物体具有竖直向下的加速度．完全失重：物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于g . 三、从动力学看自由落体运动和竖直上抛运动 1．自由落体运动(1)条件：①v 0＝0；②只受重力作用，a ＝g . (2)运动性质：初速度为零的匀加速直线运动． (3)规律：v ＝gt ，h ＝12gt 2，v 2－v 20＝2gh . 2．竖直上抛运动(1)条件：①具有竖直向上的初速度；②只受重力作用，a ＝g . (2)运动性质全过程看：匀变速直线运动分过程看⎩⎪⎨⎪⎧竖直向上的匀减速直线运动至最高点后做自由落体运动(3)规律：①以初速度v 0竖直向上抛出的物体，到达的最大高度h ＝v 202g ，上升到最大高度所需时间t 上＝v 0g.②竖直上抛运动具有对称性．a ．从抛出点上升到最高点所用的时间t 上与从最高点落回抛出点所用的时间t 下相等，即t 上＝t 下＝v 0g；b ．落回抛出点的速度大小v 等于初速度v 0；c ．上升和下降过程经过同一位置时速度大小相等；d ．上升和下降过程经过同一段高度的上升时间和下降时间相等．一、共点力的平衡例1 如图2所示，电灯的重力为20 N ，绳AO 与天花板间的夹角为45°，绳BO 水平，求绳AO 、BO 所受的拉力的大小．二、超重与失重例2 如图3所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v —t 图象，则( )A ．物体在0～2 s 处于失重状态B ．物体在2 s ～8 s 处于超重状态C ．物体在8 s ～10 s 处于失重状态 图3D ．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态三、从动力学角度看自由落体和竖直上抛运动例3 气球下挂一重物，以v 0＝10 m/s 匀速上升，当达到离地面高175 m 处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物经多长时间落到地面？落地速度多大？(空气阻力不计，g 取10 m/s 2)1．共点力的平衡条件(1)平衡状态指物体处于静止状态或匀速直线运动状态．平衡状态的特点是速度不发生变化(v ＝0或v ＝常数)，加速度a ＝0.(2)共点力作用下物体的平衡条件是合外力为0，即F 合＝0或⎩⎪⎨⎪⎧F x ＝0F y＝0.2．超重和失重分析(1)物体抛出后只受重力作用，由牛顿第二定律知，a ＝g ； (2)自由落体运动：v 0＝0，a ＝g ，匀加速直线运动；竖直上抛运动：具有竖直向上的初速度，a ＝g ，全过程看做是匀变速直线运动.1.(共点力的平衡)如图4所示，一重为10 N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5 N，则AB杆对球的作用力()A．大小为7.5 N 图4 B．大小为10 NC．方向与水平方向成53°角斜向右下方D．方向与水平方向成53°角斜向左上方2．(超重和失重)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲和起立的动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力随时间t变化的图象，则下列图象中可能正确的是()3．(从动力学看自由落体和竖直上抛运动)将一个物体以初速度20 m/s竖直向上抛出，忽略空气阻力，求物体到达距抛出点上方15 m处时所用的时间．(g取10 m/s2)。
高中物理 4.7 用牛顿定律解决问题(二)学案 新人教版必修2
感悟经典
2009安徽高考物理题
在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可 将过程简化为：一根不可伸长的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取 。当运动员与吊椅一起正以加速度 上升时，试求：
（2）以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小为Mg,绳的拉力F,
吊绳对运动员的支持力FN,根据牛顿第二 定律:
F+FN-Mg= Ma
FN=275N
由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力为275N,方向竖直向下。
解法二：运动员和吊 椅的质量分别为M和m，运动员竖直向下的拉力为F,对吊椅的压力大小为
根据牛顿第三定律，绳对运动员的拉力为大小为F,吊椅对运动员的支持力大小为 ，分别以运动员和 吊椅为研究对象，根据牛顿第二定律：
①
②
由①②得 F=440N
=275N
第7节用牛顿定律解决问题（二）
一．强化基础
1.A 2.B 3.ACD 4.C 5.A 6.BD 7.
二.提升能力
8. B 9.B
10.解：物体从气球上掉下后做竖直上抛运动，上升的时间是：
A．3N，4N，6N B．1N，2N，4N C．2N，4N，6N D．5N，5N，5N
4．如图3所示，在倾角为 的斜面上，质量为m的滑 块A叠放在质量为M的木板B上,木板B放在斜面上，木板B与斜面之间的动摩擦因数为μ。现用一个大小为F的与斜面平行的力拉木板B保持A、B相对静止向上匀速运动，下列说法正确的是()
高中物理 牛顿运动定律(二)4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)学案
高中物理牛顿运动定律(二)4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)学案4、7 用牛顿运动定律解决问题（二）【学习目标】1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及共点力作用下物体的平衡条件。
(重点)2、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
(难点)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。
(重点、难点)【知识网络预览】一、共点力作用下物体的平衡1、共点力：物体同时受几个力作用，如果这几个力作用在物体的________，或者它们的作用线________，那么这几个力就叫共点力。
2、平衡状态：一个物体在力的作用下，保持_______或___________状态，则该物体处于平衡状态。
3、平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件是________，即F合＝0。
二、超重和失重1、视重：所谓“视重”是指人由弹簧秤等量具上所________的读数。
2、超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有________的加速度。
3、失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象。
(2)产生条件：物体具有________的加速度。
(3)完全失重① 定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________的状态。
② 产生条件：a＝________，方向________。
三、从动力学看自由落体运动1、受力情况：运动过程中只受________作用，且重力恒定不变，所以物体的________恒定。
2、运动情况：初速度为________的竖直向下的________直线运动。
答案一、1、同一点交于一点2、静止匀速直线运动3、合力为零二、1、看到2、大于竖直向上3、（1）小于（2）竖直向下（3）等于零 g 竖直向下三、1、重力加速度2、零匀加速知识点一对共点力作用下物体平衡的理解1、对静止状态的理解：静止与速度v＝0不是一回事。
用牛顿运动定律解决问题(二)导学案
用牛顿运动定律解决问题（二）导学案第四章牛顿运动定律编制：高一物理二级部包科领导签字：第六节用牛顿运动定律解决问题【学习目标】熟练掌握共点力平衡条件，提高应用牛顿运动定律分析超重、失重问题的能力；自主学习，合作探究，学会定量分析超重、失重现象的方法；激情投入，享受学习的快乐，培养细心观察、勤于思考的习惯。
【重点难点】．共点力的平衡条件2．超重与失重【使用说明及学法指导】．依据学习目标，研读课本P87—P89，仔细分析本节教材的例题1、例题2、例题3，明确共点力作用下物体的平衡条件，知道什么是失重和超重，培养自己规范严谨的学科素养。
【问题导学】问题一：共点力的平衡条什么是平衡状态？共点力作用下物体平衡状态的条件是什么？如果物体受力较多，一般采用正交分解法，此时两个方向的力学关系式特点是：Fx=Fy=问题二：超重与失重情景1：质量为的物块放在电梯底板上，当电梯以加速度加速上升时分析物块的受力情况：根据牛顿运动定律求出物块对地板的压力：此时物块超重还是失重？在该情景中，物块的重力是否改变了？情景2：质量为的物块放在电梯底板上，当电梯以加速度加速下降时分析物块的受力情况；根据牛顿运动定律求出物块对地板的压力；此时物块超重还是失重？在该情景中，物块的重力是否改变了？加速度方向物体的运动情况视重与重力比较超重失重完全失重总结超重与失重：【预习自测】物体受到3个共点力的作用处于静止状态，已知其中2个力的大小分别是3N和5N，则另一个力的大小可能是A．1NB.4Nc.8ND.10N一同学从6楼乘电梯到1楼，在电梯刚刚启动时，该同学A.受的重力增大B.受的重力减小c.对地板的压力大于重力D.对地板的压力小于重力【我的疑惑】请写出你的疑问，让我们在课堂上一起解决！【合作探究】探究点一、共点力的平衡条问题1：城市中的路灯、无轨电车的供电线路等，经常用三角形的结构悬挂。
如图是这类结构的一种简化模型。
图中硬杆oB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。
高中物理：4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) 学案
4.7 用牛顿运动定律解决问题学习目标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。
【自主学习】1、平衡状态：。
2、力的分解合成的适用范围是。
3、共点力：。
4、物体处于平衡状态时分为两类：一类是共点力作用下物体的平衡；一类是固定转动轴的物体的平衡。
在整个高中阶段，我们主要研究共点力作用下物体的运动状态。
共点力作用下物体的平衡条件是。
5、超重；失重；完全失重。
在超重、失重、完全失重等物理现象中，物体所受的重力分别、、。
（填“变大”、“变小”或“不变”）三、典型例题例1、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。
图为这类结构的一种简化模型。
图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动，钢索和杆的重量都可忽略。
如果悬挂物的重量为G，角AOB等于θ，钢索OA对O点的拉力和杆OB对O点的支持力各是多大？ABG例2、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须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓）举成功。
运动员可通过改变两手握杆的距离来调节举起时双臂的夹角。
若双臂夹角变大，则下面关于运动员保持杠铃平衡时手臂用力大小变化的说法正确的是（C ）A．不变 B．减小 C．增大 D．不能确定例3、人站在电梯中，人的质量为m。
①人和电梯一同静止时，人对地板的压力为多大？②人随电梯以加速度a匀加速上升，人对地板的压力为多大？③人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大？④人随电梯以加速度a(a<g)匀加速下降，人对地板的压力多大？⑤人随电梯以加速度a(a<g)匀减速上升，人对地板的压力为多大？⑥人随电梯以加速度g匀加速下降，这时人对地板的压力又是多大？例4、在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重量，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。
人教版物理高中必修一《用牛顿运动定律解决问题(二)》教案
人教版物理高中必修一《用牛顿运动定律解决问题(二)》教案一、教学目的〔一〕知识与技艺1.看法超重和失重现象。
2.知道发生超重、失重现象的条件。
3.可以运用牛顿第二定律和牛顿第三定律剖析超重和失重现象〔二〕进程与方法1.阅历实验观察、实例探求讨论交流的进程，体验超重和失重现象。
2.阅历实验和实际探求进程，体会迷信探求的方法，领略运用牛顿运动定律处置实践效果的方法。
〔三〕情感态度与价值观1.体会生活中的超重和失重现象，生成〝学致运用〞的看法。
2.体验自主学习进程，养成乐于细心观察、勤于思索和相互交流的学习习气和协作肉体。
二、教学重点什么是超重、失重及发生超重、失重现象的条件、实质。
三、教学难点1.发生超重和失重现象的实质。
2.运用牛顿第二定律和牛顿第三定律对超重和失重现象的实例剖析。
四、课时布置1课时五、教学预备多媒体课件、粉笔、图片。
六、教学进程新课导入：将钩码挂在一条对折的纸条的封锁端，如何在不依托其他工具的状况下将其拉断？〔迅速向上提起〕带着这个效果，我们进入明天的学习——超重和失重。
新课解说：一、重力及其称量1.重力：由于地球的吸引而使物体遭到的力 G=mg〔实重〕2.重力的称量：测量仪器显示的读数是指物体对台秤的压力或对弹簧秤的拉力〔视重〕解释：依据二力平衡的原理：物体遭到的重力G=台秤对物体的支持力F依据牛顿第三定律：物体对台秤的压力F'和台秤对物体的支持力F是一对作用力和反作用力。
因此物体的重力G=物体对台秤的压力F'(数值上〕二、超重和失重1. 概念：超重：物体对支持物的压力〔或对悬挂物的拉力〕大于物体所受重力的现象。
失重：物体对支持物的压力〔或对悬挂物的拉力〕小于物体所受重力的现象。
思索：超重现象真的是重力添加了吗？失重现象真的是重力减小了吗？强调：超重和失重现象并非是重力发作变化，而是视重发作了变化！实验探求：在大家的桌子上都放有一把弹簧秤和一个钩码,请大家应用这两个实验仪器做实验,并完成以下表格思索：①物体的超重和失重是取决于速度方向还是取决于减速度方向？答：取决于减速度方向②依据表格的结果得出发生超重和失重现象的条件是什么？超重：物体具有向上减速度失重：物体具有向下减速度例题:一个质量为60Kg的人乘电梯上楼。
用牛顿运动定律解决问题(二) (导)学案
4.7 用牛顿运动定律解决问题(二) 学案[学习目标] 1.知道超重和失重现象，并理解产生超重、失重现象的条件.2.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象．一、乘电梯时的发现[问题设计]图1小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．为了研究这种现象，小星在电梯里放了一台台秤如图1所示．设小星的质量为50 kg，g取10 m/s2.当小星感觉“飘飘然”时，他发现台秤的示数为400 N；当他感觉“脚踏实地”时，他发现台秤的示数为600 N；当电梯门打开时，他发现台秤的示数为500 N.以上三种情况下小星的重力变化了吗？超重、失重时台秤的示数如何变化？答案没变；超重时台秤的示数比小星的重力大，失重时台秤的示数比小星的重力小．[要点提炼]1．实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．(2)视重：当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重．2．超重与失重时，视重与实重的关系(1)超重时，视重大于实重．(2)失重时，视重小于实重．二、超重与失重的产生条件[问题设计]小星发现当他下楼时，台秤的示数总会按顺序出现400 N、600 N和500 N，而上楼时台秤的示数总会按顺序出现600 N、400 N和500 N，请你利用所学的知识分析电梯各阶段所处的运动状况．答案 下楼的过程当台秤的示数是400 N 时，由牛顿第二定律知小星的加速度a ＝500－40050m /s 2＝2 m/s 2，方向竖直向下，因小星与电梯的运动状态相同，所以电梯正以2 m /s 2的加速度竖直向下加速运动．同理可得当台秤示数是600 N 时，电梯以2 m/s 2的加速度竖直向下做减速运动，当示数为500 N 时，电梯停止运动．上楼的过程，当台秤的示数是600 N 时，由牛顿第二定律知小星的加速度a ′＝600－50050 m /s 2＝2 m/s 2，方向竖直向上．故小星与电梯以2 m /s 2的加速度竖直向上加速运动，同理当示数是400 N 时，电梯以2 m/s 2的加速度竖直向上做减速运动，当示数为500 N 时，电梯停止运动． [要点提炼]判断超重、失重状态的方法 1．从受力的角度判断超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力． 失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力． 完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零． 2．从加速度的角度判断超重：物体具有竖直向上的加速度． 失重：物体具有竖直向下的加速度．完全失重：物体具有竖直向下的加速度，且加速度大小等于g . [延伸思考]有人说：“物体超重时重力变大了，失重时重力变小了，完全失重时重力消失了．”对吗？为什么？答案 不对．超重是物体对悬挂物的拉力(或支持物的压力)大于物体所受重力的现象，物体本身的重力并没有变化．同理，失重和完全失重时重力也没有变化．一、超重与失重的判断例1 下列说法中正确的是( )A ．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态B ．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C ．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D ．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态解析 当加速度方向竖直向下时，物体处于失重状态；当加速度方向竖直向上时，物体处于超重状态．蹦床运动员在空中上升和下降的过程中加速度方向均竖直向下，且a ＝g ，为完全失重状态，所以B 正确．而A 、C 、D 中运动员均为平衡状态，F ＝mg ，既不超重也不失重．答案 B例2如图2所示为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v－t图像，则()图2A．物体在0～2 s处于失重状态B．物体在2～8 s处于超重状态C．物体在8～10 s处于失重状态D．由于物体的质量未知，所以无法判断超重、失重状态解析从加速度的角度判断，由题意知0～2 s物体的加速度竖直向上，则物体处于超重状态；2～8 s物体的加速度为零，物体处于平衡状态；8～10 s物体的加速度竖直向下，则物体处于失重状态，故C选项正确．答案 C二、关于超重与失重的计算例3有一根钢丝能承受的最大拉力为100 N，在一个运动的电梯中，这根钢丝下悬挂了12 kg的物体恰好没有断，问电梯可能做怎样的运动？(取g＝10 m/s2)解析钢丝的拉力恰为100 N时，物体一定处于失重状态，所以电梯具有向下的加速度．对物体由牛顿第二定律得：F合＝mg－F＝ma解得：a≈1.67 m/s2电梯的运动情况有两种可能：一是以1.67 m/s2的加速度向下匀加速运动；二是以1.67 m/s2的加速度向上匀减速运动．答案电梯以1.67 m/s2的加速度向下匀加速运动，或者电梯以1.67 m/s2的加速度向上匀减速运动针对训练在升降机中，一个人站在磅秤上，发现自己的体重减轻了20%，于是他作出下列判断，其中正确的是()A．升降机以0.8g的加速度加速上升B．升降机以0.2g的加速度加速下降C．升降机以0.2g的加速度减速上升D．升降机以0.8g的加速度减速下降答案BC解析A、D项的加速度a＝0.8g，方向竖直向上，由牛顿第二定律有F－mg＝ma得F＝1.8mg，其中F为人的视重，即人此时处于超重状态，A、D错误．B、C项的加速度a＝0.2g，方向竖直向下，根据牛顿第二定律有mg－F′＝ma，得F′＝0.8mg，人的视重比实际重力小mg－F′mg×100%＝20%，B、C正确．1．(对超重和失重的理解)四位同学对超重、失重现象作了如下总结，其中正确的是() A．超重就是物体重力增加了，失重就是物体重力减小了B．物体加速度向上属于超重，物体加速度向下属于失重C．不论超重、失重、还是完全失重，物体所受重力不变D．超重就是物体对竖直悬挂物的拉力(对水平支持物的压力)大于重力的现象，失重则是小于重力的现象答案BCD2．(超重和失重的判断)跳水运动员从10 m跳台腾空跃起，先向上运动一段距离达到最高点后，再自由下落进入水池，不计空气阻力，关于运动员在空中上升过程和下落过程，以下说法正确的有()A．上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态B．上升过程处于失重状态，下落过程处于超重状态C．上升过程和下落过程均处于超重状态D．上升过程和下落过程均处于完全失重状态答案 D解析跳水运动员在空中时无论上升还是下落，加速度方向均竖直向下，由于不计空气阻力，所以均为完全失重状态，故选D.3．(超重和失重的判断)在探究超重和失重规律时，某体重为G的同学站在一压力传感器上完成一次下蹲和起立的动作．传感器和计算机相连，经计算机处理后得到压力随时间t 变化的图像，则下列图像中可能正确的是( )答案 D4.(关于超重和失重的计算)一个质量为50 kg 的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量为m A ＝5 kg 的物体A ，当升降机向上运动时，人看到弹簧测力计的示数为40 N ，如图3所示，g 取10 m /s 2，求此人对地板的压力．(g 取10 m/s 2)图3答案 400 N ，方向竖直向下解析 以A 为研究对象，受力分析如图所示．由牛顿第二定律得m A g －F ＝m A a 所以a ＝m A g －F m A ＝5×10－405 m/s 2＝2 m/s 2人的受力分析如图所示由牛顿第二定律得Mg －N ＝Ma ， 所以N ＝Mg －Ma ＝400 N由牛顿第三定律可得，人对地板的压力为400 N ，方向竖直向下．。
用牛顿运动定律解决问题(二)教学设计
4.7超重和失重一、教学目标：1．知识与技能：（1）知道物理学中超重和失重现象的含义。
（2）能够通过牛顿定律对它们进行定量的分析，并能分析和说明一些简单的相关问题；2．过程与方法：（1）通过学案导学，掌握自学能力。
（2）通过事例、探究实验、演示实验，分析归纳发生超重、失重现象的条件及实质。
（3）积极动手、勇于探索，树立学习物理的信心，培养学生学习物理的思维和方法。
3．情感态度与价值观：（1）经历观察、实验、探究、讨论等学习活动，激发探索知识的兴趣，培养自己尊重客观事实的科学态度。
（2）在合作探究中，养成团结互助的良好习惯。
（3）通过知识在实际生活中的应用，培养自己关注生活、关注物理的意识，以及透过现象看本质、溯本求源的意识。
二、学情分析：从知识角度分析，牛顿运动定律是经典力学的基础，它在科学研究和生产技术中有着广泛的应用。
本节课从应用角度学习牛顿运动定律，超重和失重研究的是在竖直方向上物体的受力情况和物体运动情况的关系，要注意引导学生区别视重和实际重力。
从能力角度分析，高一年级大部分学生已经有了初步的观察思考能力、实验探究能力、分析解决问题能力和归纳总结能力，他们主动性较强，学习热情高，有参与意识，利于本节的实验探究教学。
三、重点难点1、重点：发生超重、失重现象的条件及本质。
2、难点：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。
四、教学过程引入新课视频：神舟5号载人飞船飞向太空过程引导学生思考：视频最后物体都飘起来什么现象？发生过程这些物体什么状态？学生思考：什么是超重和失重？师：这节课我们一起来探究超重和失重。
【板书】超重和失重新课教学实验探究：用弹簧秤测物体的重力学生回答：示数教师演示：上下变速移动弹簧测力计引导学生分析：为什么不能读数师生共同总结：视重:物体对悬挂物的拉力或者对支持物的压力称为视重实重:物体实际的重力称为实重引导学生思考：物体有加速度时，物体处于什么状态？实验探究实验器材：弹簧秤，钩码任务：弹簧秤挂着钩码分别处于静止、加速上升、减速上升、加速下降、减速下降情况，观察并把物体重力与弹簧秤拉力的大小关系记录下来，分析实验中物体的受力情况。
用牛顿运动定律解决问题(二)学案
4.7用牛顿运动定律解决问题（二）学案学习目标1、理解共点力作用下物体平衡状态的概念，知道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。
2、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。
3、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。
知识回顾什么是二力平衡力的平行四边形定则的内容牛顿第三定律的内容什么是惯性参考系物体做加速、减速运动的条件自学提示阅读课本87页“共点力的平衡条件”内容回答问题1、什么是平衡状态？物体静止、匀速直线运动时应选谁为参考系？2、共点力作用下物体平衡的条件是什么？平衡条件的数学表达式是什么？3、几种类型的共点力的平衡①物体在两个力的作用下处于平衡状态，则这两个力需要满足什么条件？②物体受到三个及三个以上共点力作用处于平衡状态，则其中任一个力与剩余力的合力需要满足什么关系？4、物体在五个共点恒力作用下平衡，①若撤去F1，剩余四个力的合力大小多少，沿什么方向？物体沿什么方向做什么运动？②若F1先减小再逐渐增大直至恢复到原来大小，则物体合力大小如何变化，沿什么方向？加速度如何变化，物体做什么运动？5、总结处理共点力的平衡问题的方法有哪些？阅读课本88页“超重和失重”部分内容，回答问题6、例2中，①当人随电梯一起加速上升时，人相对电梯静止，此时人处在平衡状态吗？②“上升”表示什么方向，加速上升时加速度是什么方向？若电梯减速下降，速度、加速度分别是什么方向？③求人对地板的压力时，能否选择电梯为研究对象？④压力与哪个力有联系，该选谁为研究对象？⑤求同一直线上的两个力的合力该用什么方法？7、回顾课本84页第2题，弹簧秤的示数是重力吗？压力与重力大小相等应满足什么条件？8、利用例2的方法，判断电梯减速上升、加速下降、减速下降时，压力与重力的大小关系。
9、总结上述四种现象人对地板的压力与重力的大小关系与速度方向是否有关，与什么方向有关？10、什么是超重、失重、完全失重？它们的条件分别是什么？11、实例分析⑴把一小石块轻放在头上，⑵同样的石块从高空落到头上，你感觉到有什么区别？通过受力分析联系物体的运动状态解释上述现象。
高中物理 4.7用牛顿运动定律解决问题(二)导学案
《4.7用牛顿运动定律解决问题（二）》基础导学 姓名 班级 组别 使用时间 【学习目标】 1、会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。
2、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．3、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．【学习重点】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．【学习难点】超重、失重现象的实质【自主学习】一、研究物体平衡的基本思路和基本方法（1）转化为二力平衡模型——合成法三力平衡条件:任意两个力的合力与第三个力等大、反向、共线。
据平行四边形定则作出其中任意两个力的合力来代替这两个力，从而把三力平衡转化为二力平衡。
这种方法称为合成法。
（2）转化为四力平衡模型——分解法物体受三个共点力平衡时，也可以把其中一个力进行分解(一般采用正交分解法)，从而把三力平衡转化为四力平衡模型。
这种方法称为分解法。
二、超重和失重1、超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为超重现象。
2、失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）_________物体所受重力的情况称为失重现象。
如果物体对支持物、悬挂物的作用力的__________，即物体正好以大于等于_________，方向________的加速度运动，此时物体处于完全失重状态。
【合作探究】一、物体的平衡例1、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：球对斜面和挡板的弹力大小。
2、拓展：重G 的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间。
若挡板逆时针缓慢转到水平位置，在该过程中，斜面和挡板对小球的弹力的大小F 1、F 2各如何变化？二、超重和失重人站在电梯中，人的质量为m ．如果当电梯以加速度a 。
加速上升时，人对地板的压力为多大?（可以参考教材例题独立完成下列空）1：选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到 力的作用，分别是 ．2：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：由此可得：F ＝ ，由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对 与 力，根据牛顿第 定律，人对地板的压力．即F ’＝ F 1F 2G由于F’ mg（填<，=，>）所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力．总结：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现象．问题：1、物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢?2、当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态分为哪两种情况?拓展：1、人以加速度a匀减速下降，这时人对地板的压力又是多大?2．人以加速度a匀加速向下运动，这时人对地板的压力多大?3．人随电梯以加速度a匀减速上升，人对地板的压力为多大?4．人随电梯以加速度g匀加速下降，这时人对地板的压力又是多大？总结：对超重和失重现象的归纳总结：①当物体具有加速度时，物体对测力计的作用力大于物体所受的重力，这种现象叫超重。
高中物理 《用牛顿运动定律解决问题二》学案1人教版必修一
4.7.1 用牛顿定律解决问题（二）学习目标:1. 初步掌握物体瞬时状态的分析方法。
2. 会求物体的瞬时加速度。
3. 理解动力学中临界问题的分析方法。
4.掌握一些常见动力学临界问题的求解方法。
学习重点: 动力学中的临界问题。
学习难点: 动力学中的临界问题。
主要内容:一、物体的瞬时状态1．在动力学问题中，物体受力情况在某些时候会发生突变，根据牛顿第二定律的瞬时性，物体受力发生突变时，物体的加速度也会发生突变，突变时刻物体的状态称为瞬时状态，动力学中常常需要对瞬时状态的加速度进行分析求解。
2.分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时状态前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种基本模型的建立。
（1）钢性绳(或接触面)：认为是一种不发生明显形变就可产生弹力的物体，若剪断（或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理。
(2)弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成不变。
3．在应用牛顿运动定律解题时，经常会遇到绳、杆、弹簧和橡皮条(绳)这些力学中常见的模型。
全面、准确地理解它们的特点，可帮助我们灵活、正确地分析问题。
共同点(1)都是质量可略去不计的理想化模型。
(2)都会发生形变而产生弹力。
(3)同一时刻内部弹力处处相同，且与运动状态无关。
不同点(1)绳(或线)：只能产生拉力，且方向一定沿着绳子背离受力物体；不能承受压力；认为绳子不可伸长，即无论绳所受拉力多大，长度不变。
绳的弹力可以突变：瞬间产生，瞬间消失。
(2)杆：既可承受拉力，又可承受压力；施力或受力方向不一定沿着杆的轴向。
(3)弹簧：既可承受拉力，又可承受压力，力的方向沿弹簧的轴线。
受力后发生较大形变；弹簧的长度既可以变长(比原来长度大)，又可以变短。
其弹力F与形变量(较之原长伸长或缩短的长度)x的关系遵守胡克定律F=kx(k为弹簧的劲度系数)。
高中物理 《用牛顿定律解决问题 二》学案10 新人教版必修
高中物理《用牛顿定律解决问题二》学案10新人教版必修（二）》学案学习目标1、进一步学习分析物体的受力情况，并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动力学问题的基本思路方法。
3、学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。
4、学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。
课后练习F1F2m2m1m3m41、质量分别为m1、m2、m3、m4的四个物体彼此用轻绳连接，放在光滑的桌面上，拉力F1、F2分别水平地加在m1、m4上，如图所示，求物体系的加速度和连接m2、m3轻绳的张力F。
（F1＞F2）2、两个重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为a的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为m1、m2，A与斜面间的动摩擦因素为μ1，B与A之间的动摩擦因素为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力为（）ABA、等于零B、大小等于μ1 m2gcosaC、大小等于μ2 m2gcosaD、方向沿斜面向上F2F13、如图所示，质量为M的斜面体置于水平面上，其上有质量为m的小物体，各接触面均无摩擦，第一次将水平力F1加在m 上；第二次将水平力F2加在M上，两次都要求m与M不发生相对滑动，求F1/F2?4、在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一个质量为m的人，站在磅秤上，则此人称得自己的“重量”为A、maB、m(a＋g)C、m(g－a)D、mg5、如图所示，水平地面上有两个完全相同的木块A、B，在水平推力作用下运动，用代表A、B间的相互作用力。
A、若地面是完全光滑的，则B、若地面是完全光滑的，则C、若地面的动摩擦因素为，则D、若地面的动摩擦因素为，则6、如图所示，放在光滑水平面上的木块A、B，其质量分别为mA和mB。
当用水平恒力F作用于木块A 的左端时，两木块一起向右加速运动，这时A、B间作用力为N1，当用同样大小的水平力F作用于木块B 右端时，两木块一起向左加速运动，这时A、B的作用力的大小为N2，则A、两次加速度大小相等B、N1+N2<FC、N1+N2>FD、N1：N2=mA：mB7、一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图所示、在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是θaA、当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小B、当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越大C、当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小D、当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小8、如图所示，木块A和B用一轻弹簧相连，竖直放在木块C 上，三者静置于地面，它们的质量之比是：1：2：3。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
7 用牛顿运动定律解决问题(二) 教学目标
1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念以及共点力作用下物体的平衡条件．(重点)
2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题．(难点)
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．(重点、难点) 基础感知
1．物体超重时的加速度沿什么方向 ？
2．物体失重时的加速度沿什么方向 ？
3．完全失重是指物体不受重力吗？
4．自由落体运动的运动性质是什么？
5．竖直上抛运动的运动性质是什么？
问题探究
探讨1：在匀速上升的气球上，相对气球静止掉下一个物体，该物体做什么运动？为什么？
探讨2：竖直向上抛的物体上升时超重，下降时失重．这种说法正确吗？为什么？
重难点突破
一、判断超重、失重状态的方法
1．从加速度的角度判断，当物体具有向上的加速度(包括斜向上)时处于超重状态，具有向下的加速度(包括斜向下)时处于失重状态，向下的加速度为g 时处于完全失重状态．
2．从运动的角度判断，当物体加速上升或减速下降时，物体处于超重状态，当物体加速下降或减速上升时，物体处于失重状态
二、竖直上抛运动
1．竖直上抛运动的基本规律
(1)速度公式：v ＝v 0－gt .
(2)位移公式：x ＝v 0t －12
gt 2. (3)位移和速度的关系式：v 2－v 20＝－2gx .
(4)上升到最高点(即v ＝0时)所需的时间t ＝v 0g ，上升的最大高度x max ＝v 202g
. 2．研究方法
(1)分段法：上升过程是加速度a ＝－g ，末速度v ＝0的匀减速直线运动，下降过程是自由落体运动，且上升阶段和下降阶段具有对称性．
(2)整体法：将全过程看成是初速度为v 0、加速度为－g 的匀变速直线运动，把匀变速直
线运动的基本规律直接应用于全过程，但必须注意相关量的矢量性．习惯上取抛出点为坐标原点，v0的方向为正方向．此方法中物理量正负号的意义：
①v>0时，物体正在上升，v<0时，物体正在下降；
②h>0时，物体在抛出点的上方，h<0时，物体在抛出点的下方．
典型例题
1．如图4-7-4所示，金属小桶侧面有一小孔A，当桶内盛水时，水会从小孔A中流出．如果让装满水的小桶自由下落，不计空气阻力，则在小桶自由下落过程中()
图4-7-4
A．水继续以相同的速度从小孔中喷出
B．水不再从小孔喷出
C．水将以更大的速度喷出
D．水将以较小的速度喷出
2．(多选)某人在高层楼房的阳台外侧以30 m/s的速度竖直向上抛出一个石块，石块运动到离抛出点25 m处所经历的时间可能是(不计空气阻力，取g＝10 m/s2)() A．1 s B．3 s
C．5 s D．(3＋14)s
3．一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂着一个弹簧测力计，弹簧测力计下面挂着一个质量是50 kg的物体．当升降机向上运动时，该人看到弹簧测力计的示数为400 N，求此时人对升降机地板的压力．(g取10 m/s2)
课堂检测
小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．小星在电梯里放了一台台秤如图4-7-3所示．设小星的质量为50 kg，重力加速度g取10 m/s2.求下列情况中台秤的示数．
图4-7-3
(1)当电梯以a＝2 m/s2的加速度匀加速上升；
(2)当电梯以a＝2 m/s2的加速度匀减速上升；
(3)当电梯以a＝2 m/s2的加速度匀加速下降；
(4)当电梯以a＝2 m/s2的加速度匀减速下降；
从以上例子中归纳总结：什么情况下会发生超重现象，什么情况下会发生失重现象？。