人教版高一年级物理下册学案

人教版高一年级物理下册学案【一】

知识与技能

1.掌握共点力的平衡条件，会用来解决有关平衡问题.

2.知道超重和失重的概念，知道超重和失重产生的条件.

过程与方法

1.通过运用牛顿定律解决平衡问题和超重、失重问题，培养学

生运用数学知识解决物理问题的思维意识.

2.通过体验电梯内的超、失重现象和观察分析体重计上的下蹲

过程中的现象，体会物理学的研究方法.

情感态度与价值观

通过搜集航天器中的超、失重现象，了解我国航天科技的成就，培养学生的民族自豪感和提高对科学知识的兴趣.

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.

复习导入

师生共同回忆：（教师主要设问引导学生积极思考，开启思维之门）

1.力的正交分解法.

力合成的平行四边形定则.

2.牛顿第二定律：F=ma,特点用牛顿定律解决问题（二）教学设计

一、共点力的平衡条件

桌上的书、屋顶的灯，虽然都受到力的作用，但都保持静止.火车车厢受到重力、支持力、牵引力、阻力作用，但仍可能做匀速直线运动.

如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线状态，我们就说这个物体处于平衡状态.（教师要将问题具体化，条理分明，语言精练）

问题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

讨论：（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.

问题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？

讨论：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.

例1课件展示教材中例题、三角形悬挂结构及其理想化模型.

悬挂路灯的一种三角形结构用牛顿定律解决问题（二）教学设计F1、F2的大小与θ角有什么关系？

图4-7-1图4-7-2

学生交流讨论，并写出规范解题过程(.

应用拓展：根据解题结果，在此类路灯等的安装过程中应该注意哪些问题？

讨论交流：由公式看出当θ很小时，sinθ和tanθ都接近0，F1、F2就会很大.对材料强度要求很高，所以钢索的固定点A不能距

B太近.但A点过高则材料消耗过多.所以要结合具用牛顿定律解决问题（二）教学设计体情况适当选择θ角.

若利用推论“三个力平衡，则某一个力与其余两个力的合力大

小相等、方向相反”解题，则该题如何解决

解析：由平衡条件F1、F2的合力与F3等大反向，即

F=F3=G

由力的矢量三角形的边角关系

F1=

F2=.

总结：物体受到三个共点力而处于平衡状态，利用推论：任两

个力的合力与第三个力等大反向，结合力的合成的平行四边形定则

可使解题更加简洁明了.受三个以上共点力平衡时多用正交分解法和

力的独用牛顿定律解决问题（二）教学设计立作用原理解题.

二、超重和失重（教师以具体例子设问，引导学生思考，获得物理概念，以避免“填鸭式”）

例2如图4-7-3，人的质量为m，当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力F′是多大？

图4-7-3电梯启动、制动时，体重计的读数怎样变化？

分析：人受到两个力：重力G和电梯地板的支持力F.地板对人的支持力F与人对地板的压力F′是一对作用力反作用力.根据牛顿第三定律，只要求出F就可知道F′.

电梯静止时，地板对人的支持力F与人所受的重力G相等，都等于mg.当电梯加速运动时，这两个力还相等吗？

根据牛顿定律列出方程，找出几个力用牛顿定律解决问题（二）教学设计之间及它们与加速度之间的关系，这个问题就解决了.

解析：取向上的方向为正方向，根据牛顿第二定律写出关于支

持力F、重力G、质量m、加速度a的方程.

F-G=ma

F=G+用牛顿定律解决问题（二）教学设计ma

F=m(g+a)

人对地板的压力F′与地板对人的支持力F的大小相等，即

F′=m(g+a).[来源:]

讨论：当电梯加速上升（或减速下降）时,a>0,m(g+a)>mg,人对地板的压力比人受到的重力大.

超重现象：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，称为超重现象.

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.

当电梯加速下降（或减速上升）时，加速度向下,a 失重现象：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，称为失重现象.

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.

如果物体以大小等于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，这用

牛顿定律解决问题（二）教学设计种状态是完全失重状态.

特别提示：（1）当系统中的一部分物体具有向上（或向下）的

加速度时，它对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）也会大于（或小于）系统的重力，这种现象称为部分超（或失）重现象.

（2）物体在超重和失重过程中所受到的重力并没有变化，变化

的只是重力产生的作用效果.物体具用牛顿定律解决问题（二）教学

设计有向上的加速度时，它的重力产生的效果加强，这就是超重；

当物体具有向下的加速度时，它的重力的作用效果减弱，这就是失重；当物体具有向下的大小为g的加速度时，重力产生的效果完全

消失，这就是完全失重现象.

做一做