用牛顿定律解决问题。

一名爱岗敬业的教师要充分考虑学生的理解性，作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。所以你在写高中教案时要注意些什么呢？下面的内容是小编为大家整理的用牛顿定律解决问题，希望对您的工作和生活有所帮助。

§4.7用牛顿定律解决问题（二）

【学习目标细解考纲】
1．知道什么是共点力作用下的平衡状态，理解共点力作用下物体的平衡条件。
2．能用牛顿运动定律解决平衡问题。
3．知道超重现象和失重现象，理解产生超重和失重现象的原因。
4．能用牛顿运动定律解决有关超重和失重问题。
【知识梳理双基再现】
1．共点力平衡
（1）共点力：_________________________________________________________________________。
（2）在共点力的作用下，如果物体保持_______或做_________________，这个物体就处于平衡状态。
2．超重与失重
（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。
【小试身手轻松过关】
1．若一个物体处于平衡状态，则此物体一定是（）
A．静止B．匀速直线运动C．速度为零D．各共点力的合力为零
2．关于超重和失重，下列说法正确的是（）
A．超重就是物体受的重力增加了
B．失重就是物体受的重力减少了
C．完全失重就是物体一点重力都没有人
D．不论超重、失重或安全失重，物体所受的重力是不变的
3．大小不同的三个力同时作用在一个小球上，以下各组中可使小球平衡的是（）
A．2N，3N，6NB．1N，4N，6N
C．35N，15N，25ND．5N，15N，25N
4．下列说法中正确的是（）
A．只要物体向上运动，速度越大，超重部分越大
B．只要物体向下运动，物体就失重
C．只要物体具有竖直向上加速度，物体就处于超重状态，与物体运动方向和速度大小无关
D．只要物体在竖直方向运动，物体就一定处于超重或失重状态

【基础训练锋芒初显】
5．某物体受到四个力的作用而处于静止状态，保持其中三个力的大小和方向均不变，使另一个大小为F的力方向转过90°，则欲使物体仍能保持静止状态，必须再加上一个大小为多少的力（）
A．FB．FC．2FD．3F
6．一个质量m=10kg的圆球被沿水平方向的绳索拉着，处于光滑的斜面上，已知斜面倾角为30°，如图所示，求绳索的拉力。（g取10m/s2）

7．重2kg的物体用弹簧秤挂在可竖直升降的电梯里，读数为26N，由此可知，该物体处于________状态，电梯做_________运动，其加速度大小等于___________m/s2。（g取10m/s2）
【举一反三能力拓展】
8．如图所示，在倾角为的斜面上放着一个质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对木板的压力大小为（）
A．mgcos
B．mgtan
C．
D．

9．一个质量是50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤，弹簧秤下面挂着一个质量为m=5kg的物体A，当升降机向上运动时，他看到弹簧秤的示数为40N，g取10m/s2，求此时人对地板的压力。

10．找一条纸带，在纸带中间部位剪个小缺口，纸带的一端固定一重物，另一端用手拿住，小心提起重物，这时纸带没有断。然后向上加速提起重物，纸带就断了；或者提起重物急剧向下运动后突然停住，纸带也会断裂。做一做，观察现象说明理由。

【名师小结感悟反思】
1．物体在共点力的作用下，合外力为零，则物体处于平衡状态及物体保持静止或做匀速直线运动。
2．在处理共点力的平衡问题时，经常用力的合成与分解成正交分解来列力的平衡方程。
3．超重不是重力增加，失重也不是重力减小，完全失重也不是重力消失，在超重、失重现象中，物体所受的重力不变。
4.物体加速度向上，出现超重现象；加速度向下，出现失重现象，与速度方向无关。

延伸阅读

高一物理《用牛顿定律解决问题》学案

一名优秀的教师在每次教学前有自己的事先计划，作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们有一个良好的课堂环境，帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是小编为大家整理的“高一物理《用牛顿定律解决问题》学案”，欢迎大家与身边的朋友分享吧！

高一物理《用牛顿定律解决问题》学案

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).
讨论：当电梯加速上升（或减速下降）时,a0,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,a0,m(g+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
人站在体重计上，分别下蹲或起立时，观察体重计示数的变化情况，并解释这种现象.
观察与描述
课堂训练（教师通过具体例子，层层设问，多方面，不断激发学生思考，培养学生发现问题，分析问题，解决问题的能力）
弹簧上挂着一用牛顿定律解决问题（二）教学设计个质量m=1kg的物体，在下列各种情况下，弹簧秤的示数各为多少？（取g=10m/s2）
（1）以v=5m/s速度匀速下降.
（2）以a=5m/s2的加速度竖直加速上升.
（3）以a=5m/s2的加速度竖直加速下降.
（4）以重力加速度g竖直减速上升.

解析：对物体受力分析，
（1）匀速下降时，由平衡条件得F=mg=10N.
(2)以向上为正方向，由牛顿第二定律
F-用牛顿定律解决问题（二）教学设计mg=maF=m(g+a)=15N.
(3)取向下方向为正方向，由牛顿第二定律
mg-F=maF=m(g-a)=5N.
（4）取向下方向为正方向，由牛顿第二定律
mg-F=mgF=0N
处于完全失重状态.

下蹲前，体重计的示数等于人的重力；刚开始下蹲时，体重计示数减小；在下蹲结束时，体重计的示数又增加到大于人的重力.最后下蹲完成后,体重计的示数再次与人的重力相等.
站立过程中，开始时体重计示数大于人所受到的重力.然后体重计示数再减小，小于人所受到的重力.最后稳定时，体重计示数再次与人的重力相等.
讨论交流
下蹲前，人处于静止状态，重力和人受到的支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反，人对体重计的压力与人受到的支持力是作用力反作用力，故体重计示数与重力相等；刚开始下蹲时，人的重心具有向下的加速度而处于失重状态，因而人对体重计的压力小于人本身的重力，体重计示数减小；下降到一定阶段后人重心必然要减速下降，具有向上的加速度而处于超重状态，对体重计的压力大于人本身的重力.因而体重计的示数大于本身的重力；当人完全静止时，又处于平衡状态，而示数等于重力.
站立过程开始时，人的重心向上加速，具有向上的加速度，处于超重状态，故示数大于人的重力；站到某一程度，重心又开始做向上的减速运动，加速度方向向下，处于失重状态，此时示数小于人的重力.
拓展深化：完全失重状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，天平不能再通过正常的操作而测量物体的质量；浸在液体中的物体不再受到浮力的作用；液柱也不再产生向下的压强等.（让问题意识贯穿教师与学生的教与学中，让学生学会主动学习，深度思考，增强学生的发现问题、提出问题、解决问题的能力！）
板书设计
用牛顿定律解决问题（二）
1.平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态
共点力的平衡条件：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0
2.超重和失重
（1）超重：物体具有竖直向上的加速度时，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
（2）失重：物体具有竖直向下的加速度时，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。

用牛顿运动定律解决问题

必修一4.7用牛顿运动定律解决问题（二）教案
一、教材分析
本节课教材上设计了两个大问题，1.共点力的平衡条件，2.超重和失重，每个问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
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。
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
学生预习知识后，能够理解基本定义，和第一个问题的相关例题，对于第二个问题的实质还是会存在问题。
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
（一）、回顾
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：
（二）、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。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。今天我们先来研究共点力作用下物体的平衡条件。
（三）、共点力作用下物体的平衡条件
【定义】：在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。
师：同学们能列举生活中物体处于平衡状态的实例吗？
生：很多。如桌上的书、吊着的电灯、做匀速直线运动的汽车等等。
师：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？
生：不是！因为物体在最高点虽然速度为0，但仍受到重力，加速度仍为g，物体不能保持静止或匀速直线运动。
师：回答得很好！平衡状态是指物体保持静止或匀速直线运动，并不说若指某一时刻静止，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0的状态。
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？
1、轻质细绳中的受力特点：两端受力大小相等，内部张力处处相等。
2、轻质直杆仅两端受力时（杆处于平衡状态）的特点：这两个力必然沿杆的方向且大小相等。
3、节点O也是一理想化模型。

练习1、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
【解析】如下图：为了保证棒静止，两手举杠铃的力沿竖直方向的分力之和应与重力抵消。所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。

（四）、超重与失重
师：自从神州六号飞船发射成功以来，人们经常谈到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我们就来研究这个问题。
播放一段视频增加学生的感性认识
例2、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？
【解析】: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人对电梯的压力。
因为人是静止的所以合外力为0有：
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？
【解析】:以加速度a匀加速上升，因为加速，所以加速度方向与速度同向，物体是上升的，所以加速度方向也是向上的。有
看到了什么？人对地面的压力竟然会大于本身的重力？
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？
【解析】：以加速度a匀减速下降，因为减速，所以加速度方向与速度反向，物体是下降的，所以加速度方向是向上的。有
人对地面的压力还是大于本身的重力！
④人随电梯以加速度a(ag)匀加速下降，人对地板的压力多大？
⑤人随电梯以加速度a(ag)匀减速上升，人对地板的压力为多大？
学生自己分析解答。不会有太大难度
④⑤两题加速度方向均向下，合外力向下，于是有
师：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重力；当人加速下降和减速上升时，人对地面的压力小球本身重力。物理学中分别把这两种现象叫做超重和失重。
【定义】：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力，这种现象叫做超重。
【定义】：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。
师：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意到这些现象，可能都有点怀疑。那你们有坐过电梯的经验吗？电梯启动上升时，你会心慌也会充分体会到“脚踏实地”的感觉，电梯停止上升时，你会头晕，同时有种“飘飘然”的感觉，这就是超重失重引起的。还有坐汽车时，汽车速度很快上桥并从桥顶下桥，大家会突然觉得心突然变得空空的，很难受，那是失重造成的。
实验验证
师：其实大家完全可以利用身边的器材来验证。
实验1、用弹簧秤挂上钩码，然后迅速上提和迅速下放。
现象：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瞬间，弹簧秤读数突然变小。
师：迅速上提时弹簧秤示数变大是超重还是失重？迅速下放时弹簧秤示数变小是超重还是失重？
生：迅速上提超重，迅速下放失重。
体会为何用弹簧秤测物体重力时要保证在竖直方向且保持静止或匀速
实验2、学生站在医用体重计上，观察下蹲和站起时秤的示数如何变化？
在实验前先让同学们理论思考示数会如何变化再去验证，最后再思考。
（1）在上升过程中可分为两个阶段：加速上升、减速上升；下蹲过程中也可分为两个阶段：加速下降、减速下降。
（2）当学生加速上升和减速下降时会出现超重现象；当学生加速下降和减速上升时会出现失重现象；
（3）出现超重现象时加速度方向向上，出现失重现象时加速度方向向下。
完全失重
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？
【解析】即当电梯对人没有支持力时，人只受重力，加速度大小为g，做的是自由落体运动。
同学们又看到了什么？人竟然可以对电梯没有压力？
师：物理学中把这种现象叫做完全失重。
【定义】：如果物体正好以大小等于g方向竖直向下的加速度做匀变速运动，这时物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有了重力作用，这种状态是完全失重。
师：刚上课时我们看到的视频里人类在太空中就处于完全失重状态。
演示实验3、一个盛满水的瓶子底部有一小孔，静止在手中时，水会喷射而出；如果突然松手，让瓶子自由下落时，让学生观察瓶子在下落过程中发生的现象？为什么？
生：瓶子和水一起下落时，每一部分水和瓶子它们做的都是自由落体运动，运动情况完全一样，所以它们之间没有挤压力，均处于完全失重状态。没有了挤压力，水中了就不存在压强了，所以上面的水也不会把下面的水往外压了。也可以用反证法说明它们之间没有压力。
问题：
1、人随电梯能以加速度a(ag)匀加速下降吗？
不可能，最大只能是g
2、如瓶竖直向上抛出，水会喷出吗？为什么？
不会，仍然完全失重
3、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？
没有变有！
归纳总结
（1）什么是超重（失重）现象？
（2）什么情况下会出现超重（失重）现象？
（3）为什么会出现超重（失重）现象？
【牢记】：
1、超重和失重是一种物理现象。
2、物体的重力与运动状态无关，不论物体处于超重还是失重状态，重力不变。
3、规律：物体具有竖直向上的加速度超重状态
物体具有竖直向下的加速度失重状态
超重还是失重由加速度方向决定，与速度方向无关
练习2、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（C）
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
从动力学看自由落体运动
物体做自由落体运动的两个条件。

九、板书设计
用牛顿运动定律解决问题（二）
一、共点力的平衡条件
1、平衡状态
2、条件：合力为0
例题1：
二、超重和失重
1、什么是超重（失重）现象？
2、什么情况下会出现超重（失重）现象？
3、为什么会出现超重（失重）现象？
例题2
十、教学反思
本节课实验设计科帮助学生理解，但是超重和失重的相关练习，学生掌握的还不是很好，应加强理解的基础上，多加练习。

学校临清一中学科物理编写人王静审稿人屈迎珍
必修一4.7用牛顿运动定律解决问题（二）学案
课前预习学案
一、预习目标
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。
二、预习内容
4.7用牛顿运动定律解决问题（二）
1、什么叫做平衡状态。
2、物体处于平衡状态时它的受力特点是什么
3、当一个物体受几个力作用时，如何求解合力？
4、什么是共点力？
5、什么是超重（失重）现象？
6、什么情况下会出现超重（失重）现象？
7、为什么会出现超重（失重）现象？

三、提出疑惑
超重和失重的规律是什么？

课内探究学案
一、学习目标
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。
二、学习过程
共点力作用下物体的平衡条件？

同学们能列举生活中物体处于平衡状态的实例吗？

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？

例题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？

那什么是超重和失重呢？
【定义】：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力，这种现象叫做超重。
【定义】：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力，这种现象叫做失重。
实验1、用弹簧秤挂上钩码，然后迅速上提和迅速下放。
实验2、学生站在医用体重计上，观察下蹲和站起时秤的示数如何变化
完全失重
【定义】：如果物体正好以大小等于g方向竖直向下的加速度做匀变速运动，这时物体对支持物、悬挂物完全没有作用力，好像完全没有了重力作用，这种状态是完全失重。
例2、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？

三、反思总结

四、当堂检测
1、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（）
A．不变B．减小C．增大D．不能确定
2、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
五、课后练习和提高
1、如图所示，物体在水平力F作用下静止在斜面上，若稍增大水平力F，而物体仍能保持静止，下列说法正确的是（）
A、斜面对物体的静摩擦力及支持力都不一定增大
B、斜面对物体的静摩擦力不一定增大，支持力一定增大
C、斜面底部受到地面的摩擦力为F，方向水平向右
D、斜面底部受到地面的摩擦力为F，方向水平向左
2、如图所示，物体B的上表面水平，B上面载着物体A，当它们一起沿固定斜面C匀速下滑的过程中物体A受力是（）
A、只受重力
B、只受重力和支持力
C、有重力、支持力和摩擦力
D、有重力、支持力、摩擦力和斜面对它的弹力
3、把一木块放在水平桌面上保持静止，下面说法中哪些是正确的（）
A、木块对桌面的压力就是木块受的重力，施力物体是地球
B、木块对桌面的压力是弹力，是由于桌面发生形变而产生的
C、木块对桌面的压力在数值上等于木块受的重力
D、木块保持静止是由于木块对桌面的压力与桌面对木块的支持力二力平衡
4、在力的合成中，下列关于两个分力(大小为定值)与它们的合力的关系的说法中，正确的是（）
A、合力一定大于每一个分力；
B、合力一定小于分力；
C、合力的方向一定与分力的方向相同；
D、两个分力的夹角在0°～180°变化时，夹角越大合力越小
5、如图所示，恒力F大小与物体重力相等，物体在恒力F的作用下，沿水平面做匀速运动，恒力F的方向与水平成角，那么物体与桌面间的动摩擦因数为（）
A、B、C、D、
6、2009年8月17日，在德国柏林进行的2009世界田径锦标赛女子撑杆跳高决赛中，罗格夫斯卡以4米75的成绩夺冠。若不计空气阻力，则罗格夫斯卡在这次撑杆跳高中（）
A.起跳时杆对她的弹力大于她的重力
B．起跳时杆对她的弹力小于她的重力
C．起跳以后的下落过程中她处于超重状态
D．起跳以后的下落过程中她处于失重状态
7、有关超重和失重的说法，正确的是（）
A．物体处于超重状态时，所受重力增大；处于失重状态时，所受重力减少
B．竖直上抛运动的物体处于完全失重状态
C．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于上升过程
D．在沿竖直方向运动的升降机中出现失重现象时，升降机一定处于下降过程
8、某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究一观光电梯升降过程中的情况，如图所示的2一t图象是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（向上为正方向）．根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（）
A．在0~5s内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
B．在5s~10s内，该同学对电梯底板的压力等于他所受的重力
C．在10s~20s内，观光电梯在减速下降，该同学处于失重状态
D．在20s~25s内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
答案：当堂检测
1、C2、C
课后练习和提高
1、BD2、B3CD4、D5、C6、AD7、B8、BD

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（二）
【学习目标】
1.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；
2.自主学习，合作探究，学会定量分析超重、失重现象的方法；
3.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】
1．共点力的平衡条件2．超重与失重
【使用说明及学法指导】
2．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：共点力的平衡条件
1.什么是平衡状态？
2.共点力作用下物体平衡状态的条件是什么？

3.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
（1）分析物块的受力情况：（画出受力分析图）

（2）根据牛顿运动定律求出物块对地板的压力：

（3）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
（1）分析物块的受力情况；（画出受力分析图）

（2）根据牛顿运动定律求出物块对地板的压力；

（3）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(F)与重力(G)比较
超重
失重
完全失重

总结超重与失重：
【预习自测】
1.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
2.一同学从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、共点力的平衡条件
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。如果悬挂钢索AO能承受的最大拉力为2×104N，角AOB等于30°，杆BO处于水平位置，即垂直于竖直墙面。
（1）结点O受力情况如何？（画出受力分析图）

（2）如何对结点O所受力进行正交分解？
两个方向的力学关系式：

（3）此时悬挂重物的最大质量是多少？（g=10m/s2）

【针对训练】
1.如图所示，竖直悬挂的一重力为G的重物被水平的力拉到与竖直方向成角的位置而静止。求该水平拉力的大小以及OA绳受到的拉力大小。

探究点二、超重与失重
问题2：质量为60kg的人，站在升降机内的水平地板上，取=10m/s2,求
（1）当升降机匀速下降时，人对地板的压力多大？

（2）当升降机以2m/s2的加速度加速上升时，人对地板的压力多大？
（3）当升降机以10m/s2的加速度加速下降时，人对地板的压力多大？

【针对训练】
2.某人站在一台秤上，当他猛地下蹲到停止的过程中，台秤的读数将（）
A.先变大后变小，最后等于人的重力
B.先变小后变大，最后等于人的重力
C.一直增大
D.一直减小

用牛顿运动定律解决问题（一）导学案

俗话说，磨刀不误砍柴工。作为教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让学生们能够更好的找到学习的乐趣，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。教案的内容具体要怎样写呢？小编特地为大家精心收集和整理了“用牛顿运动定律解决问题（一）导学案”，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

第四章牛顿运动定律
编制：高一物理三级部包科领导签字：

第六节用牛顿运动定律解决问题（一）
【学习目标】
1.熟练掌握牛顿运动定律，提高应用牛顿运动定律分析动力学问题的能力。
2.自主学习，合作探究，学会应用牛顿定律分析动力学问题的方法。
3..激情投入，享受学习的快乐，感悟牛顿运动定律的奥秘。
【重点难点】
1．从物体受力分析物体的运动情况2．从物体的运动情况确定物体的受力
【使用说明及学法指导】
2．依据学习目标，研读课本P85—P87，仔细分析本节教材的例题1、例题2，明确运用从受力分析物体的运动情况、从运动情况确定物体的受力的解题方法，总结牛顿定律解决实际问题时的基本思路和方法，形成正确的思维模式。
【问题导学】
情景1：一个静止在水平地面上的物体，质量是10kg，物体与地面的滑动摩擦因数为0.4，在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。（g=10m/s2）
（1）物体的受力情况如何？（画出受力分析图）

（2）物体所受的合力是多少？

（3）求出物体运动的加速度？

（4）根据运动学公式，求物体在4s末的速度和4s内的位移。

情景2：一个滑雪的人，质量是60kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ=370。在t=10s的时间内滑下的路程x=220m。（g=10m/s2）（sin370=0.6,cos370=0.8）
（1）根据运动学公式求出物体运动的加速度。

（2）应用牛顿第二定律求出物体受到的合力

（3）分析滑雪者的受力情况（画出受力分析图）

（4）沿平行斜面和垂直斜面的方向建立坐标系，运用正交分解法进行力的分解，然后用牛顿第二定律列方程，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦力和空气阻力）。

【预习自测】
1.一个物体在水平恒力F的作用下，由静止开始在一个光滑的水平面上运动，经过时间t，速度变为v，如果要使物体的速度变为2v，下列方法正确的是()
A．将水平恒力增加到2F，其他条件不变
B．将物体质量减小一半，其他条件不变
C．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍
D．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变
2.如图所示，一质量m=2kg的木块静止于水平地面上．现对物体施加一大小为10N的水平方向拉力．(g取10m/s2)
(1)若地面光滑，求物体运动的加速度大小；

(2)若物体与地面间动摩擦因数μ＝0.1，求物体的加速度大小和经过2s物体的位移大小．
【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、从受力确定运动情况
问题1：水平地面上质量为10Kg的物体，受到斜向右上方与水平方向成370角的拉力F=50N作用，在水平面上由静止开始运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，求物体开始运动2s内的位移大小。（g=10m/s2）
思考总结：从受力确定运动情况解题步骤：
【针对训练】
1.某绿化用撒水车在行进过程中的牵引力不变，所受的阻力与重力的关系是Ff=kmg（k为常数）车没有撒水时，做匀速直线运动，当车沿直线撒水时，它的运动情况将是（）
A．做变加速直线运动
B．做匀加速直线运动
C．做匀减速直线运动
D．仍做匀速直线运动
2.水平地面上质量为10Kg的木箱，受到水平向右的拉力F=70N作用，在水平面上从静止开始运动，木箱与水平面间的动摩擦因数为0.5，求木箱在2s末的速度和2s内的位移。（g=10m/s2）
探究点二、从运动情况确定受力
问题2：一位滑雪者如果以v0=20m/s的初速度，沿直线冲上一倾角为370的山坡，从冲坡开始计时，至2s末，雪橇速度变为零．如果雪橇与人的质量为m=80kg，求滑雪人受到的阻力是多少。（g=10m/s2）
思考总结：从运动情况确定受力解题步骤：
【针对训练】
3.从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移x=30m．已知汽车的质量m=4×103kg，牵引力F=5.2×103N．求：（g=10m/s2）
（1）汽车运动的加速度大小；
（2）运动过程中汽车所受的阻力大小
4.一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑，初速度是零，经过5.0s的时间,滑下的路程是10m,斜面的夹角是300，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10m/s2)