第一篇：高一物理《牛頓運動定律的應用》教案

教學目標

1、知識目標：

(1)能結合物體的運動情況進行受力分析.(2)掌握應用牛頓運動定律解決問題的基本思路和方法，學會用牛頓運動定律和運動學公式解決力學問題.2、能力目標：培養學生審題能力、分析能力、利用數學解決問題能力、表述能力.3、情感目標：培養嚴謹的科學態度，養成良好的思維習慣.教學建議

教材分析

本節主要通過對典型例題的分析，幫助學生掌握處理動力學兩類問題的思路和方法.這兩類問題是：已知物體的受力情況，求解物體的運動情況;已知物體的運動情況，求解物體的受力.教法建議

1、總結受力分析的方法，讓學生能夠正確、快速的對研究對象進行受力分析.2、強調解決動力學問題的一般步驟是：確定研究對象;分析物體的受力情況和運動情況;列方程求解;對結果的合理性討論.要讓學生逐步習慣于對問題先作定性和半定量分析，弄清問題的物理情景后再動筆算，并養成畫情景圖的好習慣.3、根據學生的實際情況，對這部分內容分層次要求，即解決兩類基本問題——→解決斜面問題——→較簡單的連接體問題，建議該節內容用2-3節課完成.教學設計示例

教學重點：物體的受力分析;應用牛頓運動定律解決兩類問題的方法和思路.教學難點：物體的受力分析;如何正確運用力和運動關系處理問題.示例：

一、受力分析方法小結

通過基本練習，小結受力分析方法.(讓學生說，老師必要時補充)

1、練習：請對下例四幅圖中的A、B物體進行受力分析.

答案：

2、受力分析方法小結

(1)明確研究對象，把它從周圍物體中隔離出來;

(2)按重力、彈力、摩擦力、外力順序進行受力分析;

(3)注意：分析各力的依據和方法：產生條件;物體所受合外力與加速度方向相同;分析靜摩擦力可用假設光滑法.不多力、不丟力的方法：繞物一周分析受力;每分析一力均有施力物體;合力、分力不要重復分析，只保留實際受到的力.二、動力學的兩類基本問題

1、已知物體的受力情況，確定物體的運動情況.2、已知物體的運動情況，確定物體的受力情況.3、應用牛頓運動定律解題的一般步驟：

選取研究對象;(注意變換研究對象)

畫圖分析研究對象的受力和運動情況;(畫圖很重要，要養成習慣)

進行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解時，通常選加速度方向為一坐標軸方向，當然也有例外)

根據牛頓運動定律和運動學公式列方程求解;(要選定正方向)

對解的合理性進行討論.三、處理連接體問題的基本方法

1、若連接體中各個物體產生的加速度相同，則可采用整體法求解該整體產生的加速度.2、若連接體中各個物體產生的加速度不同，則一般不可采用整體法.(若學生情況允許，可再提高觀點講)

3、若遇到求解連接體內部物體間的相互作用力的問題，則必須采用隔離法.以上各問題均通過典型例題落實.探究活動

題目：根據自己的學習情況，編一份有關牛頓運動定律應用的練習題.題量：4-6道.要求：給出題目詳細解答，并注明選題意圖及該題易錯之處.評價：可操作性、針對性，可調動學生積極性。

第二篇：牛頓運動定律教案

三、牛頓運動定律

教學目標 1．知識目標：

（1）掌握牛頓第一、第二、第三定律的文字內容和數學表達式；（2）掌握牛頓第二定律的矢量性、瞬時性、獨立性和對應性；（3）了解牛頓運動定律的適用范圍． 2．能力目標：

（1）培養學生正確的解題思路和分析解決動力學問題的能力；（2）使學生掌握合理選擇研究對象的技巧． 3．德育目標：

滲透物理學思想方法的教育，使學生掌握具體問題具體分析，靈活選擇研究對象，建立合理的物理模型的解決物理問題的思考方法．

教學重點、難點分析

1．在高

一、高二的學習中，學生較系統地學習了有關動力學問題的知識，教師也介紹了一些解題方法，但由于學生掌握物理知識需要有一個消化、理解的過程，不能全面系統地分析物體運動的情境，在高三復習中需要有效地提高學生物理學科的能力，在系統復習物理知識的基礎上，對學生進行物理學研究方法的教育．本單元的重點就是幫助學生正確分析物體運動過程，掌握解決一般力學問題的程序．

2．本單元的難點在于正確、合理地選擇研究對象和靈活運用中學的數學方法，解決實際問題．難點的突破在于精選例題，重視運動過程分析，正確掌握整體—隔離法．

教學過程設計

一、引入

牛頓運動定律是經典力學的基礎，應用范圍很廣．

在力學中，只研究物體做什么運動，這部分知識屬于運動學的內容．至于物體為什么會做這種運動，這部分知識屬于動力學的內容，牛頓運動定律是動力學的支柱．我們必須從力、質量和加速度這三個基本概念的深化理解上掌握牛頓運動定律．這堂復習課希望學生對動力學的規律有較深刻的理解，并能在實際中正確運用．

二、教學過程 教師活動

1．提問：敘述牛頓第一定律的內容，慣性是否與運動狀態有關？ 學生活動

回憶、思考、回答：

一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止． 教師概括．

牛頓第一定律指明了任何物體都具有慣性——保持原有運動狀態不變的特性，同時也確定了力是一個物體對另一個物體的作用，力是改變物體運動狀態的原因．

應該明確：

（1）力不是維持物體運動的原因；

（2）慣性是物體的固有性質．慣性大小與外部條件無關，僅取決于物體本身的質量．無論物體受力還是不受力，無論是運動還是靜止，也無論是做勻速運動還是變速運動，只要物體質量一定，它的慣性都不會改變，更不會消失，慣性是物體的固有屬性．

放投影片：

[例1]某人用力推原來靜止在水平面上的小車，使小車開始運動，此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運動，可見：

A．力是使物體產生運動的原因 B．力是維持物體運動速度的原因 C．力是使物體產生加速度的原因 D．力是使物體慣性改變的原因 討論、思考、回答： 經討論得出正確答案為：C． 2．提問：牛頓第二定律的內容及數學表達式是什么？ 學生回憶、回答：

物體受到外力作用時，所獲得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向與合外力方向相同．

ΣF=ma

理解、思考． 教師講授： 牛頓第二定律的意義

（1）揭示了力、質量、加速度的因果關系．（2）說明了加速度與合外力的瞬時對應關系．（3）概括了力的獨立性原理

提問：怎樣應用牛頓第二定律？應用牛頓第二定律解題的基本步驟如何？ 討論：歸納成具體步驟．

應用牛頓第二定律解題的基本步驟是：（1）依題意，正確選取并隔離研究對象．

（2）對研究對象的受力情況和運動情況進行分析，畫出受力分析圖．（3）選取適當坐標系，一般以加速度的方向為正方向．根據牛頓第二定律和運動學公式建立方程．

（4）統一單位，求解方程組．對計算結果進行分析、討論． 在教師的引導下，分析、思考． 依題意列式、計算．

[例2]有只船在水中航行時所受阻力與其速度成正比，現在船由靜止開始沿直線航行，若保持牽引力恒定，經過一段時間后，速度為v，加速度為a1，最終以2v的速度做勻速運動；若保持牽引力的功率恒定，經過另一段時間后，速度為v，加速度為a2，最終也以2v的速度做勻速運動，則a2=______a1．

放投影片，引導解題： 牽引力恒定：

牽引力功率恒定：

提問：通過此例題，大家有什么收獲？隨教師分步驟應用牛頓第二定律列式． 學生分組討論，得出結論：

力是產生加速度的原因，也就是說加速度與力之間存在即時直接的因果關系．被研究對象什么時刻受力，什么時刻產生加速度，什么時刻力消失，什么時刻加速度就等于零．這稱做加速度與力的關系的同時性，或稱為瞬時性．

放投影片：

[例3]已知，質量m=2kg的質點停在一平面直角坐標系的原點O，受到三個平行于平面的力的作用，正好在O點處于靜止狀態．已知三個力中F2=4N，方向指向負方向，從t=0時起，停止F1的作用，到第2秒末物體的位置坐標是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若從第2秒末起恢復F1的作用，而同時停止第三個力F3的作用，則到第4秒末質點的位置坐標是多少？（3）第4秒末質點的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？

讀題，分析問題，列式，求解． 畫坐標圖：

經啟發、討論后，學生上黑板寫解答．

（1）在停止F1作用的兩秒內，質點的位置在x軸負方向移動，應

所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X軸方向．

（2）當恢復F1的作用，而停止F3的作用的2秒內，因為F1在x軸正方向，F2在y軸負方向，直接用F1和F2列的動力學方程

所以第4秒末的位置坐標應是

其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s

（3）第4秒末質點沿x軸和y軸方向的速度分別為v2x和v2y，有

即第4秒末質點的速度為4m/s，沿y軸負方向．

限，設F3與y軸正向的夾角為θ，則有

對照解題過程理解力的獨立作用原理． 教師啟發、引深：

大量事實告訴我們，如果物體上同時作用著幾個力，這幾個力會各自產生自己的加速度，也就是說這幾個力各自產生自己的加速度與它們各自單獨作用時產生的加速度相同，這是牛頓力學中一條重要原理，叫做力的獨立作用原理，即：

3．提問：敘述牛頓第三定律的內容，其本質是什么？ 回憶，思考，回答：

兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上． 放投影片：

牛頓第三定律肯定了物體間的作用力具有相互作用的本質：即力總是成對出現，孤立的單個力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也給施力者以力的作用．這一對作用力和反作用力的關系是：等大反向，同時存在，同時消失，分別作用于兩個不同的物體上，且具有相同的性質和相同的規律．

[例4] 如圖1-3-2，物體A放在水平桌面上，被水平細繩拉著處于靜止狀態，則：

[

]

A．A對桌面的壓力和桌面對A的支持力總是平衡的 B．A對桌面的摩擦力的方向總是水平向右的 C．繩對A的拉力小于A所受桌面的摩擦力

D．A受到的重力和桌面對A的支持力是一對作用力與反作用力 思考、討論、得出正確結論選B，并討論其它選項錯在何處． 放投影片：

4．牛頓運動定律的適用范圍

牛頓運動定律如同一切物理定律一樣，都有一定的適用范圍．牛頓運動定律只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子；只適用于物體的低速（遠小于光速）運動問題，不能用來處理高速運動問題．牛頓第一定律和第二定律還只適用于慣性參照系．

理解，記筆記．

三、課堂小結

提問：你怎樣運用牛頓運動定律來解決動力學問題？ 組織學生結合筆記討論并進行小結．

由牛頓第二定律的數學表達式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬時力及作用效果的問題；判斷質點的運動性質的問題，都可用牛頓運動定律解決．

解決動力學問題的基本方法是：

（1）根據題意選定研究對象，確定m．

（2）分析物體受力情況，畫受力圖，確定F合．（3）分析物體運動情況，確定a．

（4）根據牛頓定律，力的概念、規律、運動學公式等建立有關方程．（5）解方程．（6）驗算、討論．

四、教學說明

1．作為高三總復習，涉及概念、規律多．因此復習重點在于理解概念、規律的實質，總結規律應用的方法和技巧．

2．復習課不同于新課，必須強調引導學生歸納、總結．注意知識的連貫性和知識點的橫向對比性．如一對作用力和反作用力與一對平衡力有什么不同？

3．復習課可以上得活躍些，有些綜合題可以由學生互相啟發，互相討論去解決，這樣既可以提高學生的學習興趣又可提高學生分析問題的能力．

同步練習

一、選擇題

1．如圖1-3-3所示，物體A放在物體B上，物體B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B間動摩擦因數μ=0.2．A物上系一細線，細線能承受的最大拉力是20N，水平向右拉細線，下述中正確的是（g=10m/s2）

[

]

A．當拉力F＜12N時，A靜止不動 B．當拉力F＞12N時，A相對B滑動 C．當拉力F=16N時，B受A摩擦力等于4N D．無論拉力F多大，A相對B始終靜止

2．如圖1-3-4所示，物體m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑動，設加速度為a1；若只在物體m上再放上一個物體m′，則m′與m一起下滑的加速度為a2；若只在m上施加一個方向豎直向下，大小等于m′g的力F，此時m下滑的加速度為a3，則

[

]

A．當a1=0時，a2=a3且一定不為零 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．如圖1-3-5所示，在光滑的水平面上放著兩塊長度相等，質量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端分別放有一個大小、形狀、質量完全相同的物塊．開始都處于靜止狀態，現分別對兩物體施加水平恒力F1、F2，當物體與木板分離后，兩木板的速度分別為v1和v2，若已知v1＞v2，且物體與木板之間的動摩擦因數相同，需要同時滿足的條件是

[

]

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、非選擇題

4．如圖1-3-6所示，一質量為M=4kg，長為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的速度在地上勻速運動，某一時刻把質量為m=1kg的鐵塊輕輕放在木板的最右端，不計鐵塊與木板間的摩擦，且小鐵塊視為質點，求小鐵塊經多長時間將離開木板？（g=10m/s2）

5．一艘宇宙飛船飛近一個不知名的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道，宇航員著手進行預定的考察工作．宇航員能不能僅僅用一只表通過測定時間來測定該行星的平均密度？說明理由．

6．物體質量為m，以初速度v0豎直上拋．設物體所受空氣阻力大小不變，已知物體經過時間t到達最高點．求：

（1）物體由最高點落回原地要用多長時間？（2）物體落回原地的速度多大？

7．如圖1-3-7所示，質量均為m的兩個梯形木塊A和B緊挨著并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做勻加速運動．為使運動過程中A和B之間不發生相對滑動，求推力F的大?。ú豢紤]一切摩擦）

8．質量m=4kg的質點，靜止在光滑水平面上的直角坐標系的原點O，先用F1=8N的力沿x軸作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，問最后質點的速度的大小、方向及質點所在的位置．

參考答案

1．CD

2．B

3．BD

4．2s

7．0＜F≤2mgtanθ

第三篇：11牛頓運動定律的應用

§4.4牛頓運動定律的應用（4）

教學目標:

1、掌握應用牛頓運動定律解決動力學問題的基本思路方法。

2、學會如何已知受力情況求解運動情況

3、學會如何已知運動情況求受力情況 教學重點

用牛頓運動定律解決動力學問題的基本思路方法 教學難點

正確分析受力并恰當地運用正交分解法 探究模式

幫助學生學會運用實例總結歸納一般解題規律的能力 教學模式

創設情景——導入目標一一分析推理——歸納總結 教學方式

“實驗——探究” 教學工具：

制作投影片

（一）復習

牛頓運動定律的兩類應用問題： 1.已知受力情況求運動情況 2.已知運動情況求受力情況

（二）新課引入

關于斜面上物體的加速運動

例3一木塊在傾角為37°的斜面上，=10m/s2．

（1）若斜面光滑，求木塊下滑時加速度大??；

（2）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數為0.2，則當木塊以某一初速度下滑時，其加速度的大小；

（3）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數為0.2，則當木塊以某一初速度上滑時，其加速度的大小；

（4）若斜面粗糙，木塊與斜面間的動摩擦因數為0.2，木塊質量為3Kg，木塊受到沿斜面向上的大小為25.8N的推力作用，則木塊由靜止開始運動的加速度大小為多少；

（5）其它條件同上問，若木塊受到沿斜面向上的大小為4.2N的推力作用，則木塊由靜止開始運動的加速度大小為多少？ 分析與解答：

（1）對木塊的受力分析如（圖１）所示．

進行正交分解后，依據牛頓第二定律可得：

m/s2

（2）對木塊的受力分析如圖示２所示．

進行正交分解后，依據牛頓第二定律可得：

(3)對木塊的受力分析如圖示３所示．

進行正交分解后，依據牛頓第二定律可得：

(4)對木塊的受力分析如圖示４所示．進行正交分解后，首先判斷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)對木塊的受力分析如圖示5所示．進行正交分解后，首先判斷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

說明：（1）這是一道關于斜面上物體運動的問題．在這類問題中要特別注意摩擦力方向的問題，必要時必須通過一定的運算才能確定（如本題）．（2）在做第二問時可以進行討論：設斜面傾角為，當 時，物體沿斜面勻速下滑；當

時，物體沿斜面加速下滑．

時，物體沿斜面減速下滑；當 關于連接體問題的求解

例4 如圖1所示，物體A和B靠在一起放在光滑水平面上，物體A受到水平向右的推力，大小為10N，已知物體A的質量為2kg，物體B的質量為3kg，求物體A運動的加速度及物體A、B間的相互作用力．

分析與解答：

（1）由題意可知物體A、B將以共同的加速度運動，因此求解加速度的問題可以選用隔離法和整體法兩種．

法一：用隔離法，分別以物體A和B為研究對象進行受力分析，如圖9所示．依據牛頓第二定律可知：

對A：

對B：

聯立解得：

（m/s2）方向：水平向右

法二：用整體法，以物A和B整體為研究對象進行受力分析，如圖10所示．依據牛頓第二定律可知：

對整體：

（m/s2）方向：水平向右

（2）求解物體間相互作用力，即求解圖示中的 時，必須用隔離法．以物體A為研究對象，依據牛頓第二定律可知：

（m/s2）

∴物體間的相互作用力大小為6N．或以物體A為研究對象，依據牛頓第二定律可知：

（m/s2）

∴物體間的相互作用力大小為6N． 說明：

（1）這是一道關于連接體運動的基本問題，學生應該掌握關于這類問題的解題思路和方法．在處理這類問題時，要學會靈活地選取研究對象．

（2）在對這類題進行受力分析時，學生常會犯兩類錯誤，一類是把力 畫到物體 上，要讓學生清除力是不可以傳遞的；

（3）在分析物體 受力時丟掉物體 給它的作用力，要強調力是物體間的相互作用．

（4）此題可以擴展為地面有摩擦的情況；或把、兩物體摞在一起，用一個力推其中一個物體，并設計相關問題．

（5）如果學生情況允許，可以涉及整體加速度不同的問題，交給學生如何快速、簡單地處理問題的方法．

（三）小結

（四）布置作業

（五）教后札記

思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。

第四篇：牛頓運動定律全套教案

超重和失重

一、教學目標

1．了解超重和失重現象；

2．運用牛頓第二定律研究超重和失重的原因；

3．培養學生利用牛頓第二定律分析問題和解決問題的能力。

二、重點、難點分析

1．超重和失重在本質上并不是物體受到的重力發生了變化，而是物體在豎直方向有加速度時，物體對支持物的壓力或拉力的變化，這一點學生理解起來往往困難較大。讓學生理解超重和失重的本質是本節課教學的重點之一，也是后面理解航天器中失重現象的基礎。

2．超重和失重中物體對支持物的壓力和拉力的計算，是牛頓第二定律應用的一個方面，也應作為本節教學的重點之一。

三、教具

演示教具：超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細線、下面扎孔的可樂瓶、錄像資料。

學生用具：彈簧秤、鉤碼、打點計時器用重錘、繡花線。

四、主要教學過程(一)引入新課

看錄像片《航天飛機上的失重現象》《失重物體的運動》。

提問：剛才所看到的錄像片是在什么地方發生的？它向我們展示了一種什么現象？

這里給我們展示了失重現象，是在航天飛機中發生的。航天飛機在起飛中產生了超重現象，在太空中又產生了失重現象。超重和失重是怎么產生的呢？這就是我們這節課研究的內容。

(二)教學過程設計 板書：

十、超重和失重 我們先來研究一下超重現象。板書：1．超重現象

實驗：介紹裝置，架子上有兩個滑輪，兩邊掛有重物。我們取左邊的重物加以研究，重物靜止時，彈簧秤的示數大小等于物體所受的重力，物體對彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向上的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數的變化。

提問：看到了什么現象？彈簧秤的示數增大，物體對繩的拉力增大。以上實驗可以用更簡單的裝置來完成，只不過觀察時的效果稍差一些。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時，彈簧秤的示數等于物體所受的重力。當物體向上做加速運動時，彈簧秤的示數大于物體所受的重力，物體對繩的拉力大于物重。學生小實驗：細線拉重錘(繡花線、打點計時器用重錘)。線系在重錘上，緩慢拉起，再讓重錘做向上的加速運動，線斷。

分析原因：取物體為研究對象，T-G=ma，T-mg=ma，彈簧秤的拉力為

T=mg+ma=m(g+a)討論：(1)物體做向上的加速運動時，彈簧對物體的拉力大于物體靜止時的拉力，T＞mg，物體對彈簧的拉力大于物重。

舉例：起重機在吊起重物時，有經驗的司機都不讓物體的加速度過大是什么原因？

(2)學生列舉生活中的感受：電梯向上起動時，電梯對人的支持力大于靜止時的支持力，同樣人對電梯的壓力也大于物重；電梯下降剎車時也一樣。只要物體的加速度方向是向上的，就會產生以上現象。

提問：在電梯中放一彈簧測力秤，人站在上面。當電梯向上加速度運動時秤的示數怎樣變化？

(3)整理公式：T=m(g+a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＞g。站在電梯里的人在電梯向上加速或向下減速時，人對電梯的壓力大于人的重力，好像是重力加速度g增大了?；鸺痫w時有很大的向上的加速度，內部發生的是超重現象。當物體存在向上的加速度時，它對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物重的現象叫做超重現象。

發生超重現象時，物重并沒有變化。2．失重現象

實驗：重物靜止時，彈簧秤的示數大小等于物體所受的重力，物體對彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向下的加速運動，我們再觀察彈簧秤示數的變化。

提問：看到了什么現象？彈簧秤的示數減少，物體對支持物的拉力減小。學生實驗：觀察感受失重現象。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時，彈簧秤的示數等于物體所受的重力。當物體向下做加速運動時，彈簧秤的示數小于物體所受的重力。(注意對減速時的示數增大的解釋。)取物體為研究對象，G-T=ma，彈簧秤的拉力為T=mg-ma=m(g-a)討論：(1)物體做向下的加速運動時，彈簧對物體的拉力小于物體靜止時的拉力，T＜mg，物體對彈簧的拉力小于物重。

(2)學生列舉生活中的感受：電梯向下起動時，電梯對人的支持力小于靜止時的支持力，同樣人對電梯的壓力也小于物重；電梯上升剎車時也一樣。(3)整理公式：T=m(g-a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＜g。站在電梯里的人在電梯向下加速或向上減速時，人對電梯的壓力小于人的重力，好像是重力加速度g減少了。

失重：當物體存在向下的加速度時，它對支持物的壓力(或拉力)小于物重的現象，叫做失重。當a=g時，T=0，叫做完全失重。

發生失重時，物重并沒有變化。

實驗：在可樂瓶下面扎一些小孔，裝上水后水從小孔噴出。把水瓶拋出，噴水情況會怎樣變化？分析瓶拋出后，水怎樣噴。讓學生先分析可能發生的現象，再觀察上拋時的現象，下拋的情況讓學生回家去做。解釋現象出現的原因，拋出后水處于失重狀態，對瓶無壓力，水不噴。

3．例題

例1 關于電梯的幾種運動中，支持力的變化情況如何？

靜止： 上升：

下降：

勻速 加速 減速 勻速 加減 減速

速度方向 加速度方支持力與重

向 力 無 ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓

無 無 ↑ ↓ 無 ↓ ↑

= = ＞ ＜ = ＜ ＞

思考題：一個在地面上能舉起100千克質量杠鈴的運動員在一個加速運動的電梯上能舉起多大質量的杠鈴？a=g，a=g/2，分向上和向下兩種加速情況討論。(投影)例2：一臺升降機的地板上放著一個質量為m的物體，它跟地面間的動摩擦因數為μ，可以認為物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。一根勁度系數為k的彈簧水平放置，左端跟物體相連，右端固定在豎直墻上，開始時彈簧的伸長為△x，彈簧對物體有水平向右的拉力，求：升降機怎樣運動時，物體才能被彈簧拉動？

分析：物體開始沒有滑動是由于彈簧的拉力小于最大靜摩擦力。這里f=μN，只有減小地面對物體的壓力才能減少最大靜摩擦力，當f=μN=k△x時物體開始滑動。

取物體為研究對象，受力如圖，當物體做向下的加速運動或向上的減速運動時，才能使地面對物體的壓力減小，即G-N=ma。聯解兩式得：a=(G-N)/m=(mg-k△x/μ)/m=g-k△x/μm 即升降機做a＞g-k△x/μm的向下的勻加速運動或向上的勻減速運動時，物體可以在地面上滑動。

(三)小結：發生超重和失重現象時，物體并沒有變化，只是由于物體有豎直方向的加速度使得物體對支持物的作用力發生了變化。這里討論的問題限于地面附近的物體所發生的超重和失重現象，沒有討論航天飛機中的失重現象。請大家思考一下，航天飛機中的物體受不受地球的引力，它上面的失重現象又是怎樣發生的呢？

布置作業；練習(1)(2)(3)

五、說明

1．本節課可采用在教師引導下，教師跟學生共同討論研究的方式進行。在教學中教師要注意學生對知識的接受情況，恰當地提出問題，對學生的認識給予正確的評價和解釋。

2．課上安排的演示實驗要自己制作，彈簧秤的量程要小，最好是0.2千克左右的，刻度要明顯利于學生觀察。兩邊重物的質量選擇要合適，可使加速過程時間較長、較穩定。

3．兩個學生小實驗，拉斷線的實驗要注意器材的選擇；用彈簧秤拉鉤碼的實驗要注意現象的正確解釋。

第五篇：牛頓運動定律應用 超重與失重

超重與失重

一、教學目標 1.知識與技能

（1）掌握超重現象和失重現象的概念。（2）理解超重現象和失重現象的原因。2.過程與方法

（1）觀察并感受失重和超重現象。

（2）經歷探究產生超重和失重現象條件的過程，理解物理規律在生活實際中的應用。3.情感態度與價值觀

（1）通過探究性學習活動，培養學生的興趣，增強自信心。（2）用科學的觀點解釋身邊的物理現象。

二、教學重點、難點

1．“認識超重和失重現象”是本節的重點，要了解什么是超重現象以及失重現象并能在實例中找出。

2．“掌握超重和失重現象的產生條件”是本節的難點，要理解超重和失重現象的產生與加數度a的方向有關，而與速度v無關。

三、教學方法

1.通過相關的圖片結合生活實例引出學習主題-超重和失重。2.通過觀察與記錄人在電梯中上樓以及下樓過程和狀態，再結合二力平衡及牛頓第三定律的分析引出超重與失重的概念。

3.通過牛頓第二定律并結合總結、歸納的方法找出物體產生超重現象和失重現象的條件，強調超重和失重現象的產生與加數度a的方向有關，而與速度v無關

四、教學過程

（一）設置情景，提出問題。

1．播放錄象或看掛圖，激發學生的學習興趣，使學生知道什么是超重、失重現象。

可供選擇播放或展示相關的掛圖：（1）火箭升空，載人航天飛船運行過程和返回的過程。楊利偉在太空中書寫日記、吃月餅，用膠布把攝象機貼在艙壁，物體在飛船艙內“飄”。（2）費俊龍在太空中翻跟斗。（3）火箭升空和飛船返回時，航天員采取躺著是姿勢。（3）下落的一滴牛奶呈球形。（4）太空中的一滴水呈球形。（5）在太空中制造有氣泡的泡沫金屬。（6）俄國人在太空中生活438天。2．問題的提出。演示下蹲過程體重秤的讀數變化的實驗。由于學生不一定注意到下蹲、站起的過程體重秤讀數會發生變化。設計一個定性實驗，通過攝像頭把讀數投影在屏幕。問題：“觀察到體重秤的示數如何讀數變化？”“老師下蹲、站起的過程重力如何變化？是老師變胖了？”問題來源于實驗與學生原有認知發生沖突，對于學生的回答，這時可以不做過多的評價。

3．另一個實驗，用紙帶提起重物。如果迅速上提，紙帶斷了。這是為什么？再次激發學生的探索熱情。

這個環節，目的是讓學生在自己的頭腦中產生問題。不忙著解釋，只要告訴學生這就是今天學習的超重和失重現象即可。時間控制在5分鐘之內。

（二）新課學習

1．體驗性實驗，了解什么是超重和失重。

利用身邊的物品、常用器材設計有關超重失重的實驗，學生可以選做一個或兩個實驗。

（1）用手掌托著一疊較重的書，先讓手緩緩上下移動，體會一下書對手掌的壓力。跟靜止時是否相同？然后手突然加速上升或加速下降，再體會手掌受到的壓力跟靜止時有什么不同？

（2）墊起泡沫板兩端，把重錘在泡沫板上，使泡沫板加速上升，泡沫板斷裂。老師引導學生在體驗的同時，學會把各種現象聯系起來進行對比，培養學生的科學思維。學生回答老師的問題或學生之間討論，找到幾個實驗的共同特點是拉力或壓力變化。通過討論，辯論，使學生認識到原有的一些認識是錯誤的。強調失重和超重是指壓力隨物體運動狀態的改變而改變。2．探究性實驗：弄清什么情況下會出現超重失重現象。

（1）回放老師稱體重的錄象，并適當應用慢鏡頭播放，看清讀數的變化與老師下蹲過程。老師指導學生觀察：下蹲的初期、末期，讀數比老師站在秤上不動時的體重大還是小。稱體重的實驗確實不容易觀察清楚讀數的變化與運動狀態的改變這兩者之間的關系。很自然地介紹先進的實驗手段，傳感器、計算機與物理實驗整合。

（2）在測力計下端掛一鉤碼，觀察測力計靜止時示數，測力計緩緩上下移動，測力計的示數，測力計突然上升或突然下降時測力計的示數。提出討論問題，如何準確讀出測力計示數變化的范圍？可以做必要的提示，如在測力計指針的上下各放一小團棉花，使指針在移動的時候帶動棉花的移動，這樣棉花就可以記錄測力計示數變化的范圍。這就是發明創造，發明創造就在身邊。

（3）定量實驗。還有更精確的實驗方法嗎？介紹傳感器及工作過程。通過DIS演示電梯上升過程，利用傳感器采集數據，電腦描繪出支持力F隨時間t變化的圖象。通過對圖象的分析，知道超重失重只與物體運動的加速度有關，與運動速度無關。

3．理論分析，進一步認識超重和失重。選上述的一個實驗進行分析，用牛頓第二定律、牛頓第三定律分析解釋超重失重和完全失重現象，得到超重和失重的動力學特征。

（1）根據老師提供的學習提綱，學生閱讀課文。指導學生確定研究對象，進行受力分析。

（2）給出思考問題，學生對原來的認識進行反思。

“體重秤直接測量的什么力？” “有同學觀察到下蹲過程體重秤的讀數變大，有的觀察到下蹲過程體重秤的讀數變小，如何評價這些同學的回答？”“下蹲過程，速度的方向總是向下的，加速度的方向也總是向下的嗎？”學生思考、討論。教師小結：下蹲過程經歷了加速下降與減速下降的過程，這些同學各自只觀察到了下蹲的末期或初期的體重計的示數。

（三）課堂練習，鞏固訓練。

練習的形式不只是書面練習，用包含科學原理的趣味游戲，調節學習氣氛。上課接近半小時，學生的注意力開始不夠集中，設計一些課堂活動，使學生在輕松的環境中學習和鞏固學習內容。同時達到訓練學生的口頭表達能力和動手實驗能力的目的。

1．在生活中，哪些物體的運動，反映了超重或失重現象？

（1）學生舉例。如挑擔子，由于扁擔兩邊的物體有規律的上下振動，肩上的壓力也就時大時小。又如蹦極運動中彈性長帶對人的拉力也會時大時小。乘車經過拱橋或加速下坡時，乘電梯，玩過山車，蕩“秋千”，蕩“海盜船”有超重和失重的“特殊感覺”。

（2）老師也參加討論。如從水井里提起一桶水，如果繩子的最大抗拉能力不夠好，為了不使繩子被拉斷，你認為應該怎么提水？一根細木棒的兩端掛輕重不同的重物，從木棒中間提起，木棒呈傾斜狀態。如果突然松手，木棒還保持傾斜狀態嗎？

2．選做以下游戲。

（1）手握橡皮筋，使橡皮筋下端的球振動，當你閉上雙眼時，你可以準確說出球上下運動的情況嗎？想好你的判斷根據，再跟同學一起做實驗。

（2）手中托著上下疊放的兩本厚書或兩鐵塊，它們之間壓著一紙帶，如何才能把紙帶從它們之間拉出而不拉斷紙帶？

（3）手中拿一個紙環，下端夾一個鐵夾，鐵夾把紙環拉成橢圓。如果松開手，紙環下落過程會是什么形狀？

（4）在礦泉水瓶的四周扎四個小孔，灌滿水后水從四空噴出。如果把瓶子從黑板上方自由釋放，水在下落過程中，水會噴到黑板上嗎？也可以讓兩個同學相對站立，讓這個瓶子從他們之間落下，掉到放在地面的水桶中。

（5）橡皮筋拉著礦泉水瓶（四周扎四個小孔）上下振動，觀察噴水的情況。

（6）橡皮筋拉著礦泉水瓶（瓶口向下，用橡皮膜扎緊瓶口）上下振動，觀察橡皮膜。

（7）站在體重秤上，兩腳站直，兩腳不能動，能不能想其他方法，使示數變小或變大？學生用不同的方式使示數變化：揮動手臂，頭動也可以。

（8）各組選一位同學站在體重秤上稱體重，設法讓示數最小。請你說說，你們組會選誰呢？為了使示數最小，你建議他怎么做。

（四）課后作業與研究性學習。根據學生的個體差異，這些內容可以讓學生選做，讓學生在較長的時間里逐步完成。1．完全失重的條件下，下列哪些儀器不能正常使用？彈簧秤、天平、刻度尺、秒表、擺鐘、電流表、溫度計。

2．小木板上放一塊磁鐵和一塊鐵塊，它們都靜止。若讓小木板從不太高處自由下落，小木板保持水平。則在下落過程中，磁鐵相對于地面的加速度大小為：

A．始終為9．8m/s2 B．大于9．8m/s

2C．小于9．8m/s2

D．始終為0 m/s2。

3．數字信息系統（DIS）包括傳感器、數據采集器、計算機和數據處理軟件組成，它可以實時采集、處理實驗數據，并把實驗結果用圖象顯示在計算機屏幕上。

一個玩具貓放在模擬升降機上，拉動升降機上升，通過DIS在計算機屏幕上畫出玩具貓對力傳感器的壓力F隨時間t變化的關系圖象如圖所示。由此可知玩具貓重______N，升降機上升過程最大的壓力為_______N，最小壓力為______N。畫出玩具貓運動的a-t圖。4．假如你站在體重計上乘電梯，發現體重計的示數為50kg。根據自己的情況，判斷一下電梯的運動狀態。說明判斷的理由。（學生體重各不相同，必須根據實際情況進行判斷）5．（1）設計實驗方案，在課后利用體重秤觀察電梯下降或上升的初期、中期和末期的失重超重現象。

（2）醫院里的醫用電梯的加速度比普通電梯的加速度要小。你能用簡單的實驗證實一下嗎？

6．設計一個實驗方案，用身邊的物品做簡便的實驗，在乘飛機時通過觀察實驗現象，了解飛機是否加速上升階段或加速下降。7．做一做，想一想：（1）把普通的手電筒改造一下，里邊裝一段彈簧，豎直放置時電池壓縮彈簧，電池不能跟燈泡組成回路，手電筒不亮。讓手電筒自由下落，彈簧不壓縮了，電路接通，手電筒亮了。（2）在透明塑料杯的底部鉆一小孔，把兩條比杯高略長的橡皮筋穿過小孔，并在杯底那端把橡皮筋打上結，使橡皮筋不被拉出，兩條橡皮筋的另一端個系一個小球，并把球放到杯外。如果讓杯子自由下落，會有什么現象發生？為什么？ 課后反思

本節課遵循循序漸進的教學原則，從學生的實際出發，讓學生參與實驗，在情感態度與價值觀方面受到熏陶，發展對科學的好奇心和求知欲，引導學生用身邊的物品研究物理學問題，運用物理原理和研究方法解決實際問題。并且把評價滲透在學習過程中，幫助學生認識自我，建立自信，促進學生在原有水平上發展。本節課設計提供較多的資源，上課時根據學生實際情況進行選擇使用，注意控制上課時間。本教學設計的實驗由定性到定量，學生動手實驗探究，教師及時指導，還采用了傳感技術，恰當地將信息技術與物理教學相整合。習題訓練也加強了口頭表達和實驗操作的訓練。課堂氛圍和諧平等，努力使課程內容的時代性、基礎性、選擇性在課堂教學中得到體現。