第3課時牛頓運動定律的應用一(超重、失重、動力學圖象)
【學情分析】
在此之前，學生已經學習了受力分析和牛頓定律的基本知識，掌握了勻變速直線運動的基本規律，理論上已經具備了分析超重和失重現象的能力。但同時學生已形成了一定的思維定勢，並且缺乏在理解問題時的思維變通能力和知識遷移能力。此外，高一學生正處於好奇心強，自主意識增強的階段。
所以我打算在教學中，本著中學教學理論聯絡實際原則和啟發性原則，採用講授和討論相結合的教學方法，選用與生活實際聯絡緊密的學習材料和例項，使學生主動地感知物理現象，進而通過分析、歸納、交流、實驗**等過程讓學生將感性認識上公升到理性思考，從而進行概念的建構。
【教材（考綱）分析】
要求學生知道超重和失重現象的原因，並能在相關問題中識別和直接應用，能識別動力學影象，正確利用影象資訊分析物體的受力和運動情況，並借助影象分析求解問題。
【三維目標】
（一）知識與技能
1.知道超重和失重現象的原因,並能在相關問題中識別和直接應用.
2.能識別動力學圖象,正確利用影象資訊分析物體的受力和運動情況,並借助圖象分析求解問題.
（二）過程與方法
通過複習基本概念和練習讓學生掌握本節考點
（三）情感態度與價值觀
使學生學會由個別事物的個性來認識一般事物的共性的認識事物的一種重要的科學方法.
【教學重點】
1、超重、失重的力學原理
2、動力學影象
【教學難點】
超重、失重現象的分析與應用
【教學過程】
（課前5分鐘）
複習提問等：
（課中30分鐘）
一、超重、失重與完全失重
思考**:處於超重和失重狀態的物體,其重力是否發生變化?物體速度向上一定處於超重狀態嗎?
答案:發生超重和失重時,物體對支援物的壓力或對懸掛物的拉力發生了變化,但地球對它的吸引力並沒改變,故重力並不會變化.速度向上的物體,可能處於勻速、加速、減速等狀態,其加速度可能為零,也可能向上,也可能向下,故不一定處於超重狀態.
對超重和失重的理解
【例1】 (2023年浙江理綜)如圖所示,a、b兩物體疊放在一起,以相同的初速度上拋(不計空氣阻力).下列說法正確的是( )
a.在上公升和下降過程中a對b的壓力一定為零
b.上公升過程中a對b的壓力大於a物體受到的重力
c.下降過程中a對b的壓力大於a物體受到的重力
d.在上公升和下降過程中a對b的壓力等於a物體受到的重力
思路點撥:[, ]
解析:a、b兩物體在上公升、下降過程中,加速度均為g,處於完全失重狀態,所以a與b的作用力為零,a正確,b、c、d錯誤.
二、動力學圖象問題
1.三種圖象:vt圖象、at圖象、ft圖象.
2.圖象間聯絡:加速度是聯絡vt圖象與ft圖象的橋梁.
3.三種應用:(1)已知物體的運**象,通過加速度分析物體受力情況;
(2)已知物體受力圖象,分析物體的運動情況;
(3)通過圖象對物體的受力與運動情況進行分析.
4.解題策略
(1)弄清圖象斜率、截距、交點、拐點的物理意義.
(2)應用物理規律列出與圖象對應的函式方程式.
【例2】 飛船返回艙返回時,開啟降落傘後豎直減速下降,這一過程若返回艙所受空氣阻力與速度的平方成正比,比例係數為k,從某時刻起開始計時,返回艙的vt圖象如圖所示,圖中ae是曲線在a點的切線,切線交橫軸於一點e,其座標為(8,0),cd是ab的漸近線,返回艙質量m=400 kg,g取10 m/s2.
試問:(1)返回艙在這一階段做什麼運動?
(2)設在初始時刻va=120 m/s,此時它的加速度為多大?
(3)空氣阻力係數k為多少?
解析導引:(1)①問:要確定物體做什麼運動,從圖象上應該研究哪兩個運動學物理量?vt圖象的斜率有何物理意義?本題vt圖中,斜率如何變化?
答:要研究物體的速度和加速度,vt圖象的斜率表示物體的加速度,本題中,vt圖的斜率逐漸減小,最後為零.
②問:返回艙速度如何變化,做什麼形式的運動?
答:由vt圖可知,返回艙的速度先減小最後不變,在返回階段,返回艙做加速度逐漸減小的減速運動,最終勻速.
(2)問:va=120 m/s時,vt圖象切線的斜率是多少?返回艙的加速度是多大?
答:在初始時刻,va=120 m/s,過a點的切線的斜率為= m/s2=15 m/s2,即返回艙的加速度為a=15 m/s2.
(3)①問:請寫出空氣阻力隨速度變化的表示式.
答:ff=kv2.
②問:返回艙在最終階段做勻速運動,其受力有何特點,並計算k的數值.
答:返回艙在最終階段做勻速運動,受力平衡,由平衡條件得:mg-k=0.得:k=,代入資料解得:k=250 kg/m.
(課後5分鐘)
1.某同學乘電梯時站在乙個測力計上,他通過測力計的示數與自己體重的比較,發現在某段時間內,測力計的示數大於自己的體重,由此說明電梯可能在做( cd )
a.向下的加速運動 b.向上的減速運動
c.向上的加速運動 d.向下的減速運動
解析:由題知該同學處於超重狀態,故電梯可能是向上加速或向下減速,cd正確.
2.下列哪個說法是正確的( b )
a.游泳運動員仰臥在水面靜止不動時處於失重狀態
b.蹦床運動員在空中上公升和下落過程中都處於失重狀態
c.舉重運動員在舉起槓鈴後不動的那段時間內處於超重狀態
d.體操運動員雙手握住單槓吊在空中不動時處於失重狀態
解析:由超重、失重和完全失重的概念可知,有向下的加速度時處於失重狀態,有向上的加速度時處於超重狀態,故只有選項b正確.
針對訓練21:如圖(甲)所示,a、b兩物體疊放在一起,放在光滑的水平面上,從靜止開始受到一變力的作用,該力與時間的關係如圖(乙)所示,a、b始終相對靜止,
設向右為正,則關於a物體運動的加速度a、速度v、位
移x以及b對a的靜摩擦力ff隨時間變化的關係圖象正確的是( )
解析:a、b相對靜止,a的加速度就是系統的加速度,系統的合外力為f,因此加速度與f成正比,a項正確;a做的是變加速運動,b項錯誤;t0時刻速度不為零,c項錯誤;a的加速度由b對a的靜摩擦力提供,因此ff與a成正比,d項正確.答案:
ad.【教後反思】
本節課在教學設計上牢牢把握建構主義中的「情境」、「協作」、「會話」和「意義建構」四大要素，在具體實施中採用「三案」導學模式，使老師在整個課堂中僅僅處於乙個學習環境創設者和學習組織者的地位，利用多**為學生創設了生動的情境，學生在討論、活動和交流中學習新知識，充分體現出學生的主體地位，實現了師生關係的轉變，較好地把握了建構主義教學理論的要求，體現了新課程所倡導的「積極參與，樂於**，交流與合作」為特徵的學習理念。
牛頓運動定律的應用 一
超重和失重練習題 1.在 超重和失重規律時，某體重為g的同學站在一壓力感測器上完成一次下蹲和起立的動作 感測器和計算機相連，經計算機處理後得到壓力隨時間t變化的圖象，則下列圖象中可能正確的是 d 2.多選 某實驗小組的同學在電梯的天花板上固定乙個彈簧秤，使其測量掛鉤向下，並在鉤上懸掛乙個重為10 n...
考點訓練9牛頓運動定律的應用超重 失重
一 本題共10小題，每小題6分，共60分.在每小題給出的四個選項中，有的小題只有乙個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得6分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分.1.甲 乙兩隊參加拔河比賽，甲隊勝，若不計繩子的質量，下列說法正確的是 a.甲隊拉繩子的力大於乙隊拉繩子的力 b.甲隊對地面的...
第三節牛頓第二定律
三維目標 知識與技能 1.掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式。2.理解公式中各物理量的意義及相互關係。3.知道在國際單位制中的力的單位 牛頓 是怎樣定義的。4.會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。過程與方法 1.通過對上節課實驗結論的總結，歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關係，進而總結...