用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）教案2篇

從容說(shuō)課

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，它在科學(xué)研究和生產(chǎn)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用.上一節(jié)課主要是以理論的分析為主，研究如何根據(jù)已知運(yùn)動(dòng)情況求解物體的受力情況和已知受力情況求解物體的運(yùn)動(dòng)情況.本節(jié)課是從應(yīng)用角度學(xué)習(xí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，舉例說(shuō)明了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的兩個(gè)具體應(yīng)用.物體的平衡是物體加速度為零的一種特殊情況，分析物體平衡時(shí)應(yīng)該緊緊地抓住這一點(diǎn)，主要利用力的分解知識(shí)列出方程進(jìn)行求解，主要用到的方法是力的正交分解和建立直角坐標(biāo)系.超重和失重研究的是在豎直方向上物體的受力情況和物體運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系，要注意引導(dǎo)學(xué)生區(qū)別視重和實(shí)際重力.了解加速下落和減速上升其實(shí)加速度的方向是一樣的.

三維目標(biāo)

知識(shí)與技能

1.理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件.

2.會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問(wèn)題.

3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì).

4.進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的方法和步驟.

過(guò)程與方法

1.培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力和實(shí)驗(yàn)觀察能力.

2.培養(yǎng)學(xué)生處理三力平衡問(wèn)題時(shí)一題多解的能力.

3.引導(dǎo)幫助學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實(shí)質(zhì).

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1.滲透“學(xué)以致用”的思想，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題.

2.培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.

教學(xué)重點(diǎn)

1.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用.

2.發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質(zhì).

教學(xué)難點(diǎn)

1.共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用.

2.超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì).正確分析受力并恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用正交分解法.

教具準(zhǔn)備

多媒體教學(xué)設(shè)備，體重計(jì)、裝滿水的塑料瓶等.

課時(shí)安排

1課時(shí)

教學(xué)過(guò)程

［新課導(dǎo)入］

師：上一節(jié)課中我們學(xué)習(xí)了用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的兩種方法，根據(jù)物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況和根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)情況求解受力情況.這一節(jié)我們繼續(xù)學(xué)習(xí)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題.

師：我們常見(jiàn)的物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有哪些種類？

生：我們常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)有變速運(yùn)動(dòng)和勻速運(yùn)動(dòng)，最常見(jiàn)的是物體靜止的情況.

師：如果物體受力平衡，那么物體的運(yùn)動(dòng)情況如何？

生：如果物體受力平衡的話，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，這要看物體的初速度情況.

［新課教學(xué)］

一、共點(diǎn)力的平衡條件

師：那么共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是什么？

生：因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài)時(shí)速度保持不變，所以加速度為零，根據(jù)牛頓第二定律得：物體所受合力為零.

師：同學(xué)們列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例.

生1：懸掛在天花板上的吊燈，停止在路邊的汽車，放在地面上的講桌以及放在講桌上的黑板擦等等.

生2：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間.

師：大家討論一下豎直上拋的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài).

學(xué)生討論，回答提問(wèn)

生1：豎直上拋的最高點(diǎn)物體應(yīng)該處于平衡狀態(tài)，因?yàn)榇藭r(shí)物體速度為零.

生2：我不同意剛才那位同學(xué)的說(shuō)法，物體處于平衡狀態(tài)指的是物體受合力為零的狀態(tài)，并不是物體運(yùn)動(dòng)速度為零的位置.處于豎直上拋?zhàn)罡唿c(diǎn)的物體只是在瞬間速度為零，它的速度立刻就會(huì)發(fā)生改變，所以不能認(rèn)為處于平衡狀態(tài).

師：剛才的同學(xué)分析得非常好，大家一定要區(qū)分到底是速度為零還是合外力為零時(shí)物體處于平衡狀態(tài)，經(jīng)過(guò)討論分析我們知道應(yīng)該是合外力為零時(shí)物體處于平衡狀態(tài).為了加深同學(xué)們對(duì)這個(gè)問(wèn)題的理解，我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)進(jìn)一步探究物體的平衡是怎樣進(jìn)行研究的.

多媒體投影課本中的例題、三角形的懸掛結(jié)構(gòu)及其理想化模型

師：輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)是什么？

生：輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)是兩端受力大小相等，內(nèi)部張力處處相等.

師：節(jié)點(diǎn)O的受力特點(diǎn)是什么？

生：節(jié)點(diǎn)O的受力特點(diǎn)是一理想化模型，所受合外力為零.

師：我們分析的依據(jù)是什么？

生：上面的分析借助牛頓第二定律進(jìn)行，是牛頓第二定律中合力等于零的特殊情況.

師：同學(xué)們把具體的解答過(guò)程寫出來(lái).

投影學(xué)生的解答過(guò)程

解答：如圖4－7－1所示，F(xiàn)1、F2、F3三個(gè)力的合力為零，表示這三個(gè)力在x方向的分矢量之和及y軸方向的分矢量之和也都為零，也就是：

圖4－7－1

F2－F1cosθ=0

F1sinθ－F3=0

由以上兩式解出鋼索OA受到的拉力F1

F1==

硬桿OB的支持力F2

F2=F1cosθ=

師：在這個(gè)同學(xué)解題的過(guò)程中，他采用的是什么方法？

生：正交分解法：將其中任意一個(gè)力沿其余兩個(gè)力的作用線進(jìn)行分解，其分力必然與其余兩個(gè)力大小相等.

師：除了這種方法之外，還有沒(méi)有其他的方法？

生1：可以用力的合成法，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反.

生2：也可以用三角形法，將其中任意兩個(gè)力進(jìn)行平移，使三個(gè)力首尾依次連接起來(lái)，應(yīng)構(gòu)成一閉合三角形.

師：總結(jié)：處理多個(gè)力平衡的方法有很多，其中最常見(jiàn)的就是剛才幾位同學(xué)分析的這三種方法，即正交分解法、力的合成法和三角形定則.這幾種方法到底采用哪一種方法進(jìn)行分析就要看具體的題目，在實(shí)際操作的過(guò)程中大家可以靈活掌握.

【課堂訓(xùn)練】

如圖4－7－2所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，F(xiàn)的方向與水平方向成θ角斜向下.那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為下列各值的哪個(gè)

圖4－7－2

A.μmgB.μ（mg＋Fsinθ）

C.μ（mg－Fsinθ）D.Fcosθ

解析：物體受力如圖4－7－3所示，水平方向有f=Fcosθ，故D正確.豎直方向有FN=Fsinθ+G，由于勻速運(yùn)動(dòng)，f=μFN=μ（Fsinθ+G），故選項(xiàng)B正確.點(diǎn)評(píng)：要注意問(wèn)題的多解性.

圖4－7－3

答案：BD

二、超重和失重

【學(xué)生實(shí)驗(yàn)】

一位同學(xué)甲站在體重計(jì)上靜止，另一位同學(xué)說(shuō)出體重計(jì)的示數(shù).注意觀察接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

學(xué)生活動(dòng)：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析原因

師：甲突然下蹲時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化？怎樣變化？

生：體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化，示數(shù)變小了.

師：甲突然站起時(shí)，體重計(jì)的示數(shù)是否變化？怎樣變化？

生：體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化，示數(shù)變大.

師：當(dāng)人下蹲和突然站起的過(guò)程中人受到的重力并沒(méi)有發(fā)生變化，為什么體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化呢？

生：這是因?yàn)楫?dāng)人靜止在體重計(jì)上時(shí)，人處于受力平衡狀態(tài)，重力和體重計(jì)對(duì)人的支持力相等，而實(shí)際上體重計(jì)測(cè)量的是人對(duì)體重計(jì)的壓力，在這種靜止的情況下，壓力的大小是等于重力的.而當(dāng)人在體重計(jì)上下蹲或突然站起的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化，也就是說(shuō)產(chǎn)生了加速度，此時(shí)人受力不再平衡，壓力的大小不再等于重力，所以體重計(jì)的示數(shù)發(fā)生了變化.

這位同學(xué)分析得非常好，我們把物體對(duì)支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦凶鑫矬w的視重，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，視重就不再等于物體的重力，而是比重力大或小.大家再看這樣一個(gè)問(wèn)題：

多媒體投影例題：人站在電梯中，人的質(zhì)量為m.如果當(dāng)電梯以加速度a加速上升時(shí)，人對(duì)地板的壓力為多大？

學(xué)生思考解答

生1：選取人作為研究對(duì)象，分析人的受力情況：人受到兩個(gè)力的作用，分別是人的重力和電梯地板對(duì)人的支持力.由于地板對(duì)人的支持力與人對(duì)地板的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，根據(jù)牛頓第三定律，只要求出地板對(duì)人的支持力就可以求出人對(duì)地板的壓力.

生2：取向上為正方向，根據(jù)牛頓第二定律寫出支持力F、重力G、質(zhì)量m、加速度a的方程F－G=ma，由此可得：F=G+ma=m（g+a）

人對(duì)地板的壓力F′與地板對(duì)人的支持力大小相等，即F′=m（g+a）

由于m（g+a）>mg，所以當(dāng)電梯加速上升時(shí)，人對(duì)地板的壓力比人的重力大.

師：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w受到的重力的現(xiàn)象稱為超重現(xiàn)象.物體處于超重現(xiàn)象時(shí)物體的加速度方向如何呢？

生：物體的加速度方向向上.

師：當(dāng)物體的加速度方向向上時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎樣的？

生：應(yīng)該是加速上升.

師：大家看這樣一個(gè)問(wèn)題：

投影展示：人以加速度a減速下降，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？

學(xué)生討論回答

生1：此時(shí)人對(duì)地板的壓力也是大于重力的，壓力大小是：F=m（g+a）.

生2：加速度向上時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為兩種情況，即加速向上運(yùn)動(dòng)或減速向下.

師：大家再看這樣幾個(gè)問(wèn)題：

【投影展示】

1.人以加速度a加速向下運(yùn)動(dòng)，這時(shí)人對(duì)地板的壓力多大？

2.人隨電梯以加速度a減速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？

3.人隨電梯向下的加速度a＝g，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？

師：這幾種情況物體對(duì)地板的壓力與物體的重力相比較哪一個(gè)大？

生：應(yīng)該是物體的重力大于物體對(duì)地板的壓力.

師：結(jié)合超重的定義方法，這一種現(xiàn)象應(yīng)該稱為什么現(xiàn)象？

生：應(yīng)該稱為失重現(xiàn)象.當(dāng)物體對(duì)支持物的壓力和對(duì)懸掛物的拉力小于物體重力的現(xiàn)象稱為失重.

師：第三種情況中人對(duì)地板的壓力大小是多少？

生：應(yīng)該是零.

師：我們把這種現(xiàn)象叫做完全失重，完全失重狀態(tài)下物體的加速度等于重力加速度g.

師：發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí)，物體實(shí)際受的重力是否發(fā)生了變化？

生：沒(méi)有發(fā)生變化，只是物體的視重發(fā)生了變化.

師：為了加深同學(xué)們對(duì)完全失重的理解，我們看下面一個(gè)實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

課堂演示實(shí)驗(yàn)：取一裝滿水的塑料瓶，在靠近底部的側(cè)面打一小孔，讓其做自由落體運(yùn)動(dòng).

生：觀察到的現(xiàn)象是水并不從小孔中噴出，原因是水受到的重力完全用來(lái)提供水做自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度了.

師：現(xiàn)在大家就可以解釋人站在臺(tái)秤上，突然下蹲和站起時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象了.

【課堂訓(xùn)練】

1.某人站在臺(tái)秤的底板上，當(dāng)他向下蹲的過(guò)程中

A.由于臺(tái)秤的示數(shù)等于人的重力，此人向下蹲的過(guò)程中他的重力不變，所以臺(tái)秤的示數(shù)也不變

B.此人向下蹲的過(guò)程中，臺(tái)秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以臺(tái)秤的示數(shù)將增大

C.臺(tái)秤的示數(shù)先增大后減小

D.臺(tái)秤的示數(shù)先減小后增大

答案：D

2.如圖4－7－4所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質(zhì)量為M，B為鐵片，質(zhì)量為m，整個(gè)裝置用輕繩懸掛于O點(diǎn).當(dāng)電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過(guò)程中，輕繩上拉力F的大小為

圖4－7－4

A.F=mg B.Mg

C.F=（M+m）gD.F>（M+m）g

答案：D

3.在一個(gè)封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重力，根據(jù)讀數(shù)與實(shí)際重力之間的關(guān)系，以下說(shuō)法中正確的是

A.讀數(shù)偏大，表明裝置加速上升

B.讀數(shù)偏小，表明裝置減速下降

C.讀數(shù)為零，表明裝置運(yùn)動(dòng)加速度等于重力加速度，但無(wú)法判斷是向上還是向下運(yùn)動(dòng)

D.讀數(shù)準(zhǔn)確，表明裝置勻速上升或下降

答案：C

［小結(jié)］

本節(jié)課是牛頓運(yùn)動(dòng)定律的具體應(yīng)用，分別是兩種特殊情況，一種是物體受合力為零時(shí)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)的分析，應(yīng)該注意三力合成與多力合成的方法，注意幾種方法的靈活運(yùn)用，另一種情況就是物體在豎直方向上做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)超重和失重現(xiàn)象.對(duì)于這兩種現(xiàn)象，我們應(yīng)該注意以下幾個(gè)問(wèn)題：物體處于“超重”或“失重”狀態(tài)，并不是說(shuō)物體的重力增大了或減小了（甚至消失了），地球作用于物體的重力始終是存在的且大小也無(wú)變化.即使是完全失重現(xiàn)象，物體的重力也沒(méi)有絲毫變大或變小.當(dāng)然，物體所受重力會(huì)隨高度的增加而減小，但與物體超、失重并沒(méi)有聯(lián)系.超（失）重現(xiàn)象是指物體對(duì)懸掛物的拉力（或?qū)χС治锏膲毫Γ┐笥冢ㄐ∮冢┲亓Φ默F(xiàn)象.

“超重”“失重”現(xiàn)象與物體運(yùn)動(dòng)的速度方向和大小均無(wú)關(guān)，只決定于物體的加速度方向.

［課外訓(xùn)練］

1.如圖4－7－5所示，在原來(lái)勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)的水平地板上放一物體，受到一個(gè)伸長(zhǎng)的彈簧的拉力作用，但仍能保持與升降機(jī)相對(duì)靜止.現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)物體被彈簧拉動(dòng)，則判定升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是

圖4－7－5

A.加速上升B.加速下降

C.減速上升D.減速下降

2.質(zhì)量為60 kg的人站在電梯內(nèi)的臺(tái)秤上，電梯從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，臺(tái)秤上的人注意到開(kāi)始3 s內(nèi)臺(tái)秤示數(shù)為528 N，接著8 s內(nèi)臺(tái)秤的示數(shù)為588 N，最后臺(tái)秤示數(shù)增大到678 N，直到靜止時(shí)臺(tái)秤又恢復(fù)到588 N.試問(wèn)電梯是上升還是下降？升降的總高度是多少？

3.如圖4－7－6所示，在一個(gè)盛水的容器中漂浮著一個(gè)物體，這時(shí)水面到達(dá)物體的某一位置.如將這個(gè)容器放在升降機(jī)中，在升降機(jī)以加速度a由靜止開(kāi)始向上勻加速直線上升的過(guò)程中，物體浸入水中的深淺如何變化？

圖4－7－6

參考答案

1.BC

2.下降 31.5 m

3.解答：設(shè)漂浮物體的密度為ρ，體積為V，浸入水中的體積為V′，水的密度為ρ水.

當(dāng)容器處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)V′=V

當(dāng)容器以加速度a向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，則有F?。璵g=ma

即設(shè)此時(shí)排開(kāi)水的體積為V″，則有ρ水（g+a）V″－ρgV=ρa(bǔ)V

所以V″==V，所以V″=V′

物體浸入深度不變.

［布置作業(yè)］

教材第94頁(yè)問(wèn)題與練習(xí).

板書設(shè)計(jì)

7 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（二）

活動(dòng)與探究

活動(dòng)與探究主題：體驗(yàn)超重和失重.超重和失重是很常見(jiàn)的一種物理現(xiàn)象，只要你仔細(xì)觀察，它就在你的身邊.

用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題（二）教案二

★教學(xué)目標(biāo)

(一) 知識(shí)與技能

1. 理解共點(diǎn)力作用下物體平衡狀態(tài)的概念，能推導(dǎo)出共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。

2. 會(huì)用共點(diǎn)力平衡條件解決有關(guān)力的平衡問(wèn)題。

3. 通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象，理解產(chǎn)生超重、失重現(xiàn)象的條件和實(shí)質(zhì)。

4. 進(jìn)一步熟練掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的方法和步驟。

(二) 過(guò)程與方法

5. 培養(yǎng)學(xué)生處理多共點(diǎn)力平衡問(wèn)題時(shí)一題多解的能力。

6. 引導(dǎo)幫助學(xué)生歸納總結(jié)發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及實(shí)質(zhì)。

(三) 情感態(tài)度與價(jià)值觀

7. 滲透“學(xué)以致用”的思想，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)和生活實(shí)踐的意識(shí)，勇于探究與日常生活有關(guān)的物理問(wèn)題。

8. 培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。

★教學(xué)重點(diǎn)

1. 共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用。

2. 發(fā)生超重、失重現(xiàn)象的條件及本質(zhì)。

★教學(xué)難點(diǎn)

1. 共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用。

2. 超重、失重現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)。

★教學(xué)過(guò)程

一、引入

師：今天我們繼續(xù)來(lái)學(xué)習(xí)用牛頓定律解決問(wèn)題。首先請(qǐng)同學(xué)們回憶一個(gè)概念：平衡狀態(tài)。什么叫做平衡狀態(tài)。

生：如果一個(gè)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說(shuō)這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)。

師：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)它的受力特點(diǎn)是什么？

生：因?yàn)榕ｎD定律是力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相聯(lián)系的橋梁，所以根據(jù)牛頓第二定律知當(dāng)合外力為0時(shí)，物體的加速度為0，物體將靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。

師：當(dāng)一個(gè)物體受幾個(gè)力作用時(shí)，如何求解合力？

生：根據(jù)平行四邊形定則將力進(jìn)行分解合成。

師：力的分解合成有注意點(diǎn)嗎？或力的分解合成有適用范圍嗎？

學(xué)生會(huì)思考一會(huì)兒，但肯定會(huì)找到答案

生：力的分解合成只適用于共點(diǎn)力。

師：那什么是共點(diǎn)力？

生：如果幾個(gè)力有共同的作用點(diǎn)或它們的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，那這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。

師：回答得很好，其實(shí)在我們剛才的討論中有一點(diǎn)我要給大家指出來(lái)的就是：物體處于平衡狀態(tài)時(shí)分為兩類，一類是共點(diǎn)力作用下物體的平衡；一類是有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的物體的平衡。在整個(gè)高中階段，我們主要研究共點(diǎn)力作用下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。今天我們先來(lái)研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件。

二、共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件

【定義】：在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。

師：同學(xué)們能列舉生活中物體處于平衡狀態(tài)的實(shí)例嗎？

生：很多。如桌上的書、吊著的電燈、做勻速直線運(yùn)動(dòng)的汽車等等。

師：豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體到達(dá)最高點(diǎn)的瞬間是否處于平衡狀態(tài)？

生：不是！因?yàn)槲矬w在最高點(diǎn)雖然速度為0，但仍受到重力，加速度仍為g，物體不能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。

師：回答得很好！平衡狀態(tài)是指物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，并不說(shuō)若指某一時(shí)刻靜止，那這一時(shí)刻就是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程。或平衡狀態(tài)是指加速度為0的狀態(tài)。

例1、城市中的路燈，無(wú)軌電車的供電線路等，經(jīng)常用三解形的結(jié)構(gòu)懸掛。圖為這類結(jié)構(gòu)的一種簡(jiǎn)化模型。圖中硬桿OB可繞通過(guò)B點(diǎn)且垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，鋼索和桿的重量都可忽略。如果懸掛物的重量為G，角AOB等于θ，鋼索OA對(duì)O點(diǎn)的拉力和桿OB對(duì)O點(diǎn)的支持力各是多大？

1、輕質(zhì)細(xì)繩中的受力特點(diǎn)：兩端受力大小相等，內(nèi)部張力處處相等。

2、輕質(zhì)直桿僅兩端受力時(shí)（桿處于平衡狀態(tài)）的特點(diǎn)：這兩個(gè)力必然沿桿的方向且大小相等。

3、節(jié)點(diǎn)O也是一理想化模型。

例2、舉重是中國(guó)代表團(tuán)在奧運(yùn)會(huì)上重要的奪金項(xiàng)目。在舉重比賽中，運(yùn)動(dòng)員舉起杠鈴時(shí)必須使杠鈴平衡一定時(shí)間，才能被裁判視為挺（或抓）舉成功。運(yùn)動(dòng)員可通過(guò)改變兩手握桿的距離來(lái)調(diào)節(jié)舉起時(shí)雙臂的夾角。若雙臂夾角變大，則下面關(guān)于運(yùn)動(dòng)員保持杠鈴平衡時(shí)手臂用力大小變化的說(shuō)法正確的是（C ）

A．不變 B．減小 C．增大 D．不能確定

【解析】如下圖：為了保證棒靜止，兩手舉杠鈴的力沿豎直方向的分力之和應(yīng)與重力抵消。所以當(dāng)手臂夾角變大時(shí)，為了保證舉力豎直方向的分力大小不變，則要求舉力增大。

三、超重與失重

師：自從神州六號(hào)飛船發(fā)射成功以來(lái)，人們經(jīng)常談到超重和失重。那什么是超重和失重呢，下面我們就來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。

播放一段視頻增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)

例3、人站在電梯中，人的質(zhì)量為m。

①人和電梯一同靜止時(shí)，人對(duì)地板的壓力為多大？

【解析】:求解人對(duì)地板的壓力，該題中如果選電梯為研究對(duì)象，受力情況會(huì)比較復(fù)雜，甚至無(wú)法解題。所以我們只能選人為研究對(duì)象，那選人為研究對(duì)象能求解出人對(duì)電梯的壓力嗎？能！根據(jù)牛頓第三定律：作用力與反作用力是等在反向的。只要求出電梯對(duì)人的支持力，再根據(jù)牛頓第三定律就可求出人對(duì)電梯的壓力。

因?yàn)槿耸庆o止的所以合外力為0有：

②人隨電梯以加速度a勻加速上升，人對(duì)地板的壓力為多大？

【解析】:以加速度a勻加速上升，因?yàn)榧铀?，所以加速度方向與速度同向，物體是上升的，所以加速度方向也是向上的。有

看到了什么？人對(duì)地面的壓力竟然會(huì)大于本身的重力？

③人以加速度a勻減速下降，這時(shí)人對(duì)地板的壓力又是多大？

【解析】：以加速度a勻減速下降，因?yàn)闇p速，所以加速度方向與速度反向，物體是下降的，所以加速度方向是向上的。有

人對(duì)地面的壓力還是大于本身的重力！

④人隨電梯以加速度a(a

⑤人隨電梯以加速度a(a

學(xué)生自己分析解答。不會(huì)有太大難度

④⑤兩題加速度方向均向下，合外力向下，于是有

師：從上面的解題結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人加速上升和減速下降時(shí)，人對(duì)地面的壓力大于本身重力；當(dāng)人加速下降和減速上升時(shí)，人對(duì)地面的壓力小球本身重力。物理學(xué)中分別把這兩種現(xiàn)象叫做超重和失重。

【定義】：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做超重。

【定義】：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力，這種現(xiàn)象叫做失重。

師：雖然從理論上我們推導(dǎo)出了應(yīng)該有這樣的現(xiàn)象，但我估計(jì)大家在日常生活中都沒(méi)有注意到這些現(xiàn)象，可能都有點(diǎn)懷疑。那你們有坐過(guò)電梯的經(jīng)驗(yàn)嗎？電梯啟動(dòng)上升時(shí)，你會(huì)心慌也會(huì)充分體會(huì)到“腳踏實(shí)地”的感覺(jué)，電梯停止上升時(shí)，你會(huì)頭暈，同時(shí)有種“飄飄然”的感覺(jué)，這就是超重失重引起的。還有坐汽車時(shí)，汽車速度很快上橋并從橋頂下橋，大家會(huì)突然覺(jué)得心突然變得空空的，很難受，那是失重造成的。大家可以看實(shí)驗(yàn)視頻