【优选】人教版必修一 第四章 第7节 用牛顿运动定律解决问题（二） 教案2（2份）

4.7 用牛顿运动定律解决问题（二） 教案 A [来源:学科网] 备课资料 失重和宇宙开发 人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机进入轨道后，其中的人和物将处于失重状态。人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后，可以认为是绕地球做圆周运动，做圆周运动的物体，速度的方向是时刻改变的，因而具有加速度，它的大小等于卫星所在高度处重力加速度的大小，这跟在以重力加速度下降的升降机中发生的情况类似，航天器中的人和物都处于完全失重状态。 你能够想象出完全失重的条件下会发生什么现象吗？你设想地球上一旦重力消失，会发生什么现象，在宇宙飞船中就会发生什么现象。物体将飘在空中，液滴绝对呈球形，气泡在液体中将不上浮。宇航员站着睡觉和躺着睡觉一样舒服，走路务必小心，稍有不慎，将会“上不着天，下不着地”。食物要做成块状或牙膏似的糊状，以免食物的碎渣“漂浮”在空中进入宇航员的眼睛、鼻孔……你还可以继续发挥你的想象力，举出更多的现象来。 在失重条件下，融化了的金属的液滴，形状绝对呈球形，冷却后可以成为理想的滚珠。而在地面上，用现代技术制成的滚珠，并不绝对呈球形，这是造成轴承磨损的重要原因之一。 玻璃纤维（一种很细的玻璃丝，直径为几十微米）是现代光纤通信的主要部件。在地面上，不可能制造很长的玻璃纤维，因为没等到液态的玻璃丝凝固，由于它受到重力，将被拉成小段。而在太空的轨道上，将可以制造出几百米长的玻璃纤维。 在太空的轨道上，可以制成一种新的泡沫材料——泡沫金属。在失重条件下，在液态的金属中通以气体，气泡将不“上浮”，也不“下沉”，均匀地分布在液态金属中，凝固后就成为泡沫金属，这样可以制成轻得像软木塞似的泡沫钢，用它做机翼，又轻又结实。 同样的道理，在失重条件下，混合物可以均匀地混合，由此可以制成地面上不能得到的特种合金。 电子工业、化学工业、核工业等部门，对高纯度材料的需要不断增加，其纯度要求为“6个9”至“8个9”，即99．9999%～99.999999%。在地面上，冶炼金属需在容器内进行，总会有一些容器的微量元素掺入到被冶炼的金属中。而在太空中的“悬浮冶炼”，是在失重条件下进行的，不需要用容器，消除了容器对材料的污染，可获得纯度极高的产品。 在电子技术中所用的晶体，在地面上生产时，由于受重力影响，晶体的大小受到限制，而且要受到容器的污染，在失重条件下，晶体的生产是均匀的，生产出来的晶体也要大得多。在不久的将来，如能在太空建立起工厂，生产出砷化镓的纯晶体，它要比现有的硅晶体优越得多，将会引起电子技术的重大突破。 教学目标 一、知识与技能 1. 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。 2. 会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。 3. 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。 4. 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、过程与方法 1. 培养学生的分析推理能力和实验观察能力。 2. 培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力。 3. 引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。 三、情感、态度与价值观 1. 渗透“学以致用”的思想，联系自己在电梯升降上的感受，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。 2.培养学生联系实际，实事求是的科学态度和科学精神。 教学重点、难点 教学重点 1.共点力作用下物体的平衡条件及应用。 2.发生超重、失重现象的条件及本质。 教学难点 1.共点力平衡条件的应用。 2.超重、失重现象的实质；正确分析受力并恰当地运用正交分解法。 教学方法 1.分析推理、归纳总结、实验验证。 2.通过实例分析、强化训练。 教学准备 多媒体、体重计、塑料瓶、水等。 教学过程 一、导入新课 学生体验：双脚分开站立，相距40cm，能否不变身姿抬起一只脚？ 用手提着弹簧秤，挂一钩码，使之上下加速运动，观察弹簧秤的示数变化。 板书：用牛顿运动定律解决问题（二） 二、进行新课 （一）共点力的平衡条件 教师提问：共点力作用下物体的平衡条件是什么？ 学生回答：物体所受合力为零。 拓展提问：请同学们列举一些生活中物体处于平衡状态的实例。[来源:学_科_网] 学生可能回答：悬挂在天花板上的吊灯、停止在路边的汽车、放在地面上的讲桌以及放在讲桌上的黑板擦等等。 引导分析：请大家讨论一下竖直上抛的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态。 学生可能回答：竖直上抛的最高点物体应该处于平衡状态，因为此时物体速度为零。 我不同意刚才那位同学的说法，物体处于平衡状态指的是物体受合力为零的状态，并不是物体运动速度为零的位置。处于竖直上抛最高点的物体只是在瞬间速度为零，它的速度立刻就会发生改变，所以不能认为处于平衡状态。 教师点评：刚才的同学分析得非常好，大