4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）
三维目标
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.
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.
情感态度与价值观
1.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.
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
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.
教具准备
多媒体教学设备，体重计、装满水的塑料瓶等.
教学过程
［新课导入］
师：上一节课中我们学习了用牛顿运动定律解决问题的两种方法，根据物体的受力情况确定物体的运动情况和根据物体运动情况求解受力情况.这一节我们继续学习用牛顿运动定律解题.
师：我们常见的物体的运动状态有哪些种类？
生：我们常见的运动有变速运动和匀速运动，最常见的是物体静止的情况.
师：如果物体受力平衡，那么物体的运动情况如何？
生：如果物体受力平衡的话，物体将做匀速直线运动或静止，这要看物体的初速度情况.
［新课教学］
一、共点力的平衡条件
师：那么共点力作用下物体的平衡条件是什么？
生：因为物体处于平衡状态时速度保持不变，所以加速度为零，根据牛顿第二定律得：物体所受合力为零.
师：同学们列举生活中物体处于平衡状态的实例.
生1：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.
生2：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间.
师：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.
学生讨论，回答提问
生1：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.
生2：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.
师：刚才的同学分析得非常好，大家一定要区分到底是速度为零还是合外力为零时物体处于平衡状态，经过讨论分析我们知道应该是合外力为零时物体处于平衡状态.为了加深同学们对这个问题的理解，我们通过一个例子来进一步探究物体的平衡是怎样进行研究的.
多媒体投影课本中的例题、三角形的悬挂结构及其理想化模型
师：轻质细绳中的受力特点是什么？
生：轻质细绳中的受力特点是两端受力大小相等，内部张力处处相等.
师：节点O的受力特点是什么？
生：节点O的受力特点是一理想化模型，所受合外力为零.
师：我们分析的依据是什么？
生：上面的分析借助牛顿第二定律进行，是牛顿第二定律中合力等于零的特殊情况.
师：同学们把具体的解答过程写出来.
投影学生的解答过程
解答：如图4－7－1所示，F1、F2、F3三个力的合力为零，表示这三个力在x方向的分矢量之和及y轴方向的分矢量之和也都为零，也就是：
图4－7－1
F2－F1cosθ=0
F1sinθ－F3=0
由以上两式解出钢索OA受到的拉力F1
F3G= sin?sin?F1=
硬杆OB的支持力F2
F2=F1cosθ=
G tan?师：在这个同学解题的过程中，他采用的是什么方法？
生：正交分解法：将其中任意一个力沿其余两个力的作用线进行分解，其分力必然与其余两个力大小相等.
师：除了这种方法之外，还有没有其他的方法？
生1：可以用力的合成法，任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反.
生2：也可以用三角形法，将其中任意两个力进行平移，使三个力首尾依次连接起来，应构成一闭合三角形.
师：总结：处理多个力平衡的方法有很多，其中最常见的就是刚才几位同学分析的这三种方法，即正交分解法、力的合成法和三角形定则.这几种方法到底采用哪一种方法进行分析就要看具体的题目，在实际操作的过程中大家可以灵活掌握.
【课堂训练】
如图4－7－2所示，质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，F的方向与水平方向成θ为下列各值的哪个
角斜向下.那么木块受到的滑动摩擦力
图4－7－2
A.μmg B.μ（mg＋Fsinθ）
人教版高一物理必修一教案：4.7 用牛顿运动定律解决问题（二）(1)
