第七章动力学的基本问题

第七章动力学的基本问题 一、全章说明 概述 这一章是在前几章的基础上运用牛顿运动定律进一步分析和处理直线运动的力学问题。从物体受力情况的分析开始，进而分析动力学的两类基本问题、连接体问题和超重失重问题。通过本章的教学，要使学生清楚地理解运用牛顿运动定律处理力学问题的基本思路和方法，并能够按照这一基本思路和方法独立地分析和解决力学问题。这是本章教学的基本要求。 这一章在知识方面，没有更多的新的知识点，主要侧重在应用牛顿运动定律分析、解决问题的思路和方法的阐述和训练上，课本叙述力求循序渐进，思路清晰，对学生有启发性，期望学生能逐渐体会和理解运用牛顿运动定律处理问题的基本方法，加深对知识的理解，提高综合分析问题的能力。 修订本把原来在本章的有关静力学的内容，合并入“第八章物体的平衡”中。这样每章容量小了，问题更加集中，思路更清爽、明快一些，希望更有利于教和学。 单元划分 本章可分为三个单元： 第一单元第一节，物体受力分析。 第二单元第二节，分析动力学的两类基本问题。 第三单元第三、第四节，分析连接体和超重失重问题。 具体说明 1．本章着重在牛顿定律的应用。首先，要通过定律的应用加深对所学知识的理解。课本在这方面给予了注意。如力和运动的关系问题，物体受力的分析问题，静摩擦力方向的判定问题等等。在课文的叙述、例题的选择与分析等方面都注意了针对学生学习的难点和易发生误解之处，引导学生澄清认识，加深理解。 2．在应用牛顿定律分析解决问题时，应着重使学生学到正确的思路和方法。但不能空讲方法论，也不能单纯记住解题步骤。课本除了注意选择恰当的例题和习题，在叙述和分析问题时特别注意分析思路之外，还画龙点睛式地对一些重要和常用的方法进行介绍。如明确研究对象，隔离的方法，定性和半定量分析的方法，连接体问题中整体和局部的关系的处理，在互相垂直的两个方向上应用牛顿运动定律求解问题等等。希望对学生有所启发和帮助，但在教学中不宜脱离开对具体问题的分析单独讲方法。 3．隔离法是分析问题的一种基本方法。因为事物都不是孤立存在，而是相互联系的，分析具体问题时将物体隔离开便于逐个分析。在解决连接体问题时，作为基本方法，尤其常常用到。但在有些书中或教学中把它作为一种模式强调，过于死板僵化。这不利于学生思维能力的培养和对问题的灵活处理。为此，本章采取的做法是：先在第一节物体受力分析中，在强调明确研究对象时介绍隔离法，重点仍在于强调“明确研究对象”。以后在分析问题时就注意应用隔离分析的方法，到第三节连接体问题中则依据题目的具体情况灵活使用隔离分析或整体分析的方法。希望这样的处理能更有利于使学生思路清晰，有助于提高能力。 4．本章没有什么新知识点，教学中可以较多地发挥学生的积极主动精神，多启发学生独立分析和讨论问题。根据学生的实际情况，可以采用教师讲解和学生自学讨论相结合等多种不同的灵活的教学方法，教师在关键处给以指导和点拨。只有通过学生自己的思考活动，学生才能真正澄清认识、理解问题、掌握方法。这一章提供了一个机会和条件，希望教学中能很好地利用它。 5．本章小结既是对这一章的小结，又是对前几章知识的全面小结。最好以学生自己总结为主，这样做，对于加深学生对知识的理解，提高学生的能力，是大有好处的。 二、教学要求和教学建议 全章教学要求 1．在前几章知识的基础上对力的概念有进一步认识，掌握分析物体受力情况的正确方法。 2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 3．掌握解决有关连接体问题的基本思路和方法。 4．理解超重和失重问题。 （一）物体受力分析 教学要求 ·对力的概念有进一步认识，掌握分析物体受力情况的正确方法。 1．能正确地确定压力、支持力、拉力、摩擦力的方向。 2．对于确定的研究对象，会正确地分析周围有哪些物体对它施加力的作用，能画出受力示意图。 3．能结合物体的运动状态分析物体受力情况。 教学建议 1．能否正确对物体受力情况进行分析，是解决力学问题的前提，也是对学生掌握知识的程度的重要检验。进行物体受力分析，不但要求学生对力有正确认识，还要对物体运动情况或运动趋势有正确判断。因此本节是承前启后的一节，既是对以前所学知识的小结，也是学习后面知识的基础，教学中要给予充分注意。 2．关于受力分析，要使学生注意以下几点： ①明确研究对象，即分析哪个物体受力，只考虑别的物体施予它的力；②能指出施力物体；③不要漏掉确实存在的力，也不要凭空增加力，合力和它的分力不可重复考虑；④要结合物体运动状态分析受力情况；⑤画出物体受力示意图。 明确研究对象后，分析受力时常用隔离法，这是研究较复杂问题的基本方法。 3．忽略次要因素是一种理想化的方法，在分析物体受力时同样适用。比如：如果摩擦力远小于其它力时就可不计，所谓光滑就是这种情况的理想化。课本对此有专门的介绍，希望在教学中注意引导学生理解和运用。 4．物体受力分析是解决力学问题的基本功，必须要求学生很好地掌握和运用。但在教学中不可操之过急，对所有学生一律要求，或是在这一节中就要求学生分析过于复杂的问题。对于基本方法掌握不好的学生要给予一定的指导帮助，以减少后面学习的困难。节后的练习是基本要求，学生应扎扎实实掌握好。 （二）动力学的两类基本问题 教学要求 ·掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。 1．知道动力学的两类基本问题，掌握求解这两类基本问题的思路和基本步骤。 2．会应用牛顿运动定律分析解决物体在斜面上运动的问题。 3．会在互相垂直的两个方向分别应用牛顿运动定律求解问题。 4．会综合应用牛顿运动定律和运动学公式解答有关问题。 教学建议 1．解决动力学问题，首先要确定研究对象，其次要搞清研究对象的受力情况和运动情况，而不要急于进行计算。应帮助学生逐渐习惯于对问题先做定性的或半定量的分析，弄清问题的物理情景，最后再选择最优方案进行计算。对此，一定要对学生提出明确要求，养成正确的习惯，这对以后的学习很有帮助。 2．很多动力学问题都可以在互相垂直的两个方向上分别进行分析和求解。这样可以使复杂问题变得简单，课本中给出了例题，并用“旁批”的形式加以强调，希望引起注意。 3．本节最后，用花纹线框内的内容，对解决动力学问题的基本方法和步骤做了小结。最好根据学生的实际情况，引导学生自己总结，得出结论。 4．节后的练习三中的第1题，将问题分成几个小题目，让学生逐个解答，意在引导学生思路，帮助学生明确解决动力学问题的基本步骤，为解决复杂问题打下较好的基础。后面的第2、第3、第4题，也是同样目的，希望在指导学生练习时予以重视。 （三）连接体问题 教学要求 ·掌握解决有关连接体问题的基本思路和方法。 1．会用隔离分析的方法和整体分析的方法解决连接体问题。限于相连物体的加速度大小相同的情况。 2．能根据具体情况选择使用隔离法或整体分析法。 教学建议 1．本节通过对两个例题的分析，帮助学生理解和掌握解决连接体问题的基本思路和方法。其中依据题目的具体情况分别交替使用了隔离法和整体分析法。并在例题1之后的花纹框中对这两种方法的使用做了说明。这是为了提高学生灵活运用各种方法分析问题的能力，免使学生思维僵化。教学中请予注意。 2．本节例题2，既是连接体，还着重分析了静摩擦力做动力的情况，帮助学生澄清一些容易混淆的认识。节末的思考与讨论也是针对这一问题的。希望对解决静摩擦力这一学习难点有些帮助。 3．节后练习三的第4题，作为连接体的一个实例，让学生分析牛顿第二定律实验的条件的问题，既巩固了有关解决连接体问题的知识，又与前面的知识相呼应，明确了实验条件为Ｍ>>m，希望学生认真思考解决。 （四）超重和失重 教学要求 ·理解超重和失重问题。 1．知道超重和失重分别是指物体对支持面的压力?或对悬绳的拉力　大于和小于物体所受重力的情况。 2．知道产生超重和失重现象的条件。 教学建议 1．课本以人在升降机中的情况为例，详细分析了人对升降机地板压力的变化，以帮助学生理解超重和失重现象。 2．课本分别介绍了超重、失重和完全失重，并在节末强调指出，“物体处于超重和失重状态时，地球作用于物体的重力始终存在，大小也没有发生变化，只是物体对支持物的压力?或对悬挂物的拉力　发生了变化，看起来好像物重有所增大或减小。”要让学生通过本节学习对这一问题有明确的认识。 3．在学生的日常生活中，不容易观察和体会超重和失重现象。节后的小实验“观察失重现象”，材料易得，比较容易完成，又会引起学生兴趣，教师可指导学生自己进行实验，要注意引导学生认真观察，进行分析，这对学生理解和确信失重现象的产生是有好处的。 4．阅读材料“失重和开发宇宙”，可以开阔学生眼界，有条件的还可以再多介绍一些情况，或组织学生阅读课外书籍和资料或看科技影视片。