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高中物理必修一第四章教案

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第四章牛顿运动定律

4.1牛顿第一定律

教学目标

(1)了解有关运动和力的关系的历史发展,知道理想实验是科学研究的重要方法;

(2)理解并掌握牛顿第一定律的内容和意义;

(3)知道什么是惯性,会正确解释惯性现象,知道质量是物体惯性大小的量度;(4)知道运动状态和运动状态改变的意义;

(5)理解运动状态改变与物体受力的关系,理解力是使物体产生加速度的原因;(6)知道影响加速度大小的因素除了外力以外,还有质量。

教学重点:牛顿第一定律;力是物体运动状态改变的原因,是物体产生加速度的原因。

教学难点:力是物体产生加速度的原因。

教学过程:

第一节牛顿第一定律

1、人类对运动和力的关系的探索历程

(1)研究运动和力的关系,是动力学的基本问题。人类正确认识这个问题,经历了漫长的过程。十七世纪前对运动和力的关系的认识(亚里士多德的错误观点):力是维持物体运动的原因。

1.时间:公元前。

2.基本观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止下来。

3.根据:经验事实一用力推车,车子才前进;停止用力,车子就要停下来。

4.所用方法:观察+直觉(由生活经验得出直觉印象)。

5.错误原因剖析:没有对所观察的物理现象进行深入地分析。只看到对车子施加的推力,而未考虑车子还受到摩擦阻力作用。停止用力(即去掉了车子前进的动力),车子并没有立即停下来,还要向前发生一段位移;只是由于摩擦阻力的作用,才最后停了下来。路面越光滑,阻力就越小,车子向前发生的位移就越大,假若没有摩擦阻力,车子将一直运动下去,这说明车子的运动并不需要力来维持,而恰恰是(阻)力的作用,才使车子由运动到静止,运动状态发生了改变。

6.危害:在亚里士多德以后的两千年内,动力学一直没有多大进展,直到十七世纪才受到伽利略的质疑。这是为什么?原来亚里士多德的观点与日常体验有相同之处,易于被人们接受,直接的生活经验使人们总是把力和物体运动的速度联系在一起,这种认识从孩提时代就开始了,如当拉着玩具小车前进的时候,给人的直接体验是:只有用力拉小车,小车才会前进;停止用力了,小车就会停下来;用力大的时候,小车就运动得快些;用力小的时候,小车就运动得慢些;往哪个方向用力,玩具小车就向那个方向运动等等,好像没有力的作用,物体运动不可能维持,力决定着物体运动的快慢,还决定物体运动的方向。人们的直观感觉虽然是外界事物的真实反映,但它具有片面性和表面性,根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的,因为它们有时会引到错误的线索上去,然而人们不能毁灭了直觉的观点还是凭直觉来看问题,错误直觉印象在人脑中有很深的潜意识,形成思维定势。因此亚里士多德的观点统治了人们的思维两千多年。

(2)伽利略的理想实验及其推论(正确认识):力是改变物体运动状态的原因,

运动并不需要力来维持。

1.时间:十七世纪。

2.基本观点:在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。设想没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。

3.根据:理想实验。

4.方法:实验+科学推理(把可靠事实和理论思维结合起来)。

5.理想斜面实验

将两个对称的斜面末端平滑地对接在一起,让小球沿一个斜面从静止滚下来,小球将滚上另一个斜面。伽利略认真观察注意到,球在第二个斜面上所达到的高度同它在第一个斜面上开始滚下时的高度几乎相等。他断定高度上的这一微小差别是由于摩擦产生的,如能将摩擦完全消除的话,则高度将恰好相等。于是他推论说在完全没有摩擦的情况下。若使第二个斜面的倾角越来越小,则不管第二个斜面倾角多么小,球在第二个斜面上总要达到相同的高度,只是小球要通过更长的路径。最后,如果第二个斜面的倾斜度完全消除了(成为水平面),那么球从第一个斜面上滚下来之后,为达到原有高度将以恒定的速度在无限长的水平面上永远不停地运动下去。这就是有名的伽利略理想斜面实验。

这个实验是无法实现的,因为永远也无法将摩擦完全消除掉,所以叫理想实验。又叫假想实验,思想上的实验;是每抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验。伽利略从可靠的实验出发,设想出这个实际上不可能进行的但又符合严格科学推理的理想化的实验,论证了物体在不受外力(理想实验中小球水平方向不受外力作用)作用时将永远运动下去的推测是正确的,说明维持物体的运动不需要外力的作用。

伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行抽象思维的一种科学推理,科学研究中的一种重要方法,在自然科学的研究中有着重要的作用,它可以深刻揭示自然规律,被爱因斯坦誉为“是人类思想史上最伟大的成就之一”,伽利略也之无愧地成为动力学的创始人,实验科学的奠基人。

(3)笛卡尔对伽利略看法的补充和完善:

2、牛顿第一定律

(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

(2)理解:

1.物体不受力时将处于______________状态或_________状态。即物体的运动状态不改变。力不是维持物体速度的原因,物体的运动不需要力来维持。

2.外力的作用是迫使物体改变运动状态,即外力是改变______________的原因,力还是产生加速度的原因,而不是维持__________的原因。

3.一切物体都有保持______________________的性质,这种性质叫___________。因此,牛顿第一定律也叫惯性定律。这种性质是物体的固有属性。不论物体处于何种状态,即与物体运动情况和受力情况无关,任何物体在任何状态下均有惯性。质量是惯性大小的唯一量度。

4.牛顿第一定律是物体不受外力作用时的运动定律,所描述的物体不受外力的状态是一种理想化的状态,因为不受外力作用的物体是不存在的,所以牛顿第

一定律不能用实验验证,其正确性可通过由它推导出的结论与实验事实完全一致而得到证明。定律的实际应用场合是物体所受合外力为零,物体在某方向上不受外力或在某方向上受平衡力作用时,该方向上保持静止或匀速直线运动状态的情况是普遍存在的。

(3)惯性:物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

1.惯性是物体的固有属性,惯性不是一种力。

2.任何物体在任何情况下(不管是否受力不管是否运动和怎样运动)都具有惯性,切莫将惯性误解为“物体只有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态时”才有惯性,在受力作用时,惯性依然存在,体现在运动状态改变的难易程度上。

3.惯性的大小只由物体本身的特征决定,与外界因素无关,切莫认为物体的速度越大,惯性越大。

4.惯性是不能被克服的,但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响。

5.不要把惯性概念与惯性定律相混淆。惯性是万物皆有的保持原运动状态的一种属性,惯性定律则是物体不受外力作用时的运动定律,当有力作用时,物体运动状态必定改变。

例1:火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为( )

A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动。

B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动。

C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必是偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已。

D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终有相同的速度。

例2:有人设想,乘坐气球飘在高空,由于地球的自转,一昼夜就能周游世界,请你评价一下,这个设想可行吗?

4、物体运动状态的改变

(1)运动状态指的是物体的速度速度是是矢量,速度不变则运动状态不变,速度改变(大小改变、方向改变或大小方向同时改变)运动状态也就改变了,所以运动状态不断改变的物体总有加速度。

(2)力是使物体产生加速度的原因。

(3)质量是物体惯性大小的量度,质量越大的物体_________越大,运动状态改变就越______________。

例3:月球表面上的重力加速度地球表面上的1/6,同一个飞行器在月球表面上时与在地球表面上时相比较 ( )

A.惯性减小为1/6,重力不变

B.惯性和重力都减小为1/6

C.惯性不变,重力减小为l/6

D.惯性和重力都不变

例4:在车箱的顶板上用细线挂着一个小球,在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样的判断:

(1)细线竖直悬挂:____________________。

(2)细线向图中左方偏斜:_______________。

(3)细线向图中右方偏斜:________________。

课堂训练:

(1)以下各说法中正确的是( )

A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律。

B.不受外力作用时,物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性。

C.在水平地面上滑动的木块最终停下来是由于没有外力维持木块运动的结果。

D.物体运动状态发生变化时,物体必定受到外力的作用。

(2)下列说法正确的是:( )

A.力是使物体惯性改变的原因。

B.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为物体静止时惯性大。

C.乒乓球可快速被抽杀,是因为乒乓球的惯性小。

D.为了防止机器运转时振动,采用地脚螺钉固定在地球上,是为了增大机器的惯性。

(3)某人推小车前进,不用力,小车就停下来,说明:( )

A.力是维持小车运动的原因。

B.小车停下来是因为受力的作用的结果。

C.小车前进时共受四个力。

D.不用力时,小车受到的合外力方向与小车的运动方向相反。

(4)物体的运动状态与受力情况的关系是( )

A.物体受力不变时,运动状态也不变。

B.物体受力变化时,运动状态才会改变。

C.物体不受力时,运动状态就不会改变。

D.物体不受力时,运动状态也可能改变。(5)火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有。人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为( )

A.人跳起后直至落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度。

B.人跳起后,车厢内的空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动。

C.人跳起的瞬间,车厢地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动。

D.人跳起后,车继续向前运动,人落下后必定偏后一一些,只是由于时间很短,

偏后距离太小,不明显而已。

课后作业:

(1)一个以速度v运动着的小球,如果没有受到任何力的作用,经时间t后的速度是_______,经时间nt后的速度是________。

(2)用绳子拉着小车沿光滑水平面运动,绳子突然断裂后,小车将作_______,这时小车在水平方向受到力的大小是___________。

(3)歼击机在战斗前为了提高灵活性,常抛掉副油箱,因为减少质量后___________。

(4)月球表面上的重力加速度g=1.63m/s2,地球上一个质量为500kg的飞行器在月球表面时的质量为_________,重力为_________。

(5)下面几个说法中正确的是( )

A.静止或作匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用。

B.当物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态。

C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到外力作用。

D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向。

(6)关于惯性的下列说法中正确的是( )

A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性。 B.物体不受外力作用时才有惯性。

C.物体静止时有惯性,一开始运动,不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性。

D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态才有惯性。

(7)人从行驶的汽车上跳下来后容易( )

A.向汽车行驶的方向跌倒。 B.向汽车行驶的反方向跌倒。

C.向车右侧方向跌倒。 D.向车左侧方向跌倒。

(8)一人在车厢中把物体抛出,哪种情况,乘客在运动车厢里观察到的现象和在静止车厢里观察到的现象一样( )

A.车厢加速行驶时

B.车厢减速行驶时

C.车厢转弯时

D.车厢匀速直线行驶时

(9)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是( )

A.力是物体运动的原因

B.力是维持物体运动的原因。

C.力是改变物体运动状态的原因

D.力是物体获得速度的原因。

(10)下列说法中正确的是( )

A.物体不受力时,一定处于静止状态。

B.物体的速度等于零时,一定处于力平衡状态。

C.物体的运动状态发生变化时,一定受到外力作用。

D.物体的运动方向,一定是物体所受外力合力的方向.

(11)先后在北京和广州称量同一个物体,下列判断正确的是( ) .

A.用天平称量时两地结果相同。

B.用杆秤(或不等臂天平)称量时两地结果不同。

C.用弹簧秤称量时北京的示数大些。

D.用弹簧秤称量时广州的示数大些。(12)从离开地球表面和月球表面同样高度处做自由落体实验,落地的时间分别

为t

地与t

,落地的速度分别为v

与v

,则( )

A.t

地>t

,v

>v

B.t

>t

,v

C.t

,v

>v

D.t

,v

(13)一个劈形物体abc,各面均光滑,上面放一光滑小球,用手按住在固定的光滑斜面上,如图所示.现把手放开,使劈形物体沿斜面下滑,

则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是( )

A.沿斜面向下的直线。 B.曲线。 C.竖直向下的直

线。 D.折线。

阅读材料:牛顿生平

牛顿是17世纪最伟大的科学巨匠。他的成就遍及物理学、数学、天体力学的各个领域。

牛顿12岁进金格斯中学上学。那时他喜欢自己设计风筝、风车、日规等玩意。他制作的一架精巧的风车,别出心裁,内放老鼠一只,名日“老鼠开磨坊”,连大人看了都赞不绝口。

牛顿在物理学上最主要的成就是发现了万有引力定律,综合并表述了经典力学的3个基本定律一惯性定律、力与加速度成正比的定律、作用力和反作用力定律;引入了质量、动量、力、加速度、向心力等基本概念,从而建立了经典力学的公理体系,完成了物理学发展史上的第一次大综合,建立了自然科学发展史上的里程碑。其重要标志是他于1687年所发表的《自然哲学的数学原理》这一巨著。

在光学上,他做了用棱镜把白光分解为七色光(色散)的实验研究;发现了色差;研究了光的干涉和衍射现象,发现了牛顿环;制造了以凹面反射镜替代透镜的“牛顿望远镜”。1704年出版了他的(《光学》专著,阐述了自己的光学研究的成果。

在数学上,牛顿与德国莱布尼兹各自独立创建了“微积分学”;他还建立了牛顿二项式定理。牛顿在声学、热学、流体力学等方面也有不少研究成果和贡献。

牛顿的一生遇到不少争论和麻烦。例如,关于万有引力发现权等问题,胡克与他争辩不休,差点影响了《原理》的出版;关于微积分发明权的问题,与莱布尼兹以及德英两国科学家争吵不止,给内向的牛顿带来极大的痛苦。40岁以后,他把兴趣转向政治、化学(贱金属变成黄金)、神学问题,写了近200万言的著作,毫无价值。常言道“人无完人,金无足赤”,牛顿也是如此。但是牛顿终归是伟大的牛顿,他的科学贡献将永载史册。

4.2实验:探究加速度与力、质量的关系

教学目标

1、知识与技能

(1)要求学生认真看书,明确用“比较”的方法测量加速度;

(2)探究加速度与力、质量的关系;作出a-F、a-1/m图象。

2、过程与方法

(1)在学生实验的基础上得出a∝F、a∝1/m的实验结论,并使学生对牛顿第二定律有初步的理解;

(2)渗透科学的发现、分析、研究等方法。

3、情感态度与价值观:通过对a∝F、a∝1/m的探究,在提高学生实验能力的基础上,体验探究带来的乐趣,激发学生学习物理的兴趣。

教学重点:对a∝F、a∝1/m的探究。

教学难点: 对探究性实验的把握。

教学方式:本节课主要采取的是“实验--探究”教学方式。

教学工具:器材:木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等。(①附有滑轮的长木板2块;②小车2个;③带小钩或小盘的细线2条;④钩码(槽码),规格:10 g、20 g,用做牵引小车的力;⑤砝码,规格:50 g、100 g、200 g,用做改变小车质量;⑥刻度尺;⑦1 m~2 m粗线绳,用做控制小车运动)如果没有小规格钩码或槽码,可以用沙桶及沙子替代,增加天平及砝码,用来测质量。计算机及自编软件,电视机(作显示)。投影仪,投影片。

教学过程:

第二节探究加速度与力、质量的关系

(一)新课导入:

提问:物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述,物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么?(物体运动状态改变快慢用加速度来描述,与物体质量及物体受力有关)

物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在,其关系是什么?我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关系。指导学生确定实验方案、完成实验操作:

(二)新课教学

1、实验介绍

投影:实验装置如图所示。

我们用小车作为研究对象,通过在小车上增减砝码可以改变小车质量;在小车上挂一根细线,细线通过定滑轮拴一个小桶,小桶内可以放重物,这时小车受到的拉力大致是小桶及重物的重力,我们可以通过改变小桶内的重物改变小车受到的拉力。我们研究小车的加速度a与拉力F及小车质量Ⅲ的关系时,可先保持m一定,研究以与F的关系;再保持F一定,研究d与m的关系,这是物理学中常用的研究方法。(此控制变量法可引导学生讨论得出)

提问:如何根据现有器材测出小车的加速度?(用打点计时器)

用打点计时器测加速度的方法和公式是什么?(在学生充分讨论的基础上可展示如下版图)板图:如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由a=2x/t2算出。也可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度。

由于a=2x/t2,如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的

位移为x

1、x

2

,位移之比就是加速度之比,即a

1

/a

2

= x

1

/ x

2

问题:在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用,这个摩擦力也会影响到小车的加速度,如何消除摩擦力的影响呢?(把木板没有定滑轮的一端垫高,使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。)

2、实验过程

(1)保持小车质量不变,研究a与F的关系。

基本思路:保持物体的质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。

提问:怎样才能直观地反映出口与F是否成正比呢?(可以借助图象,用横轴表示拉力,用纵轴表示加速度,通过采集数据作a一F图象。如加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线,就说明n与F成正比。)

数据的分析:设计一个表格,把同一物体在不同力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系,我们以以为纵坐标、F为横坐标,根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F 成正比,如果不是这样,则需进一步分析。

学生分组实验,教师巡视指导.学生报出实验数据并输人计算机。(用Excel 表格处理数据)

结论:a∝F

(2)保持拉力不变,研究a与m的关系

基本思路:保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。

数据的分析:设计第二个表格,把不同物体在相同力的作用下的加速度填在表中。

根据我们的经验,在相同力的作用下,质量优越大,加速度a越小。这可能是“a 与m成反比”,但也可能是“以与m2成反比”,甚至是更复杂的关系。我们从最简单的情况人手,检验是否“a与m成反比”。在数据处理上要用到下面的技巧。

板图:“a与m成反比”实际上就是“a与1/m成正比”,如果以a为纵坐标、1/m为横坐标建立坐标系,根据a-1/m图象是不是过原点的直线,就能判断加速度以是不是与质量m成反比。

结论:a∞1/m

在这个实验中,我们根据日常经验和观察到的事实,首先猜想物体的加速度与它所受的力及它的质量有最简单的关系,即加速度与力成正比、与质量成反比a∝F、a∝l/m。

如果这个猜想是正确的,那么,根据实验数据以a为纵坐标、F为横坐标和以a为纵坐标、1/M为横坐标作出的图象,都应该是过原点的直线.但是实际情况往往不是这样,描出的点有些离散,并不是严格地位于某条直线上,用来拟合这些点的直线也并非准确地通变原点。

这时我们会想,自然规律真的是a∝F、a∝l/m吗?如果经过多次实验,图象中的点都十分靠近某条直线,而这些直线又都十分接近原点,那么,实际的规律很可能就是这样的。

可见,到这时为止,我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时,它才能成为“定律”。本节实验只是让我们对于自然规律的够究有所体验,实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量就能得出的。

作业设计

(1)物体运动状态的变化是指

A.位移的变化 B.速度的变化 C.加速度的变化 D.质量的变化

(2)以下物体在运动过程中,运动状态不发生变化的是 ( )

A.小球做自由落体运动 B.枪弹在枪筒中做匀加速运动

C.沿斜坡匀速下滑的汽车 D.汽车在水平面上匀速转弯

(3)关于力和运动的关系,下列说法中正确的是 ( )

A.物体受力一定运动,力停止作用后物体也立即停止运动 B.物体所受的合力越大,其速度越大

C.物体受力不变时,其运动状态也不变 D.物体受外力的作用,其速度一定改变

(4)物体A的质量为10 kg,物体B的质量为20 kg,A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动,则 ( )

A.A的惯性比B大 B.B的惯性比A大 C.A、B的惯性一样大

D .不能确定

(5)关于力下列说法中确的是 ( )

①力是使物体运动状态改变的原因;②力是维持物体运动的原因;

③力是改变物体惯性大小的原因;④力是使物体产生加速度的原因。

A .①④

B .①②

C .②③

D .③④

(6)下列说法中正确的是 ( )

A .物体不受力时,一定处于静止状态

B .物体的速度等于零时,一定处于平衡状态

C .物体的运动状态发生变化时,一定受到外力的作用

D .物体的运动方向,一定是物体所受外力合力的方向

(7)一个物体受到四个力作用而静止,当撤去其中的F 1,而其他三个力不变时,

物体将___________。

4.3 牛顿第二定律

教学目标

(1)知道国际单位制中力的单位是怎样定义的;

(2)理解牛顿第二定律的内容,知道牛顿第二定律表达式的确切含义;

(3)能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。

教学重点:牛顿第二定律。

教学难点: 牛顿第二定律。

教学过程:

第三节 牛顿第二定律

1、牛顿第二定律

(1)公式推导:

(2)语言表述:

(3)公式表达:

1.数学表达式:

2.常用计算式:F 合=ma

牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心,是本章的重点和中心内容,在力学中

占有很重要的地位,一定要深入理解牛顿第二定律的确切含义和重要意义。

理解:

第一、因果关系:只要物体所受合力不为零(无论合力多么的小),物体就获

得加速度,即力是产生加速度的原因,力决定加速度,力与速度、速度的变化没

有直接关系。如果物体只受重力G=mg 的作用,则由牛顿第二定律知物体的加速

度为a=g m

mg m G m F ===合

。即重力是使物体产生重力加速度g 的原因,各地的g 值略有差异,通常取g=9.8m /s 2。在第一章学习《重力》一节时,给出了重量和

质量的关系式G=mg ,g 是以比例常数引人的,g=9.8N /kg 。现在可以证明,这个

比例常数就是重力加速度,9.8N /kg 与9.8m /s 2等价。

第二、矢量关系:F 合=ma 是一个矢量式,加速度a 与合外力F 合都是矢量,

物体加速度的方向由它所受的合外力的方向决定且总与合外力的方向相同(同向

性),而物体的速度方向与合外力方向之间并无这种关系。这样知道了合外力(或

加速度)的方向,就知道了加速度(或合外力)的方向。

第三、瞬时对应关系:牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律,物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F

=ma对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生(虽有因果关系但却不分先后)、同时变化、同时消失。

独立对应关系:当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理),而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生的加速度叠加(按矢量运算法则)的结果。

第四、同体关系:加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的,所以解题时一定把研究对象确定好,把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。

2、由牛顿第二定律可以清楚地认识到运动和力的关系

(1)物体运动的性质由所受合力F

的情况决定。

(2)物体运动的轨迹由所受合力F

合和它的初速度v

共同决定。

(3)物体做加速直线运动的条件:F

合和v

的方向沿同一直线且同向。

3、应用牛顿第二定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象(在有多个物体存在的复杂问题中,确定研究对象尤其显得重要)。

(2)分析研究对象的受力情况,画出受力图。

(3)选定正方向或建立直角坐标系。通常选加速度的方向为正方向,或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向。这样与正方向相同的力(或速度)取正值;与正方向相反的力(或速度)取负值。

(4)求合力(可用作图法,计算法或正交分解法)。

(5)根据牛顿第二定律列方程。

(6)必要时进行检验或讨论。

例1:质量为2kg的物体放在水平地面上,与水平地面的动摩擦因数为0.2,现对物体作用一向右与水平方向成37,大小为10N的拉力F,使之向右做匀加速运动,求物体运动的加速度?

例2:质量为m的物体放在倾角为30°的斜面上,求: (1)若斜面光滑,物体沿斜面下滑的加速度多大?(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为μ,物体沿斜面下滑的加速度多大?

例3:如图所示,装有架子的小车,用细线拖着小球在水平地面上运动,已知运动中,细线偏离竖直方向30°,则小车在做什么运动?

例4:在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作( )

A .匀减速运动。

B .匀加速运动。

C .速度逐渐减小的变加速运动。

D .速度逐渐增大的变加速运动。

例5:汽车在空载时的质量是4×103kg ,它能运载的最大质量是4×103kg ,要使

汽车在空载时加速前进需要牵引力是2.5×104N ,那么满载时以同样加速度前进,

需要的牵引力是多少?

例6:一个力作用于质量为m 1的物体A 时,加速度为a 1;这个力作用于质量为

m 2的物体时,加速度为a 2,如果这个力作用于质量为m 1+m 2的物体C 时,得到的

加速度为( )

A .221a a +

B .2111m m a m +

C .2122m m a m +

D .2

121a a a a + 课堂训练:

(1)设洒水车的牵引力不变,所受阻力与车重成正比,洒水车在平直路面上行

驶原来是匀速的,开始洒水后,它的运动情况将是( )

A .继续作匀速运动.

B .变为作匀加速运动.

C .变为作变加速运

动. D .变为作匀减速运动.

(2)甲车质量是乙车质量的2倍,把它们放在光滑水平面上,用力F 作用在静

止的甲车上时,得到2m /s 2的加速度,若用力F 作用在静止的乙车上,经过2s ,

乙车的速度大小是( )

A .2m /s

B .4m /s

C .6m /s

D .8m

/s

(3)如果力F 在时间t 内能使质量m 的物体移动距离s ( )

A .相同的力在相同的时间内使质量是一半的物体移动2s 的距离。

B .相同的力在一半时间内使质量是一半的物体移动相同的距离。

C .相同的力在两倍时间内使质量是两倍的物体移动相同的距离。

D .一半的力在相同时间内使质量是一半的物体移动相同的距离。

(4)质量是2kg 的物体,受到4个力作用处于静止状态。当撤去其中F 1、F 2两

个力后,物体运动的加速度为lm /s 2,方向向东,则F 1、F 2的合力是_________,

方向________。

课后作业:

(1)原来作匀加速直线运动的物体,当它所受的合外力逐渐减小时,则( )

A .它的加速度将减小,速度也减小

B .它的加速度将减小,速度在增加。

C .它的加速度和速度都保持不变

D .它的加速度和速度的变化无法确定。

(2)从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是当

我们用一个很小的力去推很重的桌子时,却推不动它。这是因为( )

A .牛顿第二定律不适用于静止物体。

B .桌子的加速度很小,速度的增量极

小,眼睛不易觉察到。

C .推力小于静摩擦力,加速度是负的。

D .桌子所受的合力为零。

(3)沿平直轨道运行的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球,弹簧处

于自然长度,当旅客看到弹簧的长度变短时对火车的运动状况判断正确的是

( )

A .火车向右方运动,速度在增加中。

B .火车向右方运动,速度在减小中。

C .火车向左方运动,速度在增加中。

D .火车向左方运动,速度在减小中。

(4)一质量为m 的物体,在水平恒力F 作用下沿粗糙水平面由静止开始运动,

经时间t 后速度为v ,为使物体的速度增为2v ,可以采用的办法是( )

A .将物体的质量减为原来的1/2,其它条件不变。

B .将水平力增为2F ,其

他条件不变。

C .将时间增为2t ,其他条件不变。

D .将物体质量、水平恒

力和时间都增为原来的两倍。

(5)当作用在物体上的合外力不等于零时,则( )

A .物体的速度一定越来越大

B .物体的速度一定越来越小

C .物体的速度可能保持不变

D .物体的速度一定会改变

(6)质量为m 的木块,以初速v 0能在水平面上滑行的距离为s 。如在木块上再

粘一个质量为m 的木块,仍以初速V 。在同一水平面上滑行,它们能滑行的距离

为( ) 。

A .S/2

B .2S

C .S/4

D .S

(7)一个物体静止在光滑水平面上,现先对物体施加一向东的恒力F ,历时1s ;

随即把此力改为向西,大小不变,历时1s ;接着又把此力改为向东,大小不变,

历时1s ,如此反复,只改变力的方向,不改变力的大小,共历时1min ,在这1min

内( )

A .物体时而向东运动,时而向西运动,在1 min 末静止于初始位置之东。

B .物体时而向东运动,时而向西运动,在lmin 末静止于初始位置。

C .物体时而向东运动,时而向西运动,在l min 末继续向东运动。

D .物体一直向东运动,从不向西运动,在1 min 末静止于初始位置之东。

(8)25N 的力作用在一个物体上.能使它产生2m /s 2的加速度,要使它产生5m

/s 2的加速度,作用力为________________。

(9)用水平恒力F 推动放在光滑水平面上、质量均为m 的六个紧靠在一起的木

块,则第5号木块受到的合外力等于________,第4号木块对第5号本块的作用

力等于______。

(10)用一水平恒力将质量为250kg 的木箱沿水平地面推行50m ,历时l0s ,若

物体受到的阻力是物重的0.1倍,则外加推力多大?(g=10m/s 2)

(11)一个质量为5kg 的物体,以2m /s 的速度向右运动,从开始计时起在第

3s 末受到一个大小为15N 、方向向右的恒力作用,再经5s 物体的速度多大?在这

8s 内物体的位移是多少?

阅读材料:惯性系和非惯性系

牛顿定律只能直接地应用于“惯性系”;对于“非惯性系”,则需要引入一个F 1 2 3 4 5 6

虚拟的“惯性力”,才能应用牛顿定律。

在本章的习题里,遇到了变速升降的问题。如果某一物体所受的重力为G,那么当起重机匀加速上升(或匀减速下降)时,钢丝绳的拉力7>G;当起重机匀加速下降(或匀减速上升)时,钢丝绳的拉力T

匀加速上升时:T-G=ma,所以T>G。

匀加速下降时:G-T=ma,所以T

但是以做变速运动的起重机做参考系的观察者,则感到似乎物体所受的重力发生了变化。这就是通常说的“超重”和“失重”现象。

由上边的例子可以看出:从不同的参考系进行观察,对同一事件可以得出不同的认识。当

我们以地面为参考系时,可以运用牛顿定律来考虑问题,我们称这种“牛顿定律能够适用的参

考系”为惯性系。当我们以做变速运动的起重机为参考系时,则不能直接应用牛顿定律来处理

问题,我们称这种系统为“非惯性系”。

非惯性系不仅限于变速升降系统,我们再举两个常见的例子:在加速前进的车厢中的观察者,看到一个光滑小球会自动地加速后退,而没有发现它受到产生加速度的力。在转动圆盘上的观察者,看到光滑小球会自动离心而去,并没有发现使它远离圆心的力。

人们为了使牛顿定律也能应用于非惯性系而引入了“惯性力”的概念。这不是由于物质间的相互作用而产生的力,而是为了描写非惯性系的变速运动的性质而引入的假想的力。例如前进中的车辆骤然停止时,在惯性系中的观察者看来,车厢中的乘客没有受到外力,仍然向前做惯性运动,但车内乘客却觉得自己好像受到一个力,使自己向前倒去,这个力就是惯性力。

为了与“惯性力”相区别,我们把物体间相互作用的力称为“牛顿力”。在非惯性系中运用牛顿第二定律处理问题时,不但要考虑‘‘牛顿力”,而且还要考虑“惯性力”。

中学物理教材中的力学问题,都是用惯性系来讨论的,所以没有引入惯性系和非惯性系的概念。

4.4力学单位制

教学目标

(1)知道什么是单位制,知道基本单位和导出单位的含义及力学中三个基本单位;

(2)认识单位制在物理计算中的作用;

(3)知道在物理计算中必须采用同一单位制的单位,掌握用国际单位制的单位解题。

教学重点: 单位制、基本单位和导出单位的含义及力学中的三个基本单位。

教学难点: 基本单位的理解。

教学过程:

第四节力学单位制

1、单位制

(1)基本物理量

反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量——质量、时间和长度。因为世界是由运动着的物质组成的,物理学的研究对象是物质的带有普遍性的运动,首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化),抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量,就抓住了力学的基本问题,才可进一步讨论其他力学问题。

(2)基本单位:

所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位,如在力学中,选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位:长度--cm、m、km、质量--g、kg、时间——s、min、h等。

(3)导出单位

根据物理公式和基本单位,推导出其它物理量的单位叫导出单位。

物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位关系,如位移用m作单位,时间用s作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是m/s。若位移用km作单位,时间用h作单位,由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是km/h。

(4)单位制

基本单位和导出单位一起组成了单位制。

由基本单位和导出单位一起组成了单位制。选定基本物理量的不同单位作为基本单位,可以组成不同的单位制如历史上力学中出现了厘米·克·秒制和米·千克·秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺·秒·磅制等。

2、力学中的国际单位制

(1)单位制的发展

由于基本物理量的选取和基本单位的规定都带有一定程度的任意性,中外历史上曾出现过许多单位制(如我国在单位中出现的斤、两、尺、寸等),这就阻碍了国际及社会交往。为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制,国际米制公约各成员国(我国1997年加入)于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制(国际代号为SI)。现有82个国家与地区采用,国际上许多经济组织和科学技术组织都宣布采用.国际单位制的推行,对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起了非常重大的作用;随着经济全球化,越来越显示出其重要意义。我们要掌握好国际单位制。

(2)力学中的国际单位制

1.基本单位:长度的单位:m(米),质量的单位:kg(千克),时间的单位:s(秒).

2.导出单位:速度的单位:m/s(米/秒),加速度的单位:m/s2(米/秒2,读作“米每二次方秒”),力的单位:N(kg·m/s2,牛顿)等等。

3.注意:A.物理学中国际单位制的基本单位共有七个:已学过的有米(m)、千克(kg)、秒(s);今后将陆续学到安培(A)、开(K)、摩尔(mo1)、坎(cd)。B.注意书写方式的规范化:凡表示物理量的符号一律用斜体(如位移、路程符号用s),凡表示单位的符号一律用正体(如时间的单位s)。另外注意符号有大写、小写之分等。

说明:

(1)力学中还有采用厘米(长度单位)、克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位组成了一种单位制—厘米·克·秒制。

(2)在物理计算中所有各量都应化为同一单位制中。在中学物理计算中一般采用国际单位制。

3、单位制在物理计算中的作用

(1)可对计算结果的正、误进行检验。如用力学国际单位制计算时,只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时,该运算过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对,则结果一定错。

(2)用同一单位制进行计算时,可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字,如题给条件是v=54km/h,用力学国际单位制时一定要换算成v=15m/s,数字是“15”,而非“54”),只在计算结果的数字后面写出所求物理量在该单位制下的单位即可,这样可以简化计算。

注意:高中学习阶段,要求计算时一律用力学国际单位制,故一定要掌握好力学国际单位制中物理量的单位(名称和符号)。

课后作业

(1)下列关于单位制及其应用的说法中,正确的是:()

A.基本单位和其导出单位一起组成了单位制。 B.选用的基本单位不同,构成的单位制也不同。

C.在物理计算中,如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示,只要正确应用物理公式其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的。 D.一般说来,物理公式主要确定各物理量间的数量关系,并不一定同时确定单位关系。

(2)在国际单位制中,力学的三个基本单位是________、_______、_______。(3)试根据有关物理公式,由国际单位制中力学的基本单位推导出速度、加速度、力等物理量的单位。在厘米、克、秒制中,力的单位是达因,试证明l牛顿=105达因。

(4)现有下列的物理量或单位,按下面的要求把相关字母填空;

A.密度;B.m/s;C.N;D.加速度;E.质量;F.s;G.cm;H.长度;I.时间;J.kg;

(1)属于物理量的是______________。

(2)在国际单位制中,作为基本单位的物理量有______________。

(3)在国际单位制中基本单位是______________,属于导出单位的是____________。

阅读材料:米制、国际单位制和法定计量单位

米制起源较早。自1791年法国国民议会通过建立以长度单位“米”为基础的计量单位以来,迄今已有二百年的历史。米制单位是十进位的,又有专门的词头构成主单位的倍数单位和分数单位,而且基本单位都具有比较科学的、能以较高精度复现的基准器。由于它有这些优点,逐渐为其他国家所接受。但是,随着科学技术的发展,又由米制中派生出各种不同的单位制,如厘米、克、秒制,米,千克,秒制等等。这样一来,米制已经不是一个单一的单位制了,而且出现了一些具有专门名称的单位,它们之间缺乏科学的联系,并且存在着相互矛盾的现象。

国际单位制诞生于1960年,它来源于米制,继承了米稍的优点(如十进位,用专门词头构成十进倍数与分数单位等),同时克服了米制的缺点(如多种单位并存),是米制的现代形式。

国际单位制以米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉、摩尔七个单位作为基本单位,并把词头扩大到从10-18到1018的范围,同时保留了少数广泛使用的国际制以外的单往,以适应各个学科的需要,它比米制更科学、更完善了。

我国政府于19114年2月27日发布了《中华人民共和圆法定计量单位》和统一实行法定计量单位的命令;这个法定计量单位是在国际制单位的基础上:增加了十五个非国际制单位构

成的。增加的十五个非国际制单位中,有十个(其中包括三个时间单位、三个平面角单位、二

个质量单位、一个体积单位和一个能量单位)是国际计量局规定可以与圈际制单位并用的单位;有二个(其中包括一个长度单位和一个速度单位)是国际计量局规定可以暂时与国际制单位并用的单位;只有三个是根据我国情况选用的单位。

4.5 牛顿第三定律

教学目标

(1)知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念;

(2)知道牛顿第三定律的内容,能用它解决简单的问题;

(3)能区分平衡力与作用力和反作用力。

教学重点:牛顿第三定律。

教学难点: 平衡力与作用力和反作用力的关系。

教学过程:

第五节牛顿第三定律

1、力的作用是相互的、同时发生的

大量实验事实表明,自然界中一切力的现象,总是表现为物体之间的相互作用,只要有力发生,就一定有受力物体和施力物体。甲物体施给乙物体一个力的同时,甲物体也受到乙物体施给的一个力,施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体。物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。(1)相互性

把相互作用的一对力中的一个叫做作用力(或反作用力),另个就叫做反作用力 (或作用力)。习惯上,常把研究对象受到的力称为作用力,而把研究对象对其他施力物体所施加的力称为反作用力。

(2)同时性

作用力和反作用力是同时发生的,切莫以为“作用力在先,反作用力在后”(可以用自已的双手对掌体会之)。用脚踢足球,有人说:“只有把脚对球的力叫作用力,球对脚的力叫反作用力才行,因为前者是主动力,后者是被动力,主动力在先,被动力在后”。这种说法是错误的,因为主动力与被动力只能说明引起相互作用的原因,并不意味着相互作用有先后之分。

2、牛顿第三定律

(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。

(2)表达式:(作用力)F=- F′(反作用力),式中的“一”号表示方向相反。

(3)重要意义

1.牛顿第三定律独立地反映了力学规律的一个重要侧面,是牛顿第一、第二定律的重要补充,定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律,即作用力和反作用力定律。

2.全面揭示了作用力和反作用力的关系,可归纳为三个性质和四个特征。三个性质是:

A.异体性:作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上,各自产生各自的作用效果;

B.同时性:作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,不分先后;

C.相互性:作用力和反作用力总是相互的,成对出现的。

四个特征是:

A.等值:大小总是相等的;

B.反向:方向总是相反的;

C.共线:总是在同一直线上;

D.同性:力的性质总是相同的。

3.牛顿第三定律揭示了力作用的相互性,兼顾施力、受力两个方面,是正确分析物体受力的基础.定律说明物体间力的作用是相互的,因而物体运动状态的改变也必然相互关联,借助定律可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析。

4.牛顿第三定律所阐明的作用力与反作用力的关系,不仅适用于静止的物体之间,也适用于相对运动的物体之间,这种关系与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关.

5.牛顿第三定律是牛顿及其前人通过大量实验得出的一条普遍规律,广泛应用于生产、生活和科学技术中,所以要把所学知识与实际问题联系起来,用以解决各种实际问题。

3、平衡力与作用力和反作用力的关系

例1:一个大汉(甲)跟一个女孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气,结果大汉把女孩拉过来了,对这个过程中作用于双方的力的关系,不正确的说法是( ) A.大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大。 B.大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大。

C.大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等。

D.只有在大汉把女孩拉动的过程中,大汉的力才比女孩的力大。在可能出现的

短暂相持过程中,两人的拉力一样大。

例2:关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中,正确的是( )

A.有作用力才有反作用力,因此先有作用力后产生反作用力。

B.只有两个物体处于平衡状态中,作用力与反作用力才大小相等。

C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间。

D.作用力与反作用力的性质一定相同。

例3:一个400N重的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为60kg的人,站在小磅秤上,如图所示.如果人用力推木箱顶板,则小磅秤和大磅秤上的示数T

1

T

2

的变化情况是( )

A.T

1增大,T

2

减小 B.T

1

减小,T

2

不变

C.T

1增大,T

2

增大. D.T

1

增大,T

2

不变

例4:如图所示,用力F拉着叠放的A、B两木块一起沿粗糙斜面匀速上行,对木块B,存在________对作用力与反作用力;对木块A,存在______对作用力与反作用力。

课堂训练:

(1)一本书静放在水平桌面上,则( )

A.桌面对书的支持力的大小等于书的重力,它们是一对相互平衡力。

B.书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用与反作用力。

C.书对桌面的压力就是书的重力,它们是同一性质的力。

D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力。

(2)重物A用一根轻弹簧悬于天花板下,画出重物和弹簧的受力图如图所示,关于这四个力的以下说法正确的是( )

A.F

1的反作用力是F

4

B.F

2

的反作用力是F

3

C.Fl的施力者是弹簧 D.F

1

与F

2

是一对作用与反作用力

(3)两个小球A和B,中间用弹簧连结,并用细绳悬于天花板下,下面四对力中,属平衡力的是()

A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力。 B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力。

C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力。 D.B的重力和弹簧对B的拉力。

(4)两人分别用10N的力拉弹簧秤的两端,则弹簧秤的示数是( )

A.0 8.10N C.20N D.5N.

课后作业:

(1)在水平光滑直轨上停着两个质量相同的车厢,在一个车厢内有一人,并拉着绳子使两车厢靠拢。不计绳子的质量,判断有人的那节车厢的方法是()A.根据绳子哪一头的拉力大小,拉力大的一端车厢里有人。 B.根据车厢运动的先后,先运动的车厢里有人。

C.根据车厢运动的快慢,运动得慢的车厢里有。 D.根据车厢运动的快慢,运动得快的车厢里有人。

(2)用水平外力F 将木块压在竖直墙面上而保持静止状态,如图所示,下列说法中正确的是( )

A.木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡。

B.木块重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力和反作用力。

C.外力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力。

D.木块对墙的压力的反作用力与外力F大小相等

(3)传动皮带把物体由低处送到高处的过程中,物体与皮带间的作用力与反作用力的对数有( )

A.一对 B.二对 C.三对 D.四对(4)一物体受一对平衡力作用而静止。若其中向东的力先逐渐减小至0,后又逐渐恢复到原来的值.则该物体( )

A.速度方向向东,速度大小不断增大,增至最大时方向仍不变。

B.速度方向向西,速度大小不断增大,增至最大时方向仍不变。

C.速度方向向东,速度大小先逐渐增大,后逐渐减小到0。

D.速度方向向西,速度大小先不断增大,后逐渐减小到0。

(5)质量分别为m

1、m

2

的A、B两个物体,A静止,B以速度v沿光滑水平面向

右运动,现分别对它们加上完全相同的水平推力F,能使它们达到相同速度的条件是( )

A.F的方向向右,m

1≥m

2

B.F的方向向右,m

1<m

2

C.F的方向向左,m

1>m

2

D.F的方向任意, m

1=m

2

4.6 用牛顿定律解决问题(一)

教学目标

(1)进一步学习分析物体的受力情况,能结合力的性质和运动状态进行分析;(2)知道两类动力学问题;

(3)理解应用牛顿运动定律解答两类动力学问题的基本思路和方法;

(4)会应用牛顿运动定律结合运动学知识求解简单的两类问题。

教学重点:应用牛顿定律解题的一般步骤。

教学难点: 两类动力学问题的解题思路。

教学过程:

F

第六节 用牛顿定律解决问题(一)

1、动力学的两类基本问题

本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上,应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题。

(1)根据物体的受力情况(已知或分析得出)确定物体的运动情况(求任意时刻的速度、位移等)。

解题基本思路:

利用牛顿第二定律F 合=ma 求出物体的加速度a ;再利用运动学的有关公式

(at v v t +=0,2021at t v s +=,as v v t 2202=- 等)求出速度v t 和位移s 等。

(2)根据物体的运动情况(已知)确定物体的受力情况。

解题基本思路:分析清楚物体的运动情况(性质、已知条件等),选用运动学公式求出物体的加速度;再利用牛顿第二定律求力。

无论哪类问题,正确理解题意、把握条件、分清过程是解题的前提,正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键,加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。可画方框图如下:

把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况,从而对物体的运动做出明确预见。如指挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料,发现了万有引力定律就属于这种探索。

2、应用牛顿运动定律解题的一般步骤

(1)确定研究对象(在解题时要明确地写出来)

可根据题意选某物体(题设情景中有多个物体时尤显必要)或某一部分物体或几个物体组成的系统为研究对象。所选研究对象应是受力或运动情况清楚便于解题的物体。有的物体虽是涉及对象但受力或运动情况不明不能选为研究对象,需要根据牛顿第三定律转移研究对象分析。比如求物体对地面的压力,不能选地面为研究对象而选物体为研究对象,求得地面对物体的支持力,再由牛顿第三定律得出物体对地面的压力与地面对物体的支持力大小相等方向相反。

(2)全面分析研究对象的受力情况,正确画出受力示意图

可以按力的性质--重力、弹力、摩擦力、其他力的次序分析物体所受各个力的大小和方向;再根据力的合成知识求得物体所受合力的大小和方向。也可以根据牛顿第二定律F 合=ma ,在加速度a 的大小方向已知或可求时,确定合力F 合的大小和方向。牛顿运动定律研究的对象是质点或可以看成质点的物体,因此画示意图时,可以用一方块一圆圈或一个点表示物体,各力作用点画在一个点(如方块中心或圆圈中心)上。各力方向一定要画准,力线段的长短要能定性地看出力大小的不同。

(3)全面分析研究对象的运动情况,画出运动过程示意简图(含物体所在位置、速度方向、加速度方向等)

运动学公式 牛顿第二定律 物体受力情况及其分析 物体运动状态及其变化 加速度

高中物理必修一教案 完整版

第一章运动的描述 第1节质点参考系和坐标系 知识点一、机械运动 1.定义:物体相对于其他物体的________变化,叫做机械运动,简称运动。 2.运动的绝对性和静止的相对性:宇宙中没有不动的物体,一切物体都在不停地运动,运动是________的,静止是________的。 知识点二、物体和质点 1.实际物体:有一定的________和________,并且运动过程中物体上各部分的运动情况一般________。 2.质点 (1)定义:研究物体的运动时,在某特定情况下,可以不考虑物体的________和________,把它简化为一个有________的物质点,这样的点称为质点。 (2)把物体看成质点的条件:物体的________和________等因素不影响问题的研究时,就可以把物体看成质点。 3.对质点的理解 (1)质点是用来代替物体的有质量的点,其突出的特点是“具有质量”,但是质点没有大小、体积、形状,它与几何中的“点”有本质区别。 (2)质点是一种“理想化模型”。 (3)可将物体看成质点的几种情况: 知识点三、参考系 1.定义:要描述一个物体的运动,就必须选择另外一个物体作________,这个用来作______________就叫做参考系。 2.选取原则:(1)研究物体的运动时,参考系的选取是________,一般根据研究问题的方便来选取。 (2)在研究地面上物体的运动时,通常把________或者____________________的其他物体作为参考系。 3.选择参考系的意义:要描述一个物体的运动,必须首先选好参考系,对于同一个运动,如果选不同的物体作参考系,观察到的运动情况可能不相同。 4.选择参考系的原则:(1)选取参考系一般应根据研究对象和研究对象所在的系统来决定。 (2)参考系的选取可以是任意的。在实际问题中,参考系的选取应以观测方便和使运动的描述尽可能简单为基本原则。 (3)由于运动描述的相对性,凡是提到物体的运动,都应该明确它是相对哪个参考系而言。 (4)在同一个问题当中,若要研究多个物体的运动或同一个物体在不同阶段的运动时,必须选取同一个参考系。 (5)无论物体原来运动情况如何,一旦把它选为参考系,就认为它是静止的。 知识点四、坐标系 1.建立坐标系的目的:定量地描述物体的________及位置的________。 2.建立坐标系的方法 (1)建立何种坐标系要针对物体是在________、平面内,还是空间中运动而定。 (2)建立坐标系时应明确坐标原点、________及单位长度,标明坐标单位。 题型一、对质点概念的理解 例1、关于下列情况中的物体可否看作质点,判断正确的是() A.研究一列火车通过南京长江大桥的时间,火车可视为质点

高中物理(必修一)全册精讲精练学案(含答案)

1.物体和质点 (1)实际物体:都有一定的大小和形状,并且物体各部分的运动情况一般来说并不相同。 (2)质点:用来代替物体的具有质量的点。 (3)将物体看成质点的条件 在研究物体的运动时,当物体的大小和形状对所研究问题的影响可忽略不计时,物体可视为质点。 1.体积很小的物体都能看成质点( × ) 2.只有做直线运动的物体才能看成质点( × ) 3.任何物体在一定条件下都可以看成质点( √ ) 4.转动的物体一定不能看成质点( × ) 解析:能否将物体看成质点,取决于所研究的问题而不是取决于这一物体的大小、形状,当研究物体的大小和形状对所研究问题没有影响或影响很小时,可以将其形状和大小忽略,将物体看成质点,同一物体有时能看成质点,有时不能看成质点,1、2、4错误,3正确。 答案:1.× 2.× 3.√ 4.×

2.参考系 (1)定义:在描述物体的运动时,用来做参考的物体。 (2)参考系的选取 ①参考系可以任意选择,但选择不同的参考系来描述同一物体的运动时,结果往往不同; ②参考系选取的基本原则是使问题的研究变得简洁、方便。 宋代诗人陈与义乘船东行,在去襄邑的途中写下了《襄邑道中》一诗,根据图中诗句回答以下问题: 1.诗中“飞花”的参考系是_____________________________; 2.诗中“云不动”的参考系是_____________________________________; 3.诗中“云与我倶东”的参考系是__________________________________。 解析:两岸原野上落花缤纷,随风飞舞,“飞花”是以两岸为参考系的;“云不动”是说诗人躺在船上望着天上的云,它们好像纹丝不动,说明云与船的位置不变,是以船为参考系的;“云与我俱东”是以两岸为参考系的,船向东行驶。 答案:1.两岸 2.船 3.两岸 3.坐标系 (1)建立目的:为了定量地描述物体的位置及位置的变化,在参考系上建立适当的坐标系。 (2)建立方法:当物体做直线运动时,往往以这条直线为x轴,在直线上规定原点、正方向和单位长度,建立直线坐标系。 如图甲所示,冰场上的花样滑冰运动员,要描述他的位置,你认为应该怎样建立坐标系?如图乙所示,要描述空中飞机的位置,又应怎样建立坐标系? 甲乙 解析:描述运动员的位置可以以冰场中央为坐标原点,

高一物理必修1全册教案

第一章运动的描述(复习) ★新课标要求 1、通过本章学习,认识如何建立运动中的相关概念,并体会用概念去描述相关质点运动的方法。了解质点、位移、速度、加速度等的意义。 2、通过史实初步了解近代实验科学的产生背景,认识实验对物理学发展的推动作用,并学会用计时器测质点的速度和加速度。 3、通过学习思考及对质点的认识,了解物理学中模型和工具的特点,体会其在探索自然规律中的重要作用。如质点的抽象、参考系的选择、匀速直线运动的特点等。 4、体会物理学中,相关条件的特征及作用,科学的方法在物理学中的意义,如瞬时速度、图象等。 ★复习重点 位移、速度、加速度三个基本概念,及对这三个概念的应用。 (一)投影全章知识脉络,构建知识体系 1、知识框架图 2、基本概念图解

(二)本章专题剖析 [ 例1 ]关于速度和加速度的关系,下列论述正确的是( ) A. 加速度大,则速度也大 B. 速度的变化量越大,则加速度也越大 C. 物体的速度变化越快,则加速度就越大 D. 速度的变化率越大,则加速度越大 解析: 对于A 选项来说,由于速度和加速度无必然联系,加速度大,速度不一定大,因此A 错误。B 选项,t v a ??= ,速度变化量越大,有可能t ?更大,a 不一定大,B 也错。

C 选项,加速度a 是描述物体速度变化快慢的物理量,速度变化越快,a 越大,所以C 对。 D 选项, t v ??称为速度变化率,t v a ??=,故有速度的变化率越大,加速度越大。所以D 对。故答案应选C 、D 。 点拨:本题往往会误将A 、B 选项作为正确选项而选择,原因是没有弄清楚a 与v 、v ?的关系。而D 选项部分同学却认为不正确而漏选,其原因是没有把握好加速度定义式 t v a ??= 所包含的本质意义,造成错解。 [ 例2 ]甲乙两物体在同一直线上运动的。x-t 图象如图1所示,以甲的出发点为原点, 出发时刻为计时起点则从图象可以看出( ) A .甲乙同时出发 B .乙比甲先出发 C .甲开始运动时,乙在甲前面x 0处 D .甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙 分析:匀速直线运动的x-t 图象是一条倾斜的直线,直线与纵坐标的交点表示出发时物体离原点的距离。当直线与t 轴平行时表示物体位置不变,处于静止,两直线的交点表示两物体处在同一位置,离原点距离相等。 答案ACD 拓展思考:有人作出了如图2所示的x-t 图象,你认为正确吗?为什么? (不正确,同一时间不能对应两个位移) [例3]如图所示为一物体作匀变速直线运动的v -t 图像,试分析物体的速度和加速度的特点。 分析:开始计时时,物体沿着与规定正方向相反的方向运动,初速度v 0= -20m/s ,并且是减速的,加速度a 是正的,大小为a =10m/s 2,经2秒钟,物体的速度减到零,然后又沿着规定的正方向运动,加速度的大小、方向一直不变。

高中物理必修一第四章测试题含答案

物理必修一第四章测试题 一:选择题: 1.为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是() A.控制变量法B.假设法C.理想实验法D.图象法 2.下面说法正确的是 A.物体的质量不变,a正比于F,对F、a的单位不限 B.对于相同的合外力,a反比于m,对m、a的单位不限 C.在公式F=ma中,F、m、a三个量可以取不同单位制中的单位 D.在公式F=ma中,当m和a分别用千克、米每二次方秒做单位时,F 必须用牛顿做单位 3.如图所示,质量均为m的A、B两球之间系着一根不计质量的弹簧,放在光滑的水平面上,A球紧靠竖直墙壁,今用水平力F将B球向左推压弹簧,平衡后,突然将F撤去,在这瞬间() ①B球的速度为零,加速度为零 F ②B球的速度为零,加速度大小为m ③在弹簧第一次恢复原长之后,A才离开墙壁 ④在A离开墙壁后,A、B两球均向右做匀速运动以上说法正确的是 A.只有①B.②③C.①④D.②③④ 4.在光滑的水平面上访一质量为m的物体A用轻绳通过定滑轮与质量为m的物体B相联接,如图所示,物体A的加速度为a1,先撤去物体B,对物体A施加一个与物体B重力相等的拉力F,如图所示,,物体A的加速度为a2.则下列选项正确的是() A.a1=2 a2 B. a1= a2 C. a2=2 a1 D.以上答案都不对。 5.对物体的惯性有这样一些理解,你觉得哪些是正确的?() A 汽车快速行驶时惯性大,因而刹车时费力,惯性与物体的速度大小有关 B 在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在地球上惯性比在月球上大 C 加速运动时,物体有向后的惯性;减速运动时,物体有向前的惯性

D 不论在什么地方,不论物体原有运动状态如何,物体的惯性是客观存在的,惯性的大小与物体的质量有关 6.从地面竖直上抛一小球,设小球上升到最高点所用的时间为t1,下落到地面所用的时间为t2,若考虑到空气阻力的作用,则() A t1 > t2 B t1 < t2 C t1 = t2 D 无法判断t1 , t2的大小 7.质量为8×103kg的汽车以1.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,阻力为2.5×103N。那么,汽车的牵引力是() A 2.5 ×103N B 9.5 ×103N C 1.2 ×104N D 1.45×104N 8.(多选)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N,细绳对小球的拉力为T,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是() 填空题第二题图 A.若小车向左运动,N可能为零 B.若小车向左运动,T可能为零 C.若小车向右运动,N不可能为零 D.若小车向右运动,T不可能为零 9.(多选)关于伽利略的理想实验,下列说法中正确的是() A. 这个实验实际上是永远无法实现的 B. 只要接触面相当光滑,物体在水平面上就能匀速运动下去 C. 利用气垫导轨,就能使实验成功 D. 虽然是想象中的实验,但是它是建立在可靠的事实基础上的 10.(多选)从水平地面竖直向上抛出一物体,物体在空中运动后最后又落回地面,在空气对物体的阻力不能忽略(假设阻力大小一定)的条件下,以下判断正确的是()A.物体上升的加速度大于下落的加速度B.物体上升的时间大于下落的时间C.物体落回地面的速度小于抛出的速度D.物体在空中经过同一位置时的速度大小相等 二:填空题: 1.给出以下物理量或单位,请按要求填空。 A.米B.牛顿C.加速度D.米/秒2E.质量F.千克G.时间 H.秒I.位移J.厘米2K.千克/米2L.焦耳 (1)在国际单位制中作为基本单位的是__________。(2)属于导出单位的是___________。 2.如图,A、B两个质量均为m的物体之间用一根轻弹簧(即不计其质量)连接,并用细绳悬挂在天

高一物理必修1第一章单元测试卷及答案

高一物理周考试卷 1.下列说法中正确的是(A C ) A.四川汶川县发生8.0级强烈地震是在2008年5月12日14时28分指的是时刻 B.转动的物体其上各点的运动情况不同,故转动的物体一定不能当做质点C.停泊在港湾中随风摇摆的小船不能被视为质点 D.当物体沿直线朝一个方向运动时,位移就是路程 2、发射到地球上空的人造地球通讯卫星,定点后总是在地球赤道上某一位置的上空,关于人造地球通讯卫星的运动,下列说法中正确的是( AB ) A.以地面卫星接收站为参考系,卫星是静止的 B.以太阳为参考系,卫星是运动的 C.以地面卫星接收站为参考系,卫星是运动的 D.以太阳为参考系,卫星是静止的 3、关于位移和路程,下列说法正确的是(AC ) A.在某段时间内物体运动的位移为零,该物体不一定是静止的 B.在某段时间内物体运动的路程为零,该物体不一定是静止的 C.指挥部通过卫星搜索小分队深入敌方阵地的具体位置涉及的是位移 D.高速公路路牌标示“上海80 km” 涉及的是位移 4、下列事例中有关速度的说法,正确的是( D ) A.汽车速度计上显示80km/h,指的是平均速度 B.某高速公路上限速为110km/h,指的是瞬时速度 C.火车从济南到北京的速度约为220km/h,指的是瞬时速度 D.子弹以900km/h的速度从枪口射出,指的是瞬时速度 5、下列关于加速度的描述中,正确的是( A ) A.物体速度很大,加速度可能为零 B.当加速度与速度方向相同且减小时,物体做减速运动 C.物体有加速度,速度就增加 D.速度变化越来越快,加速度越来越小 6.一架超音速战斗机以2.5马赫的速度(音速的2.5倍)沿直线从空中掠过,下边的人们都看呆了,一会儿众说纷纭,其中说法正确的是 ( bc ) A.这架飞机的加速度真大 B.这架飞机飞得真快 C.这架飞机的加速度不大 D.这架飞机的速度变化真大

高中物理必修一第一章教案

1.1 认识运动 一、三维目标 1.知识与技能: (1)理解质点的概念,知道在哪些情况下物体可视为质点。 (2)理解参考系的概念,知道选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。 (3)会用坐标系描述物体的位置和位置的变化。 2.过程与方法: (1)体会物理模型在探索自然规律中的作用,让学生将生活实际与物理概念相联系,通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中,自主升华为物理概念。 (2)通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法,让学生从熟悉的常见现象和已有经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,提示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力。 3.情感态度与价值观: 热爱自然,关心科技,正确方法,科学态度。 二、重点、难点 重点:质点概念的理解,如何选取参考系。 难点:什么情况下可以把物体看成质点。 三、教具 液晶投影机、笔记本电脑、三角尺。 四、教学过程 (一)引入 1.观看一段反映物体运动的动画,然后思考问题。 雄鹰在空中翱翔,足球在绿茵场上飞滚,连静静的山川也在“坐地日行八万里”……,宇宙中的一切物体都在不停地运动,运动是宇宙间永恒的主题,也是日常生活中常见的现象,那同学们可不可以概括一下,什么叫做运动呢?物体在空间中所处的位置发生变化,这样的运动成为机械运动。

(二)参考系 关于机械运动,同学们肯定有许多的看法,下面我们一起来围绕几个常见的场景进行讨论。(1)坐火车旅行图片(2)地球自转图片(3)地球绕太阳转动图片请同学们设想一下,你和一位同伴正坐在这辆行驶的火车上,铁路边的人看着火车中的乘客,那同学们,请问一下,你们究竟是运动的还是没有运动? 运动的,因为在路边的人看来,你的位置发生了改变。 没有运动,因为在你的同伴看来,你还是在我身边,位置没有发生改变。我们再来看,我们知道,地球是时刻围绕地轴转动的,毛泽东也有着“坐地日行八万里”的诗句,那我们生活在地球上,却没有感觉到我们时刻都在运动呢? 我们都知道,地球在绕太阳转动,哥白尼的日心说才是正确的理论,但为什么我们生活在地球上,看到太阳从东边升起从西边落下,好像太阳是围绕地球运动的?虽然说物体的运动是永恒的,但在描述某一物体的位置随时间的变化,却又总是相对于其它物体而言的,这便是运动的相对性。看来,要描述一个物体的运动即位置随时间的变化,首先要选定“某个其它物体”做参考,然后再观察研究对象相对于这个选定物体的位置是否随时间变化以及怎样变化。像以上分析的,用来做参考的物体称为参考系。 思考:1.敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是什么? 2.“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走。”诗歌中隐含的参考系是什么? 3.描述一个物体的运动时,参考系:_________ A.可以任意选取B.是一定的 4.选择不同的参考系来观察同一个物体的运动时,其结果:_______ A.一定不同B.可能不同C.一定相同 由于运动描述的相对性,凡是提到运动,都应该弄清楚它是相对哪个参考系而言的,要比较两个物体的运动情况,必须选择同一参考系,比较才有意义!参考系选择得当就会使问题研究变的简洁、方便!比如,一个星际火箭在刚发射时,主要研究它相对于地面的运动,所以把地球选作参考系,但是,当火箭进入绕太阳运行的轨道时,为了研究的方便,便将太阳选作参考系。为研究物体在地面上的

人教版高一物理必修一 精品导学案:2.5自由落体运动2

《自由落体运动》-----预习案 【知识复习】 1.匀变速直线运动 定义:沿着一条直线,且____________不变的运动. 2.匀变速直线运动的规律 (1)匀变速直线运动的速度与时间的关系: (2)匀变速直线运动的位移与时间的关系: (3)匀变速直线运动的位移与速度的关系: 3、匀变速直线运动的推论 物体做匀加速直线运动,连续相等的两段时间均为T,两段时间内的位移差值为Δx,则加速度为:a=____________.(此结论经常被用来判断物体是否做匀变速直线运动) 【自学自测】 一.自由落体运动 1.定义:物体只在作用下从开始下落的运动. 2.做自由落体运动的条件: (1) (2) 3.运动性质: 4.自由落体加速度 (1).定义: (2).方向:(3).大小: (4)影响因素 二.实验探究 1、会分析 明确:x1、x2等为计数点间的距离;Δx1=x2-x1Δx2=x3-x2 Δx=x n-x n-1 2、会填数据(可参照下表): (单位:cm 数据均保留到小数点后两位) X1 X2 X3 X4 X5 X6

x=aT2求得加速度的大小: 3、会计算:由Δ 4、会结论: 1、连续相同时间内的位移越来越大,说明___________越来越大,即速度大小改变,因而具有__________; 2、相邻相等时间间隔的位移之差___________,因而加速度_________; 教师个人研修总结 在新课改的形式下,如何激发教师的教研热情,提升教师的教研能力和学校整体的教研实效,是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。所以在学习上级的精神下,本期个人的研修经历如下: 1.自主学习:我积极参加网课和网上直播课程.认真完成网课要求的各项工作.教师根据自己的专业发展阶段和自身面临的专业发展问题,自主选择和确定学习书目和学习内容,认真阅读,记好读书笔记;学校每学期要向教师推荐学习书目或文章,组织教师在自学的基础上开展交流研讨,分享提高。 2.观摩研讨:以年级组、教研组为单位,围绕一定的主题,定期组织教学观摩,开展以课例为载体的“说、做、评”系列校本研修活动。 3.师徒结对:充分挖掘本校优秀教师的示范和带动作用,发挥学校名师工作室的作用,加快新教师、年轻教师向合格教师和骨干教师转化的步伐。 4.实践反思:倡导反思性教学和教育叙事研究,引导教师定期撰写教学反思、教育叙事研究报告,并通过组织论坛、优秀案例评选等活动,分享教育智慧,提升教育境界。 5.课题研究:立足自身发展实际,学校和骨干教师积极申报和参与各级教育科研课题的研究工作,认真落实研究过程,定期总结和交流阶段性研究成果,及时把研究成果转化为教师的教育教学实践,促进教育质量的提高和教师自身的成长。 6.专题讲座:结合教育教学改革的热点问题,针对学校发展中存在的共性问题和方向性问题,进行专题理论讲座。 7.校干引领:从学校领导开始,带头出示公开课、研讨课,参与本校的教学观摩活动,进行教学指导和引领。 8.网络研修:充分发挥现代信息技术,特别是网络技术的独特优势,借助教师教育博客等平台,促进自我反思、同伴互助和专家引领活动的深入、广泛开展。 我们认识到:一个学校的发展,将取决于教师观念的更新,人才的发挥和校本培训功能的提升。多年来,我们学校始终坚持以全体师生的共同发展为本,走“科研兴校”的道路,坚持把校本培训作为推动学校建设和发展的重要力量,进而使整个学校的教育教学全面、持续、健康发展。反思本学期的工作,还存在不少问题。很多工作在程序上、形式上都做到了,但是如何把工作做细、做好,使之的目的性更加明确,是继续努力的方向。另外,我校的研修工作压力较大,各学科缺少领头羊、研修氛围有待加强、师资缺乏等各类问题摆在我们面前。缺乏专业人员的引领,各方面的工作开展得还不够规范。相信随着课程改革的深入开展,

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【最新整理,下载后即可编辑】 第四章牛顿运动定律 一、选择题 1.下列说法中,正确的是( ) A.某人推原来静止的小车没有推动是因为这辆车的惯性太大 B.运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大C.竖直上抛的物体抛出后能继续上升,是因为物体受到一个向上的推力D.物体的惯性与物体的质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小 2.关于牛顿第二定律,正确的说法是( ) A.合外力跟物体的质量成正比,跟加速度成正比 B.加速度的方向不一定与合外力的方向一致 C.加速度跟物体所受合外力成正比,跟物体的质量成反比;加速度方向与合外力方向相同 D.由于加速度跟合外力成正比,整块砖自由下落时加速度一定是半块砖自由下落时加速度的2倍 3.关于力和物体运动的关系,下列说法正确的是( ) A.一个物体受到的合外力越大,它的速度就越大 B.一个物体受到的合外力越大,它的速度的变化量就越大 C.一个物体受到的合外力越大,它的速度的变化就越快 D.一个物体受到的外力越大,它的加速度就越大 4.在水平地面上做匀加速直线运动的物体,在水平方向上受到拉力和阻力

的作用,如果要使物体的加速度变为原来的2倍,下列方法中可以实现的是( ) A .将拉力增大到原来的2倍 B .阻力减小到原来的2 1 C .将物体的质量增大到原来的2倍 D .将物体的拉力和阻力都增大原来的2倍 5.竖直起飞的火箭在推力F 的作用下产生10 m/s 2 的加速度,若推动力增大到2F ,则火箭的加速度将达到(g 取10 m/s 2,不计空气阻力)( ) A .20 m/s 2 B .25 m/s 2 C .30 m/s 2 D .40 m/s 2 6.向东的力F 1单独作用在物体上,产生的加速度为a 1;向北的力F 2 单独作用在同一个物体上,产生的加速度为a 2。则F 1和F 2同时作用在该物体上,产生的加速度( ) A .大小为a 1-a 2 B .大小为 22 21+a a C .方向为东偏北arctan 1 2a a D .方向为与较大的力同向 7.物体从某一高处自由落下,落到直立于地面的轻弹簧上,如图所示。在A 点物体开始与弹簧接触,到B 点物体的速度为0,然后被弹簧弹回。下列说法中正确的是( ) A .物体从A 下落到 B 的过程中,加速度不断减小 B .物体从B 上升到A 的过程中,加速度不断减小 C .物体从A 下落到B 的过程中,加速度先减小 后增大 D .物体从B 上升到A 的过程中,加速度先增大后减小 A B

高一物理必修1第一章综合测试题

高一物理必修1运动的描述 一、不定项选择题 1、沿一条直线运动的物体,当物体的加速度逐渐减小时,下列说法正确的是:() A、物体运动的速度一定增大 B、物体运动的速度一定减小 C、物体运动速度的变化量一定减少 D、物体运动的路程一定增大 2 这个物理量可能是( ) A.位移B.速度 C.加速度 D.路程 3.一个物体以v0 = 16 m/s的初速度冲上一光滑斜面,加速度的大小为8 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度往回运动。则( ) A.1 s末的速度大小为8 m/s B.3 s末的速度为零 C.2 s内的位移大小是16 m D.3 s内的位移大小是12 m 4.从地面上竖直向上抛出一物体,物体匀减速上升到最高点后,再以与上升阶段一样的加速度匀加速落回地面。图中可大致表示这一运动过程的速度图象是( ) 5.一辆沿笔直的公路匀加速行驶的汽车,经过路旁两根相距50 m的电线杆共用5s时间,它经过第二根电线杆时的速度为15 m/s,则经过第一根电线杆时的速度为( ) A.2 m/s B.10 m/s C.2.5 m/s D.5 m/s 6. 飞机在跑道上着陆的过程可以看作匀变速直线运动,其位移与时间的关系为: 2 t4 t 72 x- =,位移x的单位是m,时间t的单位是s。若以飞机刚着陆(t=0)时速度的方向为正方向,则飞机着陆过程中的初速度(t=0时的速度)和加速度分别为:() A. 2s/ m 8 ,s/ m 72- B. 2s/ m 8,s/ m 72 - C. 2s/ m 4 ,s/ m 36- D. 2s/ m 4,s/ m 36 - 7.如图为初速度为v0沿直线运动的物体的v-t图象,末速度为v t,在时 间t内物体的平均速度为 - v,则 A.) ( 2 1 0t v v v+ < - B.) ( 2 1 0t v v v+ = - C.) ( 2 1 0t v v v+ > - D.无法确定 8、做匀加速运动的列车出站时,车头经过站台某点O时速度是1 m/s,车尾经过O点时的速度是7 m/s,则这列列车的中点经过O点时的速度为() A、5 m/s B、5.5 m/s C、4 m/s D、3.5 m/s

高中物理必修一全套教案

新人教高中物理必修1精品教案[整套] 运动的描述 质点参考系和坐标系 教学目标: 知识与技能 1.认识建立质点模型的意义和方法,能根据具体情况将物体简化为质点。知道它是一种科学的抽象,知道科学抽象是一种普遍的研究方法.2.理解参考系的选取在物理中的作用,会根据实际情况选定参考系。3.认识一维直线坐标系,掌握坐标系的简单应用. 过程与方法 1.体会物理模型在探索自然规律中的作用,初步掌握科学抽象理想化模型的方法.让学生将生活实际与物理概念相联系,通过具体事例引出质点的这个理想化的模型.通过几个具体的例子让学生自主讨论,在讨论与交流中自主升华为物理中的概念. 2.通过参考系的学习,知道从不同角度研究问题的方法。让学生从熟悉的常见现象和已有的生活经验出发,体验不同参考系中运动的相对性,揭示参考系在确定物体运动时客观存在的必要性和合理性,促使学生形成勤于观察、勤于思考的习惯,提高学生自主获取知识的能力.

3.体会用坐标方法描述物体位置的优越性,可用不同的方法设计实验并体会比较,增强学生发现问题并力求解决问题的意识和能力. 情感态度与价值观 1.认识运动是宇宙中的普遍现象.运动和静止的相对性.培养学生热爱自然,关心科技发展、勇于探索的精神. 2.通过质点概念和参考系的学习,体会物理规律与生活的联系3.渗透抓住主要因素,忽略次要因素的哲学思想. 4.渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想,帮助学生建立辩证唯物主义的世界观. 5.通过本节学习,激发学生学习高中物理课程的兴趣. 教学重点、难点: 重点: 1.理解质点概念以及初步建立质点概念所采用的抽象思维方法.2.在研究具体问题时,如何选取参考系. 3.如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系.难点:在什么情况下可以把物体看作质点,即将一个实际的物体抽象为质点的条件. 教学方法:

人教版高中物理必修一 精品导学案:第2章 专题2:追及相遇问题

第二章专题二:追及相遇问题 【学习目标】 1.掌握追及、相遇问题的特点 2.能熟练解决追及、相遇问题 【学习重点】掌握追及问题的分析方法,知道“追及”过程中的临界条件 【学习难点】“追及”过程中的临界分析 【知识预习】 两物体在同一直线上追及、相遇或避免碰撞问题中的条件是:两物体能否同时到达空间某位置。因此应分别对两物体进行研究,列出位移方程,然后利用时间关系、速度关系、位移关系求解。 一、追及问题 1.追及问题的特征及处理方法: “追及”主要条件是:两个物体在追赶过程中处在同一位置,常见的情形有三种: ⑴初速度比较小(包括为零)的匀加速运动的物体甲追赶同方向的匀速运动的物体乙,一定能追上。 a.追上前,当两者速度相等时有最大距离; b.当两者位移相等时,即后者追上前者。 ⑵匀减速运动的物体追赶同向的匀速运动的物体时,存在一个能否追上的问题。 判断方法是:假定速度相等,从位置关系判断。 解决问题时要注意二者是否同时出发,是否从同一地点出发。 a.当两者速度相等时,若追者位移仍小于被追者,则永远追不上,此时两者间有最小距离; b.若两者速度相等时,两者的位移也相等,则恰能追上,也是两者避免碰撞的临界条件; c.若两者速度相等时,追者位移大于被追者,说明在两者速度相等前就已经追上;在计算追上的时间时,设其位移相等来计算,计算的结果为两个值,这两个值都有意义。即两者位移相等时,追者速度仍大于被追者的速度,被追者还有一次追上追者的机会,其间速度相等时两者间距离有一个较大值。 ⑶匀速运动的物体甲追赶同向匀加速运动的物体乙,情形跟⑵类似。 匀速运动的物体甲追赶同向匀减速运动的物体乙,情形跟⑴类似;被追赶的物体做匀减速运动,一定要注意追上前该物体是否已经停止运动。 2.分析追及问题的注意点: ⑴要抓住一个条件,两个关系:一个条件是两物体的速度满足的临界条件,如两物体 距离最大、最小,恰好追上或恰好追不上等。两个关系是时间关系和位移关系,通过画

高中物理必修1精品教案全册

绪言·物理学与人类文明 教学目标 通过演示与讲解,让学生对物理学有大致的了解:了解物理学研究哪些问题;了解物理学与其他科学和技术的关系;了解物理学对人类文明所起的作用。通过让学生课后讨论、写读后感的形式,理解为什么要学习高中物理以及怎样才能学好高中物理,为今后深入学习作好思想准备与方法准备。 教具 计算机、大屏幕、投影仪。 教学过程 自我介绍。祝贺同学们升入高中阶段学习。我很高兴能教你们的物理课,我愿意和大家一起努力,为实现你们的理想目标而同甘共苦。第一节物理课是绪论课,题目是:物理学与人类文明。主要讲三个问题:一是了解物理学研究哪些问题;二是了解物理学与其他科学和技术的关系;三是了解物理学对人类文明所起的作用。 1、物理学 物理学是一门自然科学。它起始于伽利略和牛顿的年代。经过三个多世纪的发展,它已经成为一门有众多分支的、令人尊敬和热爱的基础科学。 在远到宇宙深处,近至咫尺之间,大到广表苍穹,小到微观粒子的浩瀚而又精细的时空中,物理学研究物质存在的基本形式,以及它们的性质和运动规律。物理学还研究物质的内部结构,在不同层次上认识物质的各种组成部分及其相互作用,以及它们运动和转化的规律。因此,说物理学是关于“万物之理”的学问并不为过。 物理学是一门实验科学,也是一门崇尚理性、重视逻辑推理的科学。由于自然界并不自动地展现其背后的本质、规律和内在联系,所以物理学又是极富洞察力和想像力的科学。在物理学研究中形成的基本概念和理论、基本实验方法和精密测试技术,已经越来越广泛地应用于其他学科,进而极大地丰富了人类对物质世界的认识,极大地推动了科学技术的创新和革命,极大地促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。 2、物理学与其他科学 物理学的发展,促进了技术的进步,引发了一次又一次产业革命。现代物理学更是成为高新科技的基础。 通过大屏幕,投影教材上的图片(图0-1到图0-8)、或播放有关视频、课件(《神奇的太空使者》)。 通过这些精彩的图片、视频或课件,让学生初步了解物理学与其他学科的密切关系,激发学生的学习热情。 3、物理学与社会进步 物理学的发展孕育了技术的革新,促进了物质生产的繁荣,改变了人类的生产和生活方式,推动了社会进步。 通过大屏幕,投影教材上的图片(图0-9到图0-11)、或播放有关视频、课件。 通过这些精彩的图片、视频或课件,让学生初步了解物理学的发展对社会进步的巨大影响,从而激发学生的学习内动力。 4、物理学与思维观念

高中物理必修一第四章知识点整理

第四章知识点整理 4.1牛顿第一定律 1.亚里士多德:力是维持物体运动的原因。 2.伽利略:如果运动物体不受力,它将永远的运动下去。 3.笛卡儿:补充了伽利略的认识,指出:如果运动中的物体没有收到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向。 4.牛顿:伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人以后,由牛顿总结成动力学的一条基本定律。 牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 1)物体不受力时,总保持匀速直线运动或静止。 说明:力不是维持物体运动的原因。 2)力迫使物体改变这种状态。 说明:力是改变运动状态的原因。 3)指出一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 说明:一切物体都具有惯性。 惯性:一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 惯性是一切物体所固有的一种属性。无论物体是否运动、是否受力,都具有惯性。惯性只与物体的质量大小有关,与物体的运动状态无关。质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。所以说,★质量是惯性的唯一量度。惯性表现为:运动状态改变的难易程度。 注意:把物体惯性的表现说成是物体受到“惯性力”或者说“物体受到了惯性”是错误的。 4.2实验:探究加速度与力、质量的关系 1.实验目的:定量分析a、F、m的关系 2.实验原理:控制变量法 A、m一定时,a与F的定量关系 B、F一定时,a与m的定量关系 实验一:探究加速度a与合外力 F 的关系 ★解决问题1:为什么要把木板的一侧垫高? (1)作用:平衡摩擦力和其他阻力。 (2)方法:调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。记住:平衡摩擦力时不要挂钩码。 解决问题2:测量小车的质量:用天平测出。 解决问题3:测量小车的加速度:逐差法求加速度。 解决问题4:测量和改变小车受到的合外力:当钩码和小盘的质量m << 小车质量M 的情况下,可以认为小桶和砂的重力近似等于小车所受的拉力。 3.实验步骤: (1)用天平测出小车质量m,并把数据记录下来 (2)按实验装置图把实验器材安装好 (3)平衡摩擦力 (4)把细绳系在小车上,并绕过定滑轮,先接通电源再放开小车,取下纸带,并标注牵引力 (5)保持小车质量不变,在绳子一端逐渐挂上钩码,重复上述实验 4.数据处理: ★特殊情况: 长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角太小 4.3 牛顿第二定律 1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度方向跟作用力的方向相同。 2.公式:F=ma★F指的是物体受到的合外力。 3.力的单位:物理学上把能够使质量是m=1 kg的物体产生a=1 m/s2的加速度的这么大的力定义为1 N,即1N=1kg·m/s2。(说明k的数值由质量、加速度和力的单位决定) 4.对牛顿第二定律的理解: (1)同体性:F、m、a是对于同一个物体而言的。 (2)矢量性:a的方向与F的方向一定相同。 (3)瞬时性:F 和a时刻对应:同时产生、同时消失、同时变化。 (4)因果性:力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度。 (5)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度。 (6)相对性:牛顿定律只在惯性参考系中才成立。 典型例题:如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量m A=2m B,两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间(B) 没有满足钩码和小盘的质量m远小于小车质量M

高中物理必修一学案--打点计时器

《必修一》专题四记录物体的运动信息 一、知识回顾 1.打点计时器 打点计时器是一种记录物体运动的和信息的仪器。打在纸带上的点,记录了纸带的运动信息,如果把纸带和物体连在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。 (1)电磁打点计时器:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器。当接通低压电源时,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时,如果纸袋运动,振针就在纸带上打出一系列点。当交流电源的频率是50Hz时,它每隔打一个点,即打出的纸袋上每相邻两点间的时间间隔为。 (2)电火花打点计时器:它时利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器。当通电交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当交流电源的频率是50Hz时,它每隔打一个点,即打出的纸袋上每相邻两点间的时间间隔为。 【 电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力,比电磁打点计时器实验误差。 2.使用打点计时器时应该注意以下问题: (1)电源的电压要符合要求,电磁打点计时器应使用交流电源;电火花计时器

使用 交流电源。 (2)使用电火花打点计时器时,应注意把 条纸带正确穿好,墨粉纸盘 ;使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过 ,压在复写纸 面。 (3)使用打点计时器时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。 … (4)释放前,应使物体停靠在 打点计时器的位置。 (5)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的 ,如打出的是短横线,就调整一下 距复写纸片的高度,使之增大一点。 (6)纸带的选择,要选择点迹清晰、分布合理的纸带,找计数点时舍掉开始归于密集的点。 (7)出现误差较大的原因是阻力过大。可能是 、 、 、复写纸不符合要求等。 3.实验数据处理 (1)根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度. ¥ ①在纸带上相邻两点的时间间隔均为 s(电源频率为50 Hz),所以点迹密集的地方表示 纸带运动的速度小。 ②根据v =Δx Δt ,求出任意两点间的平均速度,这里Δx 可以用直尺测量出两点间的距 离,Δt 为两点间的时间间隔数与 s 的乘积.这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度. (2)粗略计算瞬时速度 某点E 的瞬时速度可以粗略地由包含E 点在内的两点间的平均速度来表示,如图1-4-2所示,v E ≈v DG 或v E ≈v DF . 图1-4-2 说明:在粗略计算E 点的瞬时速度时,可利用v =Δx Δt 公式来求解,但须注意的是,如 果取离E 点越接近的两点来求平均速度,这个平均速度越接近E 点的瞬时速度,但是距离过小会使测量误差增大,应根据实际情况选取这两个点. % 4.利用v -t 图象分析物体的运动 (1)v -t 图象 用横轴表示时间t ,纵轴表示速度v ,建立直角坐标系.根据测量的数据在坐标系中描

最新新课标人教高中物理必修一全册学案

新课标人教版高中物理必修一全册经典教案(含有章节练习) 第一章运动的描述 §1.1 质点、参考系和坐标系 【学习目标细解考纲】 1.掌握质点的概念,能够判断什么样的物体可视为质点。 2.知道参考系的概念,并能判断物体在不同参考系下的运动情况。 3.认识坐标系,并能建立坐标系来确定物体的位置及位置变化。 【知识梳理双基再现】 1.机械运动物体相对于其他物体的变化,也就是物体的随时间的变化,是自然界中最、最的运动形态,称为机械运动。是绝对的,是相对的。 2.质点我们在研究物体的运动时,在某些特定情况下,可以不考虑物体的 和,把它简化为一个,称为质点,质点是一个的物理模型。 3.参考系在描述物体的运动时,要选定某个其他物体做参考,观察物体相对于它的位置是否随变化,以及怎样变化,这种用来做的物体称为参考系。为了定量地描述物体的位置及位置变化,需要在参考系上建立适当的。 【小试身手轻松过关】 1.敦煌曲子词中有这样的诗句:“满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山山不动,是船行。”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别是()A.船和山B.山和船C.地面和山D.河岸和流水 2.下列关于质点的说法中,正确的是() A.质点就是质量很小的物体 B.质点就是体积很小的物体 C.质点是一种理想化模型,实际上并不存在 D.如果物体的大小和形状对所研究的问题是无关紧要的因素时,即可把物体看成质点3.关于坐标系,下列说法正确的是() A.建立坐标系是为了定量描写物体的位置和位置变化 B.坐标系都是建立在参考系上的 C.坐标系的建立与参考系无关 D.物体在平面内做曲线运动,需要用平面直角坐标系才能确定其位置 4.在以下的哪些情况中可将物体看成质点() A.研究某学生骑车由学校回家的速度 B.对这名学生骑车姿势进行生理学分析 C.研究火星探测器从地球到火星的飞行轨迹 D.研究火星探测器降落火星后如何探测火星的表面 【基础训练锋芒初显】 5.在下述问题中,能够把研究对象当作质点的是() A.研究地球绕太阳公转一周所需时间的多少 B.研究地球绕太阳公转一周地球上不同区域季节的变化、昼夜长短的变化 C.一枚硬币用力上抛,猜测它落地时正面朝上还是反面朝上 D.正在进行花样溜冰的运动员 6.坐在美丽的校园里学习毛泽东的诗句“坐地日行八万里,巡天遥看一千河”时,我们感觉是静止不动的,这是因为选取作为参考系的缘故,而“坐地日行八万里”是选取作为参考系的。 7.指出以下所描述的各运动的参考系是什么? (1)太阳从东方升起,西方落下; (2)月亮在云中穿行; (3)汽车外的树木向后倒退。 8.一物体从O点出发,沿东偏北30度的方向运动10 m至A点,然后又向正南方向运动5 m至B点。(sin30°=0.5) (1)建立适当坐标系,描述出该物体的运动轨迹; (2)依据建立的坐标系,分别求出A、B两点的坐标。 【举一反三能力拓展】 9.在二战时期的某次空战中,一英国战斗机驾驶员在飞行中伸手触到了一颗“停”在驾驶舱边的炮弹,你如何理解这一奇怪的现象? 【名师小结感悟反思】 本课时学习了质点、参考系、坐标系三个基本概念,质点是重点,是理想化模型,是一种科学抽象。判断物体能否视为质点的依据在于研究问题的角度,跟物体本身的形状、大小无关。因此,分析题目中所给的研究角度,是学习质点概念的关键。 运动是绝对的,运动的描述是相对的;对同一运动,不同参考系描述形式不同。一般选大地为参考系。坐标系是建立在参考系之上的数学工具。坐标系的建立,为定量研究物体的运动奠定了数学基础。

教科版高一物理教案全集(必修一)

1.1 质点参考系空间时间 ?教学目标 1.知识与技能 ⑴了解机械运动、质点、参考系的概念 ⑵了解时间间隔与时刻的区别和联系 ⑶掌握时刻中n秒初与n秒末的差异 2.过程与方法 ⑴通过对初中物理机械运动和参照物的复习,建立参考系的概念 ⑵通过对质点的学习,了解理想化方法以及理想模型 ⑶通过对时间间隔与时刻的辨别,初步学会分辨n秒初与n秒末 3.情感态度与价值观 通过对物体能否被看作质点的条件,培养学生建立具体问题具体分析的辩证唯物主义哲学思想。 教学重点:1.质点的概念 2.时间间隔与时刻的区别与联系、 教学难点:n秒初与n秒末的区别 ?课时安排 1课时 ?教学过程 ?导入 师:同学们,现在我们开始学习高中物理的力学知识。在开始学习力学知识之前,我们

需要了解力学中几个基本概念。 力学可以分为两部分:只是对物体运动的描述,而不究其运动的原因的部分,我们把它叫做运动学(教材第一章),它解决的是是什么的问题;对物体运动的原因以及相关规律的研究,我们把它叫做动力学(教材第三章),它解决的是为什么的问题。 这一节课,我们来了解运动学中的几个基本的概念。 新课开讲 1.机械运动 初中阶段我们已经学习了机械运动的概念,它是指物体的位置随时间的变化的运动。它是自然界中最简单、最基本的运动形式。 在初中阶段学习机械运动的时候还学习了运动的绝对性和静止的相对性的物理学规律。我们说运动是绝对的,静止是相对的。那么为了描述一个物体的运动状态,我们还学习了参照物的概念。 2.参考系 初中阶段我们说为了描述一个物体的运动状况,我们需要选择一个物体与它做参照,这个被选的物体就叫做参照物,现在我们把它叫做参考系。 参考系的选取需要遵循以下的原则: a.参考系是被假定不动的物体 b.研究对象不能被选作参考系 c.参考系的选择是任意的,运动和静止的物体都可以选作参考系 d.通常把地面或固定在地面上不动的物体选作参考系 讨论:“刻舟求剑”这个故事家喻户晓。这个故事不但有讽刺意义,而且还包含了一定的物理知识。请从物理学的知识讨论一下该人找宝剑选择的参考系是什么?请你为他提供一种找到宝剑的方法。 3.质点

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