四川省宜宾市一中高2015级2015—2016学年上期《牛顿运动定律》教学设计_第1页
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文档简介

1、第三章 牛顿运师动定律一 课标要求:节教学要求教学建议基本要求发展要求1牛顿第一定律1了解亚里士多德对运动的认识。2知道伽利略的理想实验及其主要过程和推理。3知道物体运动不需力来维持,理解牛顿第一定律。4知道什么是惯性,会正确解释有关惯性的现象。5知道质量是惯性大小的量度。理解理想实验是科学研究的重要方法。1本章的重点是对牛顿定律的正确理解,难点是用整体法和隔离法来解决连接体问题。2通过实验,引导学生理解“控制变量法”。3通过实例分析,引导学生理解牛顿第二定律的瞬时性。4会用牛顿定律综合分析解决连接体问题,但其定量计算只限于具有相同加速度的情况。5不引入惯性系和非惯性系的概念。2探究加速度与力

2、、质量的关系1通过实验得出物体的加速度与物体的质量及所受力的关系。2会用图像法处理实验数据,分析得出结论。理解“控制变量法”。3牛顿第二定律1理解牛顿第二定律的内容、公式2会用牛顿第二定律的公式进行简单的分析和计算。3知道力学单位制中的基本单位,会进行单位换算。理解牛顿第二定律的瞬时性4牛顿第三定律1知道力的作用是相互的。2理解牛顿第三定律,能运用它解释有关现象。3能区分平衡力与一对相互作用力。会用牛顿第三定律分析物体的受力情况。 5牛顿运动定律的应用1能运用牛顿运动定律解释有关现象。2能运用牛顿运动定律计算动力学中的较简单问题。3会使用正交分解法。能运用牛顿定律解决物体运动问题的一般方法。6

3、超重与失重1通过实验认识超重与失重现象。2知道产生超重与失重现象的条件。能用牛顿运动定律解释超重和失重现象。二 高考考纲要求:必修模块物理1主题内容要求说明牛顿运动定律牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用超重和失重三 新课标在牛顿运动定律中的考查:21(11年新课标)如图,在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板, 其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt(k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a1和a2,下列反映a1和a2变化的图线中正确的是23(11年新课标)(10分)利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的

4、加速度。一斜面上安装有两个光电门,其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处,光电门甲的位置可移动,当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时,与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t。改变光电门甲的位置进行多次测量,每次都使滑块从同一点由静止开始下滑,并用米尺测量甲、乙之间的距离s,记下相应的t值;所得数据如下表所示。s(m)050006000700080009000950t(ms)292937154523552867387764s/t(m/s)171162155145134122完成下列填空和作图:(1)若滑块所受摩擦力为一常量,滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度

5、v1测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_;(2)根据表中给出的数据,在图2给出的坐标纸上画出图线;(3)由所画出的图线,得出滑块加速度的大小为a=_m/s2(保留2位有效数字)。14(12年新课标2)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B没有力作用,物体只能处于静止状态C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动【答案】A、D14(12年新课标)一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始,物块受到

6、一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间的关系的图像是aFOaFOaFOaFOA B C D【答案】C25(13年新课标2)(18分)v/(ms-1)t/s0150.5一长木板在水平地面上运动,在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木板运动的速度-时间图像如图所示。己知物块与木板的质量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦,物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10m/s2,求:物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;从t=0时刻到

7、物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小。【答案】(1)1=0.20 2=0.30 (2)s=1.125m【解析】(1)从t=0时开始,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。由图可知,在t1=0.5s时,物块和木板的速度相同,设t=0到t=t1时间间隔内,物块和木板的加速度大小分别为a1和a2,则 式中v0=5m/s,v1=1m/s分别为木板在t=0、t=t1时速度的大小。设物块和木板为m,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为1和2,由牛顿第二定律得 联立式得 (2)在t1时刻后,地面对木板的摩擦力阻碍木板运动,物块与木板之

8、间的摩擦力改变方向。设物块与木板之间的摩擦力大小为f,物块和木板的加速度大小分别为和,则由牛顿第二定律得 假设,则;由式得,与假设矛盾,故 由式知,物块的加速度的大小等于a1;物块的v-t图象如图中点划线所示。 由运动学公式可推知,物块和木板相对于地面的运动距离分别为v/(ms-1)t/s0150.5 物块相对于木板的位移的大小为 联立式得 s=1.125m 14(13年新课标1)右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据,伽利略可以得出的结论是A物体具有惯性

9、113242130932981645262558243661 1924971 6006482 104B斜面倾角一定时,加速度与质量无关C物体运动的距离与时间的平方成正比D物体运动的加速度与重力加速度成正比【答案】C【解析】伽利略对一个简单的加速度运动有两种猜测:一是物体的速度随位移均匀变化,另一个是物体的速度随时间均匀变化。他比较倾向后者,然后从数学上推理得出,如果物体的速度随时间均匀变化,则其位移将与时间的平方成正比(初速度为零时)。伽利略做这个实验的目的就是验证自己的后一个想法。正确选项C17(14年新课标2)如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内;套在大环上质量为m的小

10、环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为Mg5mg BMg+mg CMg+5mg DMg+10mg【答案】 C抽样得分率0.645【解析】小圆环到达大圆环低端过程机械能守恒:,小圆环在最低点,根据牛顿第二定律可得:;对大圆环,由平衡可得:,解得,选项C正确。17(14年新课标1)如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定地偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内)。与稳定在竖直时位置相比,小球的高度A一定升高B一定降低C保持

11、不变D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定【答案】A 【解析】小车静止时,橡皮筋弹力等于小球重力F1=mg,小球在悬点下竖直距离:L1=L0+mg/k;小车以一定加速度运动时,小球稳定地偏离竖直方向某一角度,此时橡皮筋弹力为F2,对于小球在竖直方向有:F2cos=mg,则小球在悬点下竖直距离:L2=(L0+mg/kcos)cos= L0 cos+mg/k,故L1>L2,即小球一定升高。A正确。抽样难度0.20722(14年新课标1)(6分)某同学利用图(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图(b)所示。实验中小车(含发射器)的质量为200g,实验时

12、选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮,小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。回答下列问题:(1)根据该同学的结果,小车的加速度与钩码的质量成 (填“线性”或“非线性”)关系。(2)由图(b)可知,a-m图线不经过原点,可能的原因是 。(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下,小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是 ,钩码的质量应满足的条件是 。【答案】(1)非线性 (2)存在摩擦力 (3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量抽样难度0.643【解析】(1)根据该同学描绘的加速度和钩码质量的图像是一

13、条曲线而不是直线,所以是非线性关系。(2)根据图(b)可知当钩码有一定质量,即细线有一定拉力时,小车加速度仍等于0,说明小车合力等于0,所以可能除拉力外小车还收到摩擦力作用 (3)实验改进部分由两个要求,第一个就是图像不过原点,需要平衡摩擦力,所以调整轨道倾斜度,第二个就是图像是曲线,因为小车的合力即细线拉力并不等于钩码的重力,而加速度,所以要近似为直线,就要求钩码的质量远小于小车的质量,近似为常量。24(14年新课标1)(12分) 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离,当前车实然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统

14、的反应时间之和为1s,当汽车在睛天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。【答案】20m/s(72km/h) 抽样难度0.550【解】设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为0,刹车时汽车的加速度大小为a0,安全距离为s,反应时间为t0,由牛顿第二定律和运动学公式得0mg=ma0s=v0t0+式中,m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度。设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为,依题意有=0设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a,安全行驶的最大速度为v,

15、由牛顿第二定律和运动学公式得mg=mas=vt0+联立式并代入题给数据得v=20m/s(72km/h)20(15年新课标2)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为的加速度向西行驶时,P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为A8B10 C15 D18【答案】BC22(15年新课标2)(6分)某学生用图(a)所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,物块下滑过

16、程中所得到的纸带的一部分如图(b)所示,图中标出了5个连续点之间的距离。斜面纸带物块打点计时器图(a)3.783.393.653.52cm图(b)ACBDE(1)物块下滑时的加速度a = m/s2,打点C点时物块的速度v= m/s;(2)已知重力加速度大小为g,为求出动摩擦因数,还需测量的物理量是 (填正确答案标号)A物块的质量 B斜面的高度 C斜面的倾角【答案】(1)3.25;1.79;(2)C25(15年新课标2)(20分)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为=37°(sin37°=)的山坡C,上面有一质量为m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B

17、上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示。假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数1减小为,B、C间的动摩擦因数2减小为0.5,A、B开始运动,此时刻为计时起点;在第2s末,B的上表面突然变为光滑,2保持不变。已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=27m,C足够长,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g=10m/s2。求:(1)在02s时间内A和B加速度的大小;(2)A在B上总的运动时间。解:(1)在02s时间内,A和B的受力如图所示,其中f1、N1是A与B之间的摩擦力和正压力的大小,f2、N2是B与

18、C之间的摩擦力和正压力的大小,方向如图所示。 由滑动摩擦力公式和力的平衡条件 规定沿斜面向下为正。设A和B的加速度分别为a1和a2,由牛顿第二定律得 联立式,并代入题给条件得 a1=3m/s2 a2=1m/s2 (2)在t1=2s时,设A和B的速度分别为v1和v2,则 v1=a1t1=6m/s v2=a2t2=2m/s t > t1时,设A和B的加速度分别为a1和a2。此时A与B之间摩擦力为零,同理可得 a1=6m/s2 a2= 2m/s2 即B做减速运动。设经过时间t2,B的速度减为零,则有 v2+a2t2=0 联立式得 t2=1s 在t1+t2时间内,A相对于B运动的距离为 =12m

19、<27m此后B静止不动。A继续在B上滑动。设再经过时间t3后A离开B,则有 可得 t3=1s (另一解不合题意,舍去) 设A在B上总的运动时间为t总,有 t总=t1+t2+t3=4s (利用下面的速度图象求解,正确的,参照上述答案信参考给分)20(15年新课标1)如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的vt图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为己知量,则可求出A斜面的倾角B物块的质量C物块与斜面间的动摩擦因数D物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD25(15年新课标1)(20分) 一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁

20、,木板右端与墙壁的距离为4.5m,如图(a)所示。t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的vt图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10m/s2。求(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离。解:(1)规定向右为正方向。木板与墙壁相碰前,小物块和木板一起向右做匀变速运动,设加速度为a1,小物块和木板的质量分别为m和M由牛顿第二定律有 由图

21、可知,木板与墙壁碰前瞬间速度v1=4m/s,由运动学公式得 式中,t1=1s,s0=4.5m是木板碰前的位移,v0是小木块和木板开始运动时的速度。 联立式和题给条件得 在木板与墙壁碰撞后,木板以v1的初速度向左做匀变速运动,小物块以v1的初速度向右做匀变速运动。设小物块的加速度为a2,由牛顿第二定律有 由图可得 式中,t2=2s,v2=0,联立式和题给条件得 (2)设碰撞后木板的加速度为a3,经过时间t,木板和小物块刚好具有共同速度v3由牛顿第二定律及运动学公式得 碰撞后至木板和小物块刚好达到共同速度的过程中,木板运动的位移为 小物块运动的位移为 小物块相对木板的位移为 联立式,并代入数值得

22、因为运动过程中小物块没有脱离木板,所以木板的最小长度应为6.0m(3)在小物块和木板具有共同速度后,两者向左做匀变速运动直至停止,设加速度为a4,此过程中小物块和木板运动的位移s3由牛顿第二定律及运动学公式得 碰后木板运动的位移为 联立式,并代入数值得 s=6.5m 木板右端离墙壁的最终距离为6.5m四 高考分析:新课标卷不管是1卷还是2卷都把牛顿运动定律作为考本的重点。以上统计仅为牛顿运动定律的单独考查,不包含其他部分考查牛顿定律的成分。其中多次考到涉及加速度的实验。两次考到伽利略的斜面实验及惯性。多次考到连接体问题,滑块木板模型,牛顿定律与图象的结合考查等。必修1在新课标中的比重是非常大的

23、,要引起足够的重视。五 本章设计思路:1强化牛顿三个定律的得出过程,认真分析三个定律的内涵与外延。掌握这三个定律的应用。2认真引导学生分析牛顿定律的两类问题的求解方法,总结运用牛顿运动定律解题的步骤及规律。任何学生对两类问题必须做到熟练掌握。3在熟练掌握两类问题的基础上,要进一步强化连接体问题(整体法和隔离法),传送带问题,滑块木板模型,极值问题。用小专题的形式对这些问题进行归类总结,特别强化。当然以上这些问题不宜太难,主要是让学生有分析这些问题的思维与意识,有模型意识。在以后的复习中再进一步加深拓宽。教学设计:第一节牛顿第一定律目标定位1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学

24、研究的重要方法.2.理解牛顿第一定律的内容及意义.3.理解惯性的概念,会解释有关的惯性现象一、从亚里士多德到伽利略问题设计让学生思考以下问题:1日常生活中,我们有这样的经验:马拉车,车就前进,停止用力,车就停下来是否有力作用在物体上物体才能运动呢?马不拉车时,车为什么会停下来呢?(答案不是车之所以会停下来是因为受到阻力的作用)2如果没有摩擦阻力,也不受其他任何力的作用,水平面上运动的物体会怎样?请阅读课本中的相关内容,思考伽利略是如何由理想实验得出结论的(答案水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去)教题通过课件展示:理想实验再现:如图甲所示,让小球沿一个斜面由静止滚下,小球将滚上另一个斜

25、面如果没有摩擦,小球将上升到原来的高度如果减小第二个斜面的倾斜角度,如图乙所示,小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程继续减小第二个斜面的倾斜角度,如图丙所示,使它最终成为水平面,小球就再也达不到原来的高度,而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去学生总结:1关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点:物体的运动必须依靠外力的不断作用才能维持,外力一旦消失,运动就会停止,即力是维持物体运动的原因这种错误的观点统治了人们的思维近二千年(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出):物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持2伽利略的理想实验的意义(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和

26、理论思维结合起来,即采用“可靠事实抽象思维科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位教师讲解:二、牛顿第一定律1牛顿第一定律: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对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系说明了物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态说明力是改变物体运动状态的原因(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性因此牛顿第一定律也叫惯性定律3物体运动状态的变化即物体运动速度的变化,有以下三种情况:(1)速度的方向不变,只有大小改变(物体做直线运动)(2)速度

27、的大小不变,只有方向改变(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动)三、惯性学生思考:坐在公共汽车里的人,当车突然启动时,有什么感觉?当运动的汽车突然停止时,又有什么感觉?解释上述现象(答案当汽车突然启动时,人身体后倾当汽车突然停止时,人身体前倾这是因为人具有惯性,原来人和车一起保持静止状态,当车突然启动时,人的身体下部随车运动,但上部由于惯性保持原来的静止状态,所以会向后倾;人和车一起运动,当车突然停止时,人的身体下部随车停止,但上部由于惯性保持原来的运动状态,故向前倾)学生总结(老师评点补充):1惯性:一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫做

28、惯性因此牛顿第一定律也称为惯性定律质量是物体惯性大小的量度2惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性(2)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大3惯性与力的关系(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的(2)力是改变物体运动状态的原因惯性是维持物体运动状态的原因4惯性的表现(1)不受力时,惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态,有“惰性”的意思(2)受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大,惯性越大,运动状态越难改变例题选讲:一、对伽利略理想实验的认识例1理想实验有时能

29、更深刻地反映自然规律伽利略设计了一个如图1所示的理想实验,他的设想步骤如下:图1减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(只要填写序号即可)在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论下列有关事实和推论的分类正确的是()A是事实,是推论B是事实,是推论C是事实,是推论D是事实,是推论解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验

30、理想化,并符合物理规律,得到正确的结论而是可靠事实,因此放在第一步,、是在斜面上无摩擦的设想,最后推导出水平面上的理想实验.因此正确顺序是.答案B二、对牛顿第一定律的理解例2由牛顿第一定律可知()A物体的运动是依靠惯性来维持的B力停止作用后,物体的运动就不能维持C物体做变速运动时,一定有外力作用D力是改变物体惯性的原因解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性,由于惯性的存在,物体才保持原来的运动状态,A对力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,B错,C对惯性是物体的固有属性,力不能改变物体的惯性大小,D错答案AC针对训练做自由落体运动的物体,如果下落过程中某时

31、刻重力突然消失,物体的运动情况将是()A悬浮在空中不动B速度逐渐减小C保持一定速度向下做匀速直线运动D无法判断答案C解析物体自由下落时,仅受重力作用,重力消失以后,物体将不受力,根据牛顿第一定律的描述,物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动,故选项C正确三、惯性的理解例3关于物体的惯性,下述说法中正确的是()A运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大,惯性也越大B静止的火车启动时,速度变化慢,是因为静止的物体惯性大C乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小D在宇宙飞船中的物体不存在惯性解析惯性大小只与物体质量有关,与物体的速度无关,故A错误;质量是物体惯性大小的唯一量度,火车速度变

32、化慢,表明它的惯性大,是因为它的质量大,与是否静止无关,故B错误;乒乓球能被快速抽杀,表明它的运动状态容易发生改变,是因为它的惯性小,故C正确;一切物体在任何情况下都有惯性,故D错误答案C学生总结(老师补充):牛顿第一定律课堂训练:1(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验,下列说法正确的是()A只要接触面摩擦相当小,物体在水平面上就能匀速运动下去B这个实验实际上是永远无法做到的C利用气垫导轨,就能使实验成功D虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上答案BD解析只要接触面摩擦存在,物体就受到摩擦力的作用,物体在水平面上就不能匀速运动下去,故A错误没有摩擦是不可能的,这个实验实际上

33、是永远无法做到的,故B正确若使用气垫导轨进行理想实验,可以提高实验精度,但是仍然存在摩擦力,故C错误;虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上,故D正确2(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律的理解正确的是()A不受外力作用时,物体的运动状态保持不变B物体做变速运动时,一定受外力的作用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飞跑的运动员,由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案ABD解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态,即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,A正确;牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,力是改

34、变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因物体做变速运动说明运动状态在改变,B正确在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于阻力的作用改变运动状态飞跑的运动员,遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态,C错误,D正确3(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车,小车便开始运动,以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见()A力是维持物体速度不变的原因B力是维持物体运动的原因C力是改变物体惯性的原因D力是改变物体运动状态的原因答案D解析力是改变物体运动状态的原因,小车原来静止,在力的作用下小车开始运动,是力使其运动状态发生了改变用较小的力就能使

35、小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故4(对惯性的理解)如图2所示,冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小,可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变,我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”这里所指的“本领”是冰壶的惯性,则惯性的大小取决于()图2A冰壶的速度 B冰壶的质量C冰壶受到的推力 D冰壶受到的阻力答案B解析一个物体惯性的大小,与其运动状态、受力情况是没有任何关系的,衡量物体惯性大小的唯一因素是质量,故B正确作业设计:1下列关于对运动的认识不符合物理学史实的是()A亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用时才会运动B伽利略认为力不是维持物体运动的原因C

36、牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动D伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某个速度,将保持这个速度继续运动下去答案C解析亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,有力作用在物体上它就运动,没有力作用时它就静止,A对伽利略认为力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,他认为水平面上的物体若不受摩擦力,物体会保持原速度做匀速直线运动,B、D对牛顿第一定律揭示了力与物体运动的关系,即物体的运动不需要力来维持,力的作用是改变物体的运动状态(速度),C错2如图1是伽利略的“理想实验”,根据该实验下列说法正确的是()图1A该实验为牛顿第一定律的提出

37、提供了有力的实验依据B该实验是理想实验,是在思维中进行的,无真实的实验基础,故其结果并不可信C该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论D该实验说明了物体的运动不需要力来维持答案AD解析该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据,故A正确虽然是想象中的实验,但是它建立在可靠的事实基础上,其结果是可信的,故B错误伽利略由此推翻了亚里士多德的观点,认为力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故C错误该实验说明了物体的运动不需要力来维持,故D正确3伽利略的理想斜面实验的意义是()A证明了力不是维持物体运动的原因B证明了力是维持物体运动的原因C证明小球总能滚到另一斜面

38、上同一高度D证明小球总能在水平面上做匀速直线运动答案A解析伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因,没有力作用的物体能保持原来的运动状态,故A正确,B错误伽利略的理想斜面实验证明了运动的物体具有惯性,故C、D错误4下列说法正确的是()A牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据B牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此是不成立的C理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维方法D由牛顿第一定律可知,静止的物体一定不受外力作用答案C解析牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的,虽无法用实验来直接验证,但它是成立的,故A、B错误;理想实验的思维方法与质点概

39、念的建立相同,都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法,故C正确;物体静止时不受外力或合外力为零,故D错误5如图2所示,桌面上有一上表面光滑的木块,木块上有一小球,快速向右推动木块,小球的位置可能落在桌面上的哪点()图2AA点 BB点CO点 D无法确定答案C解析小球在水平方向上不受摩擦力的作用,水平方向运动状态不变,在重力的作用下,小球落在O点,故选C.6如图3所示,在一辆表面光滑且足够长的小车上,有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2),两个小球随车一起运动,当车突然停止运动时,若不考虑其他阻力,则两个小球()图3A一定相碰 B一定不相碰C不一定相碰 D无法确定答案B解析小

40、车表面光滑,因此小球在水平方向上没有受到外力的作用原来两个小球与小车具有相同的速度,当车突然停止运动时,由于惯性,两个小球的速度不变,所以不会相碰7如图4所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面上放一光滑的小球B,劈形物体A从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()图4A沿斜面向下的直线 B竖直向下的直线C无规则曲线 D抛物线答案B解析小球原来静止时受重力和支持力作用,其合力为零当劈形物体A由静止释放,A应沿斜面下滑,故B也将运动,运动状态就要发生改变,但由于惯性,小球原来速度为零,没有水平或其他方向上的速度,而小球又光滑,除竖直方向可以有力外,其他方向

41、上不受力,因为力是使物体运动状态改变的原因,故小球只能在竖直方向上运动,在碰到斜面之前,运动轨迹应为一条直线,即竖直向下的直线8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向汽车右侧跌倒D向汽车左侧跌倒答案A解析当人在汽车上时与车具有相同的速度,因此,当人从车上跳下来时,身体由于惯性要保持原有状态继续向前运动,而脚着地后,受摩擦力作用,运动状态要发生改变,速度要减小,故人将向汽车行驶的方向跌倒9对下列现象解释正确的是()A在一定拉力的作用下,车沿水平面匀速前进,没有这个拉力,小车就会停下来,所以力是维持物体运动状态的原因B向上抛出的物体由于惯性,所以向上运动

42、,以后由于重力作用,惯性变小,所以速度也越来越小C急刹车时,车上的乘客由于惯性一样大,所以都会向前倾倒D质量大的物体运动状态不容易改变,是由于物体的质量越大,惯性越大答案D解析力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,A错惯性仅由物体的质量大小决定,与受力无关,B错,D对车上的乘客质量不一样,故惯性也不一样大,C错10关于惯性,下列说法正确的是()A物体自由下落时,速度越来越大,所以物体的惯性消失B物体被上抛后,速度越来越小,是因为物体具有的惯性越来越大C质量相同的物体,速度较大的惯性一定大D质量是物体惯性的量度,惯性与速度及物体的受力情况无关答案D解析质量是物体惯性大小的唯一量

43、度,物体的惯性与速度及受力情况无关,故A、B、C错误,D正确第二节 探究加速度与力、质量的关系目标定位1.学会用控制变量法研究物理规律.2. 会测量加速度、力和质量,能作出物体运动的aF、a图像.3. 3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系教题的准备工作:一、实验器材小车、砝码、小盘、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平教题介绍实验原理及方法:二、实验原理实验的基本思想控制变量法1保持研究对象即小车的质量不变,改变盘内砝码的质量,即改变作用力,测出小车的对应加速度,验证加速度是否正比于作用力2保持小盘中砝码的质量不变,即保持作用力不变,改变研究对象的

44、质量,测出对应不同质量的加速度,验证加速度是否反比于质量学生设计活动方案并分组实验(教题指导):三、实验方案的设计1如何使物体在力的作用下做匀加速直线运动用质量为m的重物通过定滑轮牵引被研究的物体(质量为M的滑块或小车),使它做匀加速直线运动(装置如图1 所示)图12三个物理量的测量方法(1)小车质量的测量利用天平测出,在小车上增减砝码可改变小车的质量(2)拉力的测量当小盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量时,可以认为小盘和盘中砝码的重力近似等于对小车的拉力,即Fmg.将无线传输力传感器固定在小车上,将所测数据传输给计算机,直接在计算机上读出拉力F的大小(3)加速度的测量在小车上连接纸带,利用

45、打点计时器在纸带上记录小车的运动情况通过研究纸带上的点迹,求出加速度的大小将位移传感器的发射器装在运动的小车上,将接收器装在小车运动轨道的末端,并通过数据采集器输入计算机,就可描绘出小车的速度图像并测量出其加速度的大小3实验数据的处理方法图像法、“化曲为直”法(1)研究加速度a和力F的关系以加速度a为纵坐标,以力F为横坐标,根据测量数据描点,然后作出图像,如图2所示,若图像是一条通过原点的直线,就能说明a与F成正比图2(2)研究加速度a与物体质量M的关系如图3甲所示,因为aM图像是曲线,检查aM图像是不是双曲线,就能判断它们之间是不是反比例关系,但检查这条曲线是不是双曲线,相当困难若a和M成反

46、比,则a与必成正比我们采取“化曲为直”的方法,以a为纵坐标,以为横坐标,作出a图像,若a图像是一条过原点的直线,如图乙所示,说明a与成正比,即a与M成反比图3四、实验步骤1用天平测出小车和小盘的质量M和M,并把数值记录下来2按图4所示的装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细线系在小车上,即不给小车施加牵引力图43平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块,反复移动木块位置,直到轻推小车使其在斜面上运动时可保持匀速直线运动,这时车拖着纸带运动时所受的摩擦力恰与车所受到的重力在斜面方向上的分力平衡4把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘,先接通电源,再放开小车,取下纸带,在打上点的纸带上标

47、上纸带号码5保持小车的质量不变,在小盘内放入质量为m的砝码,重复步骤4;在小盘内分别放入质量为m、m、的砝码再重复步骤4,注意m、m、m、的数值都要记录在纸带上(或表格内)6在每条纸带上选取一段比较理想的部分,算出每条纸带对应的加速度的值并记录在表格(如下)的相应位置.次数123456小车加速度a/(m·s2)砝码和小盘的质量m/kg拉力F/N7.用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力,根据实验结果画出小车运动的aF图像,从而得出aF的关系8保持盘中砝码和小盘的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,求出相应的加速度,并设计表格如下根据实验结果画出小车运动的a图像,从而得出aM的关系.次数123456小车加速度a/(m·s2)小车质量M/kg/kg19.整理实验器材,结束实验学生总结实验中的注意事项(不足的老师补充):五、注意事项1实验中应先接通电源后释放小车2在平衡摩擦力时,不要悬挂小盘,但小车应连着纸带且接通电源用手轻轻地给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔均匀,表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡3改变盘中砝码的质量过程中,要始终保证小盘(包括盘中砝码)的质量远小于小车的质量4作图时应使所作的直线通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能的分布在直线的两侧,但若遇到个别偏离较远的点可舍

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