教案《T-牛顿第一定律,T-加速度与质量,力的惯性,T-牛顿第二定律》

1、 中国教育培训领军品牌环球雅思学科教师辅导教案 授课类型T-牛顿第一定律T-加速度与力、质量的关系T-牛顿第二定律星 级教学目的掌握牛顿第一定律及其用法熟悉加速度与力、质量的关系掌握牛肚第二定律及其应用授课日期及时段2014年12月31日 17：30-19：30教学内容温故而知新：.课堂导入关于牛顿你都了解些什么呢？.同步讲解牛顿第一定律（惯性定律）1定律的内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止 物理意义：揭示了力和运动的关系，力不是维持运动状态的原因，力是 改变运动状态的原因 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性，牛顿第一定律又

2、叫惯性定律注意： 牛顿第一定律是牛顿以伽利略的理想实验为基础，总结前人的研究成果，加上自己的丰富想象和逻辑思维而提出的，它不是实验定律，不能用实验直接验证 不受外力作用的物体是不存在的，但是物体所受的合外力为零或所受外力可以忽略，物体总保持匀速直向运动状态或静止状态所谓运动状态的改变是指物体的速度发生变化，速度变化有三个方面的含义：速度大小变；速度方向变；速度的大小和方向都变不论是那种变化物体都有加速度，产生加速度的原因是物体受到力的作用，所以力是使物体发生运动状态变化的原因2. 惯性：惯性是物体本身的一种属性，与物体是否受力，是否运动无关，描述物体惯性的物理量是他们的质量。质量越大，惯性越大

3、。 质量只有大小，没有方向，它是标量。在国际单位制中，质量的单位是千克，单位符号为kg。.题型分析题型一：下列关于惯性的说法正确的是（ ）DA. 物体只有静止或者匀速直线运动状态时具有惯性。B. 物体只有受外力作用时才具有惯性C. 物体运动速度大时惯性大D. 物体在任何情况下都有惯性题型二：关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是（ BC ）A伽利略的理想实验是假想的，没有科学依据B伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法C伽利略的理想实验有力的否定了亚里士多德的观点D在科学发展的今天，伽利略的斜面实验是可以通过实验验证的题型三：

4、下列关于惯性的说法正确的是（D ）A一个同学看见某人推不动原来静止的小车，于是他说，这是因为小车的惯性太大的缘故B一个物体原来以10 ms速度运动，后来速度变为30 ms，则其惯性变大了C月球上的重力加速度是地球上的，所以将一个物体从地球移到月球，其惯性减为原来的D在宇宙飞船内的物体具有惯性题型四：1. 下列关于物体运动状态改变的说法中，正确的是（ C ）A速度大小不变，物体运动状态就不变B速度方向不变，物体运动状态就不变C速度的大小和方向都不变，物体的运动状态就不变D只有物体速度的大小和方向都改变，才能说物体的运动状态发生改变变式训练：1.下述情况中，物体的运动状态发生变化的是（ BCD ）

5、A汽车沿斜坡匀速上行 B小球在空中做自由落体运动C返回式卫星接近地面前做减速运动 D飞机在高空沿圆周飞行其速度大小不变.达标检测1伽利略的实验证明了（ C） A要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止 B要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动 C在没有外力作用时，原来运动着的物体总保持匀速直线运动状态 D物体不受外力作用时，一定处于静止状态2关于惯性，下列说法正确的是（ A） A一个物体在任何情况下都有惯性 B汽车在刹车时有惯性，作匀速运动时没有惯性 C惯性除了跟物体质量有关外，还跟物体速度有关 D惯性是使物体保持匀速运动或静止状态的力3下列关于力和运动的关系，正确的观点是（ C

6、 ） A力是维持物体运动的原因 B力是产生物体运动速度的原因 C力是改变物体运动速度的原因 D物体向某一方向运动在该方向上一定有力作用在物体上4下列说法错误的是（ C ）A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动定律 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要停下来，是由于木块失去了维持其运动的力 D物体的运动速度发生变化时，一定受到了外力的作用5下列事实中，利用了物体惯性的是（ AB ） A跳远运动员在起跳前的助跑运 B铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转 C跳伞运动员在落地前打开降落伞 D汽车轮胎上有凸凹不平的花纹6在匀速前进的火车里，一个小球放在

7、水平桌面上且相对桌面静止，从某时刻起火车的运动速度开始发生变化关于小球运动与火车运动，下列说法正确的是（ BC ） A若小球向前滚动，则火车在加速前进 B若小球向后滚动则火车在加速的进C火车急刹车时，小球向前滚动 D火车急刹车时，小球向后滚动7甲、乙两物体静止在光滑水平面上，当它们均受到水平方向10 N的作用力后，甲在前5 s内的位移为2 m，乙在前5 s内的位移为6 m试比较它们的惯性大小。答案：在相同外力的作用、相同时间的条件下，乙物体发生的位移比甲物体的大。说明了：乙物体的运动状态容易改变，甲物体的运动状态不容易改变。所以，甲物体的惯性大。8如图4-1.4中的甲图所示，重球系于线DC下端

8、，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（ ）A在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断B在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断C在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断D在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断图4-1.4【精析】缓慢拉可认为小球始终处于平衡状态，快速拉时，重球保持原来的运动状态的性质，则上面的绳未发生相应的形变。如图4-1.4乙，在线的A端慢慢增加拉力，使得重球有足够的时间发生向下的微小位移，这个过程进行得如此缓慢可以认为重球始终处于受力平衡状态，即 T2T1mg，随着T1增大，T2也增大，且总是上端绳先达到极限程度，故CD绳被拉断，A正确。若在A端突然猛力一拉，因为重球

9、质量很大，力的作用时间又极短，故重球向下的位移极小，以至于上端绳未来得及发生相应的伸长，T1已先达到极限强度，故AB绳先断，选项C也正确。答案：AC【说明】在处理物理问题时，“缓慢”的含义是物体处于平衡状态，“迅速”可认为物理过程是一个瞬间。 今天你学到了什么？.课堂导入.同步讲解通过实验得到：（1）加速度和力的关系：对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比。（2）加速度和质量的关系：在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比a1/a2=m2/m1或a.题型分析1探究加速度与力、质量的关系【例1】现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规

10、律.给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图3-5-2所示）、小车、计时器一个、米尺.（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t.用米尺测量A1与A2之间的距离x，则小车的加速度a .用米尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F .改变 ，重复上述测量.以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设

11、计的方案是：调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑.测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0.进行（1）中的各项测量.计算与作图时用（hh0）代替h.对此方案有以下几种评论意见：A方案正确可行.B方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动.C方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关.其中合理的意见是 图3-5-2【解析】(1) 由得小车在斜面上受重力和支持力作用，其合力为F=mgsin=改变小车所受外力来研究加速度与力的关系，改变受力又是通过改变斜面倾角或斜面高度h来实现的.（2）此方案不可行，如果在测量中，使小车在斜面上匀速下滑，则满足mgsin=mmg

12、cos，即m=tan，此后无论如何改变小车的质量，小车都不可能加速下滑，即无法验证加速度与合外力的关系，故选C.【答案】（1） 斜面高度h(2)C2实验数据处理方法【例2】某同学在探究加速度a与力F和加速度a与物体质量M的关系时，测出了表1、表2两组数据， 表1F/N0.140.280.430.550.68a/ms-20.200.400.610.790.97表21/M2.002.503.334.004.80a/ms-20.440.560.730.891.08请在图3-5-6甲、乙两个坐标上分别作出a-F和图线。图3-5-6a/ms-21/M(kg-1)00.20.40.60.81.01.02.

13、03.04.05.0乙a/ms-2F/N00.20.40.60.81.00.10.30.50.7甲【解析】根据表1中所给数据在图3-5-7甲中先描点再连线，所连图线是一条过原点的直线；说明加速度a与F成正比；根据表2中所给数据在图3-5-7乙中描点连线，所连图线是一条过原点的直线；说明加速度a与质量的倒数成正比，即与M成反比.图3-5-7a/ms-21/M(kg-1)00.20.40.60.81.01.02.03.04.05.0乙a/ms-2F/N00.20.40.60.81.00.10.30.50.7甲【答案】如图3-5-7所示.达标检测1“在影响加速度的因素”的探究中发现 （CD）A同一物

14、体运动的速度越大，受到的合外力越大B同一物体运动的速度变化越大，受到的合外力越大C同一物体运动速度变化率越小，受到的合外力越小D同一物体运动速度变化越快，受到的合外力越大2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）A控制变量法B假设法C理想实验法 D图象法3.为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用 （C）Aa-m图象Bm-a图象C图象 D图象4如果图象是通过原点的一条直线，则说明（B）A物体的加速度a与质量m成正比 B物体的加速度a与质量成反比C物体的质量m与加速度a成正比D物体的质量m与加速度a成反比5. 如图3

15、-5-10甲是用DIS测定小车刹车时加速度的实验装置.（1）信号发射部分和信号接收部分组成_传感器，A应是信号_部分.（2）这组传感器所直接测量的物理量是 _.（3）如图3-5-10乙是根据实验数据得到的速度图像，根据图像中数据可求出小车加速度的大小为a=_m/s2.图3-5-10Av0B甲v/ms-1t/s00.61.21.82.43.00.40.81.21.62.0乙【答案】（1）运动，发射 （2）位移 （3）1.56.为了测定小木板和斜面间的动摩擦因数，某同学设计了如下的实验.在小木板上固定一个弹簧测力计(质量不计)，弹簧测力计下端吊一个光滑小球，将木板连同小球一起放在斜面上，如图3-5

16、-11所示.用手固定住木板时，弹簧测力计的示数为F1，放手后木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计的示数为F2，测得斜面倾角为，由测得的数据可求出木板与斜面间的动摩擦因数是多少？ 图3-5-11【解析】用手固定住木板时，对小球有 F1=mgsin 木板沿斜面下滑时，对小球有 mgsin-F2=ma 木板与小球一起下滑有共同的加速度，对整体有(M+m)gsin-Ff=(M+m)a Ff=(M+m)gcos 联立式得：今天你学到了什么？.课堂导入还记得物体的加速度和什么因素有关吗？.同步讲解牛顿第二定律1）内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同

17、。 注意：物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即2）牛顿第二定律的剖析：（1）因果性：力是产生加速度的原因。（2）矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方（3）瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由

18、力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。（4）独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度。（5）同一性：a与F与同一物体某一状态相对应。.题型分析题型一：1.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 D 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题型二：一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为m的物体,有一水平板将

19、物体托住,并使弹簧处于自然长度。如图7所示。现让木板由静止开始以加速度a(ag)匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。图7分析与解：设物体与平板一起向下运动的距离为x时，物体受重力mg，弹簧的弹力F=kx和平板的支持力N作用。据牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma得N=mg-kx-ma当N=0时，物体与平板分离，所以此时因为，所以。变式训练：如图9所示，一劲度系数为k=800N/m的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg的物体A、B。物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F在上面物体A上，使物体A开始向上做匀加速运动，经0.4s物体B刚要离开地面，设整个过

20、程中弹簧都处于弹性限度内，取g=10m/s2 ，求：此过程中所加外力F的最大值和最小值。ABF图 9解：(1)A原来静止时：kx1=mg 当物体A开始做匀加速运动时，拉力F最小，设为F1，对物体A有：F1kx1mg=ma 当物体B刚要离开地面时，拉力F最大，设为F2，对物体A有：F2kx2mg=ma 对物体B有：kx2=mg 对物体A有：x1x2 由、两式解得 a=3.75m/s2 ，分别由、得F145N，F2285N题型三 如图1所示，一条轻弹簧OB和一根细绳OA共同拉住一个质量为m的小球，平衡时细绳OA是水平的，弹簧与竖直方向的夹角是，若突然剪断细绳OA，则在刚剪断的瞬间，弹簧拉力的大小是

21、_，小球加速度的方向与竖直方向的夹角等于_，若将弹簧改为一根细绳，则在OA线剪断瞬间，绳OB的弹力大小是_，小球加速度方向与竖直方向夹角等于_。图1 分析与解答：这是一道典型的要区分细绳与弹簧有什么不同的题，只要我们认清细绳可发生突变，而弹簧不能发生突变的情况，则这就不是一道难题。 细绳未剪断前，小球所受重力，弹簧的拉力和细绳的拉力是平衡的，即重力与弹簧的拉力的合力是沿水平方向向右，大小，细绳剪断后，弹簧的形变不能马上改变，弹力仍保持原值，因重力、弹簧弹力不变，所以此时小球加速度方向是沿水平向右，即与竖直方向夹角是，若弹簧改用细绳，则OA线剪断瞬间，细绳OB的形变发生突变，小球有沿圆弧切线方向

22、的加速度，故重力与绳OB的拉力的合力必沿切线方向，由此求得，夹角为。.达标检测1.关于牛顿第一定律有下列说法：牛顿第一定律是实验定律 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因惯性定律与惯性的实质是相同的 物体的运动不需要力来维持其中正确的是（C）ABCD2.下列说法正确的是（D）A物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B物体只有受外力作用时才有惯性C物体的速度大时，惯性大D力是使物体产生加速度的原因3.跳高运动员从地面上跳起，是由于（C）A地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力 B运动员给地面的压力大于运动员受的重力C地面给运动员的支持力大于运动员受的重力 D运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力4.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动；再改做减速运动，则下列说法中正确的是（D）A加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B减速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力C只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等5.物体静止于水平桌面上，则（AC）A桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力B物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力C物