牛顿运动定律教学设计1人教版(美教案)

牛顿运动定律教课方案1人教版(美教课方案)牛顿运动定律教课方案1人教版(美教课方案)PAGEPAGE12牛顿运动定律教课方案1人教版(美教课方案)PAGE高一物理第单元

牛顿运动定律〔一〕

一．内容黄金组：

⒈本课学习内容是第三章牛顿运动的第节—第节，即牛顿第必定律；物体运动状态的改变；牛顿第二定律。

⒉本课学习目的是以下三点：

⑴知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同样认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验是科学研究的重要方法；理解牛顿第必定律的内容和意义；知道什么是惯性，会正确解说相关惯性的现象。

⑵理解力是使物体产生加快度的原由，理解质量是惯性大小的量度。

⑶理解加快度与力的关系，理解加快度与质量的关系，知道得出这两个关系的实验；知道国际单位制中力的单位是怎样定义的；理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式确实切含义；会用牛顿第二定律进行简单的计算。

二．重点大揭密：

．力不是保持物体运动的原由

()伽利略理想实验

.伽利略理想实验说了然物体保持自己的运动其实不需要力

.假如我们可以

仔细察看、解析一些常有物体的运动，也很简单考证伽利略的结论.转动的足球会停下来，不

是因为没有保持它运动的力，而是因遇到摩擦阻力的作用.瓦片可以在水平冰面上滑行很远才

停止，就是所受摩擦力很小的缘由.假定冰面对瓦片无阻力且空气阻力也可忽略，瓦片将会沿

冰面素来滑行下去，而无需施加任何沿运动方向的外力.

在实质生活中，我们很难找到使物体不受任何阻力的实验环境，这就显示了伽利略理想实验的优胜性.理想实验是科学研究的重要方法.

()运动是物质自己的属性

.自然界中的任何物体都处在永不断止的运动中

.我们看到一幢大

楼是静止的，这实质上是以地面为参照物的察看结果起绕地轴转动，另一方面还要随处球一同绕太阳转动

.假定以太阳为参照物，大楼一方面与地球一.整个宇宙中，大到恒星、星系，小到原

子、电子，都处在永不断止的运动中

.可见运动是物体自己的属性，只需物体存在，它就必定要运动.从这个意义上讲，物体的运动也无需外力去保持.

．惯性.

()惯性是物体的固有性质.牛顿第必定律告诉我们，物体在不受外力作用时将保持自己本来的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态，这是全部物体所固有的性质即物体的惯性

.任何

物体都拥有惯性，这与物体是运动着的仍是静止的没关，也与物体正在作何种运动没关

.

()物体的惯性与物体的受力状况没关

.牛顿第必定律所描绘的状态是一种理想状态，

即物体

不受外力作用的状态.实质上任何物体均与四周物体发生互相作用,不受外力作用的物体是不

存在的.但物体遇到外力作用其实不会惹起物体惯性的变化.假定物体所受外力的协力为零，物体将

保持自己的运动状态：匀速直线运动或静止.显然，物体的惯性与不受外力时相同.假定物体作变

速运动，也不可以说物体就不拥有惯性.如物体在重力作用下作自由落体运动,物体的速度不断增

加，运动状态不断改变，但其实不说明物体的惯性已经消失.在运动中的任一时辰，假定给物体施

一大小与重力相等、方向与重力相反的外力，那么物体将保持那一时辰的速度作匀速直线运动

这说了然，物体的惯性并无发生变化.运动状态的变化是受外力作用的结果，但运动状态的

变化其实不是物体惯性的变化，物体的惯性与能否受外力以及所受合外力能否为零均没关.

.

．物体运动状态的改变.

物体运动状态的变化与物体所受外力和物体的惯性均相关

因，而惯性决定着物体改变运动状态的难易程度.

.力是物体改变运动状态的原

()力是物体产生加快度的原由

.物体在不受外力作用或所受外力的协力为零时均保持自己

本来的运动状态而不会发生运动状态的变化，只有当物体所受合外力不为零时，物体的运动

状态才会改变，力是改变物体运动状态的原由.当物体运动状态发生变化时，物体的速度必定

发生变化(大小变化，方向变化或大小、方向均变化)，因此此时物体的协力必定不为零.这就是

说，物体有加快度时，物体所受外力的协力必定不为零，即力是物体产生加快度的原由.

()质量是物体惯性大小的量度，在相同外力作用下，质量越大的物体，改变其运动状态就越困难.比方，用相同大小的水平力推两辆原静止在水平面上的小车，一辆空车，一辆装满货

物.要使它们抵达相同的速度，实车比空车所需时间要长.物体的惯性是物体保持原有运动状态的特点，惯性越大，说明物体保持自己本来运动状态的能力越大，亦即改变物体运动状态就

越困难.可见质量越大，物体的惯性越大.质量越小，物体的惯性越小.物体的惯性大小可以用质量去量度.

初中时我们学过“质量是物体所含物质的多少〞

，这与我们现在学习的“质量是物体惯性

大小的量度〞其实不矛盾，这是质量所拥有两种物理意义

.

．正确理解牛顿第二定律

⑴同一性牛顿第二定律中

F

是物体〔或系统〕所受的合外力，是指同物体〔或同系

统〕的加快度，而是该物体〔或该系统〕的质量，即

F

、、对应与同一研究对象，这就是

研究对象的同一性。

⑵矢量性合外力和加快度均是矢量，所以牛顿第二定律F是一个矢量关系式。物体

的加快度的方向一直与物体所受的合外力的方向一致，此即、的同向性〔或矢量性〕，而决不

能理解为与物体的速度方向相同或相反。

⑶因果性物体遇到的合外力不为零就必定产生加快度，

力是产生加快度的原由。

F

中

的“〞号说明

F

与的数目相等，方向相同，不可以把与

F

看作是相同的物理量，不是一

个力。

⑷刹时性牛顿第二定律所揭示的规律拥有刹时性，表现为：加快度与合外力对应于同一时辰，即合外力为零时，加快度为零，物体保持静止或匀速直线运动；合外力为恒力时，加

速度不变，物体做匀速直线运动；而当合外力为变力或物体变质量时，加快度随着变化，物

体做变加快运动。注意：因为力可以发生突变，所以加快度也可以发生突变，而速度不可以突

变。

⑸独立性牛顿第二定律F中，假定物体同时遇到几个外力的作用，一个外力对应产生

一个加快度，某方向的合外力对应在该方向产生一个加快度，每个加快度的方向与所对应的

外力方向相同。求解某方向的问题时就只考虑该方向的力所产生的加快度，这就是和的独立

性。

⑹相对性在牛顿第二定律中，加快度与参照物的采用相关。在办理问题时，一定采用相

对于地球保持静止或做匀速直线运动的物体为参照物，这就是牛顿第二定律的相对性。平时我们采用地球为参照物，假定物体的加快度不是相对与地球的，那么一定将其转变为相对与地球

的加快度，此后才可代入F中求解。⑺一致性在国际单位制中，的单位为牛〔〕，质量的单位为千克〔〕，加快度的单位为米秒〔〕只有采纳国际单位制，才存在关系式F，所以应用牛顿第二定律时一定注意单位的

一致性。

⑻合用性牛顿第二定律只合用与宏观物体相对惯性参照系做低速运动的情况。所谓惯性参照系是指参照物自己没有加快度，有对于地面静止或匀速直线运动的参照物可以看作惯性

系。所谓低速是指物体运动速度比光速小得多，当研究电子、质子等凑近光速运动时，牛顿第二定律就不再合用了。

⒌牛顿第二定律的初步应用

应用牛顿第二定律解题时，常有的较简单的问题有两类：第一类是物体的受力状况，应用牛顿第二定律求出加快度，再进一步去研究物体的运动；第二类是物体的运动状况，

应用运动学公式求出加快度，再应用牛顿第二定律去求解未知力.对于这两类问题，都应在分

析研究对象的受力状况和运动状况的基础上列方程.平时可采纳以下的根本解题步骤：

()确定研究对象，并解析其受力状况；

()解析运动状况，确定加快度方向；

()成立适合的直角坐标系，用正交法分解物体所受的各外力.平时使加快度方向与某一坐

标轴重合.

()以速度方向为正方向成立以下方程组(设与轴重合)并解之：

三．好题解给你：

．本课预习题⑴对于惯性，以下说法正确的选项是：〔〕

A．物体能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，物体开始运动后即失掉惯性

D．相同外力作用下，获取加快度小的物体惯性小

⑵以下说法正确的选项是：〔〕

A．世界上不受外力作用的物体是没有的，所以牛顿第必定律是不行立的

B．某质点不保持匀速直线运动状态或静止状态，可以必定该质点必定受外力作用

C．物体不受外力作用，它是不行能运动的

D．物体向东运动，必定遇到向东的外力作用

⑶物体运动的速度方向、加快度方向与作用在物体上合外力的方向的关系是：〔〕

A．速度方向、加快度方向和合外力方向，三者老是相同的

B．加快度方向与合外力方向相同，速度方向与合外力方向可能相同，也可能不同样C．速度方向总和合外力方向相同，加快度方向与合外力方向可能相同，也可能不同样

D．因为有力作用，物体就必定拥有速度，所以物体的运动方向必定跟合外力的方向相同。

⑷两体积相同，质量不同样的物体、，mA2mB。两物体在着落过程中遇到的空气阻

力均等于Bg，那么在着落过程中、的加快度之比为：〔〕

．.:..

⑸钢球在足够深的油槽上方着落，落入油槽中此后，球受的阻力正比于其速率，那么球在

油中的运动状况可能是：〔〕A．先加快后减速，最后静止

B．素来匀速运动

C．先加快后匀速

D．先减速后匀速

预习题参照答案：⑴⑵⑶⑷⑸

．基础题

⑴以下对于物体惯性的说法中，正确的选项是：〔〕

．只有静止的或作匀速直线运动的物体才拥有惯性

．小球静止时和作自由落体运动时，它的惯性没有变化

．物体以10速度运动时的惯性较该物体以1速度运动时的惯性大

．物体的惯性随着物体运动方向的变化而变化

⑵汽车质量为，起动时汽车的牵引力为×，运动阻力为车重的倍，那么汽车产生的加快度为；封闭油门滑行时，加快度又为。

⑶以＝30m的初速度竖直向上抛出物体，运动时所受阻力恒为重力的倍.求：()上涨的最

大高度；()落回抛出点时的速度大小.计算时取＝10m.

基础题参照答案：⑴⑵；

⑶解析与解这是一个受力状况，依据牛顿第二定律求出加快度后再研究运动过程的

例子.

上涨过程中，重力和空气阻力的方向均向下，物体作减速运动.以速度方向为正方向，有．应用题

⑴物体静止在水平面上，当用水平拉力拉物体时，产生的加快度为1；当用水平力拉物体

时，产生的加快度为2，那么此物体的质量为，要使物体产生3的加快度，水平拉力为。

⑵为了安全，在公路上行驶的汽车之间应保持必需的距离。某高速公路的最高限速

120Km/h。假定前面车辆忽然停止，后车司机从发现这一状况，经操控刹车，到汽车开始减速

所经历的时间〔即反应时间〕。刹车时汽车遇到阻力的大小为汽车重力的倍。该高速公路上汽

车间的距离最少应为多少？〔取重力加快度＝10m.〕

⑶同一水平高度上有、两点，、下方有一水平传达带，水平传达带正从向以速度＝

2m

作匀

速运动、相距＝

4m.将物块轻轻地放到下方的传达带上，与间的动摩擦要素为

μ＝，设传达带

的速率保持不变，求从点下方运动到点下方所需时间

.

应用题参照答案：⑴

；

⑵解析与解：在反应时间内，汽车作匀速运动，运动的距离；设刹车时的加快度大小为，

汽车质量为有；自刹车到停下，汽车运动距离S2v22a。所求距离SS1S2102m。

小结：本题考察用物理知识解决实诘问题的能力，要注意在反应时间内汽车是匀速运动。

⑶解析与解刚放到传达带上时，有对于地面是静止的，有对于传达带拥有向后的速度，

因此所受滑动摩擦力方向是向前的.即滑动摩擦力使产生沿传达带方向的加快度的受力状况如

图所示，以的速度方向为正方向，可列出方程组

小结()这是一个滑动摩擦力作为动力的例子，它进一步提示我们：滑动摩擦力的方向其实不必定老是与物体的运动方向相反.()要注意解析运动过程.解本题时，常有人误认为从到素来加

速，这就是未能正确解析运动过程的结果.

．提升题

⑴以下列图，质量为为的木快，在大小

为的水平拉力作用下沿粗拙水平川面作匀加快直线

运动，加快度为，那么木版与地面之间的动摩擦因数为

多大？假定在木板上再施加一个与水平拉力在同一竖直

平面内的推力，而不改变木板的加快度的大小和方向，

那么此推力与水平拉力的夹角为多大？图

⑵总质量为的热气球因为故障在高空以匀速竖直降落，为了阻截持续降落，在时辰，从

热气球中开释了一个质量为的沙袋，不计空气阻力，当为多大时热气球停止降落，这时沙袋

的速度为多大？〔此时沙袋还没有着地〕

⑶质量为＝×的列车以＝72Km/h的速度开始上坡，坡长m，高15m.列车抵达坡顶时的

速度为＝36Km/h.列车牵引力恒定，所受阻力恒为列车重力的倍，求列车牵引力.

提升题参照答案：

⑴解析与解：

由题意，木块开始做匀加快直线运动时，加快度为，

据牛顿第二定律TmaTmgma，那么，mg加上外力此后，木块的加快度其实不改变。所以它的水平重量应与增添的摩擦力相平衡，即

FcosFsin。arctanmg。Tma小结：本题是年全国高考题。它要求深刻理解牛顿第二定律中物体的加快度与合外力之间的关系。求解本题的重点，要抓住木块加快度不变这一条件，并把此条件与再加的外力之间的关系明确表达出来。

⑵解析与解：气球匀速降落时有FMg0，当开释沙袋后，气球的加快度为，据牛顿

第二定律F(Mm)g(Mm)a，可见气球做匀减速运动，当其速度为vt0时，停止降落。由公式vtvatv(Mm)v得t。而沙袋此时速度为amgvtvgtMmMv。vmvm小结：本题是年上海高考题。本题重点是在受力解析的基础上判断运动状态，求出气球在减速时的加快度。

⑶

四．课后练武场：

⑴对于运动和力的关系，以下说法中正确的选项是：〔〕

．物体所受的合外力不为零时，其加快度必定变化

．物体所受合外力不为零时，其速度必定变化．物体的速度方向必定与它所受的合外力的方向相同

．物体的加快度方向必定与它所受的合外力方向相同

⑵以下对于惯性的说法中，错误的选项是：〔〕

．物体作匀速直线运动的原由是因为它拥有惯性和所受的合外力为零

．在相同的合外力作用下，惯性大的物体获取的加快度小

．自由着落的物体处于完整失重的状态，此时物体的惯性消失了

．战斗机扔掉它的副油箱后，它的惯性减小了

⑶、、三个物体，它们的质量之比：：＝：：，在受相同的合外力时，它们所产生的加快度

之比：：等于：〔〕

．：：．：：．：：．：：

⑷一个恒力可使质量为的物体在圆滑水平面上产生的加快度，也能使质