【人教版教案】高中物理教案必修一第四章（第4章 牛顿运动定律）全章节教案

必修一4.1牛顿第一定律

一、教材分析

学习牛顿第一定律不只要明白定律本身说的是什么，还要了解人类进行探究的历史,

本书对此做了比较详细的介绍。这种处理源于本书对过程与方法的重视。

二、学习目标

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.

（二）过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只

凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的关系.

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯.

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

（三）情感、态度与价值观

1、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

2、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

三、教学重难点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。

四、学情分析

牛顿第一定律的内容本身比较抽象，宜采用探究活动让学生自己去探究运动的物体为

什么会停下，运动物体速度变小的快慢跟什么因素有关。

五、教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

六、课前准备

小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺

七、课时安排

1个课时

八、教学过程

（-）预习检查、总结疑惑

（-）情境导入、展示目标

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动

的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。首先来看本节的教学目标

知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.

过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只

凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的关系.

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯.

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。

情感、态度与价值观

1、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

2、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。

（三）合作探究、精讲点拨

教师活动：人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力

作用在物体上，物体就不运动一一这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说

的。是这样吗？

下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。

让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：

1、力推物动，力撤物停。

2、力撤物不停。

教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？

学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验：

1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。

教师活动：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？

刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？

学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；

溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。

点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。

教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光

滑没有摩擦，那小球会怎样？

学生活动：用小球做对比实验

A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。B、在桌面上

放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。

［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永

不停止。

点评：1、对比实验，找出问题的本质.从而理解物体的运动和力的关系.

2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理.

教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）

物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有

摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。

伽利略是怎么研究这个问题的呢？

教师活动：介绍伽利略的理想实验。

（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会

越远。

（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。

根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

学生活动：观察并回答提出的问题：

运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。

点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理

都是很有必要的。

教师活动：让学生阅读课文找出：

1、伽利略的观点。

2、笛卡儿的补充和完善。

3、牛顿第一定律。

对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？

学生活动：阅读课文，回答问题。

1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。

2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。

教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？

在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改

变运动状态的原因。

运动状态是指什么？

学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，

力迫使它改变运动状态。

运动状态：速度的大小和方向。

教师活动：牛顿第一定律可不可以用实验来验证？

什么时候可以看作不受力并举例说明。

学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。

受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。

教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？

你又怎样理解这种性质呢？举例说明。

因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。举例说明人站在匀速行

使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。

这都是惯性。

再让学生举例，学生就必然入门了。

学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止

状态的性质。

举例。

教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认

为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物

体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问

题的能力。

教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种

状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？

比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？

你还能举出什么例子来？

学生活动：学生思考

比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。

从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关.

点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关.

（四）反思总结、当堂检测

例1关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（

Λ.只要接触面相当光滑，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

例2关于惯性，下列说法中正确的是（）

A.速度大的物体不能很快地停下来，是因为物体速度越大，惯性越大

B.小球在做自由落体运动时，没有惯性

C.乒乓球的运动状态容易改变，是因为乒乓球惯性较小的缘故

D.物体受到的外力越大，其惯性越小，受到的外力越小，惯性越大

拓展：①惯性是物体本身固有的属性，质量是物体惯性大小的量度.

②火车在平直轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回车上原处，这是

因为（）

A.人跳起后，车厢内空气给他以向前力，使他随与同火车一起向前运动

B.人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动

C.人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只有由于时间很短，不

明显而已

D.从人跳起后仍落到回车上原处，这是由于人有惯性，在水平方向上始终和车具有相同

的速度

（五）发导学案、布置预习

九、板书设计

物体的运动是不需要力来维持的

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，除非作用在它上面的

力迫使它改变这种状态。

惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。

描述物体惯性的物理量是质量

十、教学反思

从人类的直觉入手，以实验来说明事实

必修一4.2实验：探究加速度与力、质量的关系

二、教材分析

这是一节学生实验课，目的是为了让学生体会物理探究过程中所用的科学方法。书

中没有给出确定的实验方案，要学生自己设计，但是给出了实验的基本思路：控制变量

法。学生在初中已经接触过控制变量法，难度应该不大。

二、教学目标

知识与技能

1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关.

2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系.

3.培养学生动手操作能力.

过程与方法

1.指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实验.

2.学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验.

3.对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，

情感态度与价值观

1.通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度.

2.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.

（2）培养与人合作的团队精神.

三、教学重难点

教学重点

1.控制变量法的使用.

2.如何提出实验方案并使实验方案合理可行.

3.实验数据的分析与处理.

教学难点

1.如何提出实验方案并使实验方案合理可行.

2.实验数据的分析与处理.

四、学情分析

学生对控制变量法应以掌握，关键是实验设计，实验操作能力不强，应让其做好充分的

课前预习

五、教学方法

探究、讲授、讨论、练习

六、课前准备

多媒体课件，小车（20辆，每辆车上贴上质量为200g,贴上“参照车”与“实验车”字样），

一端带有滑轮的长木板（20个），一次性小塑料口杯及棉线套（20个，质量可忽略），50g规

格钩码10盒（每盒10个），托盘天平祛码20盒，刻度尺（米尺），线绳若干，铁文件夹10个，

计算机和大屏幕投影系统一套，计算器。

七、课时安排

1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情境导入、展示目标

利用多媒体投影图4一2一1；

图4-2-1

分组定性讨论

组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？

组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同？

师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果.

组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大.

师：请组2的代表回答你们组讨论的问题，

组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度

越小.

师：物体运动状态改变快慢取决于哪些因素?定性关系如何？

生1：应该与物体的质量和物体所受的力有关系.力越大，加速度越大；质量越大，加速

度越小.

生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，

不参与加速度的提供.

师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处

呢？

生：方便我们的研究.

师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法.我们以前在

什么地方学到过这种方法？

生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时

生2：在研究电流与电压、电阻的关系时.

师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系.

首先来看本届的学习目标

知识与技能

1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关.

2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系.

3.培养学生动手操作能力.

过程与方法

1.指导学生半定量的探究加速度和力、物体质量的关系，知道用控制变量法进行实

验.

2.学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验.

3.对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题，

情感态度与价值观

1.通过探究实验，培养实事求是、尊重客观规律的科学态度.

2.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.

3.培养与人合作的团队精神.

八、合作探究、精讲点拨

一、加速度与力的关系

师：设计一个实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，

分析加速度与力的关系.大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理.

分组讨论

组1生1：我们是根据课本上的参考案例设计实验的（在投影仪上展示实验装置如图4-

2—2）.

ɪfɜ:∑≡夹子

图4・2・2

组1生2：我们设计实验的实验原理如下；因•为两个小车的初速度都为零，拉力大小不

同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动.根据初速度为零的匀加速

直线运动的位移公式x=a∕∕2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度与

受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的祛码求出来.

师：下面请组2的代表发言.

组2生1：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一辆小车，小车后面连接一纸

带，用打点计时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再看所受的力

和加速度的关系.

组2生2：为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时

让它在木板上匀速运动.

师：这个同学的想法很好，这样小车受到的绳子的拉力就等于小车受到的合力，下面请组

3的同学代表发言.

组3生1：前面两组的同学设计实验时都是物体的初速度为零，我们可以利用气垫导轨设

计一个更为一般的方法，让导轨倾斜不同的角度，滑块所受的力就是重力的分力，让滑块滑过

轨道中间的两个光电门,记录经过光电门的速度和两个光电门的距离,根据公式x=(∕-v°2)∕2a

可以求出加速度的大小，从而可以得到加速度和力的关系.

师：好的，在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据.那

么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢？

生1：水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同.表格设计如下：

参考表格

小车1小车2

次数拉车祛码(s)位移xl/cm拉车祛码(s)位移x2/cm

1

2

3

4

5

生2：用一辆小车，测量加速度

次数拉车祛码(g)加速度aɪ拉车祛码(e)加速度”

1

2

4

5

师：好，现在大家就根据自己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内.

学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组完成实验

师：现在请各小组简要进行一下实验报告.

组1生1：我们根据课本上的参考案例进行了实验，因为已知小车的加速度和位移成正

比，通过验证位移和受力之间的关系，即可得出加速度和受力的关系.

师：实验数据是怎样进行处理的呢？

组1生2：我用的是位移和对应力的比值.

组1生3：通过我们的讨论，我们发现用作图的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的

关系.关系图表如图4—2—3所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体

αω

OF

所受的外力成正比.图4-2-3

组2生：我们通过处理小车后面的纸带，计算出小车的加速度，通过作图验证了小车的加

速度和物体所受的合力成正比.组3生：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图象，

实验结论是图象非常接近一条过原点的直线.

师：大家做得都非常好，那么你们在实验中遇到的困难是什么呢?能不能想出办法来克服?

组1生：当拉小车的祛码的质量较大时，绳子容易打滑，从而影响了位移的测量.我们用

松香涂抹在绳子上，效果不错.

组2生：我们在做实验时发现了这样一个问题，即当祛码的质量和小车的质量差不多时，

a-F图象不能再是一条直线，而是发生了弯曲.

师：这组同学的问题非常好，实际上祛码和盘的重力并不严格等于小车受到的拉力，简单

证明如下：设祛码及盘的质量为m,小车的质量为M,则分别对它们进行受力分析，对小车,

受拉力和摩擦力，对祛码和盘，受重力和拉力，那么它们之间的关系是什么呢?如果相等，根

据物体受合力为零则物体做匀速运动，而实际上祛码及盘实际的运动应该是做加速运动，所以

说重力和拉力并不相等，而是应该重力大于拉力，而我们在实验中认为二者相等，所以实验的

误差有一部分来源于此.控制的方法就是尽可能地使祛码和盘的质量远小于小车及祛码的质

量，具体的分析方法我们将在下一节学到.

组3生：虽然用气垫导轨做实验结果比较精确，但实验数据处理比较复杂.

师：我们可以用计算机进行数据处理，使数据处理变得简单化，大家在课下讨论一下看如

何用数据处理软件处理实验中得到的数据.

师：以上我们是通过控制物体的质量不变来探究物体的加速度与物体所受力之间的关系，

下面同学们继续做实验，通过控制物体所受的力不变来探究物体的加速度和质量的关系.

二、加速度与质量的关系

学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组实现实验

由于和以上的实验方法非常类似，所以可以直接让学生得出结论.

师：大家得出的结论是什么？

生：物体加速度在物体受力不变时，和物体的质量成反比.

师：这时候我们应该怎样通过图象来验证问题呢？

生：我们如果作a—M图象则图象是曲线，我们可以作a—1/M图象来解决这个问题，物

体的加速度和质量成反比，所以a-1/M图象应该是一条过原点的直线.

三、由实验结果得出的结论

师：通过大家的实验，排除误差的影响，大家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物

体质量之间的关系.

［分组讨论］

生1：我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的力成正比，和物体的质量成

反比.

生2：应该是和物体所受的合力成正比.

生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向应该和物体所受力的方向相同.

师：（总结）大家的发言非常好，那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少

量的实验是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明，不过我们大家在现有

水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是我们下节课要学的牛顿第二定律的内容.

（四）反思总结、当堂检测

在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自做匀加速运动（阻力不

计）.甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：大人推力大，小孩推力小，因此重车的加速度大.乙

同学说，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大.你认为他们的说法是否正确?请简

述理由.

答：甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分，物体的加速度决定于物体所受的合外力

和物体的质量.大人的推力虽然大，但车的质量也大，因此重车的加速度也不一定就大.小车

的质量小，但是小孩的推力也小，因而轻车的加速度也不一定大.判断谁的加速度大，必须看

各自的质量和合外力.

［小结］

本节我们学习了：

1.力是物体产生加速度的原因.

2.用控制变量法探究物体的加速度与合外力、质量的关系；设计实验的方法.

3.物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大；合外力一定时，物体的质量

越大，其加速度越小，且合外力的方向与加速度的方向始终一致.

4.实验数据的处理方法.

九、板书设计

表格数据分析

3、教学反思

学生实验控制比较难，可能出现各种情况，课前教师应做好充分准备

必修一4.3牛顿第二定律（教案）

一、教材分析

教科书将牛顿第二定律的探究试验和公式表达分成了两节内容，目的在于加强试验探究和

突出牛顿第二定律在力学的重要地位。牛顿第二定律的首要价值是确立了力与运动之间的

直接关系，即因果关系。本节内容是在上节实验的基础上，通过分析说明，提出了牛顿第

二定律的具体内容表述，得到了牛顿第二定律的数学表达式。教科书突出了牛顿的单位1

牛顿的物理意义，并在最后通过两个例题介绍牛顿第二定律应用的基本思路。它们也是学

习理解牛顿第二定律的基本组成部分。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.理解牛顿第二定律一般表达的含义

2.知道物体运动的加速度方向与合外力方向一致

3.会用牛顿第二定律解决一些与生产和生活相关的实际问题。

4.会用牛顿第二定律和运动学公式解决简单的动力学问题

（二）过程与方法

1.掌握课程题解决的思维程序步骤一发现问题一形成一建立一检验一评价发展

2.培养学生的创造性思维过程以及的观察、分析和概括能力；

（三）情感、态度与价值观

1.使学生形成愿意与他人合作学习的意识。有将自己的见解与他人交流的愿望。

2.培养学生的创造态度、实事求是的科学态度以及勇于修正错误的健康心理、具有团队

精神

三、教学重点难点

重点：牛顿第二定律的应用

难点：牛顿运动定律的意义

四、学情分析

学生已初步掌握物体的运动规律，初步了解物体间的相互作用，知道了力、加速度、质

量的关系。学生潜在的疑问：力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系？说明：学生的这

个疑问是打破旧的知识体系的必然要求，同时是构建新的知识体系的重要前提。

五、教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

六、课前准备

1.学生的学习准备：预习学案，预习课本，找出力、加速度、质量到底有没有具体的数

量关系？

2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学

案。3.教学环境的设计和布置。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

（-）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标

师：通过上节课的学习，我们知道

（1）当保持物体质量不变时，物体的加速度与它所受力成正比。用数学式子表示就是:

a□F

（2）当保持物体受力不变时，物体的加速度跟质量成反比。用数学式子表示就是:a

OC1/m

多媒体展示学习目标，强调重难点。

(Ξ)合作探究、精讲点拨

自主探究

师：通过大量的实验和观察到的事实，牛顿总结出一般性的规律：物体加速度的大小跟作用力

成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二定律。

下面请大家自主阅读课本74页的内容，并回答下列问题：

1.牛顿第二定律的内容是怎样表述的？

2.它的比例式如何表示？

3.式中各物理量的单位是什么，其中力的单位“牛顿”是怎样定义的？

4.当物体受到几个力的作用时，式中的F指什么？此时比例式如何表示？

教师归纳总结：

L内容：物体的加速度跟作用力成正比,跟质量成反比,加速度的方向跟作用力

方向相同。

2.比例式：aocF/m或者FOCma,也可以写成等式：F=kma»

3.力的单位：式中k是比例系数，它的选取与公式中物理量单位的选取有关。当时还没有力

的单位，为了使用方便，k取1时，能使质量为Ikg的物体产生lm/s?的加速度的力定义为“1

个单位的力”，为纪念牛顿，把该单位称为“牛顿”，用符号必表示，即IN=Ikg∙m∕s)此时，

牛顿第二定律的数学表达式为：F=ma。

4.当物体受到几个力的作用时，式中的F指物体所受的合力。表达式：F台=J］里

随堂训练：

关于a和FC的关系，以下说法正确的是：(AD)

A.物体所受合外力越大，加速度就越大B.一旦物体受到合外力的作用，物体就具有了加

速度和速度

C.合力消失，物体还将继续加速一段D.物体的加速度方向一定与所受合力方向相同

理解要点：

(1)因果关系：有合力就有加速度，即力是产生加速度的原因。

(2)瞬时性：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，同时产生、

同时变化、同时消失。

(3)矢量性：F=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F都是矢量，物体加速度的方向总与

合外力的方向相同。

师：从牛顿第二定律的数学表达式F小ma来看，F台是力学物理量，a是运动学物理量，所

以我们说牛顿第二定律是联系力和运动的桥梁。那么，牛顿第二定律的应用分为两种：

(1)由运动求力；(2)由力求运动。下面我们来具体的学习一下，请看例题。

【例一】一辆质量为IOOOkg的小汽车以72km∕s的速度行驶，关闭发动机，经过20s匀减

速停下来，则需要的阻力是多大？重新起

步加速时牵引力为200ON,产生的加速度应

为多大？（假定行驶过程中汽车受到的阻

力不变）

解析：以运动方向为X轴正方向，建立如图坐标系

（1）汽车减速时的情况，设阻力大小为f

力：F⅛=—f

桥梁：F⅛=ma

►f=maɪ=1000N

运动：aI=（V2—vɪ）/t

即：阻力的大小为IoOON,方向与运动方向相反。

（2）汽车重新起步加速时的情况

F含=F-f=1000N

由牛顿第二运动定律，得

a∙2-F⅛∕m=lm∕s^

即:加速度的大小为lm/s?,

方向与运动方向相同。

归纳解题步骤：

（1））确定研究对象，分析研究对象的受力情况，画出受力图。

（2）建立直角坐标系，求出合力。

注意：正方向的选取和用国际单位制统一单位

（3）根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解。M

FV

F

【例二】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ION的拉FN/^：

力F,使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度？

解析：以运动方向为X轴正方向，建立如图坐标系

把力F分别沿X轴和y轴方向进行分解，它们的分力为:

R=FCoS37°=8NF,=Fsin37°=6N

{x方向：F⅛=Fx-f=Fx-μFN

y方向:Fy+FN-G=O则：F合=5.2N

由牛顿第二定律F『ma,得：_4______Fe______

a=F⅛∕m=2.6m∕s2R

即：加速度的大小为2.6m∕l,方向与F方向相同。∖∖∖∖∖∖∖∖∖∖∖∖

（四）反思总结，当堂检测G

这节课我们学习了：［内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。

加速度的方向跟作用力方向相同。

牛顿运动定律j数学表达式：F合=ma

意义：（1）因果关系（2）瞬时性（3）矢量性

、应用：（1）已知运动求力（2）已知力求运动

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。

（五）发导学案、布置预习

布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。

九、板书设计

L内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟质量成反比。

加速度的方向跟作用力方向相同。

2.牛顿运动定律

数学表达式：F合=ma

意义：（1）因果关系（2）瞬时性（3）矢量性

应用：（1）己知运动求力（2）已知力求运动

3.利用牛顿定律解题步骤：

（1）确定研究对象，分析研究对象的受力情况，画出受力图。

（2）建立直角坐标系，求出合力。（注意：正方向的选取和用国际单位制统一单位）

（3）根据牛顿第二定律和运动学规律列方程并求解。

十、教学反思

本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上

师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进

行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。

本节课的力、加速度、质量到底有没有具体的数量关系及对牛顿第二定律的理解是课本上

重要内容。

在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希

望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!

必修一§4.4力学单位制（教案）

一、教材分析

在初中阶段，物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。前面关于IN的规定给学

生的印象总好像是有些随意。尤其是牛顿、帕斯卡、安培、伏特、焦耳、瓦特等单位的规定。

使得学生感动物理太复杂。事实上，只有把单位制放在整个物理学框架中加以认识，并且知

识有了一定的积累。经历了充分的学习过程后才能体会物理量单位的命名和使用规则。体会

到其中对一些单位进行规定的合理性和方便特征。

物理学单位中，有很少几个基本物理量，它们的单位就是基本单位。在进行了这种选定

之后，其它物理量的单位就是根据它的定义式，有所选择的其他物理量的单位共同确定的。

国际单位制的建立和使用，不仅方便了国际间的交流，也逐渐成为科学研究中计算和运

用的一种规范约束。中学生应该注意学习，逐步习惯，在记录、表达和计算中规范使用。

二、教学目标

（一）知识与技能

1.了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；

2.认识单位制在物理计算中的作用

（二）过程与方法

1.让学生认识到统一单位的必要性.

2.使学生了解单位制的基本思想.

3.培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化.

4.通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法.

（三）情感、态度与价值观

1.使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想.

2.了解度量衡的统一对中国文化的发展所起的作用，培养学生的爱国主义情操.

3.让学生了解单位制与促进世界文化的交流和科技的关系.

4.通过一些单位的规定方式，了解单位统一的重要性，并能运用单位制对计算过程或结

果进行检验.

三、教学重点难点

重点：1.什么是基本单位，什么是导出单位.

2.力学中的三个基本单位.

3.单位制.

难点：统一单位后，计算过程的正确书写.

四、学情分析

在初中阶段，物理量单位的学习是学生较为困惑的问题之一。上一节关于IN的规定使

学生感到困惑。通过单位制的学习，让学生了解单位制、单位统一的重要性。

五、教学方法

探究、讲授、讨论、练习

六、课前准备

1.学生的学习准备：通过预习知道什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；什么是

导出单位，单位换算的方法。

2.教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学

案。

3.教学环境的设计和布置。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实知道了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（-）情景导入、展示目标

展示张飞和姚明的图片

师：大家都认识这两个人吧.

生：认识，一个是张飞，一个是姚明.

师：那么大家知道他们的身高是多少呢？

生：《三国演义）上说张飞身高9尺.

师：按照现在的计算方法，张飞的身高应该是多少？

生：三尺是1m,张飞的身高应该是3m.

师：姚明在当代应该是身高很高的人了，他的身高是多少？

生：2.26m.看起来张飞要比姚明高很多，打篮球一定挺厉害.

师：并不是张飞比姚明高，而是古代的尺和现代的尺不一样.在我国有“伸掌为尺”的说

法，我国三国时期（公元3世纪初）王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手

知尺，舒肘知寻.”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝（约公元前221年）至清末（约公元

1911年）的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0.2309m到0.3558m的变化，

其差别相当悬殊.

师：大家如果经常看NBA介绍时会发现姚明的身高并不是说成2.26m,而是怎样介绍

的呢？

生：我记得好像是几英尺几英寸，具体数值记不清了.

师：1英尺等于0∙3048m,1英寸为2.54cm.大家如果不记得的话可以重新计算一下，

也可以计算一下自己的身高是多少.大家知道尺和英尺是怎样来得吗？

生：不知道.

多媒体介绍.

在古代，人们常用身体的某些器官或部位的尺度作为计量单位.在遥远的古埃及时代，人

们用中指来衡量人体的身长，认为健美的人身长应该是中指长度的19倍.各个国家，地区

以及各个历史时期，都有各自的计量单位.仅以长度为例，欧洲曾以手掌的宽度或长度作为

长度的计量单位，称为掌尺.在英国，1掌尺相当于7.62Cm而在荷兰，1掌尺却相当于

10cm.英尺是8世纪英王的脚长，1英尺等于0.3048m.10世纪时英王埃德加把自己大

拇指关节间的距离定为1英寸.1英寸为2.54cm.这位君王又别出心裁，想出了“码”这

样

一个长度单位.他把从启己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离一一91cm,定为1码.到了IlOl

年，亨利一世在法律上认定了这一度量单位，此后，“码”便成为英国的主要长度单位，一直

沿用了IoOo多年.在我国亦有“伸掌为尺”的说法.我国三国时期（公元3世纪初）王肃编的

《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻.”两臂伸开长八尼，就是一寻；

从秦朝（约公元前221年）至清末（约公元1911年）的2000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当

于O2309m到0.3558m的变化，其差别相当悬殊.

多媒体展示学习目标，强调重难点。

（三）合作探究、精讲点拨

［讨论与交流］

单位的不统一会造成什么样的困难？

参考答案：单位的统一有利于各个国家之间、一个国家各个地区之间进行文化交流和

经贸往来，可以促进科学文化尽快地发展，使全球人类能够共享光明，共享人类文明进步的

成果.

（自学总结）

（投影问题）

1.什么是基本量，什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量?

2.什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导.

3.什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个沱们分别是什么?对应什么物理

量？

注：在这个过程中，老师可以巡回指导学生自己总结，并帮助水平较差的同学进行总结.这

个过程大约持续IOmin左右.然后让学生回答所提出的问题并巩固补充学生掌握的知识.

师：请同学们回答刚才这几个问题.L什么是基本量，什么是基本单位?力学中的基本单

位都有哪些，分别对应什么物理量？

生1：选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位,

这些被选定的物理量叫做基本量，它们的单位叫做基本单位.

生2；力学中的基本量有长度、质量和时间.它们的单位分别是米、千克和秒.

师：2.什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导.

生1：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位，叫做导出单位.

生2：我们学过的导出单位很多，比如加速度的单位m∕s2,它可以根据公式a=4v∕t

来进行推导.密度的单位是kg/m3,可以根据密度的计算公式:p=m∕v进行推导.

师：我们学过的力的单位牛顿是不是基本单位呢？

生：不是，牛顿也是一个导出单位.根据牛顿第二定律F=ma,可得力的单位应该与质

量的单位和加速度的单位有关.1N=Ikg∙m/s2.

师:第三个问题:什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么？

对应什么物理量?大家设计一个表格来回答这个问题.

生：国际计量委员会在1960年在第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括

一切计量领域的单位制，叫做国际单位制.简称SL

物理量的名称单位名称单位符号

长度米m

质量千克（公斤）kg

时间秒s

电流安（培）A

热力学温度开（尔文）K

物质的量摩（尔）mol

发光强度坎（德拉）Cd

（例）一个原来静止的物体，质量是7kg,在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大?5s内

通过的位移是多少？

（四）反思总结、当堂检测

通过本节课的学习，我们知道了什么是基本单位，什么是导出单位，什么是单位制，知道了力

学中的三个基本单位以及统一单位后，解题过程的正确书写方法.

【当堂检测】1.一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是20kg,在两个大小都是50N

且互成120。角的水平外力作用下，3s末物体的速度是多大?3s内物体的位移是多少？

2.现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空：

A.密度B.米/秒巴牛顿D.加速度巳质量F.秒G.厘米H.长度L时

间J∙千克

（1）属于物理量的是一一（填前面的字母）.

（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一一，属于导出单位的是-----

答案：（I）ADEHl（2）EHI（3）FJBC

解析：要分清物理量和物理单位、基本单位和导出单位.

说明：本题容易把物理量和单位制混淆.

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

（五）发导学案、布置预习

布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。

板书设计

九、板书设计

力学单位制

⑴选定的几个物理量的单位

基本单位

(2)力学中的基本单位：长度；质量；时间

单位制(1)由基本单位和物理公式推导出来的物理量的单位

导出单(2)在计算时，一般用国际单位制，

计算中不必一一写出各量的单位

十、教学反思

本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课

堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最

后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。

本节课的什么叫基本物理量、物理量的单位、导出单位、单位制以及单位制和单位统一的

重要性的理解是课本上重要内容。

在后面的教学过程中会继续研究本节课，争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希

望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!

必修一4.5牛顿第三定律(教案)

一.教材分析

本课的内容分三个层次，先是作用力和反作用力的概念，接着是作用力和反作用力的关系(牛

顿第三定律)，最后是作用力和反作用力在生活中的应用。教学设计的重点应是最后两方面。

二、教学目标

(-)知识和技能

(1)知道作用力和反作用力的概念：

(2)理解牛顿第三定律的确切含义；

(3)能用牛顿第三定律解决简单问题；

(二)过程和方法

(1)通过生活中的作用力和反作用力的事例，体验作用力和反作用力的不同作用效果;

(2)通过实验探究得出牛顿第三定律,体会实验在发现自然规律中的作用。

(三)情感和价值观

培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题，

三、教学重点难点

重点：牛顿第三定律的内容及其用它来解决生活中的一些现象。

难点：用牛顿第三定律来解决问题。

四、学情分析

学生已学过牛顿第一第二定律并且对于相互作用力有了一定的感性认识，需要通过大量

的实例来深刻理解牛顿第三定律

五、教学方法

1.学案导学

2.新授课教学基本环节

分析论证举例评估

指

聚

验

探

结

导

合

证

究

论

思

思

得

实

应

维

维

知

验

用

六.课前准备：预习学案相关内容

七.课时设计：一课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师首先提问：用手敲击黑板的同时，手有痛的感觉，这说明手对黑板作用时，黑板对

手也有作用.又如，用手拉弹簧的同时，也感觉到弹簧对手也有拉力作用，下面作一个实验，

请同学们注意观察小车运动情况.

［实验门将两小车用一根短细绳连接.同时在其中间夹一个压缩了的弹簧，让它们都静

止在桌面上如图3—10所示，现烧断连接两小车的细绳，两小车同时向两边运动.且距离几乎

相等.

图3-10

生活中的现象和实验都告诉我们力的作用总是相互的,即甲对乙有作用力的同时，乙对甲

也有力的作用，我们把其中一个力称为作用力,另一个力就叫做反作用力.

（H）合作探究

2.牛顿第三定律

作用力与反作用存在什么关系呢?请同学们看下面实验

［实验2］将弹簧秤/1和6按图3—11方式连接，用手拉弹簧秤/1,请同学观察46弹簧

秤读数（结论：大小相等）加大力拉4再请同学观察46弹簧秤的读数（结论：相等）这说

明：作用力与反作用力大小总是相等的.分析弹簧秤6受｛的拉力方向向右、而弹簧秤力受6

的拉力方向向左，说明作用力与反作用方向相反，再看/所受力与6所受力在一条直线上.

图3—11

综上分析，说明作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上，这便是牛

顿第三定律

两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上.

作用力与反作用力之间还有别的特征吗？

（1）当弹簧秤4对弹簧秤6无作用力时，我们观察到弹簧6对/1也无作用力，说明了作

用力与反作用力同时存在，同时消失.

（2）［实验3］将两个条形磁体放在小车上如图3—12所示，先用手按住小车，然后放手

A小车和6小车同时向两边运动，说明A小车上磁铁给6小车磁铁斥力，6小车磁铁给A小车

磁铁以斥力，与实验2联系起来共同考虑，说明作用力是弹力，反作用力也是弹力，当作用力

是磁力，反作用力也是磁力，请大家思考，当作用力是摩擦力时，反作用力是什么力（摩擦力）

作用力是重力时，反作用力是什么力（重力），这说明作用力与反作用力是性质相同的力.利

用这个性质，可对物体进行受力分析，例如在桌面上向右运动的物体，受到桌面给它向左的滑

动摩擦力，由牛顿第三定律及作用力与反作用力同时性、同性质可断定,桌面一定受到物体给

桌面的方向向右的大小与桌面给物体的滑动摩擦力相等的一个滑动摩擦力.

思考一下几个问题：

1.作用力和反作用力两个在大小方向上都有什么规律?

2.作用力和反作用力的性质怎样？

3.如何判断作用力和反作用力？

4.作用力和反作用力和平衡力有哪些异同点？

板书：1.牛顿第三定律的内容

应用点一：对作用力和反作用力关系的认识

例1：如图4-5-1所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地面上手拉手比力气，结果

大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系，正确的说法是（BCO）

1I1乙

图4-5-1

A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大

B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力

C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等

D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过

程中，两人的拉力一样大

拓展练习:关于两个物体间的作用力与反作用力，下列说法正确的是（D）

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.只有两个物体在平衡状态中，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

应用点二：作用力与反作用力和平衡力

例2：如图4-5-2所示，水平力厂把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法

中正确的是（C）

图4—5—2

A.作用力尸跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力

B.作用力尸与物体对墙壁的压力是一对平衡力

C.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力

D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力

例3：一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图4-5-4所示，在这一瞬间

悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速

度大小为mg/M—,方向为竖直向