人教物理必修1课件第四章牛顿运动定律

1、1 牛顿第一定律 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 3 牛顿第二定律 4 力学单位制 5牛顿第三定律,第四章牛顿运动定律,6用牛顿运动定律解决问题（一） 7 用牛顿运动定律解决问题（二） 专题课：弹簧问题 专题课：传送带问题 本章总结提升,第四章牛顿运动定律,第四章 牛顿运动定律,1 牛顿第一定律,1 牛顿第一定律,1 牛顿第一定律 三维目标,三维目标,【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,1 牛顿第一定律 三维目标,【过程与方法】 (1

2、)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，对物理问题绝不能主观臆断正确认识力和运动的关系 (2)帮助学生养成要从不同的角度对比研究问题的习惯 (3)培养学生的逻辑推理能力，知道物体的运动是不需要力来维持的,1 牛顿第一定律 三维目标,【情感、态度与价值观】 (1)利用一些简单的器材，如小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理 (2)培养科学研究问题的态度 (3)利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题 (4)利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系鼓励学生大胆发言，并学以致用,1 牛顿第一定律 重点难点,重

3、点难点,【重点】 (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 【难点】 惯性与质量的关系,1 牛顿第一定律 教学建议,教学建议,本节要求学生了解亚里士多德关于力与运动的主要观点，了解伽利略的实验研究工作，认识伽利略有关实验的科学思想和方法；认识惯性的内涵，在知识的应用中体现“加强课程内容与生产、生活联系”的理念 学生已初步了解牛顿第一定律和惯性的基本内容以初中知识为生长点，以教材内容为线索，借助演示实验，引导启发学生展开讨论，总结规律并得出结论，学习科学家把经验事实和抽象思维结合起来的科学思维方式教与学的全过程应渗透科学方法的教育和思维能力的培养，体现新课程的三维教

4、育目标,1 牛顿第一定律 新课导入,新课导入,【导入一】 力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因？人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样，学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识,1 牛顿第一定律 新课导入,教师：通过前一章的学习，我们知道了物体的运动形式是多种多样的，那么物体为什么会有各种不同的运动形式呢？要讨论这个问题，必须进一步思考运动和力的关系，在力学中研究运动和力的关系这一学科叫做动力学有了动力学知识，我们就可以解决两大类问题：可以根据物体的运动情况确定物体的受力情况，也可以根据物体的受

5、力情况确定物体的运动情况这就使得人类创造条件控制运动的梦想成为现实例如，马路上的汽车可按人的意愿往任何方向以一定的速度行驶，人造地球卫星可以发射到预定的轨道上运转等 动力学的奠基人是牛顿，牛顿的三大运动定律是动力学的核心内容，也是学好整个力学知识的关键从本节课开始，我们将先学习牛顿第一定律.,1 牛顿第一定律 新课导入,【导入二】 尽可能多地呈现现实生活中与“没有持续外力作用，运动物体停止”相一致的事例，尽量让学生展示他们生活中已形成的观念，或者说引导学生尽量呈现出与亚里士多德观点一致的生活经验，然后提出亚里士多德的观点，让他们觉得所持观点有理论上的支持 在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态

6、问题：怎样才能让小车运动起来呢？ 从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用 用力推动小车后放手，小车继续运动一段距离后停了下来,1 牛顿第一定律 新课导入,提问：小车停下来的原因又是什么？ 现在我们又可以得出：力也能使物体停止运动那么力和运动之间关系如何呢？本节课我们就来探究这个问题前面我们已经学过了描述运动的方法，也学过了力的基本知识，现在，请同学们讨论一下，力和运动有什么样的关系呢？请结合日常生活中的例子来说明,1 牛顿第一定律 知识必备,知识必备,知识点一力和运动的关系 1. 亚里士多德观点：必须有_作用在物体上，物体才能运动；没有_的作用，物体就要静止在一个地方 2伽利略

7、观点：力不是_物体运动的原因，而是_物体的运动状态、产生_的原因 3笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到_，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,力,力,维持,改变,加速度,力的作用,1 牛顿第一定律 知识必备,知识点二牛顿第一定律(惯性定律) 一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态,匀速直线运动,静止,1 牛顿第一定律 知识必备,知识点三惯性与质量 1惯性：物体具有保持原来_状态或_状态的性质 2质量：物体惯性大小的唯一量度是物体的_,质量,匀速直线运动,静止,1 牛顿第一定律 学习互动,学习互动,考点一对理想实验的理解 想一想 有人

8、认为伽利略斜面实验为理想实验，无法在实验中验证，故不能揭示自然规律该说法是否正确？,1 牛顿第一定律 学习互动,答案 该说法错误伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想，它建立在可靠的事实基础之上，抓住主要因素，忽略次要因素，从而深刻地揭示了自然规律,1 牛顿第一定律 学习互动,要点总结 1伽利略的理想实验推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持_，并且一直运动下去. 2理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住_，忽略_，从而更深刻地揭示了自然规律伽利略的研究方法的核心是_,主要因素,次要因素,不变,把实验和逻辑推理相结合,1 牛顿第一定律 学

9、习互动,例1下列对运动的认识错误的是() A亚里士多德认为，有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用物体就静止 B伽利略认为，如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快 C伽利略认为，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去 D牛顿认为力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因,1 牛顿第一定律 学习互动,A解析 力是改变物体运动状态的原因，物体不受力作用或物体受到的合力为零时，物体的运动状态保持不变；不受空气阻力作用时，轻重不同物体下落的情况相同选项A错误,1 牛顿第一定律 学习互动,考点二牛顿第一定律的理解 想一想 高速行驶的动车组关闭发动机后为什么会停

10、下来？,1 牛顿第一定律 学习互动,答案 由于动车运动过程中受到阻力作用，因此会慢慢停下来,1 牛顿第一定律 学习互动,要点总结 牛顿第一定律的意义 (1)揭示了物体在_(填“受力”或“不受力”)作用时的运动规律 物体不受外力作用包括物体没有受到任何外力的作用、物体在某一方向上没有受到任何力的作用及物体所受_为零(等效于不受力)等情况 不受力作用时物体保持“静止状态或匀速直线运动状态”不变，实质就是物体的运动_不变，也就是保持原来的_不变,不受力,合外力,速度,运动状态,1 牛顿第一定律 学习互动,(2)揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持_的原因的错误观点，明确指出了力是_的原因 (3)揭示

11、了一切物体都具有保持_状态的性质惯性 特别提醒 牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结推理得出的,匀速直线运动状态或静止,改变物体运动状态,物体运动,1 牛顿第一定律 学习互动,例2下列说法不正确的是() A伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础 B物体不受外力作用时，一定处于静止状态 C力是改变物体运动状态的原因 D牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证,1 牛顿第一定律 学习互动,B解析 牛顿第一定律是牛顿在总结伽利略的斜面实验、笛卡儿的研究经验和结论的基础上得出的，不是由实验得出的定律，也不是科学家凭空想象出来的，故选项A、D正确；由牛顿第一

12、定律知，物体不受外力作用时，保持匀速直线运动状态或静止状态，所受合力不为零时，物体的运动状态将改变，故选项B错误，C正确,1 牛顿第一定律 学习互动,例3关于力和运动的关系，下列说法正确的是() A物体受力才会运动 B力使物体的运动状态发生改变 C停止用力，运动的物体就会停止 D力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因,1 牛顿第一定律 学习互动,B解析 由牛顿第一定律可知，力的作用结果不是使物体产生运动，而是使物体的运动状态发生改变如果物体原来是运动的，不受力作用时将永远运动下去，即物体的运动不需要力来维持，因此选项A、C错误；物体保持静止或匀速直线运动状态，是物体不受力时的运动规律，并不

13、是力的作用结果，因此选项D错误只有选项B正确,1 牛顿第一定律 学习互动,考点三惯性的理解 想一想 为什么质量越大的物体的运动状态越难改变？,1 牛顿第一定律 学习互动,答案 因为质量越大的物体惯性越大，其运动状态越难改变,1 牛顿第一定律 学习互动,要点总结 1惯性：物体具有保持_状态或_状态的性质，惯性是_固有的基本属性 2惯性的量度：质量是物体_大小的量度，物体的_只与物体的质量有关，质量越大，_越大 3惯性的体现：在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性体现为_原来的运动状态；在受力条件下，惯性体现为运动状态_的难易程度,匀速直线运动,静止,物体,惯性,惯性,惯性,保持,改变,1 牛顿第

14、一定律 学习互动,4惯性与力： (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种_，因此说法“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的 (2)力是_的原因，惯性是维持物体运动状态的原因；力越大则物体的运动状态越_改变；惯性越大则物体的运动状态越_改变 特别提醒 物体的惯性只与质量有关，与物体的受力情况、运动情况均无关,容易,改变物体运动状态,性质,难,1 牛顿第一定律 学习互动,例4关于惯性，下列说法正确的是() A汽车紧急刹车时，乘客向前倾倒，说明乘客具有惯性，汽车没有惯性 B抛出去的标枪、手榴弹等靠惯性向远处运动 C汽车上坡困难而下坡容易，说明汽车上坡时的惯性比下坡时的大 D把

15、手中的球由静止释放后，球能竖直加速下落，说明力是改变物体惯性的原因,1 牛顿第一定律 学习互动,B解析 一切物体都有惯性，物体的惯性大小由物体的质量决定，质量越大，惯性越大，故选项A、C、D错误，B正确,1 牛顿第一定律 备用习题,备用习题,1下列说法正确的是() A不受力的物体不可能运动，故力是物体运动的原因 B受力大的物体速度大，故力是决定物体速度大小的原因 C力是保持物体运动的原因，如果物体不受力的作用，它只能保持静止，不能保持运动状态 D力是物体运动状态发生改变的原因,1 牛顿第一定律 备用习题,D解析 牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态，

16、运动不需要力来维持，A、C错误；只有改变物体的运动状态才需要力，即速度的改变与力有关，但速度大小与力无关，故B错误，D正确,1 牛顿第一定律 备用习题,D解析 惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都有惯性，且惯性的大小与物体的运动状态及受力情况均无关，它仅取决于物体的质量大小，因此A、B、C错误，D正确,1 牛顿第一定律 自我检测,自我检测,1(对理想实验的理解)理想实验有时更能深刻地反映自然规律如图411所示，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论,图4-1-1,1 牛顿第一定律 自我检测,减小第二个斜面的倾角，小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度 两个斜面对接，让静止

17、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时的高度 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球要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关于事实和推论的分类正确的是(),1 牛顿第一定律 自我检测,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,1 牛顿第一定律 自我检测,B 解析 步骤是理想实验的实验基础，属于可靠的事实，在此基础上利用推理，先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论，再设想减小第二

18、个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面时，得到小球将匀速运动的推论所以正确的顺序排列是，正确的分类是选项B.,1 牛顿第一定律 自我检测,2(对牛顿第一定律的理解)对牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是() A力是维持物体运动的原因 B力是改变物体运动状态的原因 C物体的质量较小，但运动的速度较大时，惯性也可以很大 D物体自由下落时比竖直上抛时的惯性小,1 牛顿第一定律 自我检测,B解析 牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因，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，运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，选项A错误，B正确；惯性是物体的固有性质，其大小仅由物体的质量决定，

19、与物体的运动状态无关，选项C、D错误,1 牛顿第一定律 自我检测,3(对牛顿第一定律的理解)(多选)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是() A牛顿第一定律是由理想实验得出的规律 B牛顿第一定律说明了力是改变物体运动状态的原因 C惯性定律与惯性的实质是相同的 D牛顿第一定律说明了物体的运动不需要力来维持,1 牛顿第一定律 自我检测,ABD解析 牛顿第一定律是通过理想实验总结出来的物理规律，不是实验定律，选项A正确；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；惯性定律是物理规律，惯性是物体的固有属性，两者有本质的区别，选项C错误；牛顿第一定律说明物体的运动不需要力来维持，选项D正确,1

20、 牛顿第一定律 自我检测,4(惯性的理解)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，发现仍落回到火车的原处这是因为() A人跳起后，车厢内空气给他一个向前的力，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，所以人落下后必定偏后一些，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，在水平方向上和车始终具有相同的速度,1 牛顿第一定律 自我检测,D解析 人随着火车共同运动，具有向前的速度，人向上跳起过程在水平方向上不受力的作用，由于惯性，人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有

21、相同的速度，所以仍落回原处,2 实验：探究加速度与力、质量的关系,2 实验：探究加速度与力、质量的关系,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 三维目标,三维目标,【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)培养学生的动手操作能力,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 三维目标,【过程与方法】 (1)指导学生半定量地探究加速度和力、物体的质量的关系，知道用控制变量法进行实验 (2)让学生自己设计实验，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,2 实验：探究加速度

22、与力、质量的关系 三维目标,【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,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 重点难点,重点难点,【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 【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,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教学建议,教学建议,本节课学生可能会设计出各种可行或不可行的实验方案，因此应尽可能的多准备、多提供一些实验室已有的器材，以便供学生

23、选用，可提供下列器材：多媒体，小车，一端带定滑轮的长木板，带小盘的细线，砝码(规格：10 g、20 g、30 g、40 g，牵引小车)，钩码(50 g)4个(用来改变小车的质量)，打点计时器，纸带，课本P73图4.25的实验器材2套：气垫导轨，刻度尺，秒表，计算机等,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教学建议,1教学内容的组织要得当 (1)首先要符合课程标准的基本要求，贴近绝大多数学生的认识水平本节课探究加速度与力的关系，学生已探究过小车速度随时间变化的规律，已具有了利用打点计时器测小车加速度的基本技能和方法，所以为大部分学生准备了足够的“利用打点计时器探究小车加速度与力的关系”的实验器材

24、 (2)其次要紧跟现代科学技术、社会生活的发展水平本次探究为学生提供了气垫导轨1套，利用光电门测速的研究，更具有现代研究的特色,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教学建议,(3)再则还要留给教师开展教学内容和学生在一定范围内选择学习内容的空间本次探究也为学生提供了课本P73图4.2、-5的实验器材2套，此套方案虽不能直接测出加速度，但利用“比较”的研究方法，不同于用打点计时器测出加速度绘出a-F图研究的方法，这样给学生自主选择的空间，学生更有主人翁的意识积极主动地参与研究，也便于培养学生的发散思维，领悟用不同的方案、不同的方法殊途同归,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教学建议,2教学

25、方式方法选择要贴切，运用要有科学性、艺术性 以自主(设计方案、选择器材)、合作(四人一组)、探究为原则，注意结合学生和教材的特点选择不同的教学方法，以达到激发学生的学习兴趣，调动学生的积极性，让学生饶有兴趣地参与到教学的全过程中来，经过自己的思维活动和动手操作获得知识的目的，从而体验到科学探究的全过程、其中的乐趣和成功感,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 新课导入,新课导入,【导入一】 自主探思 如果你骑自行车带一名同学在操场上行驶，在加速时，突然车上的同学跳下车，你能感觉得到吗？ 诱学导思 2003年10月16日，“神舟”五号在内蒙古自治区草原上回收着陆，在着陆前，要打开一个巨大的降落伞

26、，这有什么作用呢？,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 新课导入,探究新知 问题展示 一辆小汽车从静止加速到100 km/h，只需要十几秒时间，而满载的货车加速就慢得多这说明物体加速度的大小与质量有关 赛车质量与一般的小汽车相仿，但因安装了强大的发动机，能够获得巨大的牵引力，可以在45 s的时间内从静止加速到100 km/h，说明加速度的大小还与物体受力的大小有关 为了探究一个量与几个量之间的关系，我们常采用控制变量法例如，可先让质量不变，找出加速度与力之间的关系,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 新课导入,【导入二】 情景导入 多媒播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动

27、的画画 通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动慢 ，这是为什么呢？,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 新课导入,复习导入 复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？ 回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量 通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变：物体的质量越小，物体的运动状态较易改变请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？ 学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,学习

28、互动,【实验目的】 1会用控制变量法探究物理规律； 2全面正确地认识加速度与力、质量的关系,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,【实验原理】 1实验思路：加速度a和质量m、受力F都有关系，采用_法分别探究加速度与_的关系、加速度与物体质量的关系 2实验设计： (1)保持_不变，测量物体在不同力的作用下的_，分析加速度与_的关系； (2)保持_不变，测量不同质量的物体在该力作用下的_，分析加速度与_的关系,控制变量,力,质量,加速度,力,加速度,质量,物体所受的力,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,想一想 物体的加速度既与其所受的力有关，还与物体自身的质量有关，当我们研

29、究这三个物理量之间的关系时，应采用什么方法？,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,答案 当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论这种研究问题的方法叫控制变量法，它是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,【实验器材】 一端有定滑轮的长木板、细绳、纸带、导线、夹子、沙桶和沙、天平(含砝码)、小车、_、交流电源、复写纸、_,打点计时器,毫米刻度尺,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,【实验步骤】 1用天平测出小车和沙桶的质量分

30、别为M0、m0，并把数值记录下来； 2按图421将实验器材安装好(小车上不系绳)；,图4-2-1,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,3平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一_，反复移动其位置，直到小车在_(填“挂”或“不挂”)沙桶时能在斜面上做匀速直线运动为止，即打点计时器打出的纸带上相邻两点间距_； 4将装有沙子的沙桶通过细绳系在小车上，先_再释放小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂沙桶和沙所受的总重力m0g； 5保持小车的_不变，改变所挂沙桶和沙的_，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好沙桶和沙所受的重力m1g、m2g、，

31、计算出相应纸带的_；,薄木板,不挂,相等,接通电源,质量,质量,加速度,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,6. 保持沙和沙桶的_不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，先_，再释放小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码； 7继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码； 8计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量，并记录,总质量,接通电源,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,例1图422是某同学探究加速度与力、质量的关系时，已接通电源正要释放纸带时的情况，请你指出该同学的五个差错,图4-2-

32、2,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,(1)电源_； (2)电磁打点计时器位置_； (3)滑轮位置_； (4)小车位置_； (5)长木板_,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,(1)应用6 V以下的交流电源(2)应靠右端(3)应使细绳平行于木板(4)应靠近打点计时器(5)应垫高右端平衡摩擦力 解析 探究加速度与力、质量的关系时，电磁打点计时器应使用低压(6 V以下)交流电源，且要固定在长木板无滑轮的一端，即应靠右端；释放小车时小车应靠近打点计时器；连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板；实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿木板方向的分力与小车所受

33、摩擦力平衡，故应垫高长木板右端平衡摩擦力,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,【数据处理】 1分析加速度和力的关系 依据保持小车的质量不变实验过程的数据，以_为纵坐标，以_为横坐标，作出_关系图像如图423所示，由此得出结论,图4-2-3,加速度a,合外力F,a-F,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,2分析加速度和质量的关系 依据保持沙桶和沙的总质量不变实验过程的数据，以加速度a为纵坐标，以_为横坐标作出_关系图像，如图424所示，据此得出结论,图4-2-4,小车及砝码的总质量M的倒数,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,3实验结论：质量不变时，物体的_与

34、作用在物体上的_成正比；合力不变时，物体的_与物体的_成反比,加速度,合力,质量,加速度,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,特别提醒 1平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变所挂重物的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力 2实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于所挂重物的质量，此时所挂重物所受的重力才可视为与小车受到的拉力相等 3各纸带上的加速度a都应是该纸带上的平均加速度 4作图时，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧离直线较远的点是错误数据，应舍去不予考虑 5释放小车时小车应靠近打点计时器，先接

35、通电源再释放小车,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,例2在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图425所示的装置.,图4-2-5,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,(3)某同学测得小车(小车质量保持不变)的加速度a和拉力F的数据如下表所示： 根据表中的数据在图426中作出aF图像 图线不过原点的原因可能是_,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,图4-2-6,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动

36、,(1)控制变量法(2)CD(3)如图所示未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,例3为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图427所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置,图4-2-7,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持_不变 (2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量；在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF关系图线(如图428所示),图4-2-8,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,a经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生的主要原因可能是

37、_ . A轨道与水平方向夹角太大 B轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力 C所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲的趋势 D所用木块的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲的趋势 b改正实验所存在的问题后，图线为过原点的一条直线，则直线斜率的物理含义是_，可得出的实验结论是_,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,想一想 怎样消除小车在运动时所受到的木板对它的摩擦力的影响？,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 学习互动,答案 可在木板一端下面垫一块薄木板，使小车不挂重物时可在木板上匀速运动,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 备用习题

38、,备用习题,1用如图所示的装置研究在作用力F一定时，小车的加速度a与小车质量M的关系，某位同学设计的实验步骤如下：,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 备用习题,A用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量 B按图示装好实验器材 C把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶 D将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车的质量 E保持小桶及其中砂子的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验 F分析每条纸带，测量并计算出加速度的值 G作aM关系图象，并由图象确定a与M关系,2 实验：探究加速度与力、质量的关

39、系 备用习题,(1)该同学漏掉的重要实验步骤是_，该步骤应排在_步实验之后 (2)在上述步骤中，有错误的是_，应把_改为_ (3)在上述步骤中，处理不恰当的是_，应把_改为_,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 备用习题,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,自我检测,1(实验步骤)用如图429所示的装置探究加速度a与力F、质量M的关系，下列说法中正确的是(),图4-2-9,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,2(实验原理)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，图4210

40、是某同学根据实验数据画出的图像，下列说法中正确的是(),图4-2-10,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,A形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大 B形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 C形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大 D形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,3(数据处理)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，某组同学根据实验得出数据，画出aF图像如图4211乙所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是(),图4-2-11,2 实验：探究加速度与力、质量

41、的关系 自我检测,A实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太小 B实验中平衡摩擦力时长木板垫起的角度太大 C实验中绳子拉力方向没有跟长木板平行 D实验中不满足“沙桶和沙的总质量远小于小车质量”的条件,2 实验：探究加速度与力、质量的关系 自我检测,B解析 由乙图知，力F为零时小车具有一定的加速度，说明平衡摩擦力时长木板与水平方向夹角过大，平衡摩擦力过度，选项B正确,3 牛顿第二定律,3 牛顿第二定律,3 牛顿第二定律 三维目标,三维目标,【知识与技能】 (1)掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式 (2)理解公式中各物理量的意义及相互关系 (3)知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的 (4)

42、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算,3 牛顿第二定律 三维目标,【过程与方法】 (1)通过对上节课实验结论的总结，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律，体会大师的做法与勇气 (2)培养学生的概括能力和分析推理能力,3 牛顿第二定律 三维目标,【情感、态度与价值观】 (1)渗透物理学研究方法的教育 (2)认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法 (3)通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣,3 牛顿第二定律 重点难点,重点难点,【重点】 理解牛顿第二定律 【难点】 从牛顿第二定律角度理解惯性与质量的关系,3

43、 牛顿第二定律 教学建议,教学建议,牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性质量的关系；况且此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的教学对力学是至关重要的本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题,3 牛顿第二定律 新课导入,新课导入,【导入一】 师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时，物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关

44、系？ 生：当物体所受的力不变时，物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比 师：当物体所受的力不变时，物体的加速度与其质量之间存在什么关系？ 生：当物体所受的力不变时，物体的加速度与物体的质量成反比 师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？,3 牛顿第二定律 新课导入,【导入二】 师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去 学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果,3 牛顿第二定律 新课导入,师：通过上一节课的实验，我们知道当

45、物体所受的力不变时物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？ 生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比 师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系？ 生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比 师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？,3 牛顿第二定律 知识必备,知识必备,合外力,作用力,作用力,3 牛顿第二定律 知识必备,知识点二力的单位 1力的国际单位：力的国际单位是牛顿，符号为_ 应用牛顿第二定律时，加速度的单位为_，质量的单位为_，力的单位为_ 21 N1 kgm/s2，

46、其意义是使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N.,N,N,kg,m/s2,3 牛顿第二定律 学习互动,学习互动,考点一牛顿第二定律的理解 想一想 为什么赛车的质量比一般的小汽车质量小得多，而且还安装一个功率很大的发动机？,3 牛顿第二定律 学习互动,答案 为了提高赛车的灵活性，由牛顿第二定律可知，要使物体有较大的加速度，需减小其质量或增大其所受到的作用力，赛车就是通过增加发动机动力、减小车身质量来增大启动、刹车时的加速度，从而提高赛车的灵活性,3 牛顿第二定律 学习互动,要点总结 牛顿第二定律揭示了加速度与力和质量的定量关系，指明了加速度大小和方向的决定因素，对牛顿第二定律

47、，应从以下方面深刻理解：,3 牛顿第二定律 学习互动,加速度,所受合力的方向,同时,同时,矢量,3 牛顿第二定律 学习互动,3 牛顿第二定律 学习互动,例1(多选)关于牛顿第二定律的说法中，正确的是() A物体的加速度大小由物体的质量和物体所受的合力大小决定，与物体的速度无关 B物体的加速度方向只由它所受的合力方向决定，与速度方向无关 C物体所受的合力方向和加速度方向及速度方向总是相同的 D一旦物体所受的合力为零，则物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了,3 牛顿第二定律 学习互动,AB解析 根据牛顿第二定律，物体的加速度的大小由合力的大小和质量决定，加速度的方向由合力的方向决定，二者方向

48、一定相同，而加速度的大小和方向与物体的速度的大小和方向无关；根据牛顿第二定律的瞬时性特征，合力一旦为零，则加速度立即为零，速度不发生变化，物体做匀速直线运动所以选项A、B正确，C、D错误,3 牛顿第二定律 学习互动,3 牛顿第二定律 学习互动,CD解析 物体受到的合力由物体受到的具体的力决定，与物体的质量、加速度无因果关系，选项A错误；同理，物体的质量是物体的属性，与物体受到的合力、加速度无关，选项B错误；根据牛顿第二定律，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量成反比，物体的质量可利用物体的加速度和所受合力求解，选项C、D正确,3 牛顿第二定律 学习互动,3 牛顿第二定律 学习互动,3 牛顿

49、第二定律 学习互动,要点总结 应用牛顿第二定律解题的一般步骤： 1确定研究对象； 2进行受力分析和运动状态分析，画出受力分析图，明确运动性质和运动过程；,3 牛顿第二定律 学习互动,3用矢量合成法、分解法或正交分解法对物体受力图进行处理求解合力或对运动问题应用运动规律求解加速度； (1)矢量合成法、分解法：若物体只受少于三个力作用时，应用合成法、分解法求合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向；若知道加速度的大小和方向也可应用牛顿第二定律求物体所受的合力 (2)正交分解法：当物体受三个或多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力，应用牛顿第二定律求加速度常将受力沿加速度方向(x轴)和

50、垂直加速度方向(y轴)分解，有时也可分解加速度 4根据牛顿第二定律列方程求解,3 牛顿第二定律 学习互动,例3 如图431所示，质量m2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数0.25.现对物体施加一个大小F8 N、方向与水平方向的夹角37的斜向上的拉力，使其沿水平地面向右做加速运动已知sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2.求：,图4-3-1,3 牛顿第二定律 学习互动,(1)物体运动的加速度的大小； (2)物体在拉力F作用下5 s内通过的位移大小,3 牛顿第二定律 学习互动,(1)1.3 m/s2(2)16.25 m 解析 (1)对物体受力分析如图所示

51、，将F分别沿水平方向和竖直方向分解,3 牛顿第二定律 学习互动,3 牛顿第二定律 学习互动,考点三瞬时加速度问题 想一想 物体受到的合力发生变化时，物体的加速度是否立即变化？速度是否立即变化？,3 牛顿第二定律 学习互动,答案 根据牛顿第二定律的瞬时性，物体受到的合力发生变化时，物体的加速度随之立即变化，但速度变化需要一定的时间，即速度不能突变,3 牛顿第二定律 学习互动,要点总结 根据牛顿第二定律，加速度a与合力F存在着瞬时对应关系：合力恒定时，则物体的加速度恒定；合力变化时，则物体的加速度随之变化；合力等于零时，则物体的加速度必等于零所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体

52、的_情况，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度研究瞬时问题时，应注意两种基本模型：,受力,3 牛顿第二定律 学习互动,(1)弹簧(或橡皮绳)模型：弹簧或橡皮绳等明显形变产生弹力，其形变特点是形变量较大，形变量发生变化需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小可以看成瞬间_ (2) 刚性绳(或接触面)模型：接触面之间的压力、支持力及绳上的拉力等不明显形变产生的弹力，其形变特点是形变量非常小，形变量发生变化几乎不需要时间，在瞬时问题中，其弹力可能瞬间_或消失,不变,改变,3 牛顿第二定律 学习互动,例4如图432所示，A、B两个质量均为m的小球分别系于轻线和轻弹簧的下端，处于静止状态现将A球上端的轻线剪断

53、，求剪断轻线瞬间A、B两小球的加速度,图4-3-2,3 牛顿第二定律 学习互动,2g，方向竖直向下0 解析 剪断轻线前，对A、B两小球分别进行受力分析，如图所示,3 牛顿第二定律 学习互动,由于两小球均处于静止状态，故 F拉mgF弹 F弹F弹mg 解得F拉2mg 剪断轻线瞬间，轻线的拉力突变为零，A、B间的弹力瞬间不发生变化 所以A所受的合力为2mg，B所受的合力为零 由牛顿第二定律知 aA2g，方向竖直向下 aB0.,3 牛顿第二定律 备用习题,备用习题,1如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压

54、缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是(),3 牛顿第二定律 备用习题,A向右做加速运动 B向右做减速运动 C向左做加速运动 D向左做减速运动,3 牛顿第二定律 备用习题,AD解析 小球所受到的合外力等于弹簧对小球的弹力FN，方向水平向右，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，由于小球与小车相对静止，所以小车具有向右的加速度由于小车的速度方向可能向左，也可能向右，故小车可能向右加速运动或向左减速运动,3 牛顿第二定律 自我检测,自我检测,1(牛顿第二定律的理解)(多选)关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是() A公式Fma中，各量的单位可以任意选取 B某一瞬间的加

55、速度只取决于这一瞬间物体所受的合力，而与这之前或之后的受力无关 C公式Fma中，a实际上是作用于物体上的每一个力所产生的加速度的矢量和 D物体的运动方向一定与它所受的合力方向一致,3 牛顿第二定律 自我检测,BC解析 各物理量必须选用国际单位制中的单位，牛顿第二定律才可写成Fma的形式，否则比例系数k1，所以选项A错误；牛顿第二定律表述的是某一时刻合力与加速度的对应关系，它既表明F、m、a三者在数值上的对应关系，同时也表明合力的方向与加速度的方向是一致的，即矢量对应关系，但合力方向与速度方向不一定相同，所以选项B正确，D错误；由力的独立作用原理，作用在物体上的每个力都将各自产生一个加速度，与其

56、他力的作用无关，物体的加速度是每个力所产生的加速度的矢量和，故选项C正确,3 牛顿第二定律 自我检测,2(牛顿第二定律的应用)如图433所示，粗糙水平地面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小到零，则在滑动过程中(),图4-3-3,3 牛顿第二定律 自我检测,A物体的加速度不断减小，速度不断增大 B物体的加速度不断增大，速度不断减小 C物体的加速度先变大再变小，速度先变小再变大 D物体的加速度先变小再变大，速度先变大再变小,3 牛顿第二定律 自我检测,3 牛顿第二定律 自我检测,3(牛顿第二定律的应用)力F1作用在物体上产生的加速度a13 m/s2，力F2作用在该物体上产生

57、的加速度a24 m/s2，则F1和F2同时作用在该物体上，产生的加速度的大小不可能为() A8 m/s2 B5 m/s2 C1 m/s2 D7 m/s2,3 牛顿第二定律 自我检测,A解析 根据牛顿第二定律，F1ma1m3 m/s2，F2ma2m4 m/s2，两力的合力的范围为|F1-F2|FF1F2，即m1 m/s2Fm7 m/s2，根据牛顿第二定律知加速度的范围为1 m/s2a7 m/s2，所以加速度不可能为8 m/s2，选项A符合题意,3 牛顿第二定律 自我检测,4(瞬时加速度问题)如图434所示，在光滑的水平地面上质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度的大小分别为a1和a2.则(),图4-3-4,3 牛顿第二定律 自我检测,3 牛顿第二定律 自我检测,4 力学单位制,4 力学单位制,4 力学单位制 三维目标,三维目标,【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,4 力学单位制 三维目标,【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. (