1、文檔供參考，可復(fù)制、編制，期待您的好評(píng)與關(guān)注！ 第四章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律1牛頓第一定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道歷史上人們對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的認(rèn)識(shí)過(guò)程。2知道伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)的基本思路、主要推理過(guò)程和結(jié)論。3理解牛頓第一定律的內(nèi)容和意義。4會(huì)判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否發(fā)生變化。5知道什么是慣性，理解質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，會(huì)正確解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。【知識(shí)要點(diǎn)】1亞里士多德的觀點(diǎn)在研究物體的運(yùn)動(dòng)原因的過(guò)程中，古希臘哲學(xué)家亞里士多德的結(jié)論是：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒(méi)有力的作用，物體就要靜止在一個(gè)地方，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。2伽利略的觀點(diǎn)意大利科學(xué)家伽利略在研究物體的運(yùn)動(dòng)原因時(shí)注意到，

2、當(dāng)一個(gè)小球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí)，它的速度增大，而向上滾動(dòng)時(shí)，它的速度減小。他由此猜想：當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí)，它的速度應(yīng)該不增不減。而實(shí)際上，球在水平面上滾動(dòng)時(shí)會(huì)越來(lái)越慢，最后停下來(lái)，伽利略認(rèn)為，這是由于摩擦阻力的緣故。他還推斷，如果沒(méi)有磨擦阻力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。3伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。法國(guó)科學(xué)家笛卡兒補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)，明確指出：除非物體受到外力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng)，而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。4牛頓第一定律牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除

3、非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。牛頓第一定律不是一條實(shí)驗(yàn)定律，它所描述的是一種理想化的狀態(tài)，但卻正確的揭示了自然規(guī)律。明確了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。指出物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持，只有當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，即產(chǎn)生了加速度時(shí)才需要力的作用提出了慣性的概念。牛頓第一定律既有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，又是一種理想化的思維產(chǎn)物，它在牛頓運(yùn)動(dòng)定律中具有極其重要的地位，它揭示了一切物體在任何狀態(tài)下都具有慣性。自然界實(shí)際上不存在不受力的物體，但物體所受合外力為零或某一方向上受力為零的情況大量存在，牛頓第一定律也符合這些情況5慣性物體具有的保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，叫做慣性。質(zhì)量大的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，

4、我們就說(shuō)它的慣性大，質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，我們就說(shuō)它的慣性小，質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。（1）慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)慣性的大小由物體的質(zhì)量來(lái)唯一量度，與外界因素?zé)o關(guān)。慣性沒(méi)有方向。慣性的表現(xiàn)形式是：當(dāng)物體不受外力時(shí)，靜止的物體恒靜止，運(yùn)動(dòng)的物體保持當(dāng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)；在外力作用下，慣性的大小體現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度上。（2）慣性和慣性定律的區(qū)別：慣性是一切物體所具有的一種性質(zhì)，不需要附加限制條件；而慣性定律（牛頓第一定律）是一切物體在不受外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)所遵循的規(guī)律。在慣性定律中所說(shuō)的物體沒(méi)有受到外力的作用，是一種理想的情況?！踞屢山怆y】1對(duì)牛頓第一定律的

5、正確理解牛頓第一定律反映了物體不受外力（或所受外力的合力為零）時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)（即原來(lái)靜止的保持靜止；原來(lái)運(yùn)動(dòng)的保持勻速直線運(yùn)動(dòng)）。不受外力作用的物體是不存在的，這里所說(shuō)的“不受外力”的實(shí)質(zhì)是“所受外力的合力為零”。例如，在平直公路上勻速行駛的汽車，受到重力，地面的支持力，牽引力，阻力四個(gè)力作用。其中重力與支持力，牽引力與阻力都滿足二力平衡，因此，外力的合力為零，這與“不受外力”在作用效果上是等效的，所以，汽車保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)不變。2物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的判斷一個(gè)物體，如果它的速度的大小和方向都保持不變，則這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變，即我們是用速度這個(gè)矢量來(lái)描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

6、的。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了，就是指物體的速度發(fā)生了變化。由于速度是矢量，既有大小，又有方向，只要其中之一發(fā)生了變化，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就發(fā)生了變化。因此，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變有三種情況：速度大小改變，方向不變速度大小不變，方向改變速度的大小和方向都改變。3力是讓物體產(chǎn)生加速度的原因由牛頓第一定律可知，如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，必定有力作用于物體，而物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，物體具有加速度，因此力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。例如，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，速度大小逐漸增大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化；物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，速度的大小方向都在改變，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化。這都是因?yàn)槲矬w受到了重力的作用，產(chǎn)生了加速度，所以“加

7、速度”是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的標(biāo)志，力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。4慣性是物體的固有屬性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況無(wú)關(guān)。（1）有的同學(xué)總認(rèn)為“慣性與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，速度大慣性就大，速度小慣性就小”，理由是物體運(yùn)動(dòng)速度大不容易停下來(lái)，速度小就容易停下來(lái)。產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的原因是“把慣性大小理解為把物體由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)殪o止時(shí)的難易程度”。這種觀點(diǎn)是不正解的。例如，在草地上滾動(dòng)的足球，受到相同阻力的情況下，盡管速度不同，但由于質(zhì)量相同，所產(chǎn)生的加速度是相同的，即在相同的時(shí)間內(nèi)速度的減小量相同，這就說(shuō)明質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度（慣性）是相同的，與它們的初速度無(wú)關(guān)。（2）在日常生產(chǎn)、生活中利用慣

8、性有哪些要求？當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變時(shí)，應(yīng)該盡可能減小物體的質(zhì)量；當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變時(shí)，應(yīng)該盡可能增大物體的質(zhì)量思考討論衣服不小心沾上了灰塵，我們輕拍衣服就可以將灰塵打掉，試解釋原因。例如，在跳水運(yùn)動(dòng)、體操運(yùn)動(dòng)等體育項(xiàng)目中，要求運(yùn)動(dòng)員的身材瘦小、體重較輕，目的是為了提高身體的靈活性，便于做出各種動(dòng)作；在鉛球運(yùn)動(dòng)、相撲運(yùn)動(dòng)等體育項(xiàng)目中，要求運(yùn)動(dòng)員的身材高大、體重較重，目的是讓身體穩(wěn)如泰山，狀態(tài)不易被改變。【應(yīng)用指導(dǎo)】例1關(guān)于牛頓第一定律的說(shuō)法中，正確的是（ ）A牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律B牛頓第一定律說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的D物體的運(yùn)動(dòng)不

9、需要力來(lái)維持解析：牛頓第一定律是物體在理想條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，反映的是物體在不受力情況下所所遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，而自然界中不受力的物體是不存在的，故A是錯(cuò)誤的。慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律（牛頓第一定律）則反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，顯然C不正確。由牛頓第一定律可知，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，但要改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則必須有力的作用。故正確的選項(xiàng)為BD.說(shuō)明：要正確理解牛頓第一定律所揭示的物理意義，在實(shí)際中不受外力的物體是不存在的，當(dāng)物體所受合外力為零時(shí)，其效果跟不受外力的作用效果相同，因此，我們可以把“不受外力作用”理解為“合外力為零”。對(duì)慣性的理解應(yīng)抓住物體慣性的實(shí)質(zhì)，是

10、不需要條件的，也是不可以改變的，除非改變物體本身。例2下列說(shuō)法中正確的是（ ）A慣性是只有物體在勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)才表現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)B物體的慣性是指物體不受外力作用時(shí)仍保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)C物體不受外力作用時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有慣性；受到外力作用時(shí)，不能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，因而就無(wú)慣性D慣性是物體的屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和是否受力無(wú)關(guān)解析：因?yàn)橐磺形矬w都具有慣性，慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，當(dāng)物體受到外力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)要發(fā)生改變時(shí)，物體才表現(xiàn)出慣性。故只有D選項(xiàng)正確。說(shuō)明：對(duì)慣性概念的理解應(yīng)掌握“一切”的含義，它是指：不論物體的

11、種類、質(zhì)量大小、是否受力、是否運(yùn)動(dòng)、做何種運(yùn)動(dòng)都不例外地具有慣性。例3下列說(shuō)法中正確的是（ ）A擲出的鉛球速度不大，所以其慣性小，可以用手去接B用力打出的乒乓球速度很大，因此其慣性很大，不能用手去接C相同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下來(lái)，是因?yàn)樗俣却蟮能噾T性大D相同的兩輛車，速度大的比速度小的難以停下來(lái)，是因?yàn)樗俣却蟮能囘\(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大解析：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，鉛球質(zhì)量很大，其慣性大，盡管速度不大，但是運(yùn)動(dòng)狀態(tài)很難改變，故不能用手去接；而乒乓球則與其相反，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，盡管速度很大，也可以用手去接（這一點(diǎn)同學(xué)們都有生活經(jīng)驗(yàn)），所以AB是錯(cuò)誤的。相同的車輛慣性相同，要讓速度大的停下

12、來(lái)，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化大，因此較困難，故D正確。說(shuō)明：通過(guò)本題，同學(xué)們要真正認(rèn)識(shí)到慣性的大小與物體質(zhì)量有關(guān)，與物體的受力、運(yùn)動(dòng)、形狀和物體所處的位置等其他一切因素都無(wú)關(guān)。人們的日常生活體驗(yàn)、習(xí)慣認(rèn)識(shí)與物理現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)有些是相矛盾的，不科學(xué)的，本題有意識(shí)的給同學(xué)們?cè)O(shè)置障礙，看是否能從這些束縛中解脫出來(lái)，做出正確的判斷。例4火車在平直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回原處，這是因?yàn)椋?）A人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他一個(gè)向前的力，帶著他隨同火車向前運(yùn)動(dòng)B人跳起的瞬間，車廂地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他隨同火車一起向前運(yùn)動(dòng)C人跳起后，車廂繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下后必定偏后一些，只是上升時(shí)間

13、很短，偏后距離太小，不明顯而已D人跳起后直至落地，在水平方向人和車始終有相同的速度解析：人隨火車共同運(yùn)動(dòng)，具有向前的速度，當(dāng)人向上跳起后，由于慣性人將保持原來(lái)水平方向和火車相同的速度，所以人仍將落回車的原處。故選項(xiàng)D正確。說(shuō)明：若人在跳離車廂地板的時(shí)間內(nèi)，車廂在水平直軌道上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則人不會(huì)落回原處。因?yàn)?，人跳起后，在水平方向由于慣性將保持原來(lái)的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，而此時(shí)車廂的速度卻變化了，和人的速度不再相同，故不會(huì)落回原處。若火車以加速度a勻加速運(yùn)動(dòng)，則人落到起跳處后方處；若火車以加速度a勻減速運(yùn)動(dòng)，則人落到起跳處前方處。【同步練習(xí)】鞏固型1關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（ ）

14、A力是維持物體運(yùn)動(dòng)的條件，同一物體所受到的力越大，它的速度越大B作用在運(yùn)動(dòng)物體上的力消失后，物體運(yùn)動(dòng)的速度不斷減小C放在水平桌面上的物體保持靜止，是由于物體所受二力平衡D物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化是與作用在物體上的外力分不開的2伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)揭示了（ ）A若物體運(yùn)動(dòng)，那么它一定受力B力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因C只有受力才能使物體處于靜止?fàn)顟B(tài)D只有受力才能使物體運(yùn)動(dòng)3“物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變”是指（ ）A物體速度大小的改變B物體速度方向的改變C物體速度的改變D物體有了加速度4下列對(duì)牛頓第一定律的理解，正確的是（ ）A牛頓第一定律說(shuō)明了力是產(chǎn)生并維持運(yùn)動(dòng)的原因B牛頓第一定律說(shuō)明了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原

15、因C牛頓第一定律描述的是一種理想情況，無(wú)實(shí)際意義D牛頓第一定律給出了慣性的概念，而慣性大小與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。5殲擊機(jī)在進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)時(shí)要丟掉副油箱，這樣做是為了（ ）A減小重力，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持穩(wěn)定B增大速度，使運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易于改變C增大加速度，使?fàn)顟B(tài)不易變化D減小慣性，有利于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變6下列現(xiàn)象中，體現(xiàn)了“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”思想的是（ ）A樹欲靜而風(fēng)不止B汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后逐漸停下來(lái)C楚霸王不能自舉其身D掃帚不到，灰塵照例不會(huì)自己跑掉7司機(jī)和坐在前排的乘客都要系安全帶，主要是因?yàn)?。提高型8人從行駛的汽車上跳下來(lái)后容易（ ）A向汽車行駛的方向跌倒B向汽車行駛的反方向跌倒C向車右側(cè)方向跌倒D

16、向車左側(cè)方向跌倒9在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上，一運(yùn)動(dòng)員做立定跳遠(yuǎn)，若向各個(gè)方向都用相同的力，則相對(duì)船 （ ）A向北跳最遠(yuǎn)B向南跳最遠(yuǎn)C向東向西跳一樣遠(yuǎn)，但沒(méi)有向南跳的遠(yuǎn)m1圖4-1-1m2D無(wú)論向哪個(gè)方向都一樣遠(yuǎn)10如圖4-1-1所示，在一輛表面光滑足夠長(zhǎng)的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)小球（m1 m2），兩小球原來(lái)隨車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止時(shí)，如不考慮其他阻力，則兩個(gè)小球（ ）A一定相碰B一定不相碰C不一定相碰D無(wú)法確定11從水平勻速向右飛行的飛機(jī)上按相等的時(shí)間間隔，依次放出a、b、c三個(gè)小球，不考慮空氣阻力，站在地面上的人看到它們?cè)诳罩械呐帕星闆r是圖4-1-2中的哪一個(gè)（ ）圖4-1

17、-3MmA B C D圖4-1-212如圖4-1-3所示，一個(gè)劈形物體M放在固定的粗糙的斜面上，上面成水平，在水平面上放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是（ ）A沿斜面向下的直線B豎直向下的直線C無(wú)規(guī)則曲線D拋物線【開闊視野】安全帶與安全氣囊 現(xiàn)代汽車的設(shè)計(jì)十分重視安全，安全帶和安全氣囊就是保護(hù)乘員人身安全的兩個(gè)重要裝置。道路交通事故多種多樣，其中對(duì)車內(nèi)人員造成傷害的，大多是由于運(yùn)動(dòng)中的車輛與其他物體（車輛或障礙物）發(fā)生碰撞。從力學(xué)觀點(diǎn)看，運(yùn)動(dòng)的車輛受到碰撞突然停止，但車內(nèi)人員在慣性的作用下仍以碰撞前的速度向前運(yùn)動(dòng)，結(jié)果在車內(nèi)甚至沖出車外與剛性物體發(fā)生第二次碰

18、撞，因而造成傷害。設(shè)置安全帶和安全氣囊的目的就是盡量避免或減輕第二次碰撞對(duì)車內(nèi)人員的傷害。 安全帶是20世紀(jì)60年代初發(fā)明的，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，現(xiàn)在的安全帶均由強(qiáng)度極大的合成纖維制成，帶有自鎖功能的卷收器，采用對(duì)乘員的肩部和腰部同時(shí)實(shí)現(xiàn)約束的V形三點(diǎn)式設(shè)計(jì)。系上安全帶后，卷收器自動(dòng)將其收緊，一旦車輛緊急制動(dòng)、發(fā)生碰撞甚至翻滾，安全帶因乘員身體的前沖而發(fā)生猛烈的拉伸，卷收器的自鎖功能便立即發(fā)揮作用，瞬間卡住安全帶，使乘員緊貼座椅，避免第二次碰撞。 安全氣囊是安全帶的輔助設(shè)施，于1990年問(wèn)世，在車輛發(fā)生碰撞的瞬間，控制模塊會(huì)對(duì)碰撞的嚴(yán)重程度立即做出判斷，若確認(rèn)安全帶已不能承受，便在1/100s

19、內(nèi)使氣囊充氣，讓乘員的頭、胸部與較為柔軟有彈性的氣囊接觸，減輕傷害。最新式的汽車還安裝了防側(cè)撞氣囊，今后可能在汽車其他位置上也會(huì)裝上安全氣囊， 有關(guān)機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在所有可能致命的車禍中，如果正確使用安全帶，可以挽救約45%的生命，如果同時(shí)使用安全氣囊，這一比例將上午到60%.【參考答案】1CD 2B3CD4BD5D6ABD7避免因汽車突然剎車時(shí)，司機(jī)和乘客由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)而造成傷害。8A9D簡(jiǎn)析：運(yùn)動(dòng)員跳起后，在水平方向不受外力作用，符合牛頓第一定律的情形，因此，運(yùn)動(dòng)員在水平方向?qū)⒈３制鹛鴷r(shí)的速度（相對(duì)于船）做勻速直線運(yùn)動(dòng)。又因運(yùn)動(dòng)員向各個(gè)方向都用相同的力，所以起跳時(shí)相對(duì)于船的初速度

20、大小是相等的，那么無(wú)論向哪個(gè)方向跳都應(yīng)一樣遠(yuǎn)。10B簡(jiǎn)析：因小車表面光滑，因此小球在水平方向上沒(méi)有受到外力作用，原來(lái)兩球與小車有相同的速度，當(dāng)車突然停止時(shí)，由于慣性，兩小球的速度不變，所以不會(huì)相碰。 11B簡(jiǎn)析：飛機(jī)上釋放的小球都具有與飛機(jī)相同的水平速度，在水平方向上，a、b、c三個(gè)小球以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故三個(gè)小球一定在飛機(jī)的正下方，三個(gè)小球連成一條豎直線。12B簡(jiǎn)析：因?yàn)樾∏蚍旁诠饣矫嫔希?，水平方向不受外力，水平方向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，故只能是豎直向下運(yùn)動(dòng)，因此B正確2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1能獨(dú)立設(shè)計(jì)探究加速度、質(zhì)量、力三者關(guān)系的探究方案2會(huì)測(cè)量加速度、力

21、、質(zhì)量；并能作出表示加速度與力、加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖像；能根據(jù)圖象寫出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系式。3體會(huì)探究過(guò)程中所用的科學(xué)方法控制變量法；學(xué)習(xí)科學(xué)家的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度【知識(shí)要點(diǎn)】1物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化及變化的快慢 只要物體的速度發(fā)生了變化，不論是大小還是方向變化了，我們就說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變了。加速度是描述物體速度變化快慢的物理量，亦即描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢的物理量。2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 探究加速度與力的定量關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持質(zhì)量不變；而探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持力不變。當(dāng)物體的質(zhì)量一定時(shí) ，受力越大，其加速度就越大；物體受力一定時(shí)，質(zhì)量越小，加速度就越大。 （1）探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，這

22、個(gè)力最好是物體所受的合外力，故進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先平衡掉摩擦力。平衡的方法是：將木板連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高到一個(gè)合適的角度，將連有紙帶的小車在上面輕輕一推恰能勻速下滑為止。 （2）測(cè)量加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)應(yīng)保持物體所受拉力不變，改變物體的質(zhì)量得到不同質(zhì)量時(shí)的加速度。在改變物體的質(zhì)量時(shí)，應(yīng)保持小車及車中砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于盤與盤中砝碼的質(zhì)量。這是由于當(dāng)不能滿足該條件時(shí)我們就不能認(rèn)為小車所受的拉力就是盤與盤中砝碼的重力。3如何測(cè)量（或比較）物體的加速度 測(cè)量物體的加速度最直接的辦法就是用刻度尺測(cè)量位移并用秒表測(cè)量時(shí)間，由公式算出。也可以在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來(lái)測(cè)

23、量加速度。 在本探究實(shí)驗(yàn)中也可以不測(cè)量加速度的具體數(shù)值，是因?yàn)槲覀兲骄康氖羌铀俣群推渌锢砹恐g的比例關(guān)系。因此測(cè)量不同情況下物體加速度的比值就可以了。4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法 在本探究實(shí)驗(yàn)中，我們猜想物體的加速度與它所受到的力成正比，與質(zhì)量成反比。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出aF圖象和圖象。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)，作出aF圖象與圖象，圖象中的點(diǎn)都十分靠近某條直線，但并不嚴(yán)格都在一條直線上，這是因?yàn)槿魏螌?shí)驗(yàn)都有誤差，不管實(shí)驗(yàn)者多么熟練，實(shí)驗(yàn)多么仔細(xì)，原理多么完善，誤差都是不可避免的。我們一定要尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這才是一個(gè)科學(xué)的態(tài)度，絕對(duì)不能為了得出想象的結(jié)果而拼湊數(shù)據(jù)?！踞屢山怆y】1根據(jù)所測(cè)

24、得的數(shù)據(jù)描繪出aF圖象，為何描出的直線有時(shí)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)？0Fa0圖4-2-1圖b圖aaF 將所測(cè)得的數(shù)據(jù)用描點(diǎn)法標(biāo)在aF坐標(biāo)系中，所連的直線應(yīng)通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這樣所描的直線可能不過(guò)原點(diǎn)，原因可能是由于平衡摩擦力時(shí)斜面傾角太小，未完全平衡摩擦力；也可能是由于平衡摩擦力時(shí)斜面傾角太大，平衡摩擦力過(guò)度所致。 aF圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的兩種情況，如圖4-2-1所示，圖a是由于平衡摩擦力時(shí)斜面傾角太小，未完全平衡掉摩擦力；圖b是由于平衡摩擦力時(shí)斜面傾角太大，平衡摩擦力過(guò)度。2在本探究實(shí)驗(yàn)中“使小車做勻速運(yùn)動(dòng)的力與小盤和砝碼的重力是否相等？” 在本探究實(shí)驗(yàn)中，小車做勻加

25、速度直線運(yùn)動(dòng)，小盤和砝碼通過(guò)繩與小車相連也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在豎直方向上受到重力與繩的拉力，由于其不是平衡狀態(tài)，故不滿足平衡條件，二力的大小不相等，小車受到的拉力與繩施加給小盤的力大小相等，所以使小車做勻加速運(yùn)動(dòng)的力與小盤和砝碼的重力并不相等。但當(dāng)小車的質(zhì)量比小盤和砝碼的質(zhì)量大得多時(shí)，二力近似相等。 正確理解小車所受的恒力，如圖4-2-2所示，放在粗糙水平面上的物體受到圖4-2-2F圖4-2-3F的合力是否為F呢？若物體放在傾角為的斜面上，恰能勻速下滑，此時(shí)再加一個(gè)沿斜面向下的拉力F，如圖4-2-7所示，此時(shí)物體受到的合力為F嗎？很顯然，在圖4-2-2中，物體由于還要受到摩擦力作用，合力不是

26、F；而在圖4-2-3中因?yàn)槲矬w已經(jīng)可以勻速度下滑，由牛頓第一定律可知，物體所受合力為零，因此，再加一個(gè)力F就是物體受到的合力大小。3用描點(diǎn)法描出的aF圖象與圖象中，描出的點(diǎn)有些離散，并不是嚴(yán)格的位于某條直線上，應(yīng)如何處理？ 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不可避免的要出現(xiàn)誤差，本探究實(shí)驗(yàn)中的誤差是由于讀數(shù)等原因造成的偶然誤差，要減小偶然誤差，測(cè)量多次取平均值是一種非常有效的方法。而描點(diǎn)法作圖象使測(cè)出的點(diǎn)盡可能的對(duì)稱分布于直線兩側(cè)，就是一種平均。離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，誤差很大，就是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可直接舍去。在實(shí)驗(yàn)中如果沒(méi)有測(cè)出加速度的具體數(shù)值，如何比較加速度與力的關(guān)系，加速度與質(zhì)量的關(guān)系？在具體實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求兩輛小車同時(shí)從靜止

27、開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止，分別測(cè)出小車的位移，根據(jù)，在時(shí)間相等的前提下，比較小車的位移就可以比較它們的加速度。【應(yīng)用指導(dǎo)】F0O乙a甲圖4-2-4例1用圖4-2-4（甲）所示的裝置探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與作用力的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的作用力F等于砂和桶的總重力，用改變砂的質(zhì)量的辦法來(lái)改變小車的作用力F，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)值，然后根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作aF圖線，一學(xué)生作出如圖4-2-4（乙）所示的圖線，發(fā)現(xiàn)橫軸上的截距OA較大，明顯地超出了偶然誤差的范圍，試分析其原因。F-fA圖4-2-5a0解析：這是探究質(zhì)量一定，加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)定性分析與猜想，當(dāng)m一定，

28、所以aF圖線理應(yīng)過(guò)原點(diǎn)。但實(shí)際上卻做出了圖4-2-4（乙）所示的圖線，有截距OA。如果假設(shè)OA=f，橫坐標(biāo)表示為（F-f），縱坐標(biāo)仍表示加速度a，則坐標(biāo)原點(diǎn)將是A，得到圖4-2-5。a與（F-f）為一正比例關(guān)系，這說(shuō)明細(xì)繩對(duì)小車的作用力F不是小車所受的合力，小車在水平方向還要受到摩擦力作用。這就要求我們?cè)谶x用水平板時(shí)要盡可能光滑，還要平衡摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差。說(shuō)明：該實(shí)驗(yàn)的誤差原因主要有兩個(gè)：（1）實(shí)驗(yàn)原理不完善，即小車所受拉力與小盤和砝碼的重力不相等；（2）水平板有磨擦。顯然這都屬于系統(tǒng)誤差。0aF圖4-2-6例2如圖4-2-6所示探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的aF圖象為

29、圖中的直線，乙同學(xué)畫出的aF圖像為圖中的直線直線、在縱軸或橫軸上的截距較大，明顯超出了誤差范圍，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是（）A、實(shí)驗(yàn)前甲同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力B、甲同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了C、實(shí)驗(yàn)前乙同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力D、乙同學(xué)在平衡摩擦力時(shí)，把長(zhǎng)木板的末端抬得過(guò)高了解析：圖像在縱軸上有較大的截距，說(shuō)明在繩對(duì)小車的拉力（還沒(méi)有掛砂桶）時(shí)，小車就有了沿長(zhǎng)木板向下的加速度，說(shuō)明平衡磨擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。圖像在橫軸上有較大的截距，說(shuō)明乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前沒(méi)有平衡摩擦力，因此在繩對(duì)小車有了較大的拉力F以后，小車的加速度仍然為零。故選項(xiàng)BC正確。說(shuō)明：（1）

30、處理圖象問(wèn)題時(shí)要明確橫、縱坐標(biāo)代表的物理量，關(guān)鍵更在于分析橫、縱截距及其物理意義，（2）在實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力的標(biāo)準(zhǔn)是物體在不掛小盤和砝碼（或砂桶）時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即所連紙帶上打出的點(diǎn)應(yīng)是均勻分布的例3若測(cè)得某一物體M一定時(shí)，a與F的關(guān)系的有關(guān)數(shù)據(jù)資料下表a/ms-21.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出a-F圖象（2）從圖象中可以判定：當(dāng)M一定時(shí)，a與F的關(guān)系為 。108642圖4-2-7F/Na/ms-20 1 2 3 4解析：由數(shù)據(jù)可知，a與F增加的倍數(shù)大致相等，可先假設(shè)a與F成正比，則圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。同時(shí)因?qū)嶒?yàn)中不可避免地出

31、現(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而可減小誤差增大實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。連線時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)大致對(duì)稱的分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予考慮。因此在誤差允許的范圍內(nèi)圖線是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。（1）畫出的a-F圖象如圖4-2-7所示（2）由圖象可知a與F成正比關(guān)系。說(shuō)明：采用描點(diǎn)法畫圖象時(shí)應(yīng)該用平滑的直線把描出的點(diǎn)連起來(lái)，使這些點(diǎn)盡可能的對(duì)稱分布于直線兩側(cè)，這樣可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，且離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)，誤差很大，就是錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，可直接舍去。絕對(duì)不能連成折線?！就骄毩?xí)】鞏固型圖4-2-81在生產(chǎn)生活以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)中我們經(jīng)常會(huì)遇到一些不規(guī)則的圖形，如圖4-2-8所示，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種方

32、法，粗測(cè)它的面積。2在探究“加速度與力和質(zhì)量”的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，懸掛物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于車和砝碼的質(zhì)量B為減小小車，紙帶受到摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，需要把小車運(yùn)動(dòng)平面起始端抬高C實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用描點(diǎn)法畫圖象，是為了減小誤差D實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用坐標(biāo)作圖，是為了根據(jù)圖直線直觀地作出判斷3如果圖象是通過(guò)原點(diǎn)的一條直線，則說(shuō)明（ ）A物體的加速度a與質(zhì)量m成正比B物體的加速度a與質(zhì)量m成反比C物體的質(zhì)量m與加速度a成正比D物體的質(zhì)量m與加速度a成反比4實(shí)驗(yàn)臺(tái)上備有下列器材：?jiǎn)挝唬篶m圖4-2-92.621.24A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶及復(fù)寫紙；B附有定滑輪的長(zhǎng)木板；C小車；D砝碼；E

33、鉤碼；F小桶、細(xì)繩、沙；G兩根導(dǎo)線；H秒表；I天平（附砝碼）；J刻度尺；K彈簧秤；L6V蓄電池；M學(xué)生電源；N小木板；O鐵架臺(tái)為探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，選用的器材是 。5、在探究加速度與力和質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)中，可通過(guò)紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)，從而求出其加速度，如圖4-2-9所示，是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.1s,由此可算出小車的速度a= 。6已知物體的加速度a與物體受到的力F及物體的質(zhì)量m滿足關(guān)系式。在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m的物體受到水平力F作用，在t時(shí)間內(nèi)開始移動(dòng)了s距離，今要使距離變?yōu)?s，可采用以下哪一種方法（ ）A將水平恒力增大為4FB將物體質(zhì)量減小為原來(lái)的C將作用時(shí)

34、間增為2t圖4-2-10乙甲Fa0D將作用時(shí)間增為t提高型7甲、乙兩同學(xué)用同一裝置實(shí)驗(yàn)，畫出了各自得到的aF圖象，如圖4-2-10所示，說(shuō)明兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？并比較大小。8某同學(xué)在做“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用了課本上案例的裝置，由于沒(méi)有考慮重物的質(zhì)量，結(jié)果得到的圖象可能是圖4-2-11中的哪一個(gè)（ ）圖4-2-12圖4-2-11a0Da0CAa0Ba09在如圖4-2-12所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，如果沒(méi)有足夠光滑的水平板，為了減小由磨擦帶來(lái)的誤差，應(yīng)采取什么措施？OAB圖4-2-1310如圖4-2-13所示，一輕彈簧下端懸掛一重物，輕輕向下一拉，重物會(huì)在AB之間來(lái)

35、回振動(dòng)，由AOBOA的時(shí)間叫一個(gè)周期，請(qǐng)猜想一下周期T與哪些因素有關(guān)?！鹃_闊視野】愛(ài)因斯坦談伽利略的貢獻(xiàn)有一個(gè)基本問(wèn)題，幾千年來(lái)都因?yàn)樗珡?fù)雜而含糊不清，這就是運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題設(shè)想有一個(gè)靜止的物體，沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)。要改變這樣一個(gè)物體的位置，必須使它受力，如推它，提它，或由其他的物體如馬、蒸汽機(jī)作用于它。我們的直覺(jué)認(rèn)為運(yùn)動(dòng)是與推、提、拉等動(dòng)作相連的，多次的經(jīng)驗(yàn)使我們進(jìn)一步深信，要使一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)得愈快，必須用更大的力推它，結(jié)論好像是很自然的：對(duì)一個(gè)物體的作用愈強(qiáng)，它的速度就愈大。一輛四匹馬駕的車比一輛兩匹馬駕的車運(yùn)動(dòng)得快一些。這樣，直覺(jué)告訴我們，速率主要是跟作用力有關(guān)。伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理

36、方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。這個(gè)發(fā)現(xiàn)告訴我們，根據(jù)直接觀察所得出的直覺(jué)的結(jié)論不是常?？煽康?，因?yàn)樗鼈冇袝r(shí)會(huì)引到錯(cuò)誤的線索上去。但是直覺(jué)錯(cuò)在哪里呢？說(shuō)一輛四匹馬駕的車比一輛兩匹馬駕的車走得快些難道還會(huì)有錯(cuò)嗎？假如有人推著一輛小車在平路上行走，然后突然停止推那輛小車小車不會(huì)立刻靜止，它還會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段很短的距離。我們問(wèn)：怎樣才能增加這段距離呢？這有許多辦法，例如在車輪上涂油，把路修得很平滑等。車輪轉(zhuǎn)動(dòng)得愈容易、路愈平滑，車便可以繼續(xù)運(yùn)動(dòng)得愈遠(yuǎn)。但是在車輪上涂油和把路修平有什么作用呢？只有一種作用：外部的影響減小了，即車輪里以及車輪與路之間的那種所謂摩擦力的影響減

37、小了假想路是絕對(duì)平滑的，而車輪也毫無(wú)摩擦，那么就沒(méi)有什么東西阻止小車，而它就會(huì)永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。這個(gè)結(jié)論是從一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)中得來(lái)的，而這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無(wú)法做到的。因?yàn)椴豢赡馨阉械耐饨缬绊懚枷?。這個(gè)理想實(shí)驗(yàn)指出了真正建立運(yùn)動(dòng)的力學(xué)基礎(chǔ)的線索。比較一下對(duì)待這個(gè)問(wèn)題的兩種方法，我們可以說(shuō)，根據(jù)直覺(jué)的觀念是這樣的：作用愈大，速度便愈大，因此速度本身表明著有沒(méi)有外力作用于物體之上伽利略所發(fā)現(xiàn)的新線索是：一個(gè)物體，假如既沒(méi)有人去推它、拉它也沒(méi)有人用別的方法去作用于它，或者簡(jiǎn)單些說(shuō)，假如沒(méi)有外力作用于它，此物體將均勻地運(yùn)動(dòng)，即沿一直線永遠(yuǎn)以同樣速度運(yùn)動(dòng)下去因此，速度本身并不表明有沒(méi)有外力作用于物體上。伽

38、利略這個(gè)正確的結(jié)論隔了一代以后由牛頓把它寫成慣性定律。人的思維創(chuàng)造出一直在改變的一個(gè)宇宙圖景。伽利略對(duì)科學(xué)的貢獻(xiàn)就在于毀滅直覺(jué)的觀點(diǎn)而用新的觀點(diǎn)來(lái)代替它，這就是伽利略的發(fā)現(xiàn)的重大意義?！緟⒖即鸢浮繄D11簡(jiǎn)析：我們把這個(gè)圖形的輪廓用鉛筆描在玻璃板上，然后再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖1所示，已知坐標(biāo)紙中正方形方格的邊長(zhǎng)為1cm，先數(shù)出輪廓中整方格的個(gè)數(shù)，輪廓邊緣的方格中超過(guò)半個(gè)格的按一個(gè)整格處理，不足半個(gè)格的舍去，最后根據(jù)整方格數(shù)目就可以粗測(cè)出它的面積。2ABD 3. B 4. A、B、C、D、F、G、I、J、M、N 5. 0.69m/s2 簡(jiǎn)析：由可得a=0.69m/s2 6. AC 簡(jiǎn)析：當(dāng)質(zhì)

39、量m不變，作用時(shí)間不變時(shí)，作用力增為4F，加速度a增為原來(lái)的4倍。由得，距離變?yōu)?s.當(dāng)F和m不變時(shí)，a不變，當(dāng)時(shí)間變?yōu)?t時(shí)，由得，距離變?yōu)?s. 7. 質(zhì)量；m甲m乙 簡(jiǎn)析: 在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，保證質(zhì)量m不變，再由，可知aF圖象的斜率表示的是質(zhì)量的倒數(shù)，因此m甲m乙 8. D 簡(jiǎn)析：在做關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，用小盤和砝碼的重力mg代替了小車所受的拉力F，事實(shí)上，砂和砂桶的重力mg與小車所受的拉力F是不相等的，這是產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差的原因。設(shè)小車實(shí)際加速度為a，則 。又設(shè)F=mg，在這種情況下的加速度a為，在本實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)（即mg）保持不變，且由a和 a對(duì)比可知，實(shí)際加速度a與成非線性關(guān)系，且

40、M越小，圖像斜率越小。 9. 解析：平衡摩擦力。在長(zhǎng)木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù)移動(dòng)薄木板的位置，直到小車在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力恰好與小車所受的重力在斜面方向上的分力平衡。 10. 簡(jiǎn)析：與彈簧的長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料及振子的質(zhì)量有關(guān)。3牛頓第二定律【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道其表達(dá)式的確切含義2知道力的國(guó)際單位“牛頓”的定義3會(huì)用牛頓第二定律進(jìn)行計(jì)算【知識(shí)要點(diǎn)】1 牛頓第二定律（1）內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。當(dāng)物體受到多個(gè)力作用時(shí)，物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的

41、方向跟合力的方向相同。（2）表達(dá)式：2力的單位： 在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，用符號(hào)N表示，由公式知，1N=1kg1m/s2，即質(zhì)量為1kg的物體如果受到1N的作用力，可獲得1m/s2的加速度。3牛頓第二定律的物理意義： 牛頓第二定律的物理意義在于建立了物體的加速度與力及質(zhì)量之間的定量關(guān)系，從而把運(yùn)動(dòng)和力結(jié)合起來(lái)，建立了力和運(yùn)動(dòng)之間的橋梁，知道物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以研究物體的受力情況，知道物體的受力情況可以預(yù)測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)情況。4應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟 (1)根據(jù)題意正確選取研究對(duì)象。(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，并且畫出示意圖。(3)建立直角坐標(biāo)系，即選取正方向，分別求出

42、Fix和Fey。(4) 根據(jù)牛頓第二定律列出方程，并統(tǒng)一已知量單位，代入數(shù)值求解方程。(5)檢查所得結(jié)果是否符合實(shí)際，舍去不合理的解，必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論。5牛頓第二定律的適用條件 牛頓第二定律要求被研究的對(duì)象必須是指能看成質(zhì)點(diǎn)的低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體?！踞屢山怆y】1 怎樣理解公式F=ma的確切含義？ 公式F=ma左邊是物體受到的合外力，右邊反映了質(zhì)量為m的物體在此合外力作用下的效果是產(chǎn)生加速度a，它突出了力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因，是物體產(chǎn)生加速度的原因。它反映的物理內(nèi)容就是牛頓第二定律本身，即物體的加速度跟它所受合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。2牛頓第二定律具有哪些性質(zhì)？怎樣理解牛頓第二定律

43、的這些性質(zhì)？牛頓第二定律具有同向性、瞬時(shí)性、同體性、獨(dú)立性、相對(duì)性等性質(zhì)。同向性：物體加速度的方向與物體所受合力的方向總是相同。瞬時(shí)性：物體的加速度與物體所受的合力總是同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)存在，同時(shí)消失。所以牛頓第二定律反映的是力的瞬時(shí)效應(yīng)，它是力的瞬時(shí)作用規(guī)律。例如，擲保齡球時(shí)，手對(duì)球有作用力使球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生了加速度。一旦球脫離了手之后，球就不再受手的作用，加速度立即消失，球做勻速直線運(yùn)動(dòng)（忽略阻力）。同體性：是指、m、a三者應(yīng)對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體。A圖4-3-1BF如圖4-3-1所示，若物體A和B均加速向右運(yùn)動(dòng)，但它們之間發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，設(shè)A與地面的動(dòng)磨擦因數(shù)為1，B與A的動(dòng)磨擦因數(shù)為2，

44、在求物體A的加速度時(shí)，有些同學(xué)總認(rèn)為B既然在A上，應(yīng)該有。分析此方程，方程的左邊是物體A受的合外力，但方程的右邊卻是A和B的總質(zhì)量，顯然合力F與質(zhì)量m不對(duì)應(yīng)，故此方程是錯(cuò)誤的。獨(dú)立性：作用在物體上的每個(gè)力都將獨(dú)立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力的作用無(wú)關(guān)。合力的加速度即是這些加速度的矢量和。相對(duì)性：物體的加速度必須是對(duì)靜止的或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照物而言的。對(duì)加速運(yùn)動(dòng)的參照物不適用。再如圖4-3-1所示，若物體A、B均加速運(yùn)動(dòng)，但加速度不同，求B相對(duì)于A的加速度時(shí)，若以A為參照物運(yùn)用牛頓第二定律則是錯(cuò)誤的，因?yàn)锳是加速運(yùn)動(dòng)的。只能是運(yùn)用牛頓第二定律求B對(duì)地的加速度aB，求A對(duì)地的加速度aA，

45、然后得到。思考討論1用多級(jí)火箭發(fā)射人造衛(wèi)星，為什么每一級(jí)燃燒完畢后要讓它與主機(jī)脫離？2亞里士多德認(rèn)為：重的物體下落快，輕的物體下落慢，根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)，你認(rèn)為他的說(shuō)法對(duì)嗎？3關(guān)于慣性系和非慣性系：選擇靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)的物體作為參考系，這樣的參考系叫做慣性系；選擇變速運(yùn)動(dòng)的物體作為參考系，這樣的參考系叫做非慣性系。牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于慣性系，對(duì)非慣性系不成立。在研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們一般選擇地面或其它相對(duì)地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體作為參考系?！緫?yīng)用指導(dǎo)】例1 質(zhì)量為M的木塊位于粗糙水平桌面上，若用大小為F的水平恒力拉木塊，其加速度為a，當(dāng)拉力方向不變，大小變?yōu)?F時(shí)，木塊的加速度為a則（ ）圖

46、4-3-2FNFfFGAa=a Ba2a Da=2a解析： 物體在粗糙水平面上滑動(dòng)，受力情況如圖4-3-2所示，根據(jù)牛頓第二定律得， 兩式相比得a2a，故選項(xiàng)C正確。說(shuō)明：本題產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因是沒(méi)有對(duì)物體進(jìn)行受力分析及對(duì)牛頓第二定律的錯(cuò)誤理解造成的。在公式F=ma中的F應(yīng)當(dāng)指物體受到的合外力。不注重對(duì)概念、規(guī)律內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)，想當(dāng)然地解題，是初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤，應(yīng)注意加以克服。例2如圖4-3-3所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37角，球和車廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為1kg，（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）圖4-3-3（1）求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并

47、說(shuō)明車廂的運(yùn)動(dòng)情況（2）求懸線對(duì)球的拉力mgFF合圖4-3-4解析：（1）小球和車廂組成一個(gè)整體，它們的加速度是相同的，對(duì)小球進(jìn)行受力分析如圖4-3-4所示。加速度方向向右，車廂做向右的勻加速運(yùn)動(dòng)或向左的勻減速運(yùn)動(dòng)。（2）由圖4-3-4可知，懸線對(duì)球的拉力大小為30圖4-3-5a說(shuō)明：這是一道簡(jiǎn)單的連接體問(wèn)題，正確選取研究對(duì)象至關(guān)重要，另外分析車廂的運(yùn)動(dòng)要考慮它的雙向性。例3如圖4-3-5所示，電梯與水平面夾角為30，當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)電梯面的壓力是其重力的6/5，則人與電梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？解析：對(duì)人受力分析：重力mg、支持力FN、摩擦力Ff，由加速度的方向可推知摩擦力水

48、平向右。分解加速度如圖4-3-6所示。其中ax圖4-3-6aay根據(jù)牛頓第二定律可得：所以， 說(shuō)明：平行四邊形定則（或正交分解法）是一切矢量的運(yùn)算法則，在有些情況下分解加速度比分解力更為簡(jiǎn)單。BA圖4-3-7例4小球A、B的質(zhì)量分別為m和2m，用輕彈簧相連，然后用細(xì)線懸掛而靜止，如圖4-3-7所示，在剪斷細(xì)線瞬間，A、B的加速度各是多少？方向如何？F1mgBA圖4-3-8F12mgF2解析：本題考查的是牛頓第二定律的瞬時(shí)性。對(duì)A、B分別進(jìn)行受力分析，如圖4-3-8所示，其中彈簧彈力，細(xì)線彈力。在剪斷細(xì)線的瞬間，細(xì)線對(duì)A球的拉力立即消失，而彈簧的形變尚未來(lái)得及改變，彈簧對(duì)A、B球的彈力也未消失，

49、對(duì)A、B兩球分別應(yīng)用牛頓第二定律，可得方向向下；說(shuō)明：剛性繩的形變是微小形變，在剪斷的瞬間彈力立即消失，即彈力發(fā)生突變；彈簧的形變量大，形變恢復(fù)要較長(zhǎng)時(shí)間，彈力不能突變，即彈簧彈力在剪斷瞬間仍然維持原來(lái)的大小和方向?！就骄毩?xí)】鞏固型1下列說(shuō)法中正確的是（ ）A物體所受合力為零時(shí)，物體的速度為零B物體所受合力越大，則加速度越大，速度也越大C物體的速度方向一定與物體受到的合力的方向一致D物體的加速度方向一定與物體受到的合力方向相同2在牛頓第二定律公式F=kma中，比例系數(shù)k的數(shù)值（ ）A在任何情況下都等于1Bk的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力三者的大小所決定的Ck的數(shù)值是由質(zhì)量、加速度和力三者的單位所

50、決定的D在國(guó)際單位制中，k的數(shù)值一定等于13有一恒力F施于質(zhì)量為m1的物體上，產(chǎn)生的加速度為a1，施于質(zhì)量為m2，的物體上產(chǎn)生的加速度為a2；若此恒力F施于質(zhì)量為（m1+ m2）的物體上，產(chǎn)生的加速度是（ ）A a1+ a2 B （a1+ a2）/2C D a1a2 /（a1+ a2）4質(zhì)量為1kg的物體受3N和4N的兩個(gè)共點(diǎn)力作用，物體的加速度可能是（ ）A 5m/s2 B7 m/s2 C8 m/s2 D9 m/s25一物體受幾個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，若保持其他力恒定而將其中一個(gè)力F1逐漸減中到零（保持方向不變），然后又將F1逐漸恢復(fù)到原狀，在這個(gè)過(guò)程中，物體的（ ）A加速度增大，速度增大

51、B加速度減小，速度減小C加速度先增大后減小，速度一直增大ba圖4-3-9D加速度和速度都是先增大后減小6如圖4-3-9所示，兩小球懸掛在天花板上，a、b兩小球用細(xì)線連接，上面是一輕質(zhì)彈簧，a、b兩小球的質(zhì)量分別為m和2m，在燒斷細(xì)線的瞬間，a、b兩球的加速度為（ ）A0，g B-g ，g C-2 g ，g D2 g，07A、B、C分別為大小、形狀完全相同的實(shí)心木球、實(shí)心鐵球和空心鐵球，但A、C球質(zhì)量相同，三球同時(shí)從同一高度從靜止開始下落，若受到的空氣阻力相同，則（ ）AA球下落的加速度最大BB球下落的加速度最大CC球下落的加速度最大D三球落地時(shí)是同一時(shí)刻提高型8下列對(duì)于牛頓第二定律的表達(dá)式及其

52、變形式的理解，正確的是（ ）A由可知，物體所受的合力與物體的質(zhì)量成正比，與物體的加速度成正比B由可知，物體的質(zhì)量與其所受合力成正比，與其運(yùn)動(dòng)的加速度成反比C由可知，物體的加速度與其所受合力成正比，與其質(zhì)量成反比D由可知，物體的質(zhì)量可以通過(guò)測(cè)量它所受到的合力和它的加速度而求得9連同貨物的總質(zhì)量為M的氣球，在空中以加速度a勻加速度下降，要使它以a勻加速度上升，則應(yīng)去掉質(zhì)量為 的貨物。（氣球體積不變）10一個(gè)學(xué)生認(rèn)為半塊磚的重力加速度是整塊磚的重力加速度的兩倍，因?yàn)榘雺K磚的質(zhì)量是整塊磚的質(zhì)量的一半；另一個(gè)學(xué)生認(rèn)為半塊磚的重力加速度是整塊磚重力加速度的一半，因?yàn)榘雺K磚的重力是整塊磚重力的一半。他們的說(shuō)

53、法對(duì)不對(duì)？為什么？11一間新房要蓋屋頂，為了使下落的雨滴能夠以最短的時(shí)間淌離屋頂，則所蓋屋頂?shù)捻斀菓?yīng)為多少（設(shè)雨滴沿屋頂下淌時(shí)，可看做在光滑的斜坡上運(yùn)動(dòng)）？12某消防隊(duì)員從一平臺(tái)上跳下，下落2m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方式緩沖，使自身的重心又下降了0.5m，則在著地過(guò)程中地面對(duì)他雙腳的平均作用力是其重力的多少倍？【開闊視野】牛頓生平簡(jiǎn)介牛頓(16431727)是英國(guó)著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家，是十七世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠。 1643年1月4日（儒略歷1642年12月25日）牛頓誕生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯索普的一個(gè)自耕農(nóng)家庭。12歲進(jìn)入離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟姆中學(xué)。 牛頓于1661年以減

54、費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，1664年成為獎(jiǎng)學(xué)金獲得者，1665年獲學(xué)士學(xué)位。 16651666年倫敦大疫。劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，為恐波及，學(xué)校停課。牛頓于1665年6月回故鄉(xiāng)烏爾斯索普。1667年牛頓返劍橋大學(xué)，10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶，次年3月16日被選為正院侶。當(dāng)時(shí)巴羅對(duì)牛頓的才能有充分認(rèn)識(shí)。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔(dān)任盧卡斯講座的教授。1672年起他被接納為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1703年被選為皇家學(xué)會(huì)主席牛頓于1696年謀得造幣廠監(jiān)督職位，1699年升任廠長(zhǎng)，1701年辭去劍橋大學(xué)工作。1705年受封為爵士。牛頓晚年患有膀胱結(jié)石、風(fēng)濕等多種疾病，于1727年3月30日深夜在倫敦去世，葬在威斯特教堂，終年84歲。人們?yōu)榱思o(jì)念牛頓，特地用他的名字來(lái)命名力的單位，簡(jiǎn)稱“?！?。牛頓一生對(duì)科學(xué)事業(yè)所做的貢獻(xiàn)，遍及物理學(xué)、數(shù)學(xué)和天文學(xué)等領(lǐng)域。1牛頓在物理學(xué)上最主要的成就，是創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系，從而形成了物理學(xué)史上第一次大綜合。2 對(duì)于光學(xué)，牛頓致力于光的