牛頓運動定律教課方案1人教版(美教課方案)牛頓運動定律教課方案1人教版(美教課方案)PAGEPAGE12牛頓運動定律教課方案1人教版(美教課方案)PAGE高一物理第單元

牛頓運動定律〔一〕

一．內(nèi)容黃金組：

⒈本課學(xué)習內(nèi)容是第三章牛頓運動的第節(jié)—第節(jié)，即牛頓第必定律；物體運動狀態(tài)的改變；牛頓第二定律。

⒉本課學(xué)習目的是以下三點：

⑴知道伽利略和亞里士多德對力和運動關(guān)系的不同樣認識，知道伽利略的理想實驗及其推理過程和結(jié)論，知道理想實驗是科學(xué)研究的重要方法；理解牛頓第必定律的內(nèi)容和意義；知道什么是慣性，會正確解說相關(guān)慣性的現(xiàn)象。

⑵理解力是使物體產(chǎn)生加快度的原由，理解質(zhì)量是慣性大小的量度。

⑶理解加快度與力的關(guān)系，理解加快度與質(zhì)量的關(guān)系，知道得出這兩個關(guān)系的實驗；知道國際單位制中力的單位是怎樣定義的；理解牛頓第二定律的內(nèi)容，知道牛頓第二定律表達式確實切含義；會用牛頓第二定律進行簡單的計算。

二．重點大揭密：

．力不是保持物體運動的原由

()伽利略理想實驗

.伽利略理想實驗說了然物體保持自己的運動其實不需要力

.假如我們可以

仔細察看、解析一些常有物體的運動，也很簡單考證伽利略的結(jié)論.轉(zhuǎn)動的足球會停下來，不

是因為沒有保持它運動的力，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遠才

停止，就是所受摩擦力很小的緣由.假定冰面對瓦片無阻力且空氣阻力也可忽略，瓦片將會沿

冰面素來滑行下去，而無需施加任何沿運動方向的外力.

在實質(zhì)生活中，我們很難找到使物體不受任何阻力的實驗環(huán)境，這就顯示了伽利略理想實驗的優(yōu)勝性.理想實驗是科學(xué)研究的重要方法.

()運動是物質(zhì)自己的屬性

.自然界中的任何物體都處在永不斷止的運動中

.我們看到一幢大

樓是靜止的，這實質(zhì)上是以地面為參照物的察看結(jié)果起繞地軸轉(zhuǎn)動，另一方面還要隨處球一同繞太陽轉(zhuǎn)動

.假定以太陽為參照物，大樓一方面與地球一.整個宇宙中，大到恒星、星系，小到原

子、電子，都處在永不斷止的運動中

.可見運動是物體自己的屬性，只需物體存在，它就必定要運動.從這個意義上講，物體的運動也無需外力去保持.

．慣性.

()慣性是物體的固有性質(zhì).牛頓第必定律告訴我們，物體在不受外力作用時將保持自己本來的運動狀態(tài)：勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，這是全部物體所固有的性質(zhì)即物體的慣性

.任何

物體都擁有慣性，這與物體是運動著的仍是靜止的沒關(guān)，也與物體正在作何種運動沒關(guān)

.

()物體的慣性與物體的受力狀況沒關(guān)

.牛頓第必定律所描繪的狀態(tài)是一種理想狀態(tài)，

即物體

不受外力作用的狀態(tài).實質(zhì)上任何物體均與四周物體發(fā)生互相作用,不受外力作用的物體是不

存在的.但物體遇到外力作用其實不會惹起物體慣性的變化.假定物體所受外力的協(xié)力為零，物體將

保持自己的運動狀態(tài)：勻速直線運動或靜止.顯然，物體的慣性與不受外力時相同.假定物體作變

速運動，也不可以說物體就不擁有慣性.如物體在重力作用下作自由落體運動,物體的速度不斷增

加，運動狀態(tài)不斷改變，但其實不說明物體的慣性已經(jīng)消失.在運動中的任一時辰，假定給物體施

一大小與重力相等、方向與重力相反的外力，那么物體將保持那一時辰的速度作勻速直線運動

這說了然，物體的慣性并無發(fā)生變化.運動狀態(tài)的變化是受外力作用的結(jié)果，但運動狀態(tài)的

變化其實不是物體慣性的變化，物體的慣性與能否受外力以及所受合外力能否為零均沒關(guān).

.

．物體運動狀態(tài)的改變.

物體運動狀態(tài)的變化與物體所受外力和物體的慣性均相關(guān)

因，而慣性決定著物體改變運動狀態(tài)的難易程度.

.力是物體改變運動狀態(tài)的原

()力是物體產(chǎn)生加快度的原由

.物體在不受外力作用或所受外力的協(xié)力為零時均保持自己

本來的運動狀態(tài)而不會發(fā)生運動狀態(tài)的變化，只有當物體所受合外力不為零時，物體的運動

狀態(tài)才會改變，力是改變物體運動狀態(tài)的原由.當物體運動狀態(tài)發(fā)生變化時，物體的速度必定

發(fā)生變化(大小變化，方向變化或大小、方向均變化)，因此此時物體的協(xié)力必定不為零.這就是

說，物體有加快度時，物體所受外力的協(xié)力必定不為零，即力是物體產(chǎn)生加快度的原由.

()質(zhì)量是物體慣性大小的量度，在相同外力作用下，質(zhì)量越大的物體，改變其運動狀態(tài)就越困難.比方，用相同大小的水平力推兩輛原靜止在水平面上的小車，一輛空車，一輛裝滿貨

物.要使它們抵達相同的速度，實車比空車所需時間要長.物體的慣性是物體保持原有運動狀態(tài)的特點，慣性越大，說明物體保持自己本來運動狀態(tài)的能力越大，亦即改變物體運動狀態(tài)就

越困難.可見質(zhì)量越大，物體的慣性越大.質(zhì)量越小，物體的慣性越小.物體的慣性大小可以用質(zhì)量去量度.

初中時我們學(xué)過“質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少〞

，這與我們現(xiàn)在學(xué)習的“質(zhì)量是物體慣性

大小的量度〞其實不矛盾，這是質(zhì)量所擁有兩種物理意義

.

．正確理解牛頓第二定律

⑴同一性牛頓第二定律中

F

是物體〔或系統(tǒng)〕所受的合外力，是指同物體〔或同系

統(tǒng)〕的加快度，而是該物體〔或該系統(tǒng)〕的質(zhì)量，即

F

、、對應(yīng)與同一研究對象，這就是

研究對象的同一性。

⑵矢量性合外力和加快度均是矢量，所以牛頓第二定律F是一個矢量關(guān)系式。物體

的加快度的方向一直與物體所受的合外力的方向一致，此即、的同向性〔或矢量性〕，而決不

能理解為與物體的速度方向相同或相反。

⑶因果性物體遇到的合外力不為零就必定產(chǎn)生加快度，

力是產(chǎn)生加快度的原由。

F

中

的“〞號說明

F

與的數(shù)目相等，方向相同，不可以把與

F

看作是相同的物理量，不是一

個力。

⑷剎時性牛頓第二定律所揭示的規(guī)律擁有剎時性，表現(xiàn)為：加快度與合外力對應(yīng)于同一時辰，即合外力為零時，加快度為零，物體保持靜止或勻速直線運動；合外力為恒力時，加

速度不變，物體做勻速直線運動；而當合外力為變力或物體變質(zhì)量時，加快度隨著變化，物

體做變加快運動。注意：因為力可以發(fā)生突變，所以加快度也可以發(fā)生突變，而速度不可以突

變。

⑸獨立性牛頓第二定律F中，假定物體同時遇到幾個外力的作用，一個外力對應(yīng)產(chǎn)生

一個加快度，某方向的合外力對應(yīng)在該方向產(chǎn)生一個加快度，每個加快度的方向與所對應(yīng)的

外力方向相同。求解某方向的問題時就只考慮該方向的力所產(chǎn)生的加快度，這就是和的獨立

性。

⑹相對性在牛頓第二定律中，加快度與參照物的采用相關(guān)。在辦理問題時，一定采用相

對于地球保持靜止或做勻速直線運動的物體為參照物，這就是牛頓第二定律的相對性。平時我們采用地球為參照物，假定物體的加快度不是相對與地球的，那么一定將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬εc地球

的加快度，此后才可代入F中求解。⑺一致性在國際單位制中，的單位為?！病?，質(zhì)量的單位為千克〔〕，加快度的單位為米秒〔〕只有采納國際單位制，才存在關(guān)系式F，所以應(yīng)用牛頓第二定律時一定注意單位的

一致性。

⑻合用性牛頓第二定律只合用與宏觀物體相對慣性參照系做低速運動的情況。所謂慣性參照系是指參照物自己沒有加快度，有對于地面靜止或勻速直線運動的參照物可以看作慣性

系。所謂低速是指物體運動速度比光速小得多，當研究電子、質(zhì)子等湊近光速運動時，牛頓第二定律就不再合用了。

⒌牛頓第二定律的初步應(yīng)用

應(yīng)用牛頓第二定律解題時，常有的較簡單的問題有兩類：第一類是物體的受力狀況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加快度，再進一步去研究物體的運動；第二類是物體的運動狀況，

應(yīng)用運動學(xué)公式求出加快度，再應(yīng)用牛頓第二定律去求解未知力.對于這兩類問題，都應(yīng)在分

析研究對象的受力狀況和運動狀況的基礎(chǔ)上列方程.平時可采納以下的根本解題步驟：

()確定研究對象，并解析其受力狀況；

()解析運動狀況，確定加快度方向；

()成立適合的直角坐標系，用正交法分解物體所受的各外力.平時使加快度方向與某一坐

標軸重合.

()以速度方向為正方向成立以下方程組(設(shè)與軸重合)并解之：

三．好題解給你：

．本課預(yù)習題⑴對于慣性，以下說法正確的選項是：〔〕

A．物體能保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性

B．物體不受外力作用時才有慣性

C．物體靜止時有慣性，物體開始運動后即失掉慣性

D．相同外力作用下，獲取加快度小的物體慣性小

⑵以下說法正確的選項是：〔〕

A．世界上不受外力作用的物體是沒有的，所以牛頓第必定律是不行立的

B．某質(zhì)點不保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，可以必定該質(zhì)點必定受外力作用

C．物體不受外力作用，它是不行能運動的

D．物體向東運動，必定遇到向東的外力作用

⑶物體運動的速度方向、加快度方向與作用在物體上合外力的方向的關(guān)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．加快度方向與合外力方向相同，速度方向與合外力方向可能相同，也可能不同樣C．速度方向總和合外力方向相同，加快度方向與合外力方向可能相同，也可能不同樣

D．因為有力作用，物體就必定擁有速度，所以物體的運動方向必定跟合外力的方向相同。

⑷兩體積相同，質(zhì)量不同樣的物體、，mA2mB。兩物體在著落過程中遇到的空氣阻

力均等于Bg，那么在著落過程中、的加快度之比為：〔〕

．.:..

⑸鋼球在足夠深的油槽上方著落，落入油槽中此后，球受的阻力正比于其速率，那么球在

油中的運動狀況可能是：〔〕A．先加快后減速，最后靜止

B．素來勻速運動

C．先加快后勻速

D．先減速后勻速

預(yù)習題參照答案：⑴⑵⑶⑷⑸

．基礎(chǔ)題

⑴以下對于物體慣性的說法中，正確的選項是：〔〕

．只有靜止的或作勻速直線運動的物體才擁有慣性

．小球靜止時和作自由落體運動時，它的慣性沒有變化

．物體以10速度運動時的慣性較該物體以1速度運動時的慣性大

．物體的慣性隨著物體運動方向的變化而變化

⑵汽車質(zhì)量為，起動時汽車的牽引力為×，運動阻力為車重的倍，那么汽車產(chǎn)生的加快度為；封閉油門滑行時，加快度又為。

⑶以＝30m的初速度豎直向上拋出物體，運動時所受阻力恒為重力的倍.求：()上漲的最

大高度；()落回拋出點時的速度大小.計算時?。?0m.

基礎(chǔ)題參照答案：⑴⑵；

⑶解析與解這是一個受力狀況，依據(jù)牛頓第二定律求出加快度后再研究運動過程的

例子.

上漲過程中，重力和空氣阻力的方向均向下，物體作減速運動.以速度方向為正方向，有．應(yīng)用題

⑴物體靜止在水平面上，當用水平拉力拉物體時，產(chǎn)生的加快度為1；當用水平力拉物體

時，產(chǎn)生的加快度為2，那么此物體的質(zhì)量為，要使物體產(chǎn)生3的加快度，水平拉力為。

⑵為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必需的距離。某高速公路的最高限速

120Km/h。假定前面車輛忽然停止，后車司機從發(fā)現(xiàn)這一狀況，經(jīng)操控剎車，到汽車開始減速

所經(jīng)歷的時間〔即反應(yīng)時間〕。剎車時汽車遇到阻力的大小為汽車重力的倍。該高速公路上汽

車間的距離最少應(yīng)為多少？〔取重力加快度＝10m.〕

⑶同一水平高度上有、兩點，、下方有一水平傳達帶，水平傳達帶正從向以速度＝

2m

作勻

速運動、相距＝

4m.將物塊輕輕地放到下方的傳達帶上，與間的動摩擦要素為

μ＝，設(shè)傳達帶

的速率保持不變，求從點下方運動到點下方所需時間

.

應(yīng)用題參照答案：⑴

；

⑵解析與解：在反應(yīng)時間內(nèi)，汽車作勻速運動，運動的距離；設(shè)剎車時的加快度大小為，

汽車質(zhì)量為有；自剎車到停下，汽車運動距離S2v22a。所求距離SS1S2102m。

小結(jié)：本題考察用物理知識解決實詰問題的能力，要注意在反應(yīng)時間內(nèi)汽車是勻速運動。

⑶解析與解剛放到傳達帶上時，有對于地面是靜止的，有對于傳達帶擁有向后的速度，

因此所受滑動摩擦力方向是向前的.即滑動摩擦力使產(chǎn)生沿傳達帶方向的加快度的受力狀況如

圖所示，以的速度方向為正方向，可列出方程組

小結(jié)()這是一個滑動摩擦力作為動力的例子，它進一步提示我們：滑動摩擦力的方向其實不必定老是與物體的運動方向相反.()要注意解析運動過程.解本題時，常有人誤認為從到素來加

速，這就是未能正確解析運動過程的結(jié)果.

．提升題

⑴以下列圖，質(zhì)量為為的木快，在大小

為的水平拉力作用下沿粗拙水平川面作勻加快直線

運動，加快度為，那么木版與地面之間的動摩擦因數(shù)為

多大？假定在木板上再施加一個與水平拉力在同一豎直

平面內(nèi)的推力，而不改變木板的加快度的大小和方向，

那么此推力與水平拉力的夾角為多大？圖

⑵總質(zhì)量為的熱氣球因為故障在高空以勻速豎直降落，為了阻截持續(xù)降落，在時辰，從

熱氣球中開釋了一個質(zhì)量為的沙袋，不計空氣阻力，當為多大時熱氣球停止降落，這時沙袋

的速度為多大？〔此時沙袋還沒有著地〕

⑶質(zhì)量為＝×的列車以＝72Km/h的速度開始上坡，坡長m，高15m.列車抵達坡頂時的

速度為＝36Km/h.列車牽引力恒定，所受阻力恒為列車重力的倍，求列車牽引力.

提升題參照答案：

⑴解析與解：

由題意，木塊開始做勻加快直線運動時，加快度為，

據(jù)牛頓第二定律TmaTmgma，那么，mg加上外力此后，木塊的加快度其實不改變。所以它的水平重量應(yīng)與增添的摩擦力相平衡，即

FcosFsin。arctanmg。Tma小結(jié)：本題是年全國高考題。它要求深刻理解牛頓第二定律中物體的加快度與合外力之間的關(guān)系。求解本題的重點，要抓住木塊加快度不變這一條件，并把此條件與再加的外力之間的關(guān)系明確表達出來。

⑵解析與解：氣球勻速降落時有FMg0，當開釋沙袋后，氣球的加快度為，據(jù)牛頓

第二定律F(Mm)g(Mm)a，可見氣球做勻減速運動，當其速度為vt0時，停止降落。由公式vtvatv(Mm)v得t。而沙袋此時速度為amgvtvgtMmMv。vmvm小結(jié)：本題是年上海高考題。本題重點是在受力解析的基礎(chǔ)上判斷運動狀態(tài)，求出氣球在減速時的加快度。

⑶

四．課后練武場：

⑴對于運動和力的關(guān)系，以下說法中正確的選項是：〔〕

．物體所受的合外力不為零時，其加快度必定變化

．物體所受合外力不為零時，其速度必定變化．物體的速度方向必定與它所受的合外力的方向相同

．物體的加快度方向必定與它所受的合外力方向相同

⑵以下對于慣性的說法中，錯誤的選項是：〔〕

．物體作勻速直線運動的原由是因為它擁有慣性和所受的合外力為零

．在相同的合外力作用下，慣性大的物體獲取的加快度小

．自由著落的物體處于完整失重的狀態(tài)，此時物體的慣性消失了

．戰(zhàn)斗機扔掉它的副油箱后，它的慣性減小了

⑶、、三個物體，它們的質(zhì)量之比：：＝：：，在受相同的合外力時，它們所產(chǎn)生的加快度

之比：：等于：〔〕

．：：．：：．：：．：：

⑷一個恒力可使質(zhì)量為的物體在圓滑水平面上產(chǎn)生的加快度，也能使質(zhì)