第5節(jié)《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單基礎(chǔ)層次（A層次）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道力在運(yùn)動(dòng)中的作用2、掌握并理解牛頓第一定律3、理解慣性4、理解力是產(chǎn)生加速度的原因5、了解加速度與力及質(zhì)量的關(guān)系6、熟記牛頓第二定律，并會(huì)直接用牛頓第二定律公式進(jìn)行簡單的計(jì)算7、知道作用力與反作用力，掌握牛頓第三定律。二、學(xué)習(xí)過程：任務(wù)一：了解力在運(yùn)動(dòng)中的作用“車不拉不走”，“運(yùn)動(dòng)的物體沒有力去維持終就會(huì)停下來”。根據(jù)這些表象現(xiàn)象，在公元4世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家____________提出：物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。16世紀(jì)，意大利物理學(xué)家___________對(duì)上述觀點(diǎn)表示懷疑：運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來，正是因?yàn)椴豢杀苊獾厥艿搅四Σ亮翱諝庾枇Φ淖饔谩Ｈ绻麤]有這些阻力，物體將永遠(yuǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。相反，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，必然受到了力的作用，如“運(yùn)動(dòng)的物體終就會(huì)停下來”，就是因?yàn)槭艿阶枇Φ淖饔?。因此，伽利略認(rèn)為，力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因。任務(wù)二：掌握牛頓第一定律一切物體總保持______或_________運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有________迫使它______這種狀態(tài)為止。第一句話：在沒有外力作用的情況下，一切物體總是保持______或_________運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。即：物體運(yùn)動(dòng)__________力來維持?！醭湔f明：物體不受外力的狀態(tài)是理想狀態(tài)，在現(xiàn)實(shí)生活中是不存在的。通常所看到的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，其實(shí)都是物體受到平衡力作用的結(jié)果，即受到的總合外力為零。第二句話：如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，必然是由于受到的合外力不為零而引起的?；蛘哒f，物體所受的合外力不為零，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必發(fā)生改變。即：力是改變_________________的原因。任務(wù)三：理解慣性1、物體具有____________________的性質(zhì)叫做慣性。故牛頓第一定律也叫做慣性定律。2、舉例：（1）書上放粉筆盒，用力抽書，粉筆盒保持靜止（2）汽車啟動(dòng)與急剎時(shí)，人會(huì)后仰或前傾。3、對(duì)慣性的理解要點(diǎn)：（1）慣性與物體是否受力無關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)有人說：“物體不受力，物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有慣性；物體受力后，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，所以沒有慣性”這句話對(duì)不對(duì)？▲打個(gè)比方：河水能淹死人，但會(huì)游水的人能克服河水淹死人的性質(zhì)而不被淹死，據(jù)此，我們能不能說河水沒有淹死人的性質(zhì)？★同樣的道理，物體具有保持靜止或勻速直線的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，即慣性。受了力，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，正是因?yàn)榱朔宋矬w本身的慣性的結(jié)果，物體的慣性本身依然存在。（2）慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性；（3）質(zhì)量是慣性大小的量度（即慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與其它任何因素都無關(guān)。質(zhì)量越大，慣性越大）任務(wù)四：理解力是產(chǎn)生加速度的原因根據(jù)牛頓第一定律，物體不受力或所受的合外力為零，物體總是保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，，，即沒有加速度。如果物體所受的合外力不為零，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)改變，，，即產(chǎn)生了加速度。由此可見，力是產(chǎn)生加速度的原因。任務(wù)五：了解加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系1、質(zhì)量相同的物體，加速度與其所受的外力成_________。用公式表示：2、在相同的外力作用下，物體的加速度與其質(zhì)量成__________。用公式表示任務(wù)六：掌握牛頓第二定律物體的加速度跟物體所受的合外力成______，跟物體的質(zhì)量成______，加速度的方向跟______的方向相同。這就是牛頓第二定律。公式為_____________。任務(wù)七：作用力與反作用力力是物體之間的相互作用。兩個(gè)物體之間的作用總是相互的，一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體有力的作用，另一個(gè)物體同時(shí)對(duì)這個(gè)物體也一定有力的作用。我們把物體間相互作用的這一對(duì)力，叫做_________________________。如果其中一個(gè)力叫作用力，則另一個(gè)力就叫反作用力。例如：如果把書對(duì)桌面的壓力看成是作用力，那么桌面對(duì)書的支持力就是反作用力。也可以把桌面對(duì)書的支持力看成是作用力，那么書對(duì)桌面的壓力就是反作用力。注意：作用力與反作用力因?yàn)槭俏矬w間的相互作用，因此，它們的施力物體和受力物體一定是互換的，這對(duì)判斷一對(duì)力是不是作用力與反作用力很重要。例如，一燈泡通過電線吊在天花板上，燈線對(duì)燈泡的拉力的反作用力是（C）A、燈泡的重力B、燈線對(duì)天花板的拉力C、燈泡對(duì)燈線的拉力D、天花板對(duì)燈線的拉力方法：分別分析各個(gè)力的受力物體和施力物體，看哪個(gè)力的施力物體和受力物體正好和“燈線對(duì)燈泡的拉力”的施力物體和受力物體是互換的。任務(wù)八：理解牛頓第三定律1、兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小______，方向_______，沿同一條______分別作用在兩個(gè)物體上。這就是牛頓第三定律。用公式可表示為____________。負(fù)號(hào)表示___________。2、理解牛頓第三定律的要點(diǎn)：（1）作用力與反作用力總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)改變、同時(shí)消失（不會(huì)因?yàn)檎l主動(dòng)誰被動(dòng)而出現(xiàn)先后）（2）作用力與反作用力總是分別作用在兩個(gè)不同的物體上（3）作用力與反作用力總是大小相等、方向相反（不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變而發(fā)生變化）（4）作用力與反作用力是一對(duì)性質(zhì)相同的力三、檢測反饋1、下面關(guān)于力的說法錯(cuò)誤的是（）A、力是物體間的相互作用B、力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C、力是產(chǎn)生加速度的原因D、力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因E、力總是成對(duì)出現(xiàn)的，這成對(duì)出現(xiàn)的力是一對(duì)作用力與反作用力。2、在火車的行李架上用細(xì)線吊一小球，你能根據(jù)小球所處的狀態(tài)，來確定火車是在做加速運(yùn)動(dòng)、減速運(yùn)動(dòng)或勻速運(yùn)動(dòng)嗎？3、判斷以下說法是否正確：（1）只有靜止的物體或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性；（2）物體由靜而動(dòng)是克服慣性的結(jié)果；（3）做變速運(yùn)動(dòng)的物體沒有慣性；（4）任何物體都有慣性。4、A物體的質(zhì)量為2m，B物體的質(zhì)量為5m，在相同外力作用下，它們的加速度之比為_________________。5、一物體當(dāng)它受10N的拉力時(shí)，加速度是2m/s2，要使它獲得3m/s6、一物體的質(zhì)量是10Kg，要想使它獲得2m/s2的加速度，需要多大的外力？7、關(guān)于作用力與反作用力下列說法錯(cuò)誤的是：（）A、兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同B、兩個(gè)力作用在同一物體上C、兩個(gè)力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失D、兩個(gè)力總是大小相等、方向相反應(yīng)用層次（B層次）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（在A層次的基礎(chǔ)上增加）1、了解伽利略的理想化實(shí)驗(yàn)2、理解“加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)3、能把求合力和牛頓第二定律結(jié)合起來進(jìn)行計(jì)算。二、學(xué)習(xí)過程：任務(wù)一：理想化實(shí)驗(yàn)1、所謂理想化實(shí)驗(yàn)，以客觀實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合邏輯推理而得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一種實(shí)驗(yàn)方法。比如小車獲得一定的初速度后，在摩擦力大的平面上運(yùn)動(dòng)的距離較短，在摩擦力小的平面上運(yùn)動(dòng)的距離較大。摩擦力越小，跑得越遠(yuǎn)。（這是客觀實(shí)驗(yàn)）車子之所以會(huì)停下來，是因?yàn)槭艿侥Σ亮Φ木壒?，如果表面絕對(duì)平滑、車軸上也毫無摩擦、沒有空氣阻力等，那么車子將不會(huì)停下來。（這是推理，在現(xiàn)實(shí)生活中是不可能做這樣的實(shí)驗(yàn)的）簡單地講，對(duì)理想化實(shí)驗(yàn)可以這樣理解：（1）現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)不可能做的，但在客觀實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過邏輯推理可以得出結(jié)論的比如，生活中有空氣阻力、摩擦力，假如沒有空氣阻力、摩擦力是什么結(jié)果？（2）過去的理想實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在或?qū)砜赡茏兂涩F(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)比如：“神州七號(hào)”在空中，既沒有空氣阻力，也沒有摩擦力。在“神州七號(hào)”上天之前是理想化實(shí)驗(yàn)，上天后就變成“現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)”。2、伽利略的理想化實(shí)驗(yàn)——光滑斜槽滾球?qū)嶒?yàn)（1）（最上面的圖）讓小球沿左邊的光滑斜槽從靜止開始滾下，小球?qū)L上右邊光滑斜槽，由于摩擦力很小，且距離較短，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。?）（中圖）減小右邊斜槽的傾角，小球在這個(gè)斜槽內(nèi)仍要達(dá)到同一高度，但這時(shí)它要滾得遠(yuǎn)些。（3）（下圖）把右邊的斜槽改成水平，如果沒有摩擦力和空氣的阻力作用，小球?qū)⒂肋h(yuǎn)無法達(dá)到同一高度，因此小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。結(jié)論：物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。任務(wù)二：理解“加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)1、預(yù)備知識(shí)：y=3x,x=2z則y=3(2z)=6z表明：y跟x成正比，x跟z成正比，則y跟z也成正比。2、加速度跟力的關(guān)系如圖所示：▲桌面是光滑的，小車的質(zhì)量是相同的，小盤的法碼不同。（即拉力不同）▲夾子可以夾住兩根細(xì)繩，以便控制兩輛車，使它們同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止，即運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同?！鴮?shí)驗(yàn)結(jié)果：分別量取兩小車的位移，發(fā)現(xiàn)：小車的位移與它們所受的拉力成正比即S1:S2=F1:F2▲分析：由公式可知，t相同時(shí)，S跟a成正比，而實(shí)驗(yàn)中S跟F正比，根據(jù)預(yù)備知識(shí)可知，a必跟F成正比?！Y(jié)論：在質(zhì)量相同時(shí)，物體的加速度與其所受的外力成正比，即a1:a2=F1:F23、加速度跟質(zhì)量的關(guān)系（將上圖改成砝碼一樣多，而小車的質(zhì)量不等）▲實(shí)驗(yàn)結(jié)果：小車的位移與小車的質(zhì)量成反比即所以，也可以說成位移與質(zhì)量的倒數(shù)成正比?！治觯河晒娇芍?，t相同時(shí)，S跟a成正比，而實(shí)驗(yàn)中S跟正比，根據(jù)預(yù)備知識(shí)可知a必跟成正比。即a與m成反比?！Y(jié)論：外力相同的情況下，物體的加速度與質(zhì)量成反比，即任務(wù)三：牛頓第二定律與求合力相結(jié)合解題例：質(zhì)量為5kg的木塊，在15N的水平拉力作用下沿水平面做勻加速運(yùn)動(dòng)，已知桌面與水平面的摩擦因素為0.2，求木塊所獲得的加速度。解：因?yàn)樵谒矫嫔?，所以正壓力由公式所以根?jù)牛頓第二定律得三、檢測反饋1、在下列伽利略理想實(shí)驗(yàn)的各個(gè)步驟中，其中一個(gè)是經(jīng)驗(yàn)事實(shí)，其余是推論。①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度；②兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度；④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)；請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列_______________（只要填寫序號(hào)即可）在上述的設(shè)想步驟中，有一個(gè)屬于可靠的事實(shí)，其余的則是理想化推論。屬于可靠的事實(shí)的是（）A、①B、②C、③D、④2、用一細(xì)線拉一小車在光滑的水平地面上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力為10N時(shí)，加速度為1.0m/s2，則小車的質(zhì)量為___________，若細(xì)線忽然斷開，則小車將做___________運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小車在水平方向上受到的力為___________。將小車改在粗糙的小平地面上拉，需19.6N的水平拉力可使小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則接觸面間的動(dòng)摩擦因素為___________，若拉力改為39.6N，則小車的加速度為_____________，若這時(shí)細(xì)線忽然斷開，小車將做__________運(yùn)動(dòng)，其加速度為____________。拓展層次（C層次）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)（在A、B兩層次的基礎(chǔ)上增加）1、能利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律相結(jié)合解題；2、了解作用力反作用力與平衡力的區(qū)別二、學(xué)習(xí)過程：任務(wù)一：運(yùn)動(dòng)學(xué)公式與牛頓第二定律結(jié)合應(yīng)用1、已知運(yùn)動(dòng)情況求受力情況根據(jù)已知條件，通過運(yùn)動(dòng)學(xué)公式（）先求出加速度a，然后根據(jù)牛頓第二定律，求質(zhì)量m或力F。2、已知受力情況求運(yùn)動(dòng)情況根據(jù)已知條件中的m和F，通過牛頓第二定律求加速度，再根據(jù)加速度結(jié)合其它已知條件，求待求的物理量。例題：見課本P36任務(wù)二：知道作用力反作用力與平衡力的區(qū)別一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力1、力的性質(zhì)不一定相同1、力的性質(zhì)一定相同2、作用在同一物體上，作用效果可以抵消2、分別作用在兩個(gè)不同的物體上，作用效果不可以抵消3、不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)改變3、一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)改變?nèi)?、檢測反饋1、質(zhì)量為2.0t的汽車，從靜止出發(fā)，在平直的公路上行駛，已知發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是8.0×102N，汽車受到的阻力為4.0×102，求汽車開動(dòng)后速度達(dá)到10m/s所需的時(shí)間和在這段時(shí)間內(nèi)汽車的位移。2、質(zhì)量為4噸的汽車，以36km/h的速度勻速行駛，