第四章牛顿运动定律教学案

1第四章牛顿运动定律§4.1牛顿第一定律【学习目标】1．理解牛顿第一定律的内容和意义。2．知道什么是惯性，会正确解释有关惯性问题。【教学互动】一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持状态或状态，直到有迫使它改变这种状态为止。2.牛顿第一定律的理解：（1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以的理想实验为基础，在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。（2）牛顿第一定律成立的条件是，是理想条件下物体所遵从的规律，在实际情况中，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。（3）牛顿第一定律的意义在于①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性惯性。②它揭示了运动和力的关系：力是的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动的原因，即力是产生加速度的原因。3.惯性（1）定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。（2）对惯性的理解：①惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关②是物体惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。③物体的惯性总是以保持“原状”和反抗“改变”两种形式表现出来：当物体不受外力作用时，惯性表现为保持原运动状态不变，即反抗加速度产生，而在外力一定时，质量越大运动状态越难改变，加速度越小。④惯性不是力，惯性是物体具有的保持或状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。【典型例题】例:下列说法正确的是（）A．一同学看见某人用手推静止的小车，却没有推动，是因为这辆车惯性太大的缘故B．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力2D．放在光滑水平桌面上的两个物体，受到相同大小的水平推力，加速度大的物体惯性小【针对训练】1.关于牛顿第一定律有下列说法：①牛顿第一定律是实验定律②牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因③惯性定律与惯性的实质是相同的④物体的运动不需要力来维持其中正确的是（）A．①②B．②③C．②④D．①②④2.下列说法正确的是（）A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B．物体只有受外力作用时才有惯性C．物体的速度大时，惯性大D．力是使物体产生加速度的原因【能力训练】1.在力学中，下列物理量的单位为基本单位的是（）A．长度、质量和力B．位移、质量和时间C．位移、力和时间D．长度、质量和时间2.火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（）A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，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，在水平方向上人和车具有相同的速度3.如图所示，一个劈形物体物体F，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球碰到斜面前的运动轨迹是（）A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线4.某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动。可见（）A．力是使物体产生运动的原因B．力是维持物体运动速度的原因C．力是使物体产生加速度的原因D．力是使物体惯性改变的原因5.如图所示，在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车厢做匀减速运动，则下列哪个图Mm3正确表示刹车期间车内的情况（）6.一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在右图所示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是（）A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动D．车厢做加速直线运动，M静止，N也静止二、非选择题7.有一仪器中电路如右图，其中M是质量较大的一个钨块，将仪器固定在一辆汽车上，汽车起动时，灯亮，原理是，汽车急刹车时，灯亮。8.做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如下图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？【课后反思】____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________AAAABBBBBACDMN····M车前进方向弹簧绿红v4§4.2探究加速度与力、质量的关系牛顿第二定律【学习目标】1．知道控制变量法，理解实验过程2．理解牛顿第二定律的内容和表达式【教学互动】一、牛顿第二定律1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟成正比，跟成反比，加速度的方向跟方向相同。2.公式：3.理解要点：（1）F=ma这种形式只是在国际单位制中才适用一般地说F＝kma，k是比例常数，它的数值与F、m、a各量的单位有关。在国际单位制中，即F、m、a分别用N、kg、m/s2作单位，k=1，才能写为F=ma.（2）牛顿第二定律具有“四性”①矢量性：物体加速度的方向与物体所受的方向始终相同。②瞬时性：牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化，所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度的关系问题。③独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度的各个方向上的分量关系Fx=max也遵从牛顿第二定律，即：Fy=may④相对性：物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的。（3）牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系①牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律指出了力与运动的关系力是改变物体运动状态的原因，从而完善了力的内涵，而牛顿第二定律则进一步定量地给出了决定物体加速度的因素：在相同的外力作用下，质量越大的物体加速度越小，说明物体的质量越大，运动状态越难以改变，质量是惯性大小的量度。②牛顿第一定律不是在牛顿第二定律中当合外力为零的特定条件下的一特殊情形，牛顿第一定律所描述的是物体不受力的运动状态，故牛顿第二定律不能替代牛顿第一定律。4.牛顿第二定律的适用范围（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系。）（2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）5A【典型例题】例1.质量为m的物体放在倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦系数为μ，如沿水平方向加一个力F，使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动，如下图甲，则F多大？例2.如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上减速运动，a与水平方向的夹角为θ，求人受的支持力和摩擦力。【针对训练】1.一个木块沿倾角为α的斜面刚好能匀速下滑，若这个斜面倾角增大到β（α＜β＜90°），则木块下滑加速度大小为（）A．gsinβB．gsin（β-α）C．g(sinβ-tanαcosβ)D．g(sinβ-tanα)2.一支架固定于放于水平地面上的小车上，细线上一端系着质量为m的小球，另一端系在支架上，当小车向左做直线运动时，细线与竖直方向的夹角为θ，此时放在小车上质量M的A物体跟小车相对静止，如图所示，则A受到的摩擦力大小和方向是（）A．Mgsinθ，向左B．Mgtanθ，向右C．Mgcosθ，向右D．Mgtanθ，向左3.重物A和小车B的重分别为GA和GB，用跨过定滑轮的细线将它们连接起来，如图所示。已知GA＞GB，不计一切摩擦，则细线对小车B的拉力F的大小是（）A．F＝GAB．GA＞F≥GBC．F＜GBaFvaθθAvB6D．GA、GB的大小未知，F不好确定4.以24.5m/s的速度沿水平面行驶的汽车上固定一个光滑的斜面，如图所示，汽车刹车后，经2.5s停下来，欲使在刹车过程中物体A与斜面保持相对静止，则此斜面的倾角应为，车的行驶方向应向。（g取9.8m/s2）【能力训练】1.A、B、C三球大小相同，A为实心木球，B为实心铁球，C是质量与A一样的空心铁球，三球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则（）A．B球下落的加速度最大B．C球下落的加速度最大C．A球下落的加速度最大D．B球落地时间最短，A、C球同落地2.如图所示，物体m原以加速度a沿斜面匀加速下滑，现在物体上方施一竖直向下的恒力F，则下列说法正确的是（）A．物体m受到的摩擦力不变B．物体m下滑的加速度增大C．物体m下滑的加速度变小D．物体m下滑的加速度不变3.如图所示，两个质量相同的物体1和2，紧靠在一起放在光滑的水平面上，如果它们分别受到水平推力F1和F2的作用，而且F1＞F2，则1施于2的作用力的大小为（）A．F1B．F2C．（F1+F2）/2D．（F1-F2）/24.如图所示，A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为mA、mB的物体得出的两个加速度a与力F的关系图线，由图线分析可知（）A．两地的重力加速度gA＞gBB．mA＜mBC．两地的重力加速度gA＜gBD．mA＞mBAθFα12F1F2AaBFO75.如图所示，质量m=10kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F＝20N的作用，则物体产生的加速度是（）（g取为10m/s2）A．0B．4m/s2,水平向右C．2m/s2，水平向左D．2m/s2，水平向右6.如图所示，质量为60kg的运动员的两脚各用750N的水平力蹬着两竖直墙壁匀速下滑，若他从离地12m高处无初速匀加速下滑2s可落地，则此过程中他的两脚蹬墙的水平力均应等于（）（g=10m/s2）A．150NB．300NC．450ND．600N【课后反思】______________________________________________________________________________________________________________________________________________________vF8§4.3力学单位制牛顿第三定律【学习目标】1．知道单位制，明确其在物理计算中的应用2知道作用力和反作用力的概念.3.理解牛顿第三定律的确切含义。【教学互动】一、牛顿第三定律1.内容两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。2.理解（1）物体各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失、无先后之分。（2）作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。（3）作用力与反作用力是同一性质的力。（4）作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。3.作用力与反作用力和二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失，相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力【典型例题】例:物体静止于一斜面上，如右图所示，则下述说法正确的是（）A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平