高中物理人教版第四章牛顿运动定律 市获奖

4.力学单位制、牛顿第三定律（2016/11/27）甘肃省会宁县第二中学730799【摘要】基本物理量的单位为基本单位，了解七个基本物理量；牛顿第一定律建立力的概念，牛顿第二定律定量的定义了力的大小，但是这两个定律却没有揭示力的来源与本性，牛顿进一步建立了力的本性中的最通用原则——力的作用是相互的，即牛顿第三定律。【关键词】力学单位制作用力和反作用力牛顿第三定律物体的受力分析【教学目标】1.了解什么是单位制，什么是基本单位，什么是导出单位。2.知道力学中的三个基本单位。3.认识单位制在物理计算中的作用。4.知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。5.知道牛頓第三定律的内容.能用它解决简单的问题。6.能区分平衡力与作用力和反作用力。【知识对比】知识点初中高中单位制及应用初中未专门提及，但是接鮏了简单的知识高中提出了单位制并使用之牛領第三定律初中学习了力的相互性在初中基础上学习了相互作用力的关系，得出牛顿第三定律平衡力与作用力和反作用力初中对其有简单的了解用事例分析比较它们之间的差异【课时安排】1课时【教学过程】—、物理量与单位制【问题引入】什么是单位制？【情景引入】爸爸带6岁的小明去动物园玩，在大象馆前小明突然问爸爸，为什么我比大象还重呢?”爸爸很纳闷，小明指着眼前的动物介绍牌说：“这上面写着亚洲象体重可达5吨，而我的体重是25千克，25可比5大啊！”爸爸笑了。你知道小明错在哪里吗？小明没有考虑单位。1.单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制，例如国际单位制等。基本单位----选定的基本物理量的单位,力学中的三个基本物理量是(l,，在国际单位制中的单位为（m,kg,s）；导出单位----由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位（a,v）。基本量及单位导出量及其单位基本量基本单位导岀量导出单位长度米（m）速度（）米/秒(m/s)质量千克(kg)加速度（）米/秒2(m/s2)时间秒（s）力（F=ma)牛頓(N)2.当基本单位全是国际单位制中的单位时，由此推出的导出单位—定是国际单位制中的单位。3.基本单位中用常用单位的，由此推出的导出单位一定是常用单位二、单位制的使用【问題引入】学习单位制有什么用途？【情景引入】小明在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为。小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是錯误的。他的依据是什么？已知,V的单位为m3，而物理量的运算单位为m4，显然该公式是错误的。•【典例分析1】水平传送带以v=200cm/s的速度匀速运动,如图4-1所示，A、B相距0.011km，一物体(可视为质点)从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数μ=，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？（g=10m/s2【思路点拨】已知量→统一单位→物理公式→未知量【解祈】统一单位:v=200cm/s=2m/s,x==llm,开始时，物体受的摩擦力为，由牛顿第二定侓得物体的加速度设时间t物体的速度达到2m/s,由v=at得此时间内的位移为:此后物体做匀速直线运动，所用的时间：故所求时间t=t1+t2=ls+5s=5s【感悟】在应用时公式中的物理量的单位必须统一到同一单位制中，我们一般选用国际单位。1.简化表达式书写:在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必—写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可。2.检验计算结果:各量的单位统一成国际单位制单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位制单位来表示的。只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对，则结果一定错。3.推导单位：物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量的关系，推导出物理量的单位。【典例分析2】雨滴在空气中下落，当速度比较大的时候，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即，则比例系数k的单位是（）m4 B.kg/m3C.kg/m4D.kg/m【感悟】物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量的关系，推导出物理量的单位。三、牛顿第三定律【问题引入】什么是作用力和反作用力？它们之间有什么关系？【情景引入】请读者仔细查看图4-2至图4-4,归纳图中这些现象的共性。上述四图反映了物休间的相互作用，那么，物体间的相互作用力之间遵循什么样的规律呢？我们可用如图4-5所示的实验探究，把两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉A。结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的。改变拉力，弹篑测力计的示数也都随着改变，但两个示数总相等这明作用力和反作用力大小相等，方向相反。1.牛顿第三定律内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上。2.四同两异三无关：四同等大：大小相等同性：同种性质的力共线：在同一条线上同变化：同时产生、同时变化、同时消失两异异物反向三无关与运动状态无关与是否接触无关与物态无关牛顿第一、第二定律是对单个物体(质点)而言的，只解决了一个物体运动规律的问题。但自然界中物体是相互联系、相互影响、相互作用的，一个物体在受其他物体作用的同时也会对其他物体有力的作用，不讨论物体间的相互作用就不能较全面地认识物体的运动规律，也就无法解决现实中的许多问题。因此，只有牛顿第一、第二定律还不够，必须加上牛顿第三定律才能构成比较全面地反映机械运动的一套定律。四、区分平衡力与作用力和反作用力【问题引入】平衡力与作用力和反作用力有什么不同？【情景引入】请大家回忆一下什么是平衡力？作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，且作用在一条直线上，那么这两个力就是一对平衡力。这个内容与牛顿第三定律有一些字句相同，它们是一回事吗？1.平衡力与作用力和反作用力的关系如下表：一对平衡力一对作用力与反作用力不同之点作用在同一个物体上分别作用在两个相互作用的物体上力的性质不一定相同两个力的性质一定相同不一定同时产生，同时消失一定同时产生，同时消失两个力的作用效果相互抵消各有各的作用效果，不能相互抵消相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上2.作用力与反作用力是“异体、共线、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同体、共线、反向、等大”。3.一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是:看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一个物体上，作用力和反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上。还可以看它们是不是相互作用产生的。【板书设计】—、物理量与单位制1.单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制，例如国际单位制等。基本单位----选定的基本物理量的单位,力学中的三个基本物理量是(l,，在国际单位制中的单位为（m,kg,s）；导出单位----由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位（a,v）。2.当基本单位全是国际单位制中的单位时，由此推出的导出单位—定是国际单位制中的单位。3.基本单位中用常用单位的，由此推出的导出单位一定是常用单位二、单位制的使用1.简化表达式书写。2.检验计算结果。3.推导单位。三、牛顿第三定律1.牛顿第三定律内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上。2.四同两异三无关：四同等大：大小相等同性：同种性质的力共线：在同一条线上同变化：同时产生、同时变化、同时消失两异异物反向三无关与运动状态无关与是否接触无关与物态无关四、区分平衡力与作用力和反作用力1.平衡力与作用力和反作用力的关系如下表：一对平衡力一对作用力与反作用力不同之点作用在同一个物体上分别作用在两个相互作用的物体上力的性质不一定相同两个力的性质一定相同不一定同时产生，同时消失一定同时产生，同时消失两个力的作用效果相互抵消各有各的作用效果，不能相互抵消相同点大小相等，方向相反，作用在