高中物理必修1 第四章牛顿运动定律教案.doc

牛顿第一定律教案一、教学目标1在物理知识方面学习牛顿第一定律的内容，正确理解力跟物体运动的关系，掌握惯性的概念。2对客观事物的正确认识需要人们经过由表及里，由片面到全面长时间的认识过程。通过本节的学习要让学生建立起正确的认识论的观点，同时体会到人们认识世界的长期性和艰巨性。3物理实验是科学研究的方法，对实际问题做出合理的抽象，进行理想实验的研究正是伽利略得到力与物体运动正确关系的基础。我们要学习这种科学抽象的方法，并把它用到今后的物理研究中去。二、重点、难点分析1本节的重点是正确认识物体运动跟力的关系，在物体不受力的情况下，应保持匀速直线运动状态或静止状态。通过对牛顿第一定律的学习，加深对惯性概念的理解。2生活常识使人们对力和运动的关系形成了不正确的认识，通过教学要让学生们克服传统观念，形成正确的认识，需要下一定的功夫。三、教具1说明伽利略理想实验的装置，自制导轨和小球。2说明物体在不受阻力下做匀速直线运动的气垫导轨和滑块。3演示惯性的小车和木块。四、主要教学过程(一)引入新课介绍本章的地位：在第一章我们学习了物体在静止或匀速直线运动状态下的受力问题，这时物体处于平衡状态，所受的力为平衡力。这部分内容在物理学中叫做静力学。第二章研究了物体在直线上的运动，包括匀速运动和变速运动。在变速运动中重点讨论了匀变速直线运动。这部分内容在物体学中属于运动学。在前边两章知识的基础上，我们在第三章里来研究运动和力的关系。这部分知识的基础是牛顿第一定律和第二定律。这部分内容在物理中属于动力学。学习动力学的知识后，可以在知道物体受力情况后确定物体的运动状态；在知道物体的运动状态的情况下，可以确定它的受力情况。动力学的知识在科学研究和生产实际中有着非常广泛的应用，如研究交通工具的速度问题，天体的运动问题等。我们从牛顿第一定律开始。(二)教学过程设计板书：一、牛顿第一定律实验：在桌上放着一本物理书，它是静止的，怎样才能让它运动起来呢？要用力去推它。从这个例子可以看出物体要运动，需要对它施加力的作用。力是使物体运动的原因吗？这是一个运动和力的关系问题。这个问题在2000多年前人们就对它进行了研究，下面我们来回顾一下历史。1历史的回顾2000多年前，古希腊哲学家亚里斯多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。这种观点的提出是很自然的。我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论。如车不推就不走，门不拉不开等。这种观点统治人们的思想有两千年。直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到：运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力。伽利略提出了自己的看法，他指出：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变。这里所指的减速的原因就是摩擦力。为了证实结论的正确，他设计了一个理想实验(thought experiment)，下面利用一个跟他的理想实验装置相似的实验向大家介绍一下伽利略的实验。实验：有两个斜面，用一个小球放到左边的斜面上，放手后小球从左边斜面上滚下后滚到右边的斜面上。在有摩擦力的情况下，到达右边斜面的高度比左边的释放高度要低。伽利略所设计的实验是这样的：实验装置跟现在的一样，实验时若没有摩擦力，(当然没有摩擦力是不可能的，所以他的实验是想象中的理想实验。)我们看一下小球在这个理想实验中会怎样运动。把小球放到左边斜面的某一个高度，放手后由于有加速的原因，所以小球会从斜面上滚下，越滚越快；到右边斜面时，由于有减速的原因，小球会越滚越慢。在没有摩擦力的情况下，小球应达到左边的释放高度。改变右边斜面的倾角，倾角变小，小球要达到同样的高度，要在斜面上走更远的距离。当右边倾角为零时，小球将一直滚下去永远达不到左边的释放高度，这个速度将保持不变。这个实验虽然是个理想实验，但却是符合科学道理的。没有摩擦的情况是很难实现的，现代技术给我们提供了阻力很小的条件。我们来看一下气垫实验。它的原理是气泵给气垫装置打气，导轨上有许多小孔，滑块与导轨间形成一层空气薄膜，滑动时阻力很小。我们观察一下滑块的运动情况，可以看到滑块的速度基本不变。法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的论点，提出了惯性定律：如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。伽利略和笛卡尔对物体的运动作了准确的描述，但是没有指明原因是什么，这个原因跟运动的关系是什么。牛顿总结了前人的经验，指出了加速和减速的原因是什么，并指出了这个原因跟运动的关系，这就是牛顿第一定律。2牛顿第一定律：一切物体总保持匀速运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。从牛顿第一定律可以看出：(1)物体在不受力时，总保持匀速运动状态或静止状态。(2)物体有保持匀速直线运动状态的性质，叫做惯性。在初中已经学过惯性的概念，下面通过实验再来看一下物体具有惯性的例子。小车起动时，车上的木板向后倒；刹车时，木块向前倒。人在坐汽车时也有同样的感受。(3)物体运动状态的改变需要外力。我们所遇到的实际问题中，物体不受力的情况是没有的。物体受平衡力时，或者说合力为零时的情况跟不受力的情况是相同的。3小结毛主席在实践论中对感性认识和理性认识的关系作出如下的论述：“感性材料固然是客观外界某些真实性的反映，但它们仅是片面的和表面的东西，这种反映是不完全的，是没有反映事物本质的。要完全地反映整个的事物，反映事物的本质，反映事物的内部规律性，就必须经过思考作用，将丰富的感觉材料加以去粗取精，去伪存真，由此及彼，由表及里的改造制作工夫，造成概念和理论的系统。就必须从感性认识跃进到理性认识。”人们对运动和力的关系的认识经过了从感性认识到理性认识的跃进。这个过程经历了两千年的时间，在此过程中伽利略作出了主要贡献。由此可以看出伽利略的伟大和工作的卓越。就是这样一个伟大的科学家，因为他的科学思想不符合教会的统治思想，受到教会的禁锢。直到最近，梵帝冈教庭才给他公开平反。科学思想得来不易，科学的真理总是要战胜不科学的东西。五、说明1牛顿第一定律在初中阶段学生已经学习过，在高中阶段再次学习这个内容时，要让学生的认识有进一步的提高。教师在授课时应注意到这一点。2几个科学家在研究力与物体运动的关系中做出了贡献，在讲课时可以把他们的画像用投影幻灯打出来，增加课堂的活跃气氛，加深学生的记忆。3说明伽利略理想实验的装置可以自制，用两根粗铁丝按下图制作，末端弯成小环，两根轨道用螺丝灯连起来，可以改变两轨的倾角，选用钢球，注意小球在最低点时要能圆滑地通过轨道。4.2实验：探究加速度与力、质量的关系教学目标: 知识与技能要求学生认真看书，明确用“比较”的方法测量加速度；探究加速度与力、质量的关系；作出a-F、a-1m图象。过程与方法1.在学生实验的基础上得出aF、a1m的实验结论，并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。 2渗透科学的发现、分析、研究等方法。情感态度与价值观 通过对aF、a1m的探究，在提高学生实验能力的基础上，体验探究带来的乐趣，激发学生学习物理的兴趣。教学重点与难点: 重点：对aF、a1m的探究难点：对探究性实验的把握。 新课导入： 1复习提问：物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述，物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么? 教师启发引导学生得出：物体运动状态改变快慢用加速度来描述，与物体质量及物体受力有关。 (学生更详细的回答可能为：物体受力越大，物体加速度越大；物体质量越大，物体加速度越小) 2教师引导提问进入新课：物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在，其关系是什么?请同学猜一猜。(学生会提出很多种猜想，对每一种猜想，教师都应予以肯定)教师在学生猜想的基础上进一步引导启发学生：我们的猜想是否正确呢，需要用实验来检验。这就是我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关系。指导学生确定实验方案、完成实验操作： 一、实验介绍 投影：实验装置如图所示。 讲解：我们用小车作为研究对象，通过在小车上增减砝码可以改变小车质量；在小车上挂一根细线，细线通过定滑轮拴一个小桶，小桶内可以放重物，这时小车受到的拉力大致是小桶及重物的重力，我们可以通过改变小桶内的重物改变小车受到的拉力。我们研究小车的加速度a与拉力F及小车质量的关系时，可先保持m一定，研究以与F的关系；再保持F一定，研究d与m的关系这是物理学中常用的研究方法。(此控制变量法可引导学生讨论得出) 教师引导提问：如何根据现有器材测出小车的加速度?(学生回答：用打点计时器) 教师可再追问：用打点计时器测加速度的方法和公式是什么?(在学生充分讨论的基础上可展示如下版图) 板图：如果物体做初速度为零的匀加速直线运动，那么，测量物体加速度最直接的办法就是用刻度尺测量位移并用秒表测量时间，然后由a=2x/t2算出。也可以在运动物体上安装一条打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。 由于a=2x/t2，如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移为x1、x2，位移之比就是加速度之比，即a1a2= x1/ x2。 提出问题：在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用，这个摩擦力也会影响到小车的加速度，如何消除摩擦力的影响呢? 教师可启发引导学生得出：把木板没有定滑轮的一端垫高，使小车重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡。 二、实验过程 1保持小车质量不变，研究a与F的关系。 实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。 教师引导提问：怎样才能直观地反映出口与F是否成正比呢? 教师启发引导学生得出：可以借助图象，用横轴表示拉力，用纵轴表示加速度，通过采集数据作a一F图象。如加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线，就说明n与F成正比。 实验数据的分析：设计一个表格，把同一物体在不同力的作用下的加速度填在表中。为了更直观地判断加速度a与力F的数量关系，我们以以为纵坐标、F为横坐标，根据各组数据在坐标系中描点。如果这些点在一条过原点的直线上，说明a与F成正比，如果不是这样，则需进一步分析。学生分组实验，教师巡视指导学生报出实验数据并输人计算机。(用Excel表格处理数据)教师引导各组代表汇报实验过程及结果得出结论。板书：aF2保持拉力不变，研究a与m的关系实验的基本思路：保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。实验数据的分析：设计第二个表格，把不同物体在相同力的作用下的加速度填在表中。根据我们的经验，在相同力的作用下，质量优越大，加速度a越小。这可能是“a与m成反比”，但也可能是“以与m2成反比”，甚至是更复杂的关系。我们从最简单的情况人手，检验是否“a与m成反比”。在数据处理上要用到下面的技巧。 板图：“a与m成反比”实际上就是“a与1m成正比”，如果以a为纵坐标、1m为横坐标建立坐标系，根据a-1m图象是不是过原点的直线，就能判断加速度以是不是与质量m成反比。 (实验前教师指导)学生分组实验，教师巡视指导，学生实验数据输人计算机。(用Excel表格处理数据)各实验小组代表汇报实验情况得出结果。 板书：a1m由实验结果得出结论 在这个实验中，我们根据日常经验和观察到的事实，首先猜想物体的加速度与它所受的力及它的质量有最简单的关系，即加速度与力成正比、与质量成反比aF、alm。 如果这个猜想是正确的，那么，根据实验数据以a为纵坐标、F为横坐标和以a为纵坐标、1M为横坐标作出的图象，都应该是过原点的直线但是实际情况往往不是这样，描出的点有些离散，并不是严格地位于某条直线上，用来拟合这些点的直线也并非准确地通变原点。 这时我们会想，自然规律真的是aF、alm吗?如果经过多次实验，图象中的点都十分靠近某条直线，而这些直线又都十分接近原点，那么，实际的规律很可能就是这样的。 可见，到这时为止，我们的结论仍然带有猜想和推断的性质。只有根据这些结论推导出的很多新结果都与事实一致时，它才能成为“定律”。本节实验只是让我们对于自然规律的够究有所体验，实际上一个规律的发现不可能是几次简单的测量就能得出的。4.3牛顿第二定律学习目标: 1.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。2.理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。3.能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。学习重点: 牛顿第二定律学习难点: 牛顿第二定律 主要内容:一、牛顿第二定律1 公式推导：2 语言表述：3公式表达：数学表达式：常用计算式：F合=ma4牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心，是本章的重点和中心内容，在力学中占有很重要的地位，一定要深入理解牛顿第二定律的确切含义和重要意义。理解：(1因果关系：只要物体所受合力不为零(无论合力多么的小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因，力决定加速度，力与速度、速度的变化没有直接关系。如果物体只受重力G=mg的作用，则由牛顿第二定律知物体的加速度为a=。即重力是使物体产生重力加速度g的原因，各地的g值略有差异，通常取g=98ms2。在第一章学习重力一节时，给出了重量和质量的关系式G=mg，g是以比例常数引人的，g=98Nkg。现在可以证明，这个比例常数就是重力加速度，98Nkg与98ms2等价。(2矢量关系：F合=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F合都是矢量，物体加速度的方向由它所受的合外力的方向决定且总与合外力的方向相同(同向性)，而物体的速度方向与合外力方向之间并无这种关系。这样知道了合外力(或加速度)的方向，就知道了加速度(或合外力)的方向。(3)瞬时对应关系：牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律，物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F合=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生(虽有因果关系但却不分先后)、同时变化、同时消失。(4) 独立对应关系：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理)，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生的加速度叠加(按矢量运算法则)的结果。(5) 同体关系：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。二、由牛顿第二定律可以清楚地认识到运动和力的关系1 物体运动的性质由所受合力F合的情况决定。2 物体运动的轨迹由所受合力F合和它的初速度v0共同决定。3 物体做加速直线运动的条件：F合和v0的方向沿同一直线且同向。三、应用牛顿第二定律解题的一般步骤： (1)确定研究对象(在有多个物体存在的复杂问题中，确定研究对象尤其显得重要)。 (2)分析研究对象的受力情况，画出受力图。 (3)选定正方向或建立直角坐标系。通常选加速度的方向为正方向，或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向。这样与正方向相同的力(或速度)取正值；与正方向相反的力(或速度)取负值。 (4)求合力(可用作图法，计算法或正交分解法)。 (5)根据牛顿第二定律列方程。 (6)必要时进行检验或讨论。 【例一】质量为2kg的物体放在水平地面上，与水平地面的动摩擦因数为02，现对物体作用一向右与水平方向成37，大小为10N的拉力F，使之向右做匀加速运动，求物体运动的加速度? 【例二】质量为m的物体放在倾角为30的斜面上，求： (1)若斜面光滑，物体沿斜面下滑的加速度多大？(2)若斜面与物体间的动摩擦因数为，物体沿斜面下滑的加速度多大?【例三】如图所示，装有架子的小车，用细线拖着小球在水 平地面上运动，已知运动中，细线偏离竖直方向30， 则小车在做什么运动?【例四】在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作( A匀减速运动。B匀加速运动。C速度逐渐减小的变加速运动。 D速度逐渐增大的变加速运动。【例五】汽车在空载时的质量是4103kg，它能运载的最大质量是4103kg，要使汽车在空载时加速前进需要牵引力是25104N，那么满载时以同样加速度前进，需要的牵引力是多少? 【例六】一个力作用于质量为m1的物体A时，加速度为a1；这个力作用于质量为 m2的物体时，加速度为a2，如果这个力作用于质量为m1+m2的物体C时，得到的加速度为( )A B C D课堂训练： 1设洒水车的牵引力不变，所受阻力与车重成正比，洒水车在平直路面上行驶原来是匀速的，开始洒水后，它的运动情况将是( ) A继续作匀速运动 B变为作匀加速运动 C变为作变加速运动 D变为作匀减速运动 2甲车质量是乙车质量的2倍，把它们放在光滑水平面上，用力F作用在静止的甲车上时，得到2ms2的加速度，若用力F作用在静止的乙车上，经过2s，乙车的速度大小是( ) A2ms B4ms C6ms D8ms 3如果力F在时间t内能使质量m的物体移动距离s（ ） A相同的力在相同的时间内使质量是一半的物体移动2s的距离。 B相同的力在一半时间内使质量是一半的物体移动相同的距离。 C相同的力在两倍时间内使质量是两倍的物体移动相同的距离。 D一半的力在相同时间内使质量是一半的物体移动相同的距离。4质量是2kg的物体，受到4个力作用而处于静止状态。当撤去其中F1、F2两个力后，物体运动的加速度为lms2，方向向东，则F1、F2的合力是_，方向_。 课后作业： 1原来作匀加速直线运动的物体，当它所受的合外力逐渐减小时，则( ) A它的加速度将减小，速度也减小 B它的加速度将减小，速度在增加。 C它的加速度和速度都保持不变 D它的加速度和速度的变化无法确定。2从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度。可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动它。这是因为( ) A牛顿第二定律不适用于静止物体。 B桌子的加速度很小，速度的增量极小，眼睛不易觉察到。 C推力小于静摩擦力，加速度是负的。 D桌子所受的合力为零。3沿平直轨道运行的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，当旅客看到弹簧的长度变短时对火车的运动状况判断正确的是( ) A火车向右方运动，速度在增加中。B火车向右方运动，速度在减小中。C火车向左方运动，速度在增加中。D火车向左方运动，速度在减小中。4一质量为m的物体，在水平恒力F作用下沿粗糙水平面由静止开始运动，经时间t后速度为v，为使物体的速度增为2v，可以采用的办法是( ) A将物体的质量减为原来的1/2，其它条件不变。 B将水平力增为2F，其他条件不变。 C将时间增为2t，其他条件不变。 D将物体质量、水平恒力和时间都增为原来的两倍。 5当作用在物体上的合外力不等于零时，则( ) A物体的速度一定越来越大 B物体的速度一定越来越小 C物体的速度可能保持不变 D物体的速度一定会改变6质量为m的木块，以初速v0能在水平面上滑行的距离为s。如在木块上再粘一个质量为m的木块，仍以初速V。在同一水平面上滑行，它们能滑行的距离为( ) 。AS/2 B2S CS/4 DS7一个物体静止在光滑水平面上，现先对物体施加一向东的恒力F，历时1s；随即把此力改为向西，大小不变，历时1s；接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s，如此反复，只改变力的方向，不改变力的大小，共历时1min，在这1min内（ ） A物体时而向东运动，时而向西运动，在1 min末静止于初始位置之东。 B物体时而向东运动，时而向西运动，在lmin末静止于初始位置。C物体时而向东运动，时而向西运动，在l min末继续向东运动。 D物体一直向东运动，从不向西运动，在1 min末静止于初始位置之东。 825N的力作用在一个物体上能使它产生2ms2的加速度，要使它产生5ms2的加速度，作用力为_。 9用水平恒力F推动放在光滑水平面上、质量均为m的六个紧靠在一起的木块，则第5号木块受到的合外力等于_，第4号木块对第5号本块的作用力等于_。F123456 10用一水平恒力将质量为250kg的木箱沿水平地面推行50m，历时l0s，若物体受到的阻力是物重的01倍，则外加推力多大?(g=10m/s2) 11一个质量为5kg的物体，以2ms的速度向右运动，从开始计时起在第3s末受到一个大小为15N、方向向右的恒力作用，再经5s物体的速度多大?在这8s内物体的位移是多少?4.4力学单位制学习目标: 1. 知道什么是单位制，知道基本单位和导出单位的含义及力学中三个基本单位。2. 认识单位制在物理计算中的作用。3. 知道在物理计算中必须采用同一单位制的单位，掌握用国际单位制的单位解题。主要内容:一、单位制 1 基本物理量：反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量质量、时间和长度。因为世界是由运动着的物质组成的，物理学的研究对象是物质的带有普遍性的运动，首先应考察物质的多少和运动的最简单的形式(物质的空间位置随时间的变化)，抓住质量(物质的多少)、时间和长度(空间改变的量度)这三个物理量，就抓住了力学的基本问题，才可进一步讨论其他力学问题。2 基本单位：所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位，如在力学中，选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位： 长度一一cm、m、km等； 质量一g、kg等；时间s、min、h等。3导出单位：根据物理公式和基本单位，推导出其它物理量的单位叫导出单位。物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，如位移用m作单位，时间用s作单位，由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是ms。若位移用km作单位，时间用h作单位，由速度公式v=s/t推导出来的速度的单位就是kmh。4单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。由基本单位和导出单位一起组成了单位制。选定基本物理量的不同单位作为基本单位，可以组成不同的单位制，如历史上力学中出现了厘米克秒制和米千克秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺秒磅制等。二、力学中的国际单位制1由于基本物理量的选取和基本单位的规定都带有一定程度的任意性，中外历史上曾出现过许多单位制(如我国在单位中出现的斤、两、尺、寸等)，这就阻碍了国际及社会交往。为了建立一种简单、科学、实用的计量单位制，国际米制公约各成员国(我国1997年加入)于1960年通过采用一种以米制为基础发展起来的国际单位制(国际代号为SI)。现有82个国家与地区采用，国际上许多经济组织和科学技术组织都宣布采用国际单位制的推行，对世界计量科学的进步、世界科学技术的交流和发展起了非常重大的作用；随着经济全球化，越来越显示出其重要意义。我们要掌握好国际单位制。2力学中的国际单位制 基本单位长度的单位：m(米)，质量的单位：kg(千克)，时间的单位：s(秒) 导出单位速度的单位：ms(米秒)，加速度的单位：ms2(米秒2，读作“米每二次方秒”)， 力的单位：N(kgms2，牛顿)等等。 注意： A物理学中国际单位制的基本单位共有七个：已学过的有米(m)、千克(kg)、秒(s)；今后将陆续学到安培(A)、开(K)、摩尔(mo1)、坎(cd)。 B注意书写方式的规范化：凡表示物理量的符号一律用斜体(如位移、路程符号用s)，凡表示单位的符号一律用正体(如时间的单位s)。另外注意符号有大写、小写之分等。【说明】 (1)力学中还有采用厘米(长度单位)、克(质量单位)、秒(时间单位)作为基本单位组成了一种单位制厘米克秒制。(2)在物理计算中所有各量都应化为同一单位制中。在中学物理计算中一般采用国际单位制。 三、单位制在物理计算中的作用可对计算结果的正、误进行检验。如用力学国际单位制计算时，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。用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位(但各已知量的数字必须是用同一单位制中单位换算出来的数字，如题给条件是v=54kmh，用力学国际单位制时一定要换算成v=15ms，数字是“15”，而非“54”)，只在计算结果的数字后面写出所求物理量在该单位制下的单位即可，这样可以简化计算。注意：高中学习阶段，要求计算时一律用力学国际单位制，故一定要掌握好力学国际单位制中物理量的单位(名称和符号)。4.5牛顿第三定律学习目标: 1知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。2. 知道牛顿第三定律的内容，能用它解决简单的问题。3能区分平衡力与作用力和反作用力。学习重点: 牛顿第三定律学习难点: 平衡力与作用力和反作用力的关系主要内容:一、力的作用是相互的、同时发生的 1大量实验事实表明，自然界中一切力的现象，总是表现为物体之间的相互作用，只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体。甲物体施给乙物体一个力的同时，甲物体也受到乙物体施给的一个力，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。2物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。把相互作用的一对力中的一个叫做作用力(或反作用力)，另个就叫做反作用力 (或作用力)。习惯上，常把研究对象受到的力称为作用力，而把研究对象对其他施力物体所施加的力称为反作用力。 作用力和反作用力是同时发生的，切莫以为“作用力在先，反作用力在后”(可以用自已的双手对掌体会之)。用脚踢足球，有人说：“只有把脚对球的力叫作用力，球对脚的力叫反作用力才行，因为前者是主动力，后者是被动力，主动力在先，被动力在后”。这种说法是错误的，因为主动力与被动力只能说明引起相互作用的原因，并不意味着相互作用有先后之分二牛顿第三定律 1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表达式：(作用力)F=- F(反作用力)，式中的“一”号表示方向相反。3重要意义 牛顿第三定律独立地反映了力学规律的一个重要侧面，是牛顿第一、第二定律的重要补充，定量地反映出物体间相互作用时彼此施力所遵循的规律，即作用力和反作用力定律。 全面揭示了作用力和反作用力的关系，可归纳为三个性质和四个特征。 三个性质是： A异体性：作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上，各自产生各自的作用效果； B同时性：作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，不分先后； C相互性：作用力和反作用力总是相互的，成对出现的。 四个特征是： A等值：大小总是相等的； B反向：方向总是相反的； C共线：总是在同一直线上； D同性：力的性质总是相同的。 牛顿第三定律揭示了力作用的相互性，兼顾施力、受力两个方面，是正确分析物体受力的基础定律说明物体间力的作用是相互的，因而物体运动状态的改变也必然相互关联，借助定律可以从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析。 牛顿第三定律所阐明的作用力与反作用力的关系，不仅适用于静止的物体之间，也适用于相对运动的物体之间，这种关系与作用力性质、物体质量大小、作用方式(接触还是不接触)、物体运动状态及参考系的选择均无关 牛顿第三定律是牛顿及其前人通过大量实验得出的一条普遍规律，广泛应用于生产、生活和科学技术中，所以要把所学知识与实际问题联系起来，用以解决各种实际问题三、平衡力与作用力和反作用力的关系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【例一】一个大汉(甲)跟一个女孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了，对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是( ) A大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大。 B大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大。 C大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等。 D只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大。在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大。【例二】关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是( )A有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力。B只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等。C作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间。D作用力与反作用力的性质一定相同。【例三】一个400N重的木箱放在大磅秤上，木箱内有一个质量为60kg的人，站在小磅秤上，如图所示如果人用力推木箱顶板，则小磅秤和大磅秤上的示数T1、T2的变化情况是( )AT1增大，T2减小 BT1减小，T2不变CT1增大，T2增大 DT1增大，T2不变【例四】如图所示，用力F拉着叠放的A、B两木块一起沿粗糙斜面匀速上行，对木块B，存在_对作用力与反作用力；对木块A，存在_对作用力与反作用力。课堂训练： 1一本书静放在水平桌面上，则( ) A桌面对书的支持力的大小等于书的重力，它们是一对相互平衡力。 B书所受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用与反作用力。 C书对桌面的压力就是书的重力，它们是同一性质的力。 D书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力。 2重物A用一根轻弹簧悬于天花板下，画出重物和弹簧的受力图如图所示，关于这四个力的以下说法正确的是( ) AF1的反作用力是F4 BF2的反作用力是F3 CFl的施力者是弹簧 DF1与F2是一对作用与反作用力 3两个小球A和B，中间用弹簧连结，并用细绳悬于天花板下，下面四对力中，属平衡力的是（ ） A绳对A的拉力和弹簧对A的拉力。 B弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力。 C弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力。 DB的重力和弹簧对B的拉力。 4两人分别用10N的力拉弹簧秤的两端，则弹簧秤的示数是( )A0 810N C20N D5N课后作业： 1在水平光滑直轨上停着两个质量相同的车厢，在一个车厢内有一人，并拉着绳子使两车厢靠拢。不计绳子的质量，判断有人的那节车厢的方法是（ ） A根据绳子哪一头的拉力大小，拉力大的一端车厢里有人。 B根据车厢运动的先后，先运动的车厢里有人。 C根据车厢运动的快慢，运动得慢的车厢里有。 D根据车厢运动的快慢，运动得快的车厢里有人。F 2用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态，如图所示，下列说法中正确的是( ) A木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡。 B木块重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力和反作用力。 C外力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力。 D木块对墙的压力的反作用力与外力F大小相等。 3传动皮带把物体由低处送到高处的过程中，物体与皮带间的作用力与反作用力的对数有( ) A一对 B二对 C三对 D四对 4一物体受一对平衡力作用而静止。若其中向东的力先逐渐减小至0，后又逐渐恢复到原来的值则该物体( ) A速度方向向东，速度大小不断增大，增至最大时方向仍不变。 B速度方向向西，速度大小不断增大，增至最大时方向仍不变。 C速度方向向东，速度大小先逐渐增大，后逐渐减小到0。 D速度方向向西，速度大小先不断增大，后逐渐减小到0。 5质量分别为m1、m2的A、B两个物体，A静止，B以速度v沿光滑水平面向右运动，现分别对它们加上完全相同的水平推力F，能使它们达到相同速度的条件是( )AF的方向向右，m1m2 BF的方向向右，m1m2 CF的方向向左，m1m2 DF的方向任意， m1m2 6用6N水平力拉质量为2kg的物体，沿水平桌面匀速运动，若水平拉力改为10N，则物体加速度大小为_，动摩擦因数为_。7质量是3kg的木块，原来在光滑水平面上运动，在受到8N的阻力后，继续前进9m，速度减为原来的一半，则原来速度是_ms，木块作匀减速运动直到静止的时间是_。 4.6用牛顿定律解决问题（二）学习目标: 1. 知道连结体问题。 2. 理解整体法和隔离法在动力学中的应用。 3. 初步掌握连结体问题的求解思路和解题方法。学习重点: 连结体问题。学习难点: 连结体问题的解题思路。 主要内容:一、连结体问题在研究力和运动的关系时，经常会涉及到相互联系的物体之间的相互作用，这类问题称为“连结体问题”。连结体一般是指由两个或两个以上有一定联系的物体构成的系统。FABFABFVBA 二、解连的基本方法：整体法与隔离法 当物体间相对静止，具有共同的对地加速度时，就可以把它们作为一个整体，通过对整体所受的合外力列出整体的牛顿第二定律方程。当需要计算物体之间(或一个物体各部分之间)的相互作用力时，就必须把各个物体(或一个物体的各个部分)隔离出来，根据各个物体(或一个物体的各个部分)的受力情况，画出隔离体的受力图，列出牛顿第二定律方程。许多具体问题中，常需要交叉运用整体法和隔离法，有分有合，从而可迅速求解。 【例一】如图所示，置于光滑水平面上的木块A和B，其质量为mA和mB。当水平力F作用于A左端上时，两物体一起作加速运动，其A、B间相互作用力大小为N1；当水平力F作用于B右端上时，两物体一起做加速度运动，其A、B间相互作用力大小为N2。则以下判断中正确的是( )A两次物体运动的加速度大小相等 FABFABBN1+N2F CNl十N2=F DN1：N2=mB：mA【例二】如图，A与B，B与地面的动摩擦因数都是，物体A和B相对静止，在拉力F作用向右做匀加速运动，A、B的质量相等，都是m，求物体A受到的摩擦力。【例三】如图所示，质量为ml的物体和质量为m2的物体，放在光滑水平面上，用仅能承受6N的拉力的线相连。ml=2kg，m2=3kg。现用水平拉力 F拉物体ml或m2，使物体运动起来且不致把绳拉断，则F的大小和方向应为（ ）A10N，水平向右拉物体m2 m1m2B10N，水平向左拉物体m1C15N，水平向右拉物体m2D15N，水平向左拉物体m1【例四】如图，ml=2kg，m2=6kg，不计摩擦和滑轮的质量，求拉物体ml的细线的拉力和悬吊滑轮的细线的拉力。【例五】如图所示的三个物体质量分别为m1和m2和m3，带有滑轮的物体放在光滑水平面上，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计，为使三个物体无相对运动。水平推力F等于多少?课堂训练： l如图所示，光滑水平面上有甲、乙两物体用绳拴在一起，受水平拉力F1、F2作用，已知F1F2，以下说法中错误的是( )F2F1甲乙 A若撤去F1，甲的加速度一定增大 B若撤去F2，乙的加速度一定增大 C若撤去Fl，绳的拉力一定减小 D若撤去F2，绳的拉力一定减小 2两重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为的斜面上，如图所示，滑块A、B的质量分别为M、m，A与斜面间的动摩擦因数为1，B与A之间的动摩擦因数为2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块B受到的摩擦力( )A等于零 B方向沿斜面向上。 C大小等于1mgcos D大小等于2mgcos 3如图所示，A、B两物体的质量分别为mA和mB，在水平力Fl和F2的作用下，向右做匀加速直线运动。设两物体与水平面间的动摩擦因数均为，求A、B间的压力。4如图所示，在水平桌面上有三个质量均为m的物体A、B、C叠放在一起，水平拉力F作用在物体B上，使三个物体一起向右运动，请确定： (1)当三个物体一起向右匀速运动时，A与B、B与c、C与桌面之间的摩擦力大小； (2)当三个物体一起向右以加速度a匀加速运动时，A与B、B与C、C与桌面之间的摩擦力大小。课后作业： 1如图所示，在光滑水平面甲、乙两物体，在力F1和F2的作用下运动，已知F1F2。则以下说法中正确的是()A如果撤去F1则甲的加速度一定增大 F2F1甲乙 B如果撤去F1则甲对乙的作用力一定减小C如果撤去F2则乙的加速度一定增大 D如果撤去F2则乙对甲的作用力一定减小 2质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下(如图)。若重物以加速度a下降(ag)，则人对地面压力为 ( ) A(M+m)g-ma BM(g-a)-ma C(M-m)g+ma DMg-ma 3如图所示，质量是50kg的人站在质量是200kg的小车上。他通过绳子以200N的拉力向右拉小车(地面光滑)，则( )A lms2的加速度向右移动 B车以08ms2的加速度向右运动C车以4ms2的加速度向右运动 D车对地保持静止 4三个质量相同、形状也相同的斜面体放在粗糙地面上，另有三个质量相同的小物体从斜面顶端沿斜面滑下，由于小物体与斜面间的摩擦力不同，第一个物体作匀加速下滑，第二个物体匀速下滑，第三个物体以初速v0匀减速下滑(如图)，三个斜面均保持不动，则下滑过程中斜面对地面的压力大小关系是( )AN1=N2=N3 BN1N2N3 CN1N2N3 5在光滑的水平面上，放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，如图所示。开始时，各物均静止。今在两物块上各作用一水平恒力F1、F2，当物块与木板分离时，两木板的速度分别为v1和v2。物块与两木板之间的摩擦因数相同。下列说法正确的是( )A若F1=F2，M1M2，则VlV2 B若F1=F2，M1V2 C若F1F2，M1=M2，则VlV2 D若F1V2 6如图所示，质量为M倾角为的斜面体静止在水平地面上。有一个质量为m的物体在斜面顶端由静止沿斜面无摩擦滑下，在物体下滑过程中，斜面体静止不动。这时斜面体对地面的压力大小是 _，地面对斜面体的摩擦力大小是_。 7质量为m1=l0kg和m2=20kg的两物体靠在一起置于同一水平面上，如图所示。两物体与水平面间的动摩擦因数分别为1=01，2=02。现对它们施加一个F=80N向右的水平力，使它们一起做加速运动。取g=l0ms2，求：(1)两物体间的作用力Nl；(2)若F1从右向左作用在m2 上，求的作用力N2：(3)若1