山东省德州市武城县第二中学高中物理《44、5 力学单位制 牛顿第三定律》学案 新人教版必修1.doc

山东省德州市武城县第二中学2015高中物理4-4、5 力学单位制 牛顿第三定律学案 新人教版必修1一、力学单位制1.基本量、基本单位和导出单位（1）物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量的 间的关系.（2）基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他 的一些量.（3）基本单位： 的单位.（4）导出单位：由基本量根据 推导出来的其他物理量的单位.2.单位制和国际单位制（1）单位制： 单位和 单位一起组成单位制.（2）国际单位制：国际通用的，包括一切 领域的单位制.（3）国际单位制中的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度 质量 时间 电流安（安培）a热力学温度开（开尔文）k发光强度（）坎（坎德拉）cd物质的量（）摩（摩尔）mol（4）在力学范围内，国际单位制中的基本物理量为： 、 、 .相应的基本单位： 、 、 .二、牛顿第三定律1.作用力和反作用力：力是物体与物体间的相互作用，相互作用的两个力中一个叫做 ，另一个就叫 .2.牛顿第三定律两个物体间的作用力和反作用力总是 相等， 相反，作用在 3.物体的受力分析（1）一个物体的运动状态是否改变，可以用加速度描述，加速度的大小是由物体所受各个力的 决定的.（2）若要了解物体的运动，必须先对物体进行 .（3）任何物体都受 ，方向 .若两个相互接触的物体相互挤压，就会产生弹力，其方向与接触面垂直.当接触面粗糙且发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生 或 ，其方向与接触面 .【课堂互动探究】一、对单位制的理解【特别提醒】（1）基本物理量的所有单位均为基本单位，但是基本单位并非都是国际单位，国际单位也不一定是基本单位.要从概念上理解基本单位与国际单位之间的联系与区别.（2）只用一个符号表示的单位不一定是基本单位，如瓦特（w）、牛顿（n）、焦耳（j）是导出单位；两个或更多的符号表示的单位也可能是基本单位，例如千克（kg）就是基本单位. 【典例1】在下面的物理量和单位中说法正确的是（ ）密度 牛 米/秒 加速度 长度 质量 千克 时间a.属于国际单位制中基本单位的是 b.属于国际单位制中基本单位的是c.属于国际单位的是 d.属于国际单位的是【审题指导】注意物理量的名称与单位名称的区别，国际单位与国际单位制中的基本单位的区别.【自主解答】【变式训练】下列说法中正确的是（ ）a.力学中的基本单位是米（m）、千克（kg）和秒（s）b.牛顿（n）是力学中的基本单位，但不是国际单位制中的基本单位c.帕斯卡（pa）、焦耳（j）是国际单位制中的单位d.长度是国际单位制中的基本单位二、单位制的应用技巧（1）单位制可以帮助我们记忆物理公式.（2）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.（3）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，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.【典例2】质量为1.5t的汽车在前进中遇到的阻力是车重的0.05倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5s内速度由36km/h增至54km/h.求汽车发动机的牵引力的大小.（g取10m/s2）【审题指导】计算时注意把各物理量的单位统一到国际单位制中.【自主解答】【变式训练】质量为400 g的物体，测得它的加速度为a=40 cm/s2,则关于它所受的合力的大小计算，下面有几种不同的求法，其中单位运用正确、简洁而又规范的是 （ ）a.f=ma=40040=16 000 n b.f=ma=0.40.4 n=0.16 nc.f=ma=0.4 kg0.4=0.16 n d.f=ma=0.4 kg0.4 m/s2 =0.16 n三、对牛顿第三定律的理解1.表达式：（负号表示方向相反）2.对作用力和反作用力的理解（三个特征、四种性质）三个特征：（1）等值：即大小总是相等的.（2）反向：即方向总是相反的.（3）共线：即二者总是在同一直线上.四种性质：（1）异体性：即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上.（2）同时性：即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失.（3）相互性：即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的.（4）同性性：即作用力和反作用力性质总是相同的.【特别提醒】（1）作用力和反作用力分别作用在两个物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力和反作用力产生的效果不能抵消.（2）牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制，作用力与反作用力的关系与运动状态无关，与参考系的选取无关.【典例3】关于作用力和反作用力,下列说法中正确的是（ ）a.物体相互作用时,先有作用力而后才有反作用力b.作用力和反作用力大小相等、方向相反,在一条直线上,因此它们的合力为零c.弹力的反作用力一定是弹力。d.马能将车拉动,是因为马拉车的力大于车拉马的力【审题指导】分析作用力和反作用力时应注意作用力和反作用力的三个特征及四种性质.【自主解答】【变式训练】下列叙述中正确的是（ ）a.作用力与反作用力一定是同种性质的力b.作用力与反作用力总是同时产生，同时消失c.作用力与反作用力有时可以是平衡力d.作用力与反作用力方向一定是相同的四、区别作用力、反作用力和平衡力的方法区别作用力、反作用力和平衡力最简单的方法是看作用点，一对平衡力的作用点一定作用在同一个物体上，而作用力、反作用力的作用点一定分别作用在两个物体上，但只作用在两个物体上的力也不能说是作用力、反作用力，还必须是因为相互作用而产生.以下是二者的相同点和不同点,了解了相同点和不同点就能很好地区分它们.作用力与反作用力二力平衡共同点大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上不同点作用对象两个力分别作用在两个物体上两个力作用在同一个物体上作用时间同时产生、同时变化、同时消失，不可单独存在不一定同时产生或消失力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力作用效果一对作用力与反作用力各自产生作用效果，不能求合力一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零【典例4】如图所示，水平力f把一个物体紧压在墙上静止不动，以下说法中正确的是（ ）a.作用力f与墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力b.作用力f与物体对墙壁的压力是一对平衡力c.物体的重力与墙壁对物体的静摩檫力是一对平衡力d.物体的重力与墙壁对物体的静摩檫力是一对作用力和反作用力【审题指导】区别二力平衡和作用力与反作用力应注意二力是否作用在同一物体上，或者看二力是否因为相互作用而产生.【自主解答】【变式训练】如图所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是（ ）a.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力b.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力c.物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力d.物体的重力的反作用力作用在绳上五、对物体受力分析的理解1.受力分析：把指定物体（研究对象）在特定的物理环境中受到的所有力找出来，并画出受力示意图，这就是受力分析.2.受力分析一般顺序一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用的地方逐一进行分析；最后是其他力.3.受力分析常用的方法(1)整体法与隔离法整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用.当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力.(2)假设法在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.4.受力分析的步骤5.受力分析要注意五个问题(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去.受力图完成后再进行力的合成和分解，以免造成混乱.(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上.(3)防止“添力”：找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在.为避免多力，应注意:分析出的所有力都应找到施力物体；不能把研究对象对其他物体的作用力也分析进去；不能同时考虑合力和分力.(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法.为避免漏力，应做到：养成“一重二弹三摩四其他”的顺序分析受力的习惯；分析是弹力、摩擦力这些接触力时，按一定的绕向围绕研究对象，对接触面逐一分析.(5)受力分析还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向.【典例5】如图所示，竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上，另一端与斜面体p连接，p的斜面与固定挡板mn接触且处于静止状态，则斜面体p此刻所受的外力个数有可能为 （ ）a.2个b.3个 c.4个 d.5个【审题指导】在分析斜面体p的受力情况时应注意弹簧对斜面体的弹力与重力的大小关系.【自主解答】【变式训练】如图所示，物体b在水平推力f作用下，将物体a挤压在竖直墙壁上。a、b处于静止状态，对于a，b两物体的受力情况，下列说法正确的是（ ）a.a受到两个摩擦力的作用 b.a共受到四个力的作用c.b共受到三个力的作用 d.a受到墙壁的摩擦力的大小不随f的增大而增大【基础知识达标】1.在下面列举的物理量的单位中，不属于国际单位制力学基本单位的是（ ）a.千克（kg） b.米（m） c.牛（n） d.秒（s）2.下列单位中,是国际单位制中加速度单位的是（ ）a.cm/s2 b.m/s2 c.n/kg d.n/m3.下列关于单位制及其应用的说法中，正确的是（）a.基本单位和导出单位一起组成了单位制b.选用的基本单位不同，构成的单位制也不同c.在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的d.一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系4.下列关于作用力与反作用力的说法中，正确的是（ ）a.作用力的作用效果与反作用力的作用效果可以相互抵消b.只有物体静止时，才存在作用力与反作用力c.只有物体接触时，物体间才存在作用力与反作用力d.物体间的作用力与反作用力一定是同性质的力5.下列说法中正确的是（）a.甲物体受乙物体的作用，则乙物体一定同时受到甲物体的作用b.甲物体对乙物体的作用一定是作用力，而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力c.若把甲、乙两物体看成质点，则甲、乙两物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上d.若甲物体对乙物体的作用力竖直向上，则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上6.如图所示,两个弹簧测力计钩在一起,两边通过定滑轮各挂一个质量均为m的重物,则弹簧测力计的读数大小为（ ）a.2 mg b.mg c.0 d.无法判断7.关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识，正确的是（）a.一对平衡力的合力为零，作用效果相互抵消，一对作用力与反作用力的合力也为零，作用效果也相互抵消b.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且性质相同，平衡力的性质却不一定相同c.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失，且一对平衡力也是如此d.先有作用力，接着才有反作用力，一对平衡力却是同时作用在同一个物体上【知能巩固作业】1.下列各组属于国际单位制的基本单位的是（ ）a.千克、米、秒 b.克、牛顿、米 c.质量、长度、时间 d.质量、力、位移2.下列有关力学单位制的说法中正确的是（）a.在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位b.力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、质量和速度c.力学单位制中，国际单位制的基本单位有、d.单位制中的导出单位可以用基本单位来表达3.在国际单位制中，功率的单位“瓦”是导出单位，用基本单位表示正确的是（）a. b. c. d.4.下列物理量中，其单位属于基本单位的是（ ）a力 b时间 c位移 d速度5.声音在空气中的传播速度与空气的密度、压强p有关，下列速度的表达式（为比例系数，无单位）中正确的是（）a. b.c. d.6.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后为匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是（）a.加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力b.减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力c.只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等d.不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等7.用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力（）a.一定小于手对砖的支持力 b.一定等于手对砖的支持力c.一定大于手对砖的支持力 d.一定大于砖的重力8.对放在水平桌面上的书，下列说法中正确的有（）a.书所受的重力和桌面对书的支持力是一对相互作用力b.书对桌面的压力就是书的重力，这两个力性质相同c.书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力d.桌面对书的支持力的大小等于书的重力，这两个力是一对平衡力9.如图所示，位于斜面上的物体m在沿斜面向上的力f作用下而处于静止状态，对m的受力情况，下列说法正确的是（ ）a.可能受三个力作用 b.可能受四个力作用c.一定受三个力作用 d.一定受四个力作用10.如图所示，用质量不计的轻细绳l1和l2将m、n两重物悬挂起来，则正确的是 （ ）a.l1对m的拉力和l2对m的拉力是一对平衡力b.l2对m的拉力和l2对n的拉力是一对作用力与反作用力c.l1对m的拉力和m对l1的拉力是一对平衡力d.l2对n的拉力和n对l2的拉力是一对作用力和反作用力11.一质量为的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为，为重力加速度，求人对电梯底部的压力大小.第4、5节 力学单位制 牛顿第三定律【课前基础梳理】一、1.（1）单位 （2）物理量 （3）基本量 （4）物理关系 2.（1）基本 导出 （2）计量 （3）米 m 千克 kg 秒 s （4）长度 质量 时间 米 千克 秒二、1.作用力 反作用力 2.大小 方向 同一条直线上 3.（1）合力 （2）受力分析 （3）重力 竖直向下 弹力 垂直 滑动摩擦力 静摩擦力 平行【典例3】【解析】选c.作用力和反作用力是同时产生、同时变化、同时消失的，没有先后之分，a错误；作用力和反作用力大小相等、方向相反,在一条直线上,作用在两个相互作用的物体上，不能求合力，b错误；作用力和反作用力是同一性质的力，c正确；马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，d错误.【变式训练】【解析】选a、b.据作用力与反作用力的同性质和同时性可知，作用力与反作用力的性质一定相同，且同时产生，同时消失，a、b正确；作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在两个物体上，故它们不可能是平衡力，c、d错误.【典例4】【解析】选c. 作用力f与物体对墙壁的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，a错误；作用力f作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是平衡力，也不是作用力与反作用力，b错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力，还受墙壁对物体的竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止，故这两个力是一对平衡力，c正确，d错误.【变式训练】【解析】选a.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是物体和绳直接相互作用而产生，是作用力与反作用力关系，a正确；物体的重力和物体对绳的拉力受力物体不一致，不是一对平衡力，b错误；物体的重力与绳对物体的拉力均作用在物体上，二力为平衡力，c错误；物体重力的反作用力作用在地球上，d错误.【典例5】【解析】选a、c.若斜面体p受到的弹簧弹力f等于其重力mg，则mn对p没有力的作用，如图(a)所示，p受到2个力，a正确；若弹簧弹力大于p的重力，则mn对p有压力fn，只有压力fn则p不能平衡，一定存在向右的力，只能是mn对p的摩擦力ff，因此p此时受到4个力，如图(b)所示，c正确.【变式训练】【解析】选a、d.要使b处于平衡状态，a须对b产生一个竖直向上的摩擦力，则a受到b的摩擦力向下(大小等于b的重力)，a要处于平衡状态，还要受到墙壁竖直向上的摩擦力，由整体受力平衡知a受到墙壁的摩擦力大小不变,由a、b的受力知它们分别受到5个、4个力的作用，综上所述可知a、d正确.【基础知识达标】1.【解析】选c.在上面列举的物理量单位中，属于国际单位制力学基本单位的是千克（kg）、米（m）、秒（s）,牛（n）属于国际单位制力学导出单位，故选c.2. 【解析】选b、c.在国际单位制中加速度的单位是m/s2，而cm/s2虽然是加速度的单位，但不是国际单位，a错误，b正确；由f=ma可知，a=，国际单位制中力f的单位是n，质量m的单位是kg，故n/kg是国际单位制中加速度的单位，c正确，d错误.3.【解析】选a、b、c. 单位制是由基本单位和导出单位一起组成的,a正确；不同的基本单位可以推导出相应的导出单位，故选用的基本单位不同，构成的单位制也不同,b正确；在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，只要正确应用物理公式，其结果就一定是用这个单位制中的单位来表示的，c正确；在物理计算中，物理公式既确定了各物理量间的数量关系，同时又确定了其单位关系，d错误.4.【解析】选d.作用力与反作用力分别作用在两个相互作用的物体上，作用效果不可抵消，a错误；作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失，有作用力存在，必然有反作用力存在，与物体的运动状态以及物体是否接触无关，b、c错误；物体间的作用力与反作用力是同一性质的力，d正确.5.【解析】选a、c.物体间的作用是相互的，甲物体受到乙物体的作用，乙物体必定同时受到甲物体的作用，且作用力与反作用力一定大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，相互作用的两个力中，其中任何一个都可以叫做作用力，另一个叫做反作用力，综上所述，a.c正确b、d错误.6.【解析】选b.弹簧测力