大学物理教案第一章

1、一一、教学目的与要求教学目的与要求： 1、自我介绍，让学生了解教师，便于联系教师； 2、介绍课程性质、教材试用的事宜； 3、理解参照系、坐标系、质点的概念； 4、理解描述质点运动及运动变化的基本物理量:位置矢量、位移、速度和加速度等，掌握它们的矢量定义；掌握它们在直角坐标系中表示。大学物理课程分课次教案（大学物理课程分课次教案（1 1）三、教学内容：三、教学内容：绪论 1.1 位矢 位移 速度和加速度的矢量表示和直角坐标表示 二、学时分配二、学时分配： 2学时四、重点与难点：四、重点与难点： 重点重点：质点的运动方程；位矢、位移、速度、加速度的矢量表示、直角坐标表示。难点：难点：位矢、位移、速

2、度、加速度等的矢量表示。怎么让学生掌握从数学的角度描述机械运动这个思想。五、教学方法和手段：五、教学方法和手段： 板书与幻灯片课件相结合。以启发式、讨论式教学为重点，精心组织教学内容。运用启发、引导和提出问题相结合的教学法，将内容优化、科学与人文结合，注重激发学生的学习兴趣。开展课堂讨论，加深学生对重点、难点的理解，推进对关键问题的思考。在教学中，教师注重加强师生在课上的交流。给学生留出充分的思维空间，让学生思考、反馈或提炼出若干问题。1、自我介绍的作用（10） 让学生了解自己的学习背景，贴近学生实际，拉近师生之间的距离； 让学生在遇到问题时能够方便快捷地找到老师； 让学生知道自己研究的方向，

3、给有兴趣的学生提供合作的机会 2、物理学简介（10） 什么是物理学 研究内容 研究范围 研究成果六、六、教学教学组织组织: : 3、学习要求（10） 课前预习培养自学能力，对有疑问的内容作针对性的听课。（看第一遍书）听课弄懂有疑问的部分，发现自学理解错误的内容，又出现问题。（记笔记） 看书进一步弄懂课堂讲授的内容，对照笔记解决出现的问题。（看第二遍书）做作业发现解决又出现的问题，培养解决处理问题的能力，养成踏踏实实、一丝不苟、仔细认真的良好习惯。 辅导答疑、同学之间进行讨论解决问题、发现问题，加深对教材的理解。 总复习逐字逐句通读全书，理解、掌握所学内容并将之串为一体。（看第三遍书）考试检验学

4、习情况，再次发现问题并解决之。 物体物体：具有大小、形状、质量和内部结构的物质形态。具有大小、形状、质量和内部结构的物质形态。质点：质点：具有一定质量而大小或形状可以忽略的理想物体。具有一定质量而大小或形状可以忽略的理想物体。一般情况下，物体各部分的运动不相同，在运动的过程中大小、一般情况下，物体各部分的运动不相同，在运动的过程中大小、形状可能改变，这使得运动问题变得形状可能改变，这使得运动问题变得复杂复杂某些情况下，物体的大小、形状不起作用，或者起次要作用而某些情况下，物体的大小、形状不起作用，或者起次要作用而可以忽略其影响可以忽略其影响简化为质点模型简化为质点模型。建立理想模型是经常采用的

5、一种科学思维方法，除质点外，还建立理想模型是经常采用的一种科学思维方法，除质点外，还有刚体、线性弹簧振子、理想气体、点电荷等，均是理想模型有刚体、线性弹簧振子、理想气体、点电荷等，均是理想模型 机械运动：机械运动：一个一个物体相对物体相对另一个物体的位置，或者一另一个物体的位置，或者一个物体的某些部分相对于其它部分的位置，随着时间个物体的某些部分相对于其它部分的位置，随着时间变化的过程变化的过程研究地球公转研究地球公转8ES3E1.5 106.4 10RR1104 . 24a. a. 转动物体自身线度与其活动范围相比小得多时转动物体自身线度与其活动范围相比小得多时可视为质点。可视为质点。可否视

6、为质点，依具体情况而定：可否视为质点，依具体情况而定：地球可否看作质点？为什么地球可否看作质点？为什么?研究地球自转研究地球自转Rv地球上各点的速度相差很大，因此，地球自地球上各点的速度相差很大，因此，地球自身的大小和形状不能忽略，这时不能作质点身的大小和形状不能忽略，这时不能作质点处理。处理。b. b. 物体平动时可视为质点物体平动时可视为质点。物体上任一点的运动都可以代表物体的运动物体上任一点的运动都可以代表物体的运动。1.1.为什么要选用参考系为什么要选用参考系车厢内的人：车厢内的人： 竖直下落竖直下落地面上的人：地面上的人： 抛物运动抛物运动运动的描述是相对的运动的描述是相对的例如：例

7、如： 匀速运动车厢内某人竖直下抛一小球，观匀速运动车厢内某人竖直下抛一小球，观察小球的运动状态。察小球的运动状态。 参考系：参考系：为描述物体运动而选用的标准物体或物体系。为描述物体运动而选用的标准物体或物体系。 2.2.什么是参考系什么是参考系坐标系：坐标系：为了为了定量描述物体的位置与运动情况，在一定量描述物体的位置与运动情况，在一定的参考系上建立的带有标尺的数学坐标，称坐标系。定的参考系上建立的带有标尺的数学坐标，称坐标系。常用的坐标系有直角坐标系常用的坐标系有直角坐标系( (x , y , z) )，极坐标系极坐标系( ( , ) )，球坐标系球坐标系( (R , , ) )，柱坐标系

8、，柱坐标系( (R , , z) )。 空间空间反映了物质的广延性，与物体的体积和位反映了物质的广延性，与物体的体积和位置的变化联系在一起。置的变化联系在一起。 时间时间反映物理事件的顺序性和持续性，与物理反映物理事件的顺序性和持续性，与物理事件的变化发展过程联系在一起。事件的变化发展过程联系在一起。各个时代有代表性的时空观：各个时代有代表性的时空观： 墨子：墨子：空间是一切不同位置的概括和抽象；时空间是一切不同位置的概括和抽象；时间是一切不同时刻的概括和抽象。间是一切不同时刻的概括和抽象。 莱布尼兹：莱布尼兹：空间和时间是物质上下左右的排列空间和时间是物质上下左右的排列形式和先后久暂的持续形

9、式，没有具体的物质和物形式和先后久暂的持续形式，没有具体的物质和物质的运动就没有空间和时间。质的运动就没有空间和时间。 牛顿：牛顿：空间和时间是不依赖于物质的独立的客空间和时间是不依赖于物质的独立的客观存在。观存在。 爱因斯坦：爱因斯坦：相对论时空观，时间与空间客观相对论时空观，时间与空间客观存在，与运动密不可分。存在，与运动密不可分。 目前的时空观范围：宇宙的尺度目前的时空观范围：宇宙的尺度1026m(20亿光亿光年年) )到微观粒子尺度到微观粒子尺度10_ _15m，从宇宙的年龄从宇宙的年龄1018s(20亿年，宇宙年龄亿年，宇宙年龄) )到微观粒子的最短寿命到微观粒子的最短寿命10_ _

10、24s。 物理理论指出物理理论指出, ,空间和时间都有下限：分别为空间和时间都有下限：分别为普朗克长度普朗克长度10_ _35m和普朗克时间和普朗克时间10_ _43s 。( )( )( )( )xx trr tyy tzz t0),(zyxf 将运动方程中的时间消去，将运动方程中的时间消去，得到质点运动的轨道方程。得到质点运动的轨道方程。0),(zyxfzoxyP(x,y,z)ikj运动方程：运动方程：轨道方程轨道方程：运动方程与轨道方程的关系：运动方程与轨道方程的关系： 在一定的坐标系中，质点的位置随时间按一在一定的坐标系中，质点的位置随时间按一定规律变化，位置用坐标表示为时间的函数，叫定

11、规律变化，位置用坐标表示为时间的函数，叫做做运动方程。运动方程。OPrjkixyz 直角坐标描述直角坐标描述OxyzOPr 定义：定义：从参考点从参考点O指向空间指向空间P点的有向线段叫做点的有向线段叫做P 点的位置矢量点的位置矢量 ，简称位矢或矢径。表示为简称位矢或矢径。表示为Pr位矢位矢描述质点在空间的位置。描述质点在空间的位置。, ,x y z表达式表达式: :ijkrxyz222rrxyz大小：大小：方向：方向：cos/cos/cos/x ry rz r位移位移描述质点位置变动的大小和方向。描述质点位置变动的大小和方向。rABOrArB质点沿曲线运动质点沿曲线运动ArAt,时刻：BrB

12、tt,:时刻rrrABAB末位矢末位矢初位矢初位矢位矢位矢增量增量位移位移矢量矢量位移：位移：从初位置指向末位置从初位置指向末位置的有向线段。的有向线段。直角坐标表示直角坐标表示：kzjyixrAAAAkzjyixrBBBB()()()BABABArx x iy y jzz k yxz即即rx iy jz k ( , , )AAAx y z( , )BBBx y zxiy jzkrABOrArB?rr BABABArrrrrrrr rOArBrr讨论：讨论：位移：位移：是矢量，表示质点位置变化的净效果，与质是矢量，表示质点位置变化的净效果，与质 点运动轨迹无关，只与始、末点有关。点运动轨迹无关

13、，只与始、末点有关。路程：路程：是标量，是质点通过的实际路径的长，与质是标量，是质点通过的实际路径的长，与质 点运动轨迹有关。点运动轨迹有关。直线直进运动直线直进运动曲线运动曲线运动0t比较位移和路程比较位移和路程ABr sAB ABsr何时取等号？何时取等号？rsrvt平均速度：平均速度：在直角坐标系中在直角坐标系中粗略描述：粗略描述：,( )tA r t时刻：；,()ttB r tt时刻：位移位移：r速度速度描述质点运动的快慢和方向。描述质点运动的快慢和方向。rxyzvijkttttrB()r tt AO( )r txyzxyzvvvttt即，精确描述精确描述：瞬时速度：瞬时速度：当当t

14、趋于趋于0时，时， B点趋于点趋于 A 点，平均速度点，平均速度的极限表示质点在的极限表示质点在 t 时刻通过时刻通过 A 点的点的瞬时速度瞬时速度，简称，简称速度速度。表示为。表示为ddrtttttt0)()(limrrvtt0limrddrvtBr()r tt AO( )r t1B2B3B4B5B6B直角坐标系中矢量形式：直角坐标系中矢量形式：直角坐标系中分量形式：直角坐标系中分量形式：txvxddtyvyddtzvzdd方向:当当 时时, ,位移位移 的极限方向；的极限方向；该位置的该位置的切线方向，指向质点前进的一侧。切线方向，指向质点前进的一侧。0tr大小: vv222zyxvvvd

15、dddddddrxyzvijkttttxyzv iv jv k平均速率平均速率tsv瞬时速率瞬时速率tstsvtddlim0?ddddtrtr?vv ?vv （1）（2）（3）速度与速率的关系速度与速率的关系速率是标量速率是标量讨论：讨论：?vv （1） 平均速度的大小不等于平均速率。平均速度的大小不等于平均速率。?vv （2）速度的大小等于速率。速度的大小等于速率。,rs 因为因为rsvvtt所以所以0t 00limlim , ttsr 时，时，ddrsddddrsvvtt即即故故?ddddtrtr（3）BrOrrAr ,rr 因为因为ddrr所以所以ddddddrsrvttt所以所以加速度

16、加速度是描述质点速度的大小和方向随时间变化是描述质点速度的大小和方向随时间变化快慢的物理量。快慢的物理量。x y z P2 P1 O)(ttr)(tv)(ttv)(tr)(ttv)(tvvv加速度加速度描述质点速度大小、方向变化快慢描述质点速度大小、方向变化快慢。x y z P2 P1O)(ttr)(tv)(ttv)(tr1.1.平均加速度平均加速度在在t时间内，速度增量为时间内，速度增量为)()(tvttvv，方向与速度增量的方向相同方向与速度增量的方向相同。定义定义: :平均加速度平均加速度tva)(ttv)(tvv2.2.瞬时加速度瞬时加速度当当t趋于趋于0时，时，P1点趋于点趋于P2点

17、，平均加速度的极限表示点，平均加速度的极限表示质点在质点在t 时刻通过时刻通过P1点的瞬时加速度点的瞬时加速度（简称（简称加速度）。加速度）。tddvtvaxxdd 分量表示分量表示: :22ddtr22ddtx tvayydd22ddtytvazzdd22ddtz加速度定义加速度定义0limvatt在直角坐标系中在直角坐标系中222zyxaaaa大小大小方向方向 t 0时，速度增量的极限方向时，速度增量的极限方向。矢量表示：矢量表示：kajaiaazyx直线运动直线运动，av同向同向加速加速反向反向减速减速方向方向9090o o速率减小速率减小9090o o速率增加速率增加速度与加速度之间的

18、夹角速度与加速度之间的夹角曲线运动，曲线运动， 总是指向曲线的凹侧。总是指向曲线的凹侧。avggvavvava为为0 或或180 ，质点做直线运动质点做直线运动。等于等于90 ，质点做圆周运动。质点做圆周运动。大于大于90 ，速率减小速率减小。小于小于90 ，速率增大速率增大。七、课后小结七、课后小结 利用了微积分和矢量数学工具，应该是这节的难点。不过最难的还是怎么让学生理解一些物理里面的理想模型比如质点概念，提出质点模型的意义 。介绍位矢、运动轨迹、位移的概念，并注意提醒学生注意它们之间的区别与联系。还有怎么让学生理解利用数学工具描述现实，这是整个大学物理的难点。教师分析讲解例1-1,1-2

19、圆周运动和一般曲线运动圆周运动和一般曲线运动二、学时分配二、学时分配: : 2 学时 一、一、教学教学目的目的：掌握质点曲线运动的切向加速度和法向加速度。三、教学三、教学内容内容：自然坐标系，切向和法向加速度，圆周运动的角量描述，以及抛体运动。四、教学四、教学难点难点：自然坐标系的理解，同一运动用两种描述思想的理解(线和角量) 五、教学五、教学方法和手段方法和手段：运用启发、引导和提出问题相结合的教学法，注重激发学生的学习兴趣。开展课堂讨论，加深学生对重点、难点的理解，推进对关键问题的思考。在教学中，教师注重加强师生在课上的交流。大学物理课程分课次教案（大学物理课程分课次教案（2 2） 设质点

20、绕圆心在作变速圆周运动，设质点绕圆心在作变速圆周运动，在其上任意选一点可建立如下坐标系，在其上任意选一点可建立如下坐标系，其中一根坐标轴沿轨迹在该点其中一根坐标轴沿轨迹在该点P P 的切的切线方向，该方向单位矢量用线方向，该方向单位矢量用et t 表示；表示；另一坐标轴沿该点轨迹的法线并指向另一坐标轴沿该点轨迹的法线并指向曲线凹侧，相应单位矢量用曲线凹侧，相应单位矢量用en 表示，表示，这就叫这就叫自然坐标系。自然坐标系。 tenetene 显然，沿轨迹上各点，自然坐标轴的方位是不断变显然，沿轨迹上各点，自然坐标轴的方位是不断变化着的。化着的。1.1.自然坐标系自然坐标系P六、教学组织六、教学

21、组织BRd Avdvv 为单位矢量，为单位矢量， 大小不变，但方向改变大小不变，但方向改变te2.2.切向加速度和法向加速度切向加速度和法向加速度ttddddrsvevetttddrse因为因为tdd( )ddvav t ett所以所以t时刻时刻：A点点t+dt时刻时刻：B点点 dt时间内经过弧长时间内经过弧长dsds对应圆心角角度对应圆心角角度d dvvvtdd( )ddvav t etttnnnddddddddesveeettstR2tnddvvaeetRtdetetedttdd()ddevaevtt 即即与与 同向同向neBRd Avdvvttdee因为因为tnddee所以所以圆周运动中

22、的圆周运动中的切向加速度切向加速度at和和法向加速度法向加速度an2tnddvvaeetRtddvat2nvaR22tn,aaa 切向加速度改变速度的大小，法向加速度改变速切向加速度改变速度的大小，法向加速度改变速度的方向。度的方向。2tnttnnddvvaeea ea etR上述切向加速度和法向加速度的表达式对任何平面曲线运动都上述切向加速度和法向加速度的表达式对任何平面曲线运动都适用，但式中半径适用，但式中半径R 要用曲率半径要用曲率半径 代替。代替。一般地，曲线上各点处的曲率中心和曲率半径是逐点变化的，一般地，曲线上各点处的曲率中心和曲率半径是逐点变化的，但法向加速度处处指向曲率中心。但

23、法向加速度处处指向曲率中心。tn1.0 , 0aa匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动匀速率圆周运动匀速率圆周运动变速曲线运动变速曲线运动tn2. , 0acatn3.0 , aactn4.0 , 0aa讨论：讨论：OxR 1v2vs ABtAtt+B角位移角位移沿沿逆时针逆时针转动，角位移取转动，角位移取正正值值沿沿顺时针顺时针转动，角位移取转动，角位移取负负值值角位置角位置角速度角速度角加速度角加速度 0dlimdttt 单位：单位：rad/s220ddlimddtttt 单位：单位：rad/s2匀角加速圆周运动匀角加速圆周运动是恒量是恒量0t20012tt00ddtt00

24、dtt一般圆周运动一般圆周运动22002 () 匀速圆周运动匀速圆周运动 是恒量是恒量ddt00ddttt 0讨论：讨论：ROx 圆周运动既可以用速度、加速度描述，也可以用圆周运动既可以用速度、加速度描述，也可以用角速度、角加速度描述，二者应有一定的对应关系。角速度、角加速度描述，二者应有一定的对应关系。 + 0 0+ t+ tBtA 如如图所示，一质点作圆周运动：图所示，一质点作圆周运动：在在 t 时间内，质点的角位时间内，质点的角位移为移为 ，则则A、B间的间的有向有向线段线段与弧将满足下面的关系与弧将满足下面的关系两边同除以两边同除以 t，得到速度与角速度之间的关系：得到速度与角速度之间

25、的关系：Rv 1、教师分析讲解例1-3 1-42、学生自习例1-5Oxy0v maxymaxx0000cossinxyvvvv gaayx0而而 抛体运动抛体运动：从地面上某点向空中抛出的物体在从地面上某点向空中抛出的物体在空中所做的运动。空中所做的运动。 以抛射点为坐标原点建立坐标系，水平方向为以抛射点为坐标原点建立坐标系，水平方向为x x轴，竖直方向为轴，竖直方向为y轴。设抛出时刻轴。设抛出时刻t=0的速率为的速率为v0，抛射角为抛射角为 ，运动的迭加原理：一个运动可以看成运动的迭加原理：一个运动可以看成 几个独立进行的运动迭加而成。几个独立进行的运动迭加而成。则初速度分量分别为则初速度分

26、量分别为020cos1sin2xvtyvtgt00dcosddsindxyxvvtyvvgtt故任意时刻的速度为故任意时刻的速度为将上式积分，得运动方程为将上式积分，得运动方程为 物体在空中飞行回落到抛出点高度时所用的时物体在空中飞行回落到抛出点高度时所用的时间为间为 gvT sin20 飞行的射程（即回落到与抛出点的高度相同时所飞行的射程（即回落到与抛出点的高度相同时所经过的水平距离）为经过的水平距离）为 gvx 2sin20max 运动运动方程方程消消去时间参数去时间参数t，得到抛体运动的轨得到抛体运动的轨迹方程为迹方程为 2202cos21tanvgxxy 若若 ，则，则 ， 此时为平抛

27、运动；此时为平抛运动； 0 0max y若若 ，则，则 ，此时射程最大；，此时射程最大； 4gvx20max 若若 ，则，则 ，此时为竖直抛体运动。，此时为竖直抛体运动。 20max x飞行的射高飞行的射高（即高出抛射点的距离即高出抛射点的距离）为为 gvy2sin220max 这节我觉得从圆周运动这个特例的分析推广到一般的曲线运动这个思想学生可能理解起来有点困难，以及圆周运动的两种描述有点让学生混乱，这是需要让学生注意的地方。抛体运动学生比较熟悉，掌握容易。七、课后小结七、课后小结1、教师分析讲解例1-62、学生自习例1-7 相对性运动 常见力和基本力二、学时分配二、学时分配: : 2 学时

28、 一、一、教学教学目的目的：掌握伽利略变换三、教学三、教学内容内容：相对运动，两个参考系里面的速度， 加速度，时间变换，以及常见力 四、教学四、教学难点难点：运动相对性的理解，在此基础上 找到两个不同参考系物理量之间的联系五、教学五、教学方法和手段：方法和手段：板书与幻灯片课件相结合，问题启发式教学。激发了学生的学习兴趣，培养了探索和创新意识。 六、教学组织六、教学组织大学物理课程分课次教案（大学物理课程分课次教案（3 3） 人站在地球上，以地球为参考系，人静止不动。而以地球以外的物体为参考人站在地球上，以地球为参考系，人静止不动。而以地球以外的物体为参考系，则是系，则是“坐地日行八万里坐地日

29、行八万里”了。了。 因此，位移、速度、加速度等都要加上因此，位移、速度、加速度等都要加上“相对相对 ”二字：相对位移、相对速度、相对加速度。二字：相对位移、相对速度、相对加速度。 运动是绝对的，但是运动的描述具有相对性。运动是绝对的，但是运动的描述具有相对性。在不同参考系中研究同一物体的运动情况结果会在不同参考系中研究同一物体的运动情况结果会完全不同。完全不同。OxyzvOxyz 考虑两个参考系中考虑两个参考系中的坐标系的坐标系K和和K(即即Oxyz和和Oxyz)，它们相对作它们相对作匀速直线运动。匀速直线运动。 在在t=0时刻两坐标时刻两坐标系重合，对于同一个系重合，对于同一个质点质点P，在

30、任意时刻在任意时刻两个坐标系中对应的两个坐标系中对应的位置矢量：位置矢量：Prr1.1.伽利略坐标变换伽利略坐标变换K系原点相对系原点相对K系原点的位矢系原点的位矢：从图中很容易看出矢量关系：从图中很容易看出矢量关系：Rrr成立的条件成立的条件: :绝对时空观绝对时空观！空间绝对性空间绝对性: :空间两点距离空间两点距离的测量与坐标系无关。的测量与坐标系无关。时间绝对性时间绝对性: :时间的测量时间的测量与坐标系无关。与坐标系无关。OPr tt OxyzvOxyzPrrRP点在点在K系和系和K系的空间坐系的空间坐标、时间坐标的对应关系标、时间坐标的对应关系为为Rrr tt vtxx yy zz

31、 tt t vr 因此，满足经典时空观的条件因此，满足经典时空观的条件时时伽利略坐标变换式。伽利略坐标变换式。OxyzvOxyzPrr 分别表示质点在两个坐标系中的速度分别表示质点在两个坐标系中的速度、KvK vt ddKrvttd)d(vr vv Ktddr vvv KK即即在直角坐标系中写成分量形式：在直角坐标系中写成分量形式：伽利略速度变换伽利略速度变换2.2.伽利略速度变换与加速度变换伽利略速度变换与加速度变换vvvxx KKyyvvKK zzvvKK 注意注意：低速运动的物体满低速运动的物体满足速度变换式，并且可通过实足速度变换式，并且可通过实验证实，对于高速运动的物体，验证实，对于

32、高速运动的物体，上面的变换式失效。上面的变换式失效。OxyzOxyzvPKvK vv 相对于地面竖直下落的物体，作出各个坐标系中相对于地面竖直下落的物体，作出各个坐标系中的速度方向，满足矢量三角形法则。的速度方向，满足矢量三角形法则。Ktanvv 为了便于记忆，通常把速为了便于记忆，通常把速度变换式写成下面的形式：度变换式写成下面的形式：PKPKKKvvv 设设K系相对于系相对于K系作匀加速直线运动系作匀加速直线运动, , 加速度加速度 沿沿x方向方向。0a0, 0vv t K系相对于系相对于K系的速度系的速度t00avv tttddddddKKvvv 0KKaaa 时,00 a当当KK aa

33、表明质点的加速度相对于作匀速运动的各个参考系不变表明质点的加速度相对于作匀速运动的各个参考系不变。伽利略加速度变换。伽利略加速度变换。1、教师分析讲解例1-82、学生自习例1-9，1-10重力：重力：在地球表面的物体，受到地球的吸引而使物在地球表面的物体，受到地球的吸引而使物 体受到的力。体受到的力。重力与重力加速度的方向都是竖直向下重力与重力加速度的方向都是竖直向下。R 地轴地轴赤道面赤道面mnFrGFgmG 9.8g2 2m sm s1.1.重力重力Fn n向心力向心力F万有引力万有引力G重力重力)cos5003. 01 (FG2 mgG弹性力：弹性力：两个相互接触并产生形变的物体企图恢复

34、原两个相互接触并产生形变的物体企图恢复原 状而彼此互施作用力。状而彼此互施作用力。方方 向向: : 始终与使物体发生形变的外力方向相反始终与使物体发生形变的外力方向相反。条条 件：件：物体间接触，物体的形变物体间接触，物体的形变。三种表现形式：三种表现形式：(1)(1)两个物体通过一定接触相互挤压；两个物体通过一定接触相互挤压；方向方向: :垂直于接触面指向对方垂直于接触面指向对方。大小大小: :取决于挤压程度取决于挤压程度。2.2.弹力弹力(2)(2)绳对物体的拉力；绳对物体的拉力；(3)(3)弹簧的弹力；弹簧的弹力；kxF 大小：取决于绳的收紧程度。大小：取决于绳的收紧程度。方向：沿绳子背

35、离物体方向：沿绳子背离物体。弹性限度内，弹性弹性限度内，弹性力满足胡克定律：力满足胡克定律：方向：指向要恢复方向：指向要恢复弹簧原长的方向。弹簧原长的方向。FFFT TxOFFs s0v静摩擦力静摩擦力FF s s最大静摩擦力最大静摩擦力FNsmssmss s静摩擦因数静摩擦因数滑动摩擦力滑动摩擦力FNkkkkk k滑动摩擦因数滑动摩擦因数vFFk k摩擦力：摩擦力：两个相互接触的物体在沿接触面相对运动两个相互接触的物体在沿接触面相对运动时，或者有相对运动趋势时，在它们的接触面上所时，或者有相对运动趋势时，在它们的接触面上所产生的一对阻碍相对运动或相对运动趋势的力。产生的一对阻碍相对运动或相对

36、运动趋势的力。方向：方向：与物体相对运动或相对运与物体相对运动或相对运 动趋势的方向相反。动趋势的方向相反。 条件：条件：表面接触挤压；相对运动或相对运动趋势。表面接触挤压；相对运动或相对运动趋势。3.3.摩擦力摩擦力1ksks万有引力：万有引力：存在于一切物体间的相互吸引力。存在于一切物体间的相互吸引力。2210rmmGF 牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律: :其中其中m1和和m2为两个质点的质量为两个质点的质量，r为两个质点的为两个质点的距离距离，G0叫做万有引力常量叫做万有引力常量。 引力质量与惯性质量在物理意义上不同，但是引力质量与惯性质量在物理意义上不同，但是二者相等，因此不必区分。

37、二者相等，因此不必区分。4.4.万有引力万有引力112206.67259 10N m /kgG 这节同一运动在不同的参考系中一些物理量大小会变化，而物理的本质（规律）不会随参考系变化，学生理解起来比较困难。以及两个参考系物理量之间的联系（伽利略变换），学生应用起来比较混乱，这应该是需要强调的地方，对常见力学生基本都知道。七、课后小结七、课后小结牛顿运动定律牛顿运动定律二、学时分配二、学时分配: : 2 学时 一、一、教学教学目的目的：掌握牛顿三大定律三、教学三、教学内容内容：牛顿三大定律，以及它们的应用四、教学四、教学难点难点：从牛一引入质量和惯性系两个概念，以及牛二牛三是牛一的延生。五、教学

38、五、教学方法和手段方法和手段：板书与幻灯片课件相结合，问题启发式教学。六、教学组织六、教学组织大学物理课程分课次教案（大学物理课程分课次教案（4 4） 任何物体都保持静止的或沿一条直线作匀速运动任何物体都保持静止的或沿一条直线作匀速运动状态状态, ,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。1.1.第一定律涉及了哪两个基本概念第一定律涉及了哪两个基本概念? ?答答:惯性和力。惯性和力。2.2.第一定律定义了一个什么样的参考系第一定律定义了一个什么样的参考系? ?答答:惯性参考系。惯性参考系。3.3.一艘船在一个风平浪静的海面上匀速的航行一艘船在一个风平浪静

39、的海面上匀速的航行, ,某人某人站在船尾纵身向上一跃站在船尾纵身向上一跃, ,问此人能否掉入海里问此人能否掉入海里? ? ）（常矢量0Fv 运动的变化与所加的合力成正比运动的变化与所加的合力成正比, ,并且发生在这并且发生在这合力所沿的直线的方向上。合力所沿的直线的方向上。1.1.第二定律中第二定律中“运动运动”一词指什么一词指什么? ?答答：质量与速度的乘积即动量。质量与速度的乘积即动量。2.2.怎样理解第二定律中怎样理解第二定律中“变化变化”一词一词? ?答：对时间的变化率。答：对时间的变化率。第二定律的数学表达式第二定律的数学表达式: :d()dmvFtd( )dptd()dmvFtdd

40、ddvmmvttddvmtmaFmaddyyyvFmamtddxxxvFmamtddzzzvFmamt直角坐标系中：直角坐标系中：tt2nnddvFmamtvFmam自然坐标系中自然坐标系中：xyzFma ima jma kttnnFmama ema e 对于每一个作用对于每一个作用, ,总有一总有一个相等的反作用与之相反；或个相等的反作用与之相反；或者说者说, ,两个物体对各自的对方两个物体对各自的对方的作用总是相等的的作用总是相等的, ,而且指向而且指向相反的方向。相反的方向。12牛顿第三定律的数学表达式牛顿第三定律的数学表达式: :注意注意:1.:1.作用力与反作用力同生同灭。作用力与反

41、作用力同生同灭。2.2.作用力与反作用分别作用于两个不同的物体作用力与反作用分别作用于两个不同的物体, ,各产生其效果。各产生其效果。3.3.作用力与反作用力性质相同。作用力与反作用力性质相同。F12F211221FF 牛顿运动定律的几点说明：牛顿运动定律的几点说明： 3. 3. 只是数值上等于合外力，它本身不是力。外力只是数值上等于合外力，它本身不是力。外力改变时，它也同时改变，它们同时存在，同时改变改变时，它也同时改变，它们同时存在，同时改变, ,同时消失。同时消失。2.2.牛顿第二定律只适用于牛顿第二定律只适用于质点质点或可看做质点的物体；或可看做质点的物体；1.1.牛顿定律只适用于惯性系；牛顿定律只适用于惯性系；am隔离物体隔离物体明确研究对象明确研究对象具