第9讲牛顿运动定律及简单应用导学案高一上学期物理人教版

第9讲牛顿定律及简单应用一、牛顿第一定律1.理想实验的魅力(1)力与运动的不同认识①亚里士多德通过对大量的物体下落的观察，直接得出结论：物体越重，下落越快；所用的方法：观察+直觉．观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动。②伽利略的观点：力不是维持物体运动的原因.③笛卡尔观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。(2)伽利略斜面实验①在轨道的一边释放一颗钢珠，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现钢珠从左边滚下后，再从右边的斜面滚上，钢珠将上升到与左边释放高度相同的点;②若将右边的倾斜角减小，钢珠还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长;③假设右边的轨道为水平，钢珠想要达到原来的高度，但是钢珠无法达到原来的高度，钢珠将永远运动下去。结论：力不是维持物体运动的原因.2.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都具有，因此牛顿第一定律又被叫作定律；②揭示了运动和力的关系：力不是物体运动的原因，而是改变的原因，即力是产生的原因.3.惯性(1)定义：物体具有保持原来状态或静止状态的性质.(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性，质量小的物体惯性.(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况.4.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动).(2)物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态的改变，惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态较易改变.【自测一】1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是()A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变“理想实验”得出结论：运动必具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质2.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是()A.图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B.图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C.图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D.图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持3.下列说法正确的是()A.划船时桨向后推水，水就向前推桨，因为水推桨的力大于桨推水的力，船才被推着前进B.完全失重的物体将不受到重力，所以此刻一切由重力引起的现象都将消失C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方D.物体的运动与外界的推、拉等行为相联系，如果不再推、拉，原来的运动将停下来，这说明必须有力作用，物体才能运动4.关于牛顿第一定律及惯性的说法正确的是__________。(1)牛顿第一定律是理想的实验定律(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(5)质量为m的物体，以20m/s的速度运动时比以10m/s的速度运动时惯性大(6)物体受到力的作用后，运动状态发生改变，惯性也随之改变(7)置于光滑水平面上的物体即使质量很大也能被拉动，说明惯性与物体的质量无关(8)让物体的速度发生改变，无论多快，都需要一定时间，这是因为物体具有惯性5.下列关于牛顿运动定律说法正确的是()A．力是维持物体运动的原因B．牛顿第一定律可以用实验直接验证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6.[多选]在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是()A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速 D．小车可能突然向右减速7.某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则()C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来8.如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右9.如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右10.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球()A．一定相碰 B．一定不相碰C．不一定相碰 D．无法确定二、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成,跟它的质量成。加速度的方向跟作用力的方向。2.表达式为F=kma。由1N=1m/s2可得F=ma4.牛顿第二定律的五个特性5.合力、加速度、速度之间的决定关系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。(2)a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定义式，a与Δv、Δt必然联系；a＝eq\f(F,m)是加速度的决定式，a∝F，a∝eq\f(1,m)。(3)合力与速度同向时，物体运动；合力与速度反向时，物体运动。(1)沿粗糙水平面滑行的物体：a＝μg(2)沿光滑斜面滑行的物体：a＝gsinθ(3)沿粗糙斜面下滑的物体：a＝g(sinθ－μcosθ）(4)沿粗糙斜面上滑的物体：a＝g(sinθ＋μcosθ)【自测二】1.竖直向上抛出一物块，物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比，则物块从抛出到落回抛出点的过程中，加速度随时间变化的关系图像正确的是(设竖直向下为正方向)()2.一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间的关系的图象是()3.如图，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的()A．OA方向 B．OB方向C．OC方向 D．OD方向4.如图所示，A、B两物块的质量分别为m和M，把它们一起从光滑斜面的顶端由静止开始下滑；已知斜面的倾角为θ，斜面始终保持静止。则在此过程中物块B对物块A的压力为()A．Mgsinθ B．MgcosθC．0 D．(M＋m)gsinθ5.[多选]如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接，放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ。为了增加轻线上的张力，可行的办法是()A．减小A物块的质量 B．增大B物块的质量C．增大倾角θ D．增大动摩擦因数μ6.（多选）如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是()A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinθC．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为eq\f(g,cosθ)D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsinθ7.如图所示，质量为M、中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑凹槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成αg，则下列说法正确的是()eq\f(mg,sinα)a＝gtanαF＝Mgtanα8.[多选]在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为eq\f(2,3)a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A．8 B．10C．15 D．189.[多选]如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知m1＝3kg，m2＝2kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力。现用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右拉m2，为保持细线不断，则()A．F1的最大值为10N B．F1的最大值为15NC．F2的最大值为10N D．F2的最大值为15N10.判断正误：(1)物体加速度的方向一定与合外力方向相同。()(2)质量越大的物体，加速度越小。()(3)物体的质量与加速度成反比。()(4)物体受到外力作用，立即产生加速度。()11.（多选）如图所示，一木块在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足够长的水平轻弹簧，则当木块接触弹簧后，下列判断正确的是()A．木块立即做减速运动B．木块在一段时间内速度仍增大C．当F等于弹簧弹力时，木块速度最大D．弹簧压缩量最大时，木块速度为零但加速度不为零12.一重物在竖直向上的拉力F作用下，开始竖直向上做直线运动，其速度随时间t变化的图像如图所示(图像在0～1s、3～4s阶段为直线，1～3s阶段为曲线)，下列判断正确的是()A．第2s末拉力大小为0B．第1s内的拉力大于第4s内的拉力C．第2s末速度反向D．前4s内位移为013.如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和2m。物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力，已知重力加速度为g，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正确的是()A．物块A的加速度为0 B．物块A的加速度为eq\f(g,3)C．物块B的加速度为0 D．物块B的加速度为eq\f(g,2)三、力学单位制1．基本单位：牛顿也是一个导出单位．根据牛顿第二定律F＝ma，可得力的单位应该与质量的单位和加速度的单位有关，1N＝1kg·m/s2.国际单位制国际计量委员会在1960年的第11届国际计量大会上制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI.物理量的名称单位名称单位符号长度米m质量千克（公斤）kg时间秒s电流安（培）A热力学温度开（尔文）K物质的量摩（尔）mol发光强度坎（德拉）cd常用的力学量的SI单位物理量单位备注名称符号名称符号面积体积位移速度加速度角速度频率[质量]密度力力矩动量压强功能[量]功率A，（S）Vsvaωf，νρFMppW（A）EP平方米立方米米米每秒米每二次方秒弧度每秒赫[兹]千克每立方米牛[顿]牛[顿]米千克米每秒帕[斯卡]焦[耳]焦[耳]瓦[特]m2m3mm/sm/s2rad/sHzkg/m3NN·mkg·m/sPaJJW1Hz＝1s－11N＝1kg·m/s21Pa＝1N/m21J＝1N·m1W＝1J/s【自测三】1.kg和s是国际单位制两个基本单位的符号，这两个基本单位对应的物理量是()A．质量和时间 B．质量和位移C．重力和时间 D．重力和位移2.判断正误：(1)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。()(2)力的单位牛顿，简称牛，属于导出单位。()3.下列物理量或单位，按下面的要求选择填空：A．密度B．米/秒C．牛顿D．加速度E．质量F．秒G．厘米H．长度I．时间J．千克（1）属于物理量的是__________（填前面的字母）．（2）在国际单位制中，作为基本单位的物理量有__________．（3）在国际单位制中基本单位是__________，属于导出单位的是__________．4.关于物理量的单位，下列说法中正确的是()A．任何一个物理量和物理概念都具有相对应的单位B．物理公式中的物理量也可能没有单位，这样的量也没有数值C．物理量之间单位关系的确定离不开描述各种规律的物理公式D．物理量的单位均可以互相导出5.（多选）下列说法中，正确的是()A．在力学单位制中，若采用cm、g、s作为基本单位，力的单位是NB．在力学单位制中，若力的单位是N，则是采用m、kg、s为基本单位C．牛顿是国际单位制中的一个基本单位D．牛顿是力学单位制中采用国际单位的一个导出单位6.质量m＝200g的物体，测得它的加速度a＝20cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又简洁的是()A．F＝200×20＝4000NB．F×0.2N＝0.04NC．F×0.2＝0.04N