人教版高一物理必修一第四章教案

1、第四章 牛顿运动定律4.1 牛顿第一定律教学目标1. 知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，理想实验是科学研究的重要方法2. 理解牛顿第一定律的内容及意义；理解力和运动的关系，物体的运动不需要力来维持。3. 理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度；会用惯性解释一些现象。教学重点1. 理解力和运动的关系2. 对牛顿第一定律和惯性的正确理解3. 理想实验教学难点1. 力和运动的关系2. 惯性和质量的关系教学过程引入：师：同学们，在前面的学习中我们学习了怎样描述物体的运动，知道了物体的一些运动规律，但同学们有没有想过：同一个物体不同的情况下可以做出不同的运动，究竟是什么决定了物体的运动情况？

2、要讨论这个问题，就要研究运动与力的关系。所以，从今天开始，我们就一起来探究运动与力的关系。一、据生活现象思考探究师：现在请同学们结合日常生活经验，分组探讨一下运动和力是怎样的一种关系，并试着回答以下一些问题。1、物体的运动需要力来维持吗？是不是有力物体就能运动，没力物体就静止。给物体一初速度，物体在不同平面上滑动，体会物体运动不需要力来维持。2、物体的运动方向跟力的方向一样吗？以抛粉笔为例3、物体的运动仅由力决定吗？抛粉笔为例4、物体什么情况下做直线运动？什么情况下做曲线运动？以抛粉笔为例5、物体做直线运动时，什么情况下加速？什么情况下减速？以抛粉笔为例。【牢记】：物体的运动不需要力来维持，没

3、有时物体也能运动：匀速直线运动；运动方向与力的方向无必然联系；当速度与力同一直线时，物体做直线运动；速度与力不在同一直线时，曲线运动；同一直线时，力与速度同向，加速；力与速度反向，减速。要让学生明白：物体此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力决定的，此刻的速度及此刻的受力决定下一刻的速度。（比方：今天的结果是前面的表现决定的，要想今后的结果能改变，必须从现在开始。）二、历史上人类对运动与力的关系的认识师：爱因斯坦曾把一代代科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程。在侦探故事中，有时候明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去，也就是说光凭经验来做判断是靠不住的。师：长期以

4、来，在研究物体运动原因的过程中，人们的经验是：要使一个物体运动，必须推它或拉它。因此，人们直觉地认为，物体的运动是与推拉等行为相联系的，当不再推、拉的时候，原来的运动便停止下来。根据这类经验，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体便要停止在某个地方。我想不仅是亚里士多德这样想，就是在现在，很多人还是这样想的，因为它与我们的现实生活经验相一致。但这却是个错误的结论。是由明显可见的线索引出的错误判断，而且这个错误结论竟维持了近两千年。直到三百多年前，伽俐略创造了有效的“侦察”方法，发现了正确的线索，揭示现象的本质，成为物理学中的福尔摩斯。师：伽俐略注意到，当一个

5、球沿斜面向下滚动时，它的速度越来越大；向上滚动时，速度越来越小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，速度应该不增不减。实际上他发现，球越来越慢，最后停下来。伽俐略认为，这是由于摩擦阻力的原因，因为他同样还观察到，表面越光滑，球便会滚动得越远。于是他推断：若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。甲乙丙师：伽俐略为了说明他的思想，设计了一个实验（伽俐略斜面实验）：让一个小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将升到原来高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然达到同样高度，但这一次为了达到同样高度，比第一次滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，小球达到同一高度时将会滚得更远

6、。于是他问道：若将后一个斜面放平，球会滚动多远？结论显然是，球将永远滚动下去。这就是说物体的运动不需要力来维持，没有力物体也可以运动（比如在光滑水平上，只要给物体个初速度，物体将以这个速度永远运动下去），而力恰好是改变物体运动状态（运动速度）的原因，比如物体加速和减速时都需要受到力的作用。当然我们不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得无限长，所以这个实验是“理想实验”带领学生观察动画及视频文件，先看理论动画，再看演示实验。注意：理想实验不是空想实验，它是可靠实验事实加上理论推导。师：与伽俐略同时代的法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点。明确指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持静止或

7、运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然的基础。三、牛顿第一定律牛顿物理学的基石惯性定律伽俐略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律：牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。注意：学习物理的过程中大家已经对亚里士多德这个名字很熟悉了，并且每次提到的都是他的错误观点，好像成了反面教材，这里我要向大家说明一下：亚里士多德是个非常伟大的人。恩格斯称亚里士多德是最博学的人，亚里士多德的研究涉及生物、天文、气象、数学和物理等，成果十分丰富，是西方

8、文化的奠基人。他追求以世界的本来面目来说明各种自然现象，比如说：他认为天上的运动应该是完美的匀速圆周运动、地上的物体都应该是静止的。他认为物体的运动需要力来维持，是与大量的“事实”相一致的。他一直追求真理，只不过因为当时研究物理总是靠直觉和思维来进行。因此，他的这一错误观点影响了人们两千多年。伽利略实在是一个伟大的科学家，他第一个意识到了摩擦力一个本质至今还没有被认识清楚的问题。有了这一点，加上他又具有丰富、发散而有严谨的科学思维能力，设计出其理想实验就显得比较自然了。我们认为理想实验首要的意义在于它摒弃了那种单纯依靠思辩来研究物理的行为方式，而确立了实验在物理研究中的基本地位。从物理史实上可

9、以发现，这时伽利略认为的地面上的物体除静止外的另一本来面目是匀速圆周运动（而不是匀速直线运动），伽利略是一个伟大的科学家，在物理史上有着不可取代的地位，是因为他第一次确立了物理实验在物理研究中的重要性，研究物理不再是单纯地靠直觉和思维。是笛卡尔第一个明确指出：除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止或匀速直线运动状态。这确实是人类思想认识上的一次飞跃。因此，笛卡尔认为上述论断应该作为一个原理加以确立，且是人类整个自然观的基础是十分合理的。笛卡尔当时还指出：在太空环境中可以实现物体不受外力的作用，这时物体的运动就满足理想实验的条件（解放了人们的思想，拓宽了看问题的视野）。 牛顿所做的工作不仅是进

10、行了总结，更是从物理上赋予了明确的内涵，这其中包括惯性和力作为科学概念地提出，以及惯性参考系等，同时明确了力和物体运动及其变化之间的直接因果关系。【牢记】：1、运动并不需要力来维持，因而力并不是使物体运动的原因；只有当物体的运动状态发生改变的时候，才需要力，所以力是改变物体运动状态的原因2、不受力的物体是不存在的，所以牛顿第一定律是理想定律，不能用实验来验证。3、物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质称惯性。所以牛顿第一定律又称惯性定律。师：生活中许许多多的现象可以帮助我们理解牛顿第一定律。例如冰壶。冰壶在冰面运动时受到的阻力较小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变直

11、到它再一次受到杆的打击或碰到障碍物，才改变这种状态。观看牛顿第一定律演示实验四、惯性带领学生观看多媒体文件。生活中的例子：将斧头和木把往下敲。木把受到敲击突然停止了。斧头由于惯性要保持原来的运动状态，继续向下运动，使斧头和木把套紧。1、问：什么样的物体具有惯性？物体什么时候具有惯性？答：一切物体均具有惯性。一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。物体任何时候都有惯性，惯性是一种固有性质。2、惯性可以被克服吗？答：惯性是物体的固有属性，不是力，不能避免或克服。3、速度可以突变吗？答：当有外力作用迫使物体改变运动状态时，物体的运动状态会在原有的基础上发生变

12、化，惯性的大小就表现为物体运动状态改变的难易程度。正因为物体的运动状态是在原有的基础上一点点变化的，所以速度是不能突变的。4、物体的惯性大小由什么决定呢？与速度有关吗？答：惯性的大小仅由质量决定。这里有一个易错点：很多同学认为速度大，惯性大；速度小，惯性小。原因是他们把“运动状态改变的难易程度理”理解为“物体从运动到静止的难易程度”。分析：正是因为有外力的作用才使得物体的运动状态发生改变，所以要比较两个物体运动状态改变的难易程度，最起码要给它们相同的外力作用，才好进行比较。（不恰当的比方：想看两个人一天谁挣的钱多，最起码要给他们相同的本钱）要比较速度变化的难易程度其实就是比较物体的加速度，加速

13、度反映了相同时间内物体速度变化的大小关系，而在相同的外力作用的情况下，物体的加速度大小是仅仅是由质量决定的。所以惯性仅仅由质量决定。（a大，速度变化容易；a小，速度变化难）惯性的大小仅由质量决定。但由于惯性是属性不是物理量，所以不能具体讲1千克的物体有多少惯性。例：如手挡相同速度的篮球和汽车。如果一辆空车和一辆装满货物车在相同的牵引力作用下由静止开始运动，它们的运动状态改变的情况并不相同，空车的质量小，在较短的时间内可以达到某一速度，运动状态容易改变。装满货物的车，质量大，要在很长的时间内才能达到相同的速度，运动状态难以改变。惯性大小在实际中是经常要加以考虑的。当我们要求物体的运动状态容易改变

14、时，应该尽可能减小物体的质量。歼击机的质量比运输机、轰炸机的质量要小得多，在战斗前还要抛掉副油箱，以进一步减小质量，就是为了要提高歼击机的灵活性。相反，当我们要求物体的运动状态不容易改变时，应该尽量增大物体的质量，抽水站的电动抽水机和水泵都固定在很重的机座上，就是要增大它们的质量，以尽量减小它们振动或避免意外的碰撞而移动。牛顿第一定律扩展：我们现在已经知道物体不受力与受力平衡是等效的（可以由牛顿第二定律得到受力平衡时加速为0，物体静止或匀速），所以牛顿第一定律可以这样理解：当物体不受力或受力平衡时，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。反过来亦成立，当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体

15、必定不受力或受力平衡。有下图：物体不受力物体受力物体静止或匀速直线运动运动状态不变受力平衡受力不平衡物体不能保持静止或匀速运动状态改变4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系 教案教学目标: 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。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。教学方式：本节课主要采取的是“实验探究”教学方式。教学设计： 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

16、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

17、，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，

18、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

19、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

20、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

21、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

22、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 牛顿第二定律教学目标1. 掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式2. 理解公式中各物理量的意义及相互关系3. 知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的4. 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算教学重点1. 牛顿第二定律2. 牛顿第二

23、定律的应用教学难点牛顿第二定律的应用教学过程引入 师：牛顿第一定律告诉我们，力是改变物体运动状态的原因即产生加速度的原因，加速度同时又与物体的质量有关。上一节课的探究实验我们已经看到，小车的加速度可能与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比。大量实验和观察到的事实都能得出同样的结论，由此可以总结出一般性的规律：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。一、牛顿第二定律：【定义】：物体加速度的大小跟合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。比例式：或。等式：其中k是比例系数。（公式中的F是合外力，而ma是作用效

24、果，不要看成力，它们只是大小相等）力的单位K是比例常数，那k应该是多少呢？这里要指出的是，在17世纪，人类已经有了一些基本物理量的计量标准，但还没有规定多大的力为一个单位力，当然也没有力的单位牛顿。科学家们在做与力有关的实验时并没有准确计算力的大小，利用的仅仅是简单的倍数关系。比如当挂一个钩码时，质量为1kg的小车产生大小为2m/s2的加速度，当挂两个钩码时，此时小车受力是第一次的两倍，实验结果是小车产生大小为4m/s2的加速度，由此可以得出物体的加速度与所受的合外力成正比（因为还没有规定一个单位的力是多大，所以你也无法知道一个钩码是几个单位的力。比如只有当我们规定了多长的距离为一个单位长度（

25、1m）后才能知道一根棒有几个单位长度即几米。）。由于单位力的大小还没有规定，所以k的选择有一定的任意性，只要是常数，它就能正确表示F与m、a之间的比例关系。（或者反过来讲，如果我们当时已经规定了力的单位为N，并且规定一个钩码的重量为1N，那么公式中的k就不具有随意性。在计算时质量的单位用kg，加速度的单位用m/s2，当F m a三者都取值为单位1时有：1N=k*1kg*1m/s2 而我们知道1kg*1m/s2表示使质量为1kg的物体产生1m/s2的力，对照上例应该是半个钩码，那k 就应该等于2。如果当时规定两个钩码重量为1N时，那k应该是4。而当规定半个钩码重为1N时，k就是1了。所以由于没有

26、规定1N的力是多大，k的值任意的，只要常数就行。既然k是任意取的，那取1将会使公式最简便。当k值取定后，力的单位理所当然也定下来了：一个单位力=1*1kg*1m/s2，即规定了1N的力是使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力。用手托住两个鸡蛋大约就是1N。从上可知力的单位是kg*m/s2，后来为了纪念牛顿，把kg*m/s2称做“牛顿”，用N表示。公式：例1、一物体质量为1kg的物体静置在光滑水平面上，0时刻开始，用一水平向右的大小为2N的力F1拉物体，则（1） 物体产生的加速度是多大？2S后物体的速度是多少？（2） 若在3秒末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2,则物体的加速度是

27、多少？4秒末物体的速度是多少？（3） 3S内物体的加速度2m/s2是由力F1产生的，3S后物体的加速度为0，那是说3S后F1不再产生加速度了？F1NG【牢记】：物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就像其他力不存在一样，这个性质叫做力的独立性原理。物体的合加速度等于各个分力分别产生的加速度的矢量和；也等于合外力与质量的比值。例2：光滑水面上，一物体质量为1kg，初速度为0，从0时刻开始受到一水平向右的接力F，F随时间变化图如下，要求作出速度时间图象。t(s)v(m/s)01231234t/sF/N01231234【牢记】：加速度与合外力存在着瞬时对应关系：某一时刻的加速

28、度总是与那一时刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失，加速度立刻消失；所以加速度与力一样，可以突变，而速度是无法突变的。总结分析【牢记】：1、F与a的同向性。2、F与a的瞬时性。3、力的独立性原理。4、F可以突变，a可以突变，但v不能突变。5、牛二只适用于惯性参考系6、牛二适用于宏观低速运动的物体7、是定义式、度量式；是决定式。两个加速度公式，一个是纯粹从运动学（现象）角度来研究运动；一个从本质内因进行研究。 就像农民看云识天气，掌握天气规律，但并不知道云是如何形成的，为什么不同的云代表不同的天气。就像知道有加速度却不知道为何会有。8、不能认为牛一是牛二在合外力为0时的特例。 例4、从牛

29、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。可是我们用力提一个很重的物体时却提不动它，这跟牛顿第二定律有无矛盾？为什么？答：没有矛盾，从角度来看，因为提不动，所以静止，则合外力为0，所以加速度也为0；从角度来看，物体受三个力，支持力、重力、向上提的力。这三个力产生的加速度相互抵消，所以合加速度也是0。二、用牛顿第二定律解题的方法和步骤1、明确研究对象（隔离或整体）2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图3、规定正方向或建立直角坐标系，求合力F合4、列方程求解物体受两个力： 合成法物体受多个力： 正交分解法(沿运动方向和垂直于运动方向分解)(运动方向)（垂直于运动方向）4.4 力学单

30、位制教学目标1. 知道什么是单位制，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教学重点知道单位制的作用，即清楚物理公式和物理量的关系，掌握国际单位制中的基本单位和导出单位教学难点通过今天的学习能够在今后的学习中自己推导物理量的单位。教学过程一、引入师：同学们，今天我们一起来讨论物理研究计算中如何使用单位的问题。在进行新课之前，我们先来讨论下面几个问题。1、什么叫做单位答：测量是将待测的量与一个选来作为标准的同类量进行比较，确定待测量是该同类标准量的多少倍的过程。选来作为标准的同类量称之为单位，比如：1790年：巴黎会议约定：通过巴黎的地球子午

31、线全长的四千万分之一定义为1米；千克 （kilogram）：1立方分米的水在其密度最大时的温度(约为4摄氏度)下的质量。 倍数称为测量数值。 测量值=测量数值单位。 长度=8.00厘米2、位移、质量、时间、速度、加速度以及力的单位是什么？生：位移常用的单位有厘米、米、千米等；质量的单位有克、千克、吨等；时间单位有秒、分、小时等；速度单位有米每秒、千米每小时等；加速度的单位有m/s2、cm/s2等；力的单位有N。二、单位换算师：那36km/h与12m/s两个速度相比较，哪个大？生：要比较两个速度的大小必须先统一单位，先把36km/h转化成多少m/s？师：那如何进行单位换算呢？生：数值不变，只将单

32、位进行换算就行了，比如10m/s12m/s例1、完成下列单位换算：(1)0.1 mg=_kg(2)4.2t=_kg(3)54 kmh=_m/s(4)_带领学生看图片：姚明的身高各个国家、地区以及各个历史时期,都有各自的计量单位。以长度为例：欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位,称为掌尺.在英国,1掌尺=7.62cm;在荷兰,1掌尺=10cm；英尺是8世纪英王的脚长,1英尺=0.3048m。10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸,1英寸=2.54cm。这位君王还别出心裁，把从自己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离91cm定为1码， 1码=91cm.我国，从秦朝至清末的2000多

33、年间，我国的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的变化，其差距相当悬殊。三、国际单位制师：大家也看到了，如果单位不统一，或者说不同的地方对单位有不同的规定，那对于我们研究问题很不方便，所以有必要对单位进行统一的规定。为了便于交流合作，1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。简称SI思考：1、数码产品的接口为什么要统一？2、为什么欧盟要发行统一的货币-欧元？四、基本单位和导出单位师：如果我们不小心忘记了某个物理量的单位怎么办呢？有没有办法从脑海里把这个单位找回来呢？生：能，根据对应的物理公式就可以。比如根据公式，如果位移用米做单位，

34、时间用秒做单位，得出的速度的单位就是米每秒；根据公式，速度用米每秒做单位，时间用秒做单位，得出加速度的单位就是米每二次方秒。师：这位同学回答得非常好！由此可见：物理学的关系式不仅确定物理量之间的关系，也确定了物理量单位之间的关系。而且从刚才所讲可以看出：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其它物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量，基本量的单位叫做基本单位。由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量叫做导出量，导出量的单位叫做导出单位。基本单位和导出单位一起组成了单位制。师：国际单位制中选定了七个基本物理量，大家看课本上的图表。其中需要我们牢记的是力学范围内的三个基本量

35、：长度、质量、时间，对应的基本单位分别是米(米是光在真空中1/ 458秒的时间间隔内的行程)、千克(千克等于国际千克原器的质量)、秒(秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的 9 192 631 770个周期的持续时间)。 力学范围内的单位制基本量导出量长度 m km cm 时间 s m h 质量 kg t g 速度 m/s km/h 加速度 m/s2 cm/s2 力 N密度 kg/m3 g/cm3 基本单位导出单位单位制国际单位制中的单位五、国际单位制与公式成立条件师：看完表格后难道没有同学感到奇怪：力学范围内的基本单位怎么没有力的单位牛顿啊？生：力的单位可以在基本单位的

36、基础上用公式推导出来。根据质量的单位用千克，加速度单位用米每二次方秒，得到力的单位是千克米每二次方秒，由于这个名称太长，人们才给了它另一个简单的名称：牛顿，即1牛顿=1千克米每二次方秒。师：由此可见，力的单位是导出单位。例3、如果质量的单位用克，加速度单位用米每二次方秒，力的单位用牛顿，则公式还成立吗？答：如果成立的话就有1牛顿=1克米每二次秒，而我们已知国际单位制上已规定1牛顿=1千克米每二次方秒，所以公式不成立，如果质量单位要用克，则公式应改为 4.5 牛顿第三定律教学目标1. 知道作用力与反作用力的概念2. 理解、掌握牛顿第三定律3. 区分平衡力跟作用力与反作用力教学重点1. 掌握牛顿第

37、三定律，并用它分析实际问题2. 区分平衡力和作用力与反作用力教学难点1. 区分平衡力和作用力与反作用力教学过程一、引入：师：前面学习力的概念时，我们就一起讨论过物体间的作用是相互的，A对B作用的同时B对A也有作用。正所谓“孤掌难鸣”，两只手才能拍响，请大家都拍拍手体会一下物体间的作用是不是相互的？如何能看出来两手间的作用是相互的？生：两只手都拍红了，拍疼了。所以两手间的作用是相互的。师：对！日常生活中有太多的实例可以证明物体间的作用是相互的。例如坐在椅子上推桌子，也会感到桌子在推我们，我们的身体要后仰；一只船上的人用手推另一只船，两只船将开始向相反的方向运动等。师：物体之间的作用是相互的，我们

38、把物体之间的一对相互作用力叫做作用力和反作用力。问：AB之间有相互作用，A对B有作用力的同时B对A也有作用力，请问哪一个力是作用力？哪一个是反作用力？【牢记】：相互作用的一对力，任选其中一个称为作用力，则另一个称为反作用力。演示实验在两辆小车上各固定一根条形磁铁，当磁铁的同名磁极靠近时，放手小车两车被推开；当异名磁极接近时，两辆小车被吸拢。二、作用力和反作用力师：下面我们一起来研究作用力与反作用力之间的关系，请同学们想一想，我们应该从哪几个方面着手来研究？生：既然作用力与反作用力也是力，我认为应该从力的三要素：大小、方向作用点三个方面着手研究。师：好！那我们现在先来着手研究作用力与反作用力的大

39、小关系。（1）大小关系师：要比较作用力与反作用力的大小关系，最好能测量出作用力与反作用力的大小，再进行比较。在实验室中，常用的测力工具就是弹簧秤。现在每位同学的座位上均摆放了两个弹簧秤，还有一些木块小车等。请大家分组设计实验，然后每组派一个代表说出各组的设计思想，大家相互补充指正。学生开始着手设计，教师巡视。学生派代表说出各自的想法，师生一起讨论指正，并比较得出较合适的方法。师：通过刚才的比较分析，我们发现最直接简便的方法就是将两个弹簧秤的挂钩钩在一起对拉。A弹簧秤对B弹簧秤的拉力和B弹簧秤对A弹簧秤的拉力是作用力和反作用力。A弹簧秤的示数反映的是A对B的拉力，B弹簧秤的示数反映的是B对A的拉

40、力。请大家分别用不同的力对拉，观察两弹簧的示数的大小关系如何？学生分组实验师：通过刚才的实验，大家发现作用力与反作用力的大小关系是怎样的啊？生：目前的实验结果告诉我：作用力与反作用力始终是大小相等的。 观看实验动画，加强感官印象师：下面请一个同学（身高应矮一点）上来，与老师进行拔河比赛（不用绳子，手与手对拉）。师生互动实验：老师和一个小个子同学进行拔河比赛，结果发现老师胜了，学生输了。师：对刚才的实验，先请一位同学从中至少找出一对作用力与反作用力。生：老师对地面的挤压和地面对老师的支持力；老师对地面的摩擦力和地面对老师的摩擦力；老师拉学生的力和学生拉老师的力等。师：老师拉学生的力与学生拉老师的

41、力大小关系如何？生：老师拉学生的力大于学生拉老师的力。生：不对，刚才的实验我们不是发现作用力与反作用力大小相等吗？老师拉学生的力与学生拉老师的力是作用力与反作用力，应该大小相等。师：刚才的两位同学哪一位说得对呢？我们又该如何来验证呢？学生思考，久久不能回答师：其实我们完全可以再利用两个弹簧秤来模拟拔河过程。其中一个弹簧秤相当于老师，另一个相当于学生，并分两种情况进行。1两弹簧秤勾在一起对拉，处于静止不动时（模仿拔河比赛，双方处于僵持状态）；2两弹簧秤勾在一起拉，并向一方运动（相当于比赛绳子被拉向一方时的状态）；（学生分组实验）：做5分钟时间，教师巡回指导，并要求学生对秤先校零，让学生自己总结出

42、在各种状况下，两拉力大小的关系。带领学生做课本上81的做一做用传感器探究作用力与反作用力的关系把一只力传感器连在计算机上，传感器的钩子上挂钩码，钩子受力的大小随时间变化的情况可以由计算机屏幕显示。实验时，把两只力传感器同时连在计算机上，其中一只系在墙上，另一只握在手中。计算机中横坐标上下两条曲线分别表示两只传感器受力的大小。用力拉一只传感器，可以看到，在一只传感器受力的同时，另一只传感器也受到力的作用，而且在任何时刻两个力的大小都是相等的、方向都是相反的运动中两物体间的作用力与反作用力同样是大小相等的，这点从计算机屏幕上也可以清楚地显示。把一只传感器系在一个物体上，另一只握在手中，当通过传感器

43、用力拉物体时，尽管物体运动状态可能变化，力的大小也可能随时间变化，但在任何时刻，作用力与反作用力总保持大小相等。没有条件的学校可以观看视频文件（2）方向关系师：作用力与反作用力的方向有什么关系呢生：从我们做过的探究实验，我发现作用力与反作用力应该是方向相反，作用在同一直线上。师：回答得很好！大量事实表明：作用力和反作用力方向相反，在同一直线上。（3）作用点师：现在我们来讨论作用力与反作用力的作用点的问题。例如，AB之间有相互作用，A对B的力与B对A的力是作用力与反作用力。那A对B的力作用点在什么地方？B对A的力作用点又在什么地方？生：A对B的力作用点在B上，B对A的力作用点在A上，所以作用力与

44、反作用力的作用点在相互作用的两个物体上。三、牛顿第三定律【定义】：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。这就是牛顿第三定律。理解：定义中的“总是”是强调对于任何物体，在任何情况下均成立。1、不管物体大小形状如何。2、不管物体的运动状态如何。3、作用力与反作用力是同时产生、变化及消失。在生产生活中牛顿第三定律的例子是很多的。划船时桨向后推水，水就向前推桨，从而将船推向前进。与此类似，轮船的螺旋桨放置时也是向后推水，水同时给桨一个反作用力，推动轮船前进。汽车的发动机驱动车轮转动，由于轮胎和地面间的摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。汽

45、车受到的牵引力就是这样产生的。若把驱动轮架空，不让它跟地面接触，这时车轮虽然转动，但车轮不推地面，地面就不产生向前的推力，汽车就不会前进。四、作用力反作用力与平衡力师：前面在研究拔河时我们知道老师拉学生的力大小等于学生拉老师的力，且方向相反，既然大小相等， 方向相反，这两个力就会相互抵消，相互平衡，那拔河还有什么胜负之分啊？但事实拔河确实有胜负之分啊？有没有同学能想明白这是怎么回事？学生思考，久久不能回答师：其实根本原因就在于大家把一对平衡力和一对作用力反作用力的概念混淆了。请大家回忆一下什么是一对平衡力。平衡状态：静止或匀速直线运动状态一对平衡力：如果两个力作用在同一个物体上且使这个物体处于

46、平衡状态，则这两个力是一对平衡力。一对平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，最重要是作用在同一物体上。师：从上面两个概念我们应该可以看出，一对平衡力与我们今天学习的作用力与反作用力唯一不同的地方就在一对平衡力作用在同一物体上，可以分解合成，所以它们的作用效果可以相互抵消；一对作用力反作用力是作用在两个物体上，它们的作用效果是无法抵消的。比如让两个人头对头猛撞一下，A头对B头的力和B头对A头的力是作用力和反作用力，但它们各自产生的效果是不能相互抵消的，两个人的脑袋都肿了。师：拔河的胜负在于分别对老师和学生进行受力分析，看他们间的相互拉力能否克服各自的摩擦力。一对平衡力一对作用力与反作用力作

47、用在同一物体上作用在两个物体上作用效果可以相互抵消作用效果无法抵消力的性质不一定相同一定是同性质的力一个力的变化不一定影响另一个力一定同时产生，变化及消失五、受力分析要点师：正确地对物体进行受力分析，是解决力学问题的前提和关键之一，是动力学问题。对物体进行受力分析应该注意以下几点：一、首先明确研究对象并把其隔离出来。二、养成按一般步骤分析的习惯，以免漏分析某个力，步骤如下：1、非接触力，目前主要是重力2、接触力：寻找与研究对象接触的物体，两接触物体间最多产生两种力（弹力和摩擦力）3、其它已知的一些力。主要包括已知的外界所加的力或空气阻力等4、分析研究对象所受的力，不分析研究对象对别的物体施加的

48、力5、只分析按性质命名的力。6、每分析一个力必须找到对应的施力物体。7、分力与合力不能同时存在。4.6 用牛顿运动定律解决问题（一）教学目标1. 进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。2. 能够从物体的受力情况确定物体的运动情况3. 能够从物体的运动情况确定物体的受力情况教学重点1. 用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法教学难点1. 会进行物体的受力分析教学过程一、引入：师：同学们，在前面的学习中我们学习了牛顿运动定律。牛顿第一定律定义了力：物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因；牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与物体的受

49、力情况联系起来。牛顿第三定律说明了作用力与反作用力之间的关系，把相互作用的几个物体联系起来了。牛顿定律在天体运动的研究、车辆的设计等许多基础科学和工程技术中都有广泛就用。比如我国科技工作者能准确地预测火箭的变轨，卫星的着落点，他们靠的是什么？就是以牛顿运动定律为理论基础。当然，由于我们目前知识的局限，我们可以进行一些简单的问题处理。二、从受力确定运动情况例1、一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在 6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4.2N。求物体在4s末的速度和4s内的位移。师：请大家仔细审题，能够快速正确地进行信息的收集和处理是处理问题必备的条件。本

50、题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？生：给出了水平地面上一物体的质量，一些受力情况，要求解速度和位移。师：问题中既然涉及了力又涉及了物体的运动，那力和运动间是什么样的关系呢？生：牛顿第二定律确定了运动和力的关系，该题应该是用牛顿第二定律来解决。先根据物体的受力求出合外力从而求出加速度，再通过运动学规律就可以确定物体的运动情况。师：本题中的研究对象应该是谁？生：研究对象应该是地面上的物体。师：好！根据这个思路，就请同学们对该物体进行受力分析。学生对物体进行受力分析，教师巡视师：现在我们一起来对物体进行受力分析。按照受力分析的一般思路。1、非接触力：重力2、接触力：与物体接触的只有地面，而相

51、互接触的两物体间的接触力最多只有两个：弹力和摩擦力。分析该题知物体与地面间有摩擦力，既然有摩擦力则一定有弹力。所以物体会受到地面给的弹力（垂直于接触面指向受力物体）和滑动摩擦力（与相对运动方向相反，大小）3、其它已知的一些力：6.4N的水平拉力GNFf受力分析图如下师：物体的合外力是多少？生：是6.4-4.2=2.2N师：你的意思是N与G相互抵消，你的理由是什么？学生愣了很久没有答案，因为这在初中学生都知道，但却很少有人知道为什么？师：科学研究必须有严谨的态度，每一个结论都必须有客观依据，不可想当然，主观臆断，甚至公式中每一个“”、“”号，必须有根据。 师：对于N为什么与G大小相等，我们需要用

52、到牛顿第一定律及其扩展的内容，从牛顿第一定律我们知道，如果物体不受力或受力平衡，物体将静止或匀速直线运动，反之亦成立。我们将定律内容扩展后亦成立：如果物体在某一方向上不受力或受力平衡，物体在该方向上将静止或匀速。反之亦成立。题中物体只是在水平方向上运动，竖直方向上位置未发生变化即竖直方向是静止的，所以物体竖直方向上受力平衡即N=G。师：上面关于牛顿第一定律的扩展大家一定要记住，在以后的运用中逐步理会。当然关于N=G我们也可以这样理解：物体在水平方向上做直线运动，物体做直线运动，说明物体所受的合外力与速度是在同一直线上从而知物体的合外力是在水平方向上，于是有N=G。师：知道了合外力后我们可以做什

53、么？生：用求出物体的加速度a=1.1m/s2，然后根据匀变速直线运动规律求解物体的速度和位移。师：你怎么知道物体做的是匀变速直线运动？生：因为物体所受的合外力是恒定的，所以加速度也是恒定的，物体做的是匀变速直线运动。师：好，下面请同学们各自完成速度和位移的求解。学生各自完成剩余的工作，教师给五分钟时间。大部分学生均可以轻松完成扩展问题：如果该题中摩擦力大小未知，告诉你物体与地面间的动摩擦因数是0.2，则结果又该如何？三、根据运动情况确定物体的受力例2、一个滑雪的人质量是 75 kg，以v02m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30。在 t5s的时间内滑下的路程x60m，求滑雪人受到的阻力

54、（包括摩擦和空气阻力）师：本题中给出了哪些已知量，要解决的问题是什么？生：本题主要给出了人的运动情况，更重要的是对于整个滑雪过程题目给出了三个已知量：初速度、位移 、时间。对于任一运动过程如果知道了其中三个量，就可以求解出其他所有的运动量，如该题中利用已知量可以求出加速度、末速度。题目中要求解人的受力。师：你有问题的解决方法吗？生：先根据已知量用运动学公式求解出加速度，再利用牛顿第二定律求解出物体所受的合外力。最后对物体进行受力分析，确定其中某个分力的大小。师：本题中的研究对象应该是谁？生：研究对象应该是人。师：好！根据这个思路，先请同学们用运动学公式求解出人滑雪的加速度。在计算过程中要注意正

55、方向的选取。学生分析计算，教师巡视，不会有什么问题。师：结果如何？生：求得加速度大小为4m/s2，方向沿斜面向下。据求得合外力大小为300N，方向沿斜面向下。师：现在我们一起来对物体进行受力分析。看看该合力由哪些力合成。按照受力分析的一般思路。1、非接触力：重力NG2、接触力：与人接触的只有斜面，而相互接触的两物体间的接触力最多只有两个：弹力和摩擦力。分析该题知人与斜面间有摩擦力，既然有摩擦力则一定有弹力。所以人会受到斜面给的弹力（垂直于接触面指向受力物体）和滑动摩擦力（与相对运动方向相反）3、其它已知的一些力：空气阻力。受力分析图如下师：就是这三个力合起来大小为300N，方向沿斜面向下。这三个力中重力G是已知的，那如何根据合力及重力的大小G来求解阻力F呢？学生思考，有的感觉到毫无头绪师：不要急，有些同学无头绪的原因是你们只看到力的大小为已知量，却忽略了还有角度有关系也是已知量。请大家慢慢思考。生：根据力的分解合成原理，可知N与G的合力一定沿斜面向下且大于阻力F。如图所示，仔细作图可发现规律，利用已知力的大小和角度关系可以求解出N与G的合力。如上图，N与G的合力大小是750/2=375N，从而知375-300=75N，即=75N