高一物理 第三章 牛顿运算定律 惯性系和非惯性系 第一课时

1、惯性系统和非惯性系统的第一课时教学目标一、知识目标1.了解什么是惯性系统，什么是非惯性系统。2.知道惯性力是什么。第二，瞄准的能力培养学生的分析能力。三，道德教育的目标让学生明白任何一种法律都有一定的适用范围。教学重点惯性和非惯性系统，惯性力。教学困难正确理解惯性力。教学方法教学法，阅读归纳法。教学设备投影仪，自制幻灯片。课程表1课时教学过程用幻灯片展示本课程的学习目标 1.了解什么是惯性和非惯性系统。2.理解什么是惯性力。低学习目标完成过程首先，介绍新课程老师请回忆一下如何判断一个物体是否在直线上运动。学生选择任意一个参照系，查看物体相对于参照系的位置是否发生了变化，如果发生了变化，它是否在

2、移动；如果它不变，它仍然是。选择不同的参照系来确定物体的运动是否相同？学生可能相同，也可能不同。教师可以看出，在运动学中选择不同的参考系统时，一个物体的运动是不同的，但它的运动仍然可以确定，所以参考系统可以任意选择。但是当应用牛顿运动定律时，它需要的参考系统不能是任意的。在这一节中，我们将一起讨论这个问题。二，新课程教学(一)惯性系统和非惯性系统老师用幻灯片展示标题在电梯中，放置一个质量为m的物体，该物体随电梯一起移动。试着讨论：(1)当电梯相对于地面静止时，物体相对于地面和电梯的运动和力。(2)当电梯匀速运动时，物体对地面和电梯的运动和作用力。(3)当电梯以可变速度移动时，物体对地面和电梯的

3、运动和力。学生活动阅读主题并进行讨论。在第一种情况下，物体对地面做什么运动？在什么力量下？学生物体静止在地面上，受重力和电梯地面支撑力的影响。应力和运动符合牛顿运动定律吗？学生根据牛顿第一定律，当一个物体匀速直线运动或静止不动时，其合力应该为零。在本主题中，物体的重力和支撑力是一对平衡力，因此其合力为零，满足牛顿运动定律。老师物体对电梯做什么运动，力和运动之间的关系满足牛顿运动定律吗？学生此时，物体仍在电梯上，重力和支撑力之间的平衡也满足牛顿运动定律。老师在第二个问题中，物体对地面做什么运动？在什么力量下？运动和力之间的关系满足牛顿运动定律吗？学生这时，物体在重力和支撑力的作用下，以匀速直线运

4、动到地面。因为这两种力仍然平衡，所以它满足牛顿第一定律。老师物体对电梯做什么样的运动？力和运动之间的关系仍然满足牛顿运动定律吗？学生物体对电梯是静止的，力仍然像以前一样受重力和支撑力的影响，它是一对平衡力，也就是合力为零，所以它仍然满足牛顿第一定律。教师小结从以上分析，我们可以看到：当一个相对于地面静止或匀速直线运动的物体作为参考系时，牛顿运动定律成立。我们称牛顿运动定律适用的参考系统为真正的惯性参考系统，简称惯性参考系统。接下来，我们将讨论第三个问题中提到的情况。在第三个问题中，物体对地面做什么运动？在什么力量下？学生当一个物体相对于地面以可变速度直线运动时，该物体受到重力和支撑力的影响，但

5、重力和支撑力不再是平衡力。此时应力和运动之间的关系满足牛顿运动定律吗？学生满意。到期时间老师那么物体对电梯做什么运动？学生物体随电梯运动，因此其运动状态与电梯相同。所以它相对于电梯是静止的。老师力和运动之间的关系符合牛顿运动定律吗？学生不符合。老师为什么？学生以电梯为参考系统，确定物体的运动是静态的。如果牛顿运动定律成立，它得到的合力应该是零，但事实上它不是零。因此，牛顿运动定律此时不再成立。从以上讨论中，可以看出牛顿运动定律在任何情况下都是不成立的。当一个相对于地面以可变速度运动的物体作为参考系统时，牛顿运动定律就不再成立了。我们称牛顿运动定律不成立的参考系统为非惯性参考系统，简称非惯性参考

6、系统。整合培训 1._ _ _ _ _称为惯性系统；_ _ _ _ _ _物体可视为惯性系统。2._ _ _ _ _称为非惯性系统；_ _ _ _ _ _物体是非惯性系统。参考答案：1.牛顿运动定律的参照系；地面和相对于地面静止或匀速运动的2.牛顿运动定律无效的参考系；相对于地面以可变速度移动的【老师总结】从以上研究中，我们可以看出：牛顿运动定律在非惯性系统中是无效的，所以我们应该养成尽量不把非惯性系统作为参考系统的习惯，以减少在应用牛顿运动定律时出错的机会。但是当应用牛顿运动定律时，用非惯性系作为参照系是绝对不可能的吗？让我们接下来讨论这个问题。(2)惯性力老师在前面的第三个问题中，我们如何

7、修改条件使牛顿运动定律成立？学生如果要建立牛顿运动定律，合力应该是零，而实际物体的力不是零。因此，如果要建立牛顿运动定律，必须加上一个假设的力，使物体满足合力为零的条件。老师可以添加任何力吗？如果没有，应该增加什么样的力？学生仅仅增加一个任意的力是不够的。根据问题中的条件，物体此时实际上正在加速，所以它应该满足牛顿第二定律。从牛顿第二定律，得到：F=F=G=ma当电梯用作参考系统时，要求物体的应力满足的要求F=F分支G F=0结合和，我们可以看到如果成立，那么：f=-马也就是说，有必要加上一个等于ma且与参考系加速度相反的力，这样就建立了牛顿运动定律。老师这种力量是真的吗？学生不是真实的。老师

8、为什么？因为这是一个人为的假设。老师它和“真正的”权力有什么区别？【学生】根据“力是物体之间的相互作用”，只要它是强大的，就必须有一个施力物体和一个施力物体，而这种力是找不到施力物体的。【老师总结】从以上分析中，我们可以看出，当我们应用非惯性系作为参照系的牛顿运动定律时，我们必须加上一个假设力F，它等于物体质量和参照系加速度的乘积，方向与加速度相反，这样牛顿运动定律就可以成立。我们称这种假设的力为惯性力。整合培训 1.在前面的例子中，如果电梯加速并以加速度下降，则尝试使用电梯作为参考框架来计算物体在电梯楼层上的压力。2.如图所示，一个质量为m的小球通过绳子挂在小车的支架上。当小车从静止状态匀速

9、向右加速时，小球将如何运动？用这节课的内容来解释。参考答案：1.mg-ma，向下。方向是积极的。解决方案因为当电梯被用作参照系时，物体是静止的。因此，f=mg-FN-ma=0即：FN=m(g-a)根据牛顿第三定律，支撑力FN和物体在地板上的压力是一对相互作用力，因此，F=-FN=-m(g-a)负号表示2.以台车为参考框架，台车以可变速度移动。当小车从静止状态开始匀速向右加速时(此时，右侧设置为正)，除了实际力 g和绳索拉力F外，球还受到向左方向的惯性力F，因此球向左偏移。当偏离垂直方向一定角度时，F和G的合力等于相反方向的惯性力，球相对于滑架静止。当我们引入惯性力时，我们可以解决一些问题。例如，在研究大规模运动时，如大气和海水的运动，我们应该考虑地球自转的影响。此时，地面参考系统不能被认为是惯性系统，而是非惯性系统。因为人们生活在地球上，并把地面作为参考系统，所以习惯上引入惯性力来解决这些问题。但是在高中我们不需要这部分，所以学生只需要有一个简单的理解.三.概要我们这个班主要学习1.牛顿运动定律建立了参考系统，称为惯性系统。2.牛顿运动定律无效的参考系统称为非惯性系统。3.为了便于研究非惯性系统中的问题，引入了一种虚力，称为惯性力。它没有施力的物体。四.行动1.阅读本节的课文，找出信息，理解广义相对论的知识。2.思考问题：“小竹排河中游，走在巍峨的青山两侧”，请分析一下，小竹