第一篇：家教教案(學(xué)生版)高考復(fù)習(xí)專題-牛頓運(yùn)動(dòng)定律

高考復(fù)習(xí)專題-牛頓運(yùn)動(dòng)定律

知識(shí)要點(diǎn)梳理

一、瞬時(shí)加速度的分析

牛頓第二定律F合=ma左邊是物體受到的合外力，右邊反映了質(zhì)量為m的物體在此合外力作用下的效果是產(chǎn)生加速度a。合外力和加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)關(guān)系，a為某一時(shí)刻的加速度，F(xiàn)合即為該時(shí)刻物體所受的合外力，對(duì)同一物體的a與F合關(guān)系為“同時(shí)變”。

分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析那一時(shí)刻前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度。此類問題應(yīng)注意兩種基本模型的建立：

(1)鋼性繩(或接觸面)：認(rèn)為是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，若剪斷(或脫離)后，其彈力立即消失，不需要恢復(fù)彈性形變的時(shí)間。一般題目中所給細(xì)線和接觸面在不加特殊說明時(shí)，均可按此模型處理。

(2)彈簧(或橡皮繩)：此種物體的特點(diǎn)是形變量大，恢復(fù)彈性形變需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問題中，其彈力的大小往往可以看成不變。

二、力、加速度、速度的關(guān)系

牛頓第二定律說明了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力→加速度→速度變化(物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化)。合外力和加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)關(guān)系，但速度和加速度不是瞬時(shí)關(guān)系。

①物體所受合外力的方向決定了其加速度的方向，合力與加速度的大小關(guān)系是F合＝ma。只要有合力，不管速度是大、還是小、或是零，都有加速度；只有合力為零，加速度才能為零，一般情況下，合力與速度無必然的聯(lián)系，只有速度變化才與合力有必然的聯(lián)系。

②合力與物體運(yùn)動(dòng)速度同方向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)；反之物體做減速運(yùn)動(dòng)。

③物體所受到合外力的大小決定了物體當(dāng)時(shí)加速度的大小，而物體加速度的大小又是單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量的大?。ㄋ俣鹊淖兓剩＜铀俣却笮∨c速度大小無必然的聯(lián)系，與速度的變化大小也無必然的聯(lián)系，加速度的大小只與速度的變化快慢有關(guān)。

④區(qū)別加速度的定義式與決定式

定義式：，即加速度定義為速度變化量與所用時(shí)間的比值。而

揭示了加速度決定于物體所受的合外力與物體的質(zhì)量。

三、整體法和隔離法分析連接體問題

在研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系時(shí)，常會(huì)涉及相互關(guān)聯(lián)物體間的相互作用問題，即連接體問題。

1、連接體與隔離體

兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱為連接體。如果把其中某個(gè)物體隔離出來，該物體即為隔離體。

2、外力和內(nèi)力

如果以物體系為研究對(duì)象，受到系統(tǒng)之外的作用力，這些力是系統(tǒng)受到的外力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為內(nèi)力。

說明：外力和內(nèi)力是相對(duì)的，這要看我們選擇的研究對(duì)象，一般的情況下，內(nèi)力不能改變系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例如人站在靜止的車內(nèi)，通過一條繩子拉車，如果以人和車為研究系統(tǒng)，人拉繩的力屬于內(nèi)力，無法改變車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果以人為研究對(duì)象，繩對(duì)人的作用力是外力，這個(gè)力跟車內(nèi)地板對(duì)人的作用力平衡，使人保持靜止?fàn)顟B(tài)。由此可知，應(yīng)用牛頓第二定律解決問題時(shí)，只有明確了研究對(duì)象，才能正確區(qū)分出它所受的外力。

3、連接體問題的分析方法：整體法與隔離法

（1）整體法：當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度時(shí),可以把連接體內(nèi)所有的物體組成的系統(tǒng)作為整體考慮,分析其受力情況,對(duì)整體列出牛頓第二定律方程求解.（2）隔離法：如果要求系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力時(shí), 必須把某個(gè)物體從系統(tǒng)中隔離出來作為研究對(duì)象,分析受力情況,再利用牛頓第二定律列方程求解.（3）整體法應(yīng)用牛頓第二定律列方程不考慮內(nèi)力。如果把物體隔離出來作為研究對(duì)象，則這些內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的外力。

（4）整體法與隔離法的選擇:

①當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體具有相同的加速度,求系統(tǒng)的加速度或者求系統(tǒng)受的外力時(shí),優(yōu)先選用整體法,不考慮系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力.②當(dāng)求系統(tǒng)內(nèi)各物體間的內(nèi)力時(shí),要用隔離法.③ 有時(shí)需要多次選取研究對(duì)象,先整體后隔離或先隔離后整體.四、程序法解題

在求解物體系從一種運(yùn)動(dòng)過程(或狀態(tài))變化到另—種運(yùn)動(dòng)過程(或狀態(tài))的力學(xué)問題(稱之為“程序題 ”)時(shí)，通常用“程序法”求解。

程序法：按時(shí)間的先后順序?qū)︻}目給出的物體運(yùn)動(dòng)過程（或不同的狀態(tài)）進(jìn)行分析（包括列式計(jì)算）的解題方法。

“程序法”解題要求我們從讀題開始，就要注意到題中能劃分多少個(gè)不同的過程或多少個(gè)不同的狀態(tài)，然后對(duì)各個(gè)過程或各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行分析（稱之為“程序分析”），最后逐一列式求解得到結(jié)論。

程序法解題的基本思路是：

（l）劃分出題目中有多少個(gè)不同的過程或多少個(gè)不同的狀態(tài)

（2）對(duì)各個(gè)過程或各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行具體分析，得出正確的結(jié)果

（3）前一個(gè)過程的結(jié)束就是后一個(gè)過程的開始，兩個(gè)過程的交接點(diǎn)是問題的關(guān)鍵。

規(guī)律方法指導(dǎo)

1、應(yīng)用牛頓定律解決力學(xué)問題的關(guān)鍵是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析

首先是選取研究對(duì)象，有時(shí)將物體隔離進(jìn)行受力分析比較方便，有時(shí)將幾個(gè)物體看成一個(gè)整體來進(jìn)行研究更為簡(jiǎn)捷，到底選用哪個(gè)物體或者是選用整體作為研究對(duì)象，得有一定的經(jīng)驗(yàn)和技巧。不能僅聽老師的經(jīng)驗(yàn)之談和總結(jié)的條文，還須自己通過做一定量的習(xí)題，從解題過程中去體驗(yàn)和總結(jié)，變成自己的知識(shí)和技能；

對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析可以根據(jù)力的概念與力的產(chǎn)生條件，但更重要的是注意結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這正是動(dòng)力學(xué)的精髓。做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，不僅受的合外力一定不是零，且合外力的方向一定與物體的加速度方向相同；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受到的合力一定不是零，且不與運(yùn)動(dòng)方向相同。根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)去分析判斷物體的受力情況是十分簡(jiǎn)捷而又重要的方法。

2、用假設(shè)法分析物體的受力

我們?cè)诜治鑫锢憩F(xiàn)象時(shí)，常常出現(xiàn)似乎是這又似乎是哪，不能一下子就很直觀地判斷時(shí)，往往用假設(shè)法去分析可迅速得到正確的答案．

方法1：首先假定某力不存在，查看物體會(huì)發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng)，然后再確定此力應(yīng)在什么方向，物體才會(huì)產(chǎn)生題目給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

方法2：假定此力沿某一方向，用運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行驗(yàn)算，若算得正值，說明此力與假定的方向相同，否則相反。

方法3：在力的作用線上定出坐標(biāo)軸的正方向?qū)⒋肆τ谜?hào)運(yùn)算，若求得是正值，說明此力與坐標(biāo)軸同向，否則相反。

3、要注意加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系

在解決物體所受的力既不是恒力又不規(guī)律的情況時(shí)，就要分析加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，按照時(shí)間的先后，逐次分析物體的受力情況和合外力產(chǎn)生的加速度，以及引起物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。

4、臨界問題的分析與求解

在應(yīng)用牛頓定律解決動(dòng)力學(xué)問題中，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的加速度不同時(shí)，物體有可能處于不同的狀態(tài)，特別是題目中出現(xiàn)“最大”、“最小”、“剛好”等詞語時(shí)，往往會(huì)有臨界現(xiàn)象，此時(shí)可采用極限分析法，看物體在不同的加速度時(shí)，會(huì)有哪些現(xiàn)象發(fā)生，盡快找出臨界點(diǎn)，求出臨界條件。

5、圖象在中學(xué)物理解題中應(yīng)用十分廣泛，理解圖象的意義，自覺地運(yùn)用圖象分析物理規(guī)律是十分必要的

這是因?yàn)樗哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： ①能形象地表達(dá)物理規(guī)律； ②能直觀地描述物理過程； ③能鮮明地表示物理量之間的依賴關(guān)系。

在理解圖象所表示的物理規(guī)律時(shí)要注意：

(1)看清坐標(biāo)軸所表示的物理量及單位，并注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開始。

(2)圖象上每一點(diǎn)都對(duì)應(yīng)著兩個(gè)數(shù)，沿圖象上各點(diǎn)移動(dòng)，反映著一個(gè)量隨另一量變化的函數(shù)關(guān)系。因此，圖象都應(yīng)該與一個(gè)代數(shù)方程相對(duì)應(yīng)。

(3)圖象上任一點(diǎn)的斜率，反映了該點(diǎn)處一個(gè)量隨另一個(gè)量變化的快慢(變化率)，如x—t圖象中的斜率為速度，v—t圖象中的斜率為加速度。

(4)一般圖象與它對(duì)應(yīng)的橫軸(或縱軸)之間的面積，往往也能代表一個(gè)物理量，如v—t圖象中，曲線與t軸所夾的面積代表位移。

典型例題透析

類型

一、瞬時(shí)加速度的分析

1、質(zhì)量分別為mA和mB的兩個(gè)小球，用一根輕彈簧聯(lián)結(jié)后用細(xì)線懸掛在頂板下，如圖所示，當(dāng)細(xì)線被剪斷的瞬間。關(guān)于兩球下落加速度的說法中，正確的是()

A、aA＝aB＝0

B、aA＝aB＝g

C、aA＞g，aB＝0 D、aA＜g，aB＝0

總結(jié)升華：分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度，關(guān)鍵是分析那一時(shí)刻前后的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再由牛頓第二定律求出瞬時(shí)加速度。此類問題應(yīng)注意繩和彈簧的區(qū)別。

類型

二、力、加速度、速度的關(guān)系

2、如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端系在墻上的O點(diǎn)，自由伸長(zhǎng)到B點(diǎn)，今用一小物體m把彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，小物體能運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止，物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，試判斷下列說法正確的是：（）

A．物體從A到B速度越來越大，從B到C速度越來越小

B．物體從A到B速度越來越小，從B到C速度不變

C．物體從A到B先加速后減速，從B到C一直減速運(yùn)動(dòng)

D．物體在B點(diǎn)受合外力為零

總結(jié)升華：（1）合外力和加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)關(guān)系，但速度和加速度不是瞬時(shí)關(guān)系。同時(shí)要注意是加速還是減速只取決于加速度與速度的方向，加速度與速度同向時(shí)，速度增加，加速度與速度反向時(shí)，速度減小。（2）在分析物體某一運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，要養(yǎng)成一個(gè)科學(xué)分析習(xí)慣，即：這一過程可否劃分為兩個(gè)或兩個(gè)以上的不同小過程，中間是否存在轉(zhuǎn)折點(diǎn)，找出了轉(zhuǎn)折點(diǎn)就可以知道物體的前后過程是怎樣運(yùn)動(dòng)的了。如此題中彈力等于重力這一位置是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，以這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)分為兩個(gè)階段分析。這一類動(dòng)態(tài)分析的題是難點(diǎn)，又是重點(diǎn)，要在分析受力上下功夫！彈簧這種能使物體受力連續(xù)變化的模型，在物理問題中經(jīng)常遇到，因此要重點(diǎn)掌握。

類型

三、整體法和隔離法分析連接體問

3、如圖示，兩個(gè)質(zhì)量均為m的完全相同的物塊，中間用繩連接，若繩能夠承受的最大拉力為T，現(xiàn)將兩物塊放在光滑水平面上，用拉力F1拉一物塊時(shí)，恰好能將連接繩拉斷；倘若把兩物塊放在粗糙水平面上，用拉力F2拉一物塊時(shí)(設(shè)拉力大于摩擦力)，也恰好將連接繩拉斷，比較F1、F2的大小可知()。

A、F1＞FB、F1＜FC、F1＝FD、無法確定

總結(jié)升華：在連接體問題中，如果不要求知道各個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間的相互作用力，并且各個(gè)物體具有大小和方向都相同的加速度，就可以把它們看成一個(gè)整體(當(dāng)成一個(gè)質(zhì)點(diǎn))分析受到的外力和運(yùn)動(dòng)情況，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)。如果需要知道物體之間的相互作用力，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，將內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，并分別應(yīng)用牛頓第二定律列出方程。隔離法和整體法是互相依存，互相補(bǔ)充的，兩種方法互相配合交替應(yīng)用，常能更有效地解決有關(guān)連接體的問題。解題時(shí)先用整體法求加速度，后用隔離法求物體間相互作用力，注意隔離后對(duì)受力最少的物體進(jìn)行分析較簡(jiǎn)捷。

類型

四、程序法解題

4、如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定，下掛一質(zhì)量為m0的平盤，盤中有物體質(zhì)量為m，當(dāng)盤靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了l，現(xiàn)向下拉盤使彈簧再伸長(zhǎng)Δl后停止，然后松手放開，設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則剛松開手時(shí)盤對(duì)物體的支持力等于：

A、(1＋

B、(1＋)mg C、D、總結(jié)升華：在求解物體系從一種運(yùn)動(dòng)過程(或狀態(tài))變化到另—種運(yùn)動(dòng)過程(或狀態(tài))的力學(xué)問題(稱之為“程序題 ”)時(shí)，通常用“程序法”求解。要求我們從讀題開始，就要注意到題中能劃分多少個(gè)不同的過程或多少個(gè)不同的狀態(tài)，然后對(duì)各個(gè)過程或各個(gè)狀態(tài)進(jìn)行分析(稱之為“程序分析”)，最后逐一列式求解得到結(jié)論?！俺绦蚍ā笔且环N重要的基本解題方法，我們?cè)凇俺绦蚍治?” 的基礎(chǔ)上，通過比較各個(gè)過程(或狀態(tài))下力產(chǎn)生的效果，然后，從力的效果出發(fā)分步列方程，這樣解題往往簡(jiǎn)化了數(shù)學(xué)列式和數(shù)學(xué)運(yùn)算，使問題得到了巧解。

類型

五、臨界問題的分析與求解

5、如圖所示，斜面是光滑的，一個(gè)質(zhì)量是0.2kg的小球用細(xì)繩吊在傾角為53°的斜面頂端。斜面靜止時(shí)，球緊靠在斜面上，繩與斜面平行；當(dāng)斜面以8m/s的加速度向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，求繩子的拉力及斜面對(duì)小球的彈力。

2總結(jié)升華：必須先求出小球離開斜面的臨界值a0，然后才能確定某一狀態(tài)下小球是否在斜面上。

類型

六、利用圖象求解動(dòng)力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的題目

6、放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系，如圖甲、乙所示。取重力加速度g＝10m/s。由此兩圖線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為()

A、m＝0.5kg，μ＝0.4

B、m＝1.5kg，μ＝

2C、m＝0.5kg，μ＝0.2

D、m＝1kg，μ＝0.2

總結(jié)升華：給定v-t圖象，可以從圖象的斜率求得各段時(shí)間內(nèi)的加速度，從而根據(jù)牛頓第二定律可求得作用力。

類型

七、用假設(shè)法分析物體的受力

7、兩個(gè)疊在一起的滑塊，置于固定的、傾角為θ的斜面上，如下圖所示，滑塊A、B質(zhì)量分別為M、m，A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，B與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，已知兩滑塊都從靜止開始以相同的加速度從斜面滑下，滑塊B受到的摩擦力（）

A、等于零

B、方向沿斜面向上

C、大于等于μ1mgcosθ

D、大于等于μ2mgcosθ

總結(jié)升華：由于所求的摩擦力是未知力，如果不從加速度大小比較先判定其方向，也可任意假設(shè)，若設(shè)B受到A對(duì)它的摩擦力沿斜面向下，則牛頓第二定律的表達(dá)式為：mgsinθ＋FB＝ma得FB＝ma－mgsinθ＝mg(sinθ－μ1cosθ)－mgsinθ＝－μ1mgcosθ，大小仍為μ1mgcosθ。

式中負(fù)號(hào)表示FB的方向與規(guī)定的正方向相反，即沿斜面向上。

練習(xí)題

1、如圖a，質(zhì)量m＝1kg的物體沿傾角θ＝37°的固定粗糙斜面由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)，風(fēng)對(duì)物體的作用力沿水平方向向右，其大小與風(fēng)速v成正比，比例系數(shù)用k表示，物體加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖b所示。求：（sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s）

（1）物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；（2）比例系數(shù)k。

22、如圖所示，用力F拉物體A向右加速運(yùn)動(dòng)，A與地面的摩擦因數(shù)是是。對(duì)于A的加速度，下面表述正確的是：（），B與A間的摩擦因數(shù)

A．

B．

C．

D．

3、如圖所示，定滑輪的正下方有一個(gè)半徑為R的半球，用拉力F繞過定滑輪的細(xì)繩使質(zhì)量為m的小球緩慢由A處上升到B處，若小球在滑動(dòng)過程中細(xì)繩的拉力大小為F，半球?qū)π∏虻闹С至Υ笮镹，不計(jì)定滑輪的大小及一切摩擦，則（）

A、N不變，F(xiàn)不變

B、N不變，F(xiàn)變小

C、N變大，F(xiàn)變大

D、N變小，F(xiàn)變小

第二篇：牛頓運(yùn)動(dòng)定律教案

三、牛頓運(yùn)動(dòng)定律

教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)：

（1）掌握牛頓第一、第二、第三定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)表達(dá)式；（2）掌握牛頓第二定律的矢量性、瞬時(shí)性、獨(dú)立性和對(duì)應(yīng)性；（3）了解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍． 2．能力目標(biāo)：

（1）培養(yǎng)學(xué)生正確的解題思路和分析解決動(dòng)力學(xué)問題的能力；（2）使學(xué)生掌握合理選擇研究對(duì)象的技巧． 3．德育目標(biāo)：

滲透物理學(xué)思想方法的教育，使學(xué)生掌握具體問題具體分析，靈活選擇研究對(duì)象，建立合理的物理模型的解決物理問題的思考方法．

教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．在高

一、高二的學(xué)習(xí)中，學(xué)生較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了有關(guān)動(dòng)力學(xué)問題的知識(shí)，教師也介紹了一些解題方法，但由于學(xué)生掌握物理知識(shí)需要有一個(gè)消化、理解的過程，不能全面系統(tǒng)地分析物體運(yùn)動(dòng)的情境，在高三復(fù)習(xí)中需要有效地提高學(xué)生物理學(xué)科的能力，在系統(tǒng)復(fù)習(xí)物理知識(shí)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生進(jìn)行物理學(xué)研究方法的教育．本單元的重點(diǎn)就是幫助學(xué)生正確分析物體運(yùn)動(dòng)過程，掌握解決一般力學(xué)問題的程序．

2．本單元的難點(diǎn)在于正確、合理地選擇研究對(duì)象和靈活運(yùn)用中學(xué)的數(shù)學(xué)方法，解決實(shí)際問題．難點(diǎn)的突破在于精選例題，重視運(yùn)動(dòng)過程分析，正確掌握整體—隔離法．

教學(xué)過程設(shè)計(jì)

一、引入

牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，應(yīng)用范圍很廣．

在力學(xué)中，只研究物體做什么運(yùn)動(dòng)，這部分知識(shí)屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)的內(nèi)容．至于物體為什么會(huì)做這種運(yùn)動(dòng)，這部分知識(shí)屬于動(dòng)力學(xué)的內(nèi)容，牛頓運(yùn)動(dòng)定律是動(dòng)力學(xué)的支柱．我們必須從力、質(zhì)量和加速度這三個(gè)基本概念的深化理解上掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律．這堂復(fù)習(xí)課希望學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律有較深刻的理解，并能在實(shí)際中正確運(yùn)用．

二、教學(xué)過程 教師活動(dòng)

1．提問：敘述牛頓第一定律的內(nèi)容，慣性是否與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)？ 學(xué)生活動(dòng)

回憶、思考、回答：

一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止． 教師概括．

牛頓第一定律指明了任何物體都具有慣性——保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性，同時(shí)也確定了力是一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體的作用，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．

應(yīng)該明確：

（1）力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因；

（2）慣性是物體的固有性質(zhì)．慣性大小與外部條件無關(guān)，僅取決于物體本身的質(zhì)量．無論物體受力還是不受力，無論是運(yùn)動(dòng)還是靜止，也無論是做勻速運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)，只要物體質(zhì)量一定，它的慣性都不會(huì)改變，更不會(huì)消失，慣性是物體的固有屬性．

放投影片：

[例1]某人用力推原來靜止在水平面上的小車，使小車開始運(yùn)動(dòng)，此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可見：

A．力是使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因 B．力是維持物體運(yùn)動(dòng)速度的原因 C．力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 D．力是使物體慣性改變的原因 討論、思考、回答： 經(jīng)討論得出正確答案為：C． 2．提問：牛頓第二定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么？ 學(xué)生回憶、回答：

物體受到外力作用時(shí)，所獲得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力方向相同．

ΣF=ma

理解、思考． 教師講授： 牛頓第二定律的意義

（1）揭示了力、質(zhì)量、加速度的因果關(guān)系．（2）說明了加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系．（3）概括了力的獨(dú)立性原理

提問：怎樣應(yīng)用牛頓第二定律？應(yīng)用牛頓第二定律解題的基本步驟如何？ 討論：歸納成具體步驟．

應(yīng)用牛頓第二定律解題的基本步驟是：（1）依題意，正確選取并隔離研究對(duì)象．

（2）對(duì)研究對(duì)象的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析，畫出受力分析圖．（3）選取適當(dāng)坐標(biāo)系，一般以加速度的方向?yàn)檎较颍鶕?jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式建立方程．

（4）統(tǒng)一單位，求解方程組．對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析、討論． 在教師的引導(dǎo)下，分析、思考． 依題意列式、計(jì)算．

[例2]有只船在水中航行時(shí)所受阻力與其速度成正比，現(xiàn)在船由靜止開始沿直線航行，若保持牽引力恒定，經(jīng)過一段時(shí)間后，速度為v，加速度為a1，最終以2v的速度做勻速運(yùn)動(dòng)；若保持牽引力的功率恒定，經(jīng)過另一段時(shí)間后，速度為v，加速度為a2，最終也以2v的速度做勻速運(yùn)動(dòng)，則a2=______a1．

放投影片，引導(dǎo)解題： 牽引力恒定：

牽引力功率恒定：

提問：通過此例題，大家有什么收獲？隨教師分步驟應(yīng)用牛頓第二定律列式． 學(xué)生分組討論，得出結(jié)論：

力是產(chǎn)生加速度的原因，也就是說加速度與力之間存在即時(shí)直接的因果關(guān)系．被研究對(duì)象什么時(shí)刻受力，什么時(shí)刻產(chǎn)生加速度，什么時(shí)刻力消失，什么時(shí)刻加速度就等于零．這稱做加速度與力的關(guān)系的同時(shí)性，或稱為瞬時(shí)性．

放投影片：

[例3]已知，質(zhì)量m=2kg的質(zhì)點(diǎn)停在一平面直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，受到三個(gè)平行于平面的力的作用，正好在O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知三個(gè)力中F2=4N，方向指向負(fù)方向，從t=0時(shí)起，停止F1的作用，到第2秒末物體的位置坐標(biāo)是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若從第2秒末起恢復(fù)F1的作用，而同時(shí)停止第三個(gè)力F3的作用，則到第4秒末質(zhì)點(diǎn)的位置坐標(biāo)是多少？（3）第4秒末質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？

讀題，分析問題，列式，求解． 畫坐標(biāo)圖：

經(jīng)啟發(fā)、討論后，學(xué)生上黑板寫解答．

（1）在停止F1作用的兩秒內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位置在x軸負(fù)方向移動(dòng)，應(yīng)

所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X軸方向．

（2）當(dāng)恢復(fù)F1的作用，而停止F3的作用的2秒內(nèi)，因?yàn)镕1在x軸正方向，F(xiàn)2在y軸負(fù)方向，直接用F1和F2列的動(dòng)力學(xué)方程

所以第4秒末的位置坐標(biāo)應(yīng)是

其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s

（3）第4秒末質(zhì)點(diǎn)沿x軸和y軸方向的速度分別為v2x和v2y，有

即第4秒末質(zhì)點(diǎn)的速度為4m/s，沿y軸負(fù)方向．

限，設(shè)F3與y軸正向的夾角為θ，則有

對(duì)照解題過程理解力的獨(dú)立作用原理． 教師啟發(fā)、引深：

大量事實(shí)告訴我們，如果物體上同時(shí)作用著幾個(gè)力，這幾個(gè)力會(huì)各自產(chǎn)生自己的加速度，也就是說這幾個(gè)力各自產(chǎn)生自己的加速度與它們各自單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的加速度相同，這是牛頓力學(xué)中一條重要原理，叫做力的獨(dú)立作用原理，即：

3．提問：敘述牛頓第三定律的內(nèi)容，其本質(zhì)是什么？ 回憶，思考，回答：

兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上． 放投影片：

牛頓第三定律肯定了物體間的作用力具有相互作用的本質(zhì)：即力總是成對(duì)出現(xiàn)，孤立的單個(gè)力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也給施力者以力的作用．這一對(duì)作用力和反作用力的關(guān)系是：等大反向，同時(shí)存在，同時(shí)消失，分別作用于兩個(gè)不同的物體上，且具有相同的性質(zhì)和相同的規(guī)律．

[例4] 如圖1-3-2，物體A放在水平桌面上，被水平細(xì)繩拉著處于靜止?fàn)顟B(tài)，則：

[

]

A．A對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)A的支持力總是平衡的 B．A對(duì)桌面的摩擦力的方向總是水平向右的 C．繩對(duì)A的拉力小于A所受桌面的摩擦力

D．A受到的重力和桌面對(duì)A的支持力是一對(duì)作用力與反作用力 思考、討論、得出正確結(jié)論選B，并討論其它選項(xiàng)錯(cuò)在何處． 放投影片：

4．牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍

牛頓運(yùn)動(dòng)定律如同一切物理定律一樣，都有一定的適用范圍．牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子；只適用于物體的低速（遠(yuǎn)小于光速）運(yùn)動(dòng)問題，不能用來處理高速運(yùn)動(dòng)問題．牛頓第一定律和第二定律還只適用于慣性參照系．

理解，記筆記．

三、課堂小結(jié)

提問：你怎樣運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解決動(dòng)力學(xué)問題？ 組織學(xué)生結(jié)合筆記討論并進(jìn)行小結(jié)．

由牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬時(shí)力及作用效果的問題；判斷質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的問題，都可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決．

解決動(dòng)力學(xué)問題的基本方法是：

（1）根據(jù)題意選定研究對(duì)象，確定m．

（2）分析物體受力情況，畫受力圖，確定F合．（3）分析物體運(yùn)動(dòng)情況，確定a．

（4）根據(jù)牛頓定律，力的概念、規(guī)律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式等建立有關(guān)方程．（5）解方程．（6）驗(yàn)算、討論．

四、教學(xué)說明

1．作為高三總復(fù)習(xí)，涉及概念、規(guī)律多．因此復(fù)習(xí)重點(diǎn)在于理解概念、規(guī)律的實(shí)質(zhì)，總結(jié)規(guī)律應(yīng)用的方法和技巧．

2．復(fù)習(xí)課不同于新課，必須強(qiáng)調(diào)引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)．注意知識(shí)的連貫性和知識(shí)點(diǎn)的橫向?qū)Ρ刃裕缫粚?duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力有什么不同？

3．復(fù)習(xí)課可以上得活躍些，有些綜合題可以由學(xué)生互相啟發(fā)，互相討論去解決，這樣既可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣又可提高學(xué)生分析問題的能力．

同步練習(xí)

一、選擇題

1．如圖1-3-3所示，物體A放在物體B上，物體B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．A物上系一細(xì)線，細(xì)線能承受的最大拉力是20N，水平向右拉細(xì)線，下述中正確的是（g=10m/s2）

[

]

A．當(dāng)拉力F＜12N時(shí)，A靜止不動(dòng) B．當(dāng)拉力F＞12N時(shí)，A相對(duì)B滑動(dòng) C．當(dāng)拉力F=16N時(shí)，B受A摩擦力等于4N D．無論拉力F多大，A相對(duì)B始終靜止

2．如圖1-3-4所示，物體m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑動(dòng)，設(shè)加速度為a1；若只在物體m上再放上一個(gè)物體m′，則m′與m一起下滑的加速度為a2；若只在m上施加一個(gè)方向豎直向下，大小等于m′g的力F，此時(shí)m下滑的加速度為a3，則

[

]

A．當(dāng)a1=0時(shí)，a2=a3且一定不為零 B．只要a1≠0，a1=a2＜a3 C．不管a1如何，都有a1=a2=a3 D．不管a1如何，都有a1＜a2=a3

3．如圖1-3-5所示，在光滑的水平面上放著兩塊長(zhǎng)度相等，質(zhì)量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端分別放有一個(gè)大小、形狀、質(zhì)量完全相同的物塊．開始都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)分別對(duì)兩物體施加水平恒力F1、F2，當(dāng)物體與木板分離后，兩木板的速度分別為v1和v2，若已知v1＞v2，且物體與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，需要同時(shí)滿足的條件是

[

]

A．F1=F2，且M1＞M2 B．F1=F2，且M1＜M2 C．F1＞F2，且M1=M2 D．F1＜F2，且M1=M2

二、非選擇題

4．如圖1-3-6所示，一質(zhì)量為M=4kg，長(zhǎng)為L(zhǎng)=3m的木板放在地面上．今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地上勻速運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻把質(zhì)量為m=1kg的鐵塊輕輕放在木板的最右端，不計(jì)鐵塊與木板間的摩擦，且小鐵塊視為質(zhì)點(diǎn)，求小鐵塊經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間將離開木板？（g=10m/s2）

5．一艘宇宙飛船飛近一個(gè)不知名的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道，宇航員著手進(jìn)行預(yù)定的考察工作．宇航員能不能僅僅用一只表通過測(cè)定時(shí)間來測(cè)定該行星的平均密度？說明理由．

6．物體質(zhì)量為m，以初速度v0豎直上拋．設(shè)物體所受空氣阻力大小不變，已知物體經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)最高點(diǎn)．求：

（1）物體由最高點(diǎn)落回原地要用多長(zhǎng)時(shí)間？（2）物體落回原地的速度多大？

7．如圖1-3-7所示，質(zhì)量均為m的兩個(gè)梯形木塊A和B緊挨著并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做勻加速運(yùn)動(dòng)．為使運(yùn)動(dòng)過程中A和B之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，求推力F的大?。ú豢紤]一切摩擦）

8．質(zhì)量m=4kg的質(zhì)點(diǎn)，靜止在光滑水平面上的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，先用F1=8N的力沿x軸作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，問最后質(zhì)點(diǎn)的速度的大小、方向及質(zhì)點(diǎn)所在的位置．

參考答案

1．CD

2．B

3．BD

4．2s

7．0＜F≤2mgtanθ

第三篇：牛頓運(yùn)動(dòng)定律全套教案

超重和失重

一、教學(xué)目標(biāo)

1．了解超重和失重現(xiàn)象；

2．運(yùn)用牛頓第二定律研究超重和失重的原因；

3．培養(yǎng)學(xué)生利用牛頓第二定律分析問題和解決問題的能力。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．超重和失重在本質(zhì)上并不是物體受到的重力發(fā)生了變化，而是物體在豎直方向有加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力或拉力的變化，這一點(diǎn)學(xué)生理解起來往往困難較大。讓學(xué)生理解超重和失重的本質(zhì)是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)之一，也是后面理解航天器中失重現(xiàn)象的基礎(chǔ)。

2．超重和失重中物體對(duì)支持物的壓力和拉力的計(jì)算，是牛頓第二定律應(yīng)用的一個(gè)方面，也應(yīng)作為本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)之一。

三、教具

演示教具：超重和失重演示裝置、彈簧秤、重物、細(xì)線、下面扎孔的可樂瓶、錄像資料。

學(xué)生用具：彈簧秤、鉤碼、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用重錘、繡花線。

四、主要教學(xué)過程(一)引入新課

看錄像片《航天飛機(jī)上的失重現(xiàn)象》《失重物體的運(yùn)動(dòng)》。

提問：剛才所看到的錄像片是在什么地方發(fā)生的？它向我們展示了一種什么現(xiàn)象？

這里給我們展示了失重現(xiàn)象，是在航天飛機(jī)中發(fā)生的。航天飛機(jī)在起飛中產(chǎn)生了超重現(xiàn)象，在太空中又產(chǎn)生了失重現(xiàn)象。超重和失重是怎么產(chǎn)生的呢？這就是我們這節(jié)課研究的內(nèi)容。

(二)教學(xué)過程設(shè)計(jì) 板書：

十、超重和失重 我們先來研究一下超重現(xiàn)象。板書：1．超重現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)：介紹裝置，架子上有兩個(gè)滑輪，兩邊掛有重物。我們?nèi)∽筮叺闹匚锛右匝芯?，重物靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力，物體對(duì)彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向上的加速運(yùn)動(dòng)，我們?cè)儆^察彈簧秤示數(shù)的變化。

提問：看到了什么現(xiàn)象？彈簧秤的示數(shù)增大，物體對(duì)繩的拉力增大。以上實(shí)驗(yàn)可以用更簡(jiǎn)單的裝置來完成，只不過觀察時(shí)的效果稍差一些。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當(dāng)物體向上做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大于物體所受的重力，物體對(duì)繩的拉力大于物重。學(xué)生小實(shí)驗(yàn)：細(xì)線拉重錘(繡花線、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用重錘)。線系在重錘上，緩慢拉起，再讓重錘做向上的加速運(yùn)動(dòng)，線斷。

分析原因：取物體為研究對(duì)象，T-G=ma，T-mg=ma，彈簧秤的拉力為

T=mg+ma=m(g+a)討論：(1)物體做向上的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧對(duì)物體的拉力大于物體靜止時(shí)的拉力，T＞mg，物體對(duì)彈簧的拉力大于物重。

舉例：起重機(jī)在吊起重物時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)都不讓物體的加速度過大是什么原因？

(2)學(xué)生列舉生活中的感受：電梯向上起動(dòng)時(shí)，電梯對(duì)人的支持力大于靜止時(shí)的支持力，同樣人對(duì)電梯的壓力也大于物重；電梯下降剎車時(shí)也一樣。只要物體的加速度方向是向上的，就會(huì)產(chǎn)生以上現(xiàn)象。

提問：在電梯中放一彈簧測(cè)力秤，人站在上面。當(dāng)電梯向上加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)秤的示數(shù)怎樣變化？

(3)整理公式：T=m(g+a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＞g。站在電梯里的人在電梯向上加速或向下減速時(shí)，人對(duì)電梯的壓力大于人的重力，好像是重力加速度g增大了?；鸺痫w時(shí)有很大的向上的加速度，內(nèi)部發(fā)生的是超重現(xiàn)象。當(dāng)物體存在向上的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物重的現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象。

發(fā)生超重現(xiàn)象時(shí)，物重并沒有變化。2．失重現(xiàn)象

實(shí)驗(yàn)：重物靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)大小等于物體所受的重力，物體對(duì)彈簧秤的拉力等于物體所受的重力。放手后物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)，我們?cè)儆^察彈簧秤示數(shù)的變化。

提問：看到了什么現(xiàn)象？彈簧秤的示數(shù)減少，物體對(duì)支持物的拉力減小。學(xué)生實(shí)驗(yàn)：觀察感受失重現(xiàn)象。彈簧秤下掛一重物，物體靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)等于物體所受的重力。當(dāng)物體向下做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧秤的示數(shù)小于物體所受的重力。(注意對(duì)減速時(shí)的示數(shù)增大的解釋。)取物體為研究對(duì)象，G-T=ma，彈簧秤的拉力為T=mg-ma=m(g-a)討論：(1)物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧對(duì)物體的拉力小于物體靜止時(shí)的拉力，T＜mg，物體對(duì)彈簧的拉力小于物重。

(2)學(xué)生列舉生活中的感受：電梯向下起動(dòng)時(shí)，電梯對(duì)人的支持力小于靜止時(shí)的支持力，同樣人對(duì)電梯的壓力也小于物重；電梯上升剎車時(shí)也一樣。(3)整理公式：T=m(g-a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＜g。站在電梯里的人在電梯向下加速或向上減速時(shí)，人對(duì)電梯的壓力小于人的重力，好像是重力加速度g減少了。

失重：當(dāng)物體存在向下的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓力(或拉力)小于物重的現(xiàn)象，叫做失重。當(dāng)a=g時(shí)，T=0，叫做完全失重。

發(fā)生失重時(shí)，物重并沒有變化。

實(shí)驗(yàn)：在可樂瓶下面扎一些小孔，裝上水后水從小孔噴出。把水瓶拋出，噴水情況會(huì)怎樣變化？分析瓶拋出后，水怎樣噴。讓學(xué)生先分析可能發(fā)生的現(xiàn)象，再觀察上拋時(shí)的現(xiàn)象，下拋的情況讓學(xué)生回家去做。解釋現(xiàn)象出現(xiàn)的原因，拋出后水處于失重狀態(tài)，對(duì)瓶無壓力，水不噴。

3．例題

例1 關(guān)于電梯的幾種運(yùn)動(dòng)中，支持力的變化情況如何？

靜止： 上升：

下降：

勻速 加速 減速 勻速 加減 減速

速度方向 加速度方支持力與重

向 力 無 ↑ ↑ ↑ ↓ ↓ ↓

無 無 ↑ ↓ 無 ↓ ↑

= = ＞ ＜ = ＜ ＞

思考題：一個(gè)在地面上能舉起100千克質(zhì)量杠鈴的運(yùn)動(dòng)員在一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)的電梯上能舉起多大質(zhì)量的杠鈴？a=g，a=g/2，分向上和向下兩種加速情況討論。(投影)例2：一臺(tái)升降機(jī)的地板上放著一個(gè)質(zhì)量為m的物體，它跟地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，可以認(rèn)為物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。一根勁度系數(shù)為k的彈簧水平放置，左端跟物體相連，右端固定在豎直墻上，開始時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)為△x，彈簧對(duì)物體有水平向右的拉力，求：升降機(jī)怎樣運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體才能被彈簧拉動(dòng)？

分析：物體開始沒有滑動(dòng)是由于彈簧的拉力小于最大靜摩擦力。這里f=μN(yùn)，只有減小地面對(duì)物體的壓力才能減少最大靜摩擦力，當(dāng)f=μN(yùn)=k△x時(shí)物體開始滑動(dòng)。

取物體為研究對(duì)象，受力如圖，當(dāng)物體做向下的加速運(yùn)動(dòng)或向上的減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能使地面對(duì)物體的壓力減小，即G-N=ma。聯(lián)解兩式得：a=(G-N)/m=(mg-k△x/μ)/m=g-k△x/μm 即升降機(jī)做a＞g-k△x/μm的向下的勻加速運(yùn)動(dòng)或向上的勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體可以在地面上滑動(dòng)。

(三)小結(jié)：發(fā)生超重和失重現(xiàn)象時(shí)，物體并沒有變化，只是由于物體有豎直方向的加速度使得物體對(duì)支持物的作用力發(fā)生了變化。這里討論的問題限于地面附近的物體所發(fā)生的超重和失重現(xiàn)象，沒有討論航天飛機(jī)中的失重現(xiàn)象。請(qǐng)大家思考一下，航天飛機(jī)中的物體受不受地球的引力，它上面的失重現(xiàn)象又是怎樣發(fā)生的呢？

布置作業(yè)；練習(xí)(1)(2)(3)

五、說明

1．本節(jié)課可采用在教師引導(dǎo)下，教師跟學(xué)生共同討論研究的方式進(jìn)行。在教學(xué)中教師要注意學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受情況，恰當(dāng)?shù)靥岢鰡栴}，對(duì)學(xué)生的認(rèn)識(shí)給予正確的評(píng)價(jià)和解釋。

2．課上安排的演示實(shí)驗(yàn)要自己制作，彈簧秤的量程要小，最好是0.2千克左右的，刻度要明顯利于學(xué)生觀察。兩邊重物的質(zhì)量選擇要合適，可使加速過程時(shí)間較長(zhǎng)、較穩(wěn)定。

3．兩個(gè)學(xué)生小實(shí)驗(yàn)，拉斷線的實(shí)驗(yàn)要注意器材的選擇；用彈簧秤拉鉤碼的實(shí)驗(yàn)要注意現(xiàn)象的正確解釋。

第四篇：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 機(jī)械能

牛頓運(yùn)動(dòng)定律 機(jī)械能

【教學(xué)結(jié)構(gòu)】

牛頓運(yùn)動(dòng)定律

一、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。又稱為慣性定律。

慣性：物體有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。一切物體都有慣性。與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，靜止?fàn)顟B(tài)、勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、勻變速運(yùn)動(dòng)等，物體都有慣性，且不變。慣性的大小是由質(zhì)量量度的。物體的速度不需要力來維持。

二、牛頓第二定律

1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化：物體運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就變化。速度是矢量，有大小，有方向，大小和方向一個(gè)變化或同時(shí)都變，都叫速度變化，加速度描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化快慢。

2.力的作用效果：改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使物體形狀或體積發(fā)生變化。

3.質(zhì)量：質(zhì)量是慣性的量度。質(zhì)量越大，慣性越大，阻礙物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)作用越大。

4.牛頓第二定律：物體的加速度跟物體所受外力成正比，跟物體質(zhì)量成反比?！艶=ma 等號(hào)左邊是物體所受的合外力，等號(hào)右邊是物體質(zhì)量和加速度的乘積。在使用牛頓第二定律時(shí)，（1）選擇研究對(duì)象，（2）分析物體受力，（3）利用正交分解方法求物體的合力，建立xoy坐標(biāo)系，根據(jù)解題方便確立x、y方向，（4）列牛頓第二定律方程，∑Fy=may，∑Fx=max（5）解方程。關(guān)鍵是正確分析物體受力，求合力。

5.力的平衡：當(dāng)物體所受合外力為零時(shí)，物體為平衡狀態(tài)，即靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。靜止?fàn)顟B(tài)應(yīng)是υ=0,a=0。單一速度為零不叫靜止?fàn)顟B(tài)，使牛頓第二定律解題時(shí)，往往是一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變化，需列平衡方程，另一方向有加速度列第二定律方程，然后聯(lián)立求解。

6.牛頓第二定律的應(yīng)用：（1）根據(jù)物體受力情況，使用牛頓第二定律求得加速度，然后結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，求解位移，速度等。（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律利用題給定的條件求出加速度再利用牛頓第二定律，求解力或質(zhì)量。

三、牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。作用力和反作用力與二力平衡的區(qū)別：作用力與反作用力作用在兩個(gè)物體上不能使物體平衡，二力平衡一定是作用在一個(gè)物體上。作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力，是摩擦力都是摩擦力，二力平衡則可是不同性質(zhì)的力。在確定作用力的反作用力時(shí)，一定發(fā)生在兩個(gè)物體之間，A給B的力為作用力，反作用力一定是B給A的力。

四、單位制：

基本單位：選定幾個(gè)物理量的單位為基本單位。

導(dǎo)出單位：利用基本單位導(dǎo)出的單位，例如：基本單位位移m，時(shí)間s，速s度單位：根據(jù)υ=，速度單位為m/s，即為導(dǎo)出單位。

t單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制。

國際單位制：基本單位：位移：m, 質(zhì)量：kg, 時(shí)間：s。又稱：米，千克，秒制。導(dǎo)出單位：加速度：m/s2，力：1牛頓（N）=1kgm/s2等。機(jī)械能

一、功：物體受力的作用，在力的方向上

發(fā)生位移，這個(gè)力對(duì)物體做了功。如圖1所示：W=Fscosα，物體 在F1方向上發(fā)生位移S。

α＜90°時(shí)，cosα＞0，力對(duì)物體做正功

α=90°時(shí)，cosα=0，力對(duì)物體不做功，這是很重要的情況，必須重視；帶電沿等勢(shì)面移動(dòng)，電場(chǎng)力不做功，洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。90°＜α≤180°時(shí)，cosα＜1，力對(duì)物體做負(fù)功，也可理解為物體克服某力做功。

功是標(biāo)量只有大小而無方向，做正功、負(fù)功只反映做功的效果。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功過程是能量轉(zhuǎn)化過程。功的單位：焦耳。1焦耳=1Nm。

w功率：描述做功快慢的物理量，定義：功跟完成這些功所用時(shí)間的比值，P=。

t功率的單位1瓦（W）=1J / S，1千瓦（KW）=1000 J / S，功率是標(biāo)量。

P=Fυ，F(xiàn)大小方向不變，υ在變化，某時(shí)刻功率P=Fυt，稱為即時(shí)功率。若

w時(shí)間t完成功為W，P=，又稱為在t時(shí)間內(nèi)的平均功率，或表示為P?F?V。

t額定功率：機(jī)械在正常工作時(shí)的最大功率。機(jī)械的實(shí)際功率可以小于額定功率。當(dāng)機(jī)械在額定功率下工作：P額=Fυ，速度越大，牽引力越小，在汽車起動(dòng)時(shí)，速度很小，牽引力很大，且大于阻力，汽車加速運(yùn)動(dòng)，υ增大，F(xiàn)減小，加速度隨之減小，當(dāng)F=f時(shí)，加速度為零，汽車有最大速度υm，汽車開始的υm做勻速運(yùn)動(dòng)，P額=F·υm=fυm。

二、機(jī)械能

11.動(dòng)能：物體動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方乘積的一半。Ek=m?2，動(dòng)

2能是標(biāo)量，動(dòng)能單位：焦耳（J），靜止物體動(dòng)能量為零。動(dòng)能大小由m、?2共同決定。

2.重力勢(shì)能：物體的重力勢(shì)能就等于物體所受重力和它的高度的乘積。EP=mgh。勢(shì)能是標(biāo)量，單位：焦耳。在研究物體重力勢(shì)能時(shí)，首先要確定重力勢(shì)能0勢(shì)能參考平面。h是相對(duì)零勢(shì)能參數(shù)面的高度，物體在“0”勢(shì)能面上面h為正，重力勢(shì)能為正表示比零重力勢(shì)能大。在0勢(shì)能面下面h為負(fù)，重力勢(shì)能為負(fù)，表示0重力勢(shì)能小。零勢(shì)能面的選擇是任意的，在解決具體問題時(shí)，以方便為選零勢(shì)能面的原則。

重力功與重力勢(shì)能的關(guān)系：重力做正功重力勢(shì)減小，做多少正功重力勢(shì)能減少多少。重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力做多少負(fù)功，重力勢(shì)增加多少。

3.彈性勢(shì)能：被拉伸或壓縮的彈簧，內(nèi)部各部分之間的相對(duì)位置發(fā)生變化，而具有的勢(shì)能。其它彈性物體形變時(shí)也能產(chǎn)生彈性勢(shì)能。我們主要考慮彈簧的形變勢(shì)能。

勢(shì)能：指彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能。機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能的總和。

三、機(jī)械能守恒定律：如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力（空氣阻力、水的阻力等），物體只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能總量保持不變。

對(duì)于機(jī)械能守恒條件可以理解為：只有重力和產(chǎn)生彈性勢(shì)能彈力做功，其它力都不做功或其它力做功總和為零，能量轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)械能守恒。重點(diǎn)要求會(huì)用機(jī)械能解釋一些比較簡(jiǎn)單的物理過程。例如：?jiǎn)螖[在忽略空氣阻力情況下，機(jī)械能守恒，豎直上拋物體機(jī)械能守恒，它們都是動(dòng)能與勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化。

【課余思考】

1.牛頓三定律內(nèi)容是什么？第一定律與第二定律關(guān)系？在使用牛頓第二定律時(shí)應(yīng)注意什么？物體的平衡條件是什么？

2.什么叫機(jī)械能守恒？機(jī)械能守恒條件是什么？

【解題要點(diǎn)】

例

一、下面說法正確的是（）A.物體受的合外力越大，動(dòng)量越大 B.物體受的合外力越大，動(dòng)量變化量越大

C.物體受的合外力越大，動(dòng)量變化率越大 D.物體動(dòng)量變化快慢與合外力沒關(guān)系

解析：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)速度的乘積叫做物體動(dòng)量，是矢量，用P表示。P=mυ,其單位為：kgm/s，其方向與速度方向相同，設(shè)物體受的合外力F合作用

?t??0時(shí)間為t，在此時(shí)間內(nèi)物體速度由υ0變到υt，其加速度a?，代入牛頓第t?t??0二定律式F合=ma=m

tm?t?m?0Pt?P0Pt?P0==，Pt?P0為動(dòng)量變化量，為動(dòng)量變化率?？芍狢選ttt項(xiàng)正確。

牛頓第二定律又可表述為：作用在物體上的合外力等于單位時(shí)間動(dòng)量的變化。

例

二、質(zhì)量為10kg的物體，原來靜止在水平面上，當(dāng)受到水平拉力F后開始沿直線做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)物體經(jīng)過時(shí)間t位移為x，且x、t的關(guān)系為x=t2，物體所受合外力大小為 第4S末的速度是 當(dāng)4S末時(shí)撤去F，則物體再經(jīng)過10S停止，運(yùn)動(dòng)物體受水平拉力F =，物體與平面摩擦因數(shù)?=。

1解析：依題意，物體做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，位移公式為S=at2，與

2x=2t2比較可知a=4m / s2，F(xiàn)合=ma=10×4=40N。4S末的速度υ 4=4×4=16 m / s。撤掉F后在水平方向上受摩擦力f，物體做初速為16m / s的勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)10S

2停止運(yùn)動(dòng)，υ ′t，a′=1.6m / s，f=ma=10×1.6=16N，F(xiàn)－f=40，F(xiàn)=40＋16=56N，4=υ 0－af又f=?mg，?== mg16 / 100=0.16。

例

三、如圖2所示，質(zhì)量為m的工件，隨傳送帶運(yùn)動(dòng)，工件與傳送帶間無滑動(dòng)，求下列情況下工件所受靜摩擦力，（1）傳送帶勻速上升，（2）以a=g / 2的加速度向下加速運(yùn)動(dòng)，（3）以a=g的加速度向下

加速運(yùn)動(dòng)。解析：選工件為研究對(duì)象，分析工件受力，如圖3所示，受重力、斜面支持力N，斜面給的靜摩擦力f，其方向

可設(shè)為沿斜面向上，建立xoy坐標(biāo)，x平行斜面向上 為正，y與斜面垂直，向上為正，分解mg為

1Gx=mgsin30°=mg，沿－x方向，23Gy=mgcos30°=mg沿－y方向。

2（1）物體處于平衡狀態(tài)，合外力為零，13即f－mg=0 N－mg=0，解方程

221可得f=mg沿斜面向上。第二個(gè)方程可不解。

（2）物體以a=g / 2沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，在x方向列牛頓第二定律方程

1f－mg=－ma，y方向方程可不列，但在很多題目中列y方向方程也是必要2的。方程中的正、負(fù)是以x軸方向而決定的，a方向向－x，故為負(fù)，將a=g / 2代入方程解得：f=0。

1（3）當(dāng)a=g時(shí)，其它情況同于（2），f=－mg此負(fù)號(hào)表示與原設(shè)定方向相

21反，f大小為mg，方向沿斜面向下。

2例

四、在某次實(shí)驗(yàn)中獲得的紙帶上 每5個(gè)點(diǎn)取為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)0、1、2、3、4、5，每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)相對(duì)于起點(diǎn)距離 如圖4所示，由紙帶測(cè)量數(shù)據(jù)可知，從起點(diǎn)O到第5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為

S，這段時(shí)間里小車的平均速度為

cm / s，在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)位移差均為

，所以小車運(yùn)動(dòng)可看作為

，小車的加速度為

計(jì)數(shù)點(diǎn)4處小車的速度為

cm / s。

解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打兩個(gè)點(diǎn)所用時(shí)間t0=0.02S，所以每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1S，從O點(diǎn)到第5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)所時(shí)間t=0.5S。這段時(shí)間內(nèi)小車位移

s14.30為14.30 cm，平均速度V??=28.6 cm / s。

t0.5第一個(gè)T內(nèi)位移S1=12.6 mm，第二個(gè)T內(nèi)位移S2=33.2－12.6=20.6 mm，S3=61.8－33.2=28.6 mm，S4=98.4－61.8=36.6 mm，S5=143.0－98.4=44.6 mm，連續(xù)相等時(shí)間位移差?S=20.6－12.6=28.6－20.6=36.6－28.6=44.6－36.6=8mm。根據(jù)勻加速直Sn?Sn?1線運(yùn)動(dòng)：a=，可知aT2為恒量，連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移差一定時(shí)，此運(yùn)動(dòng)2T便為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

?S0.8a=2?2?80cm/s2。在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，時(shí)間中點(diǎn)的即時(shí)速度即等于T01.S4?S536.6?44.6?這段時(shí)間的平均速度，V4==40.6 cm / s。2T2?01.例

五、如圖5所示，質(zhì)量為m的物體靜止在水平面上，物體與平面間摩擦因數(shù)為?，在與水平成

?角的恒力F作用下，做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)

位移為S時(shí)，F(xiàn)對(duì)物體做功為

，摩擦力做功為

，重力做功為。

解析：WF=F·Scos?直接可求得F做功。摩擦力 的做功，首先分析物體受力，如圖6所示，在 豎直方向上無加速度處于平衡

N＋F2－mg=0，N=mg－F sin?，f=?N=?(mg－F sin?)摩擦力功Wf=?(mg－F sin?)S。重力功W重=0重力與

位移方向垂直。解決功的問題關(guān)鍵是確定力的大小

和方向，位移的大小和方向，然后根據(jù)功的定義計(jì)算功。

例

六、自高為H處，以速度υ0拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球，在不計(jì)空氣阻力的情況下，小球落地時(shí)速度大小為多少？若以相同的速度向不同方向拋出不同質(zhì)量的小球，它們落地時(shí)速度大小關(guān)系是什么

解析：在忽略空氣阻力情況下，小球自拋出點(diǎn)落地過程機(jī)械能守恒，拋出時(shí)11機(jī)械能為E1=mgH＋m?02，落地時(shí)只有動(dòng)能而無重力勢(shì)能，機(jī)械能E2=m?2。

221

1mgH＋m?02=m?2 ???02?2gh

22從上式知物體落地時(shí)的速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，與拋出的方向無關(guān)，只要拋出時(shí)速度大小相等，拋出高度相同，落地時(shí)速度應(yīng)相等。

【同步練習(xí)】

1.如圖7所示，把質(zhì)量為m的物體沿傾角不同斜面拉至 同一高度，若物體與不同斜面摩擦系數(shù)相同，傾角 θ1＜θ2＜θ3

（1）拉m從坡底到坡頂過程中，克服重力做 功為W1、W2、W3則（）

A.W1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)3、B.W1＜W2＜W

3C.W1=W2=W3

D.無法確定

（2）在此過程中克服摩擦力的功為W1、W2、W3則（）

A.W′′′B.W′′′1＞W(wǎng)2＞W(wǎng)1＜W2＜W3

C.W′′′ D.不知運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無法確定。1=W2=W3

2.在有空氣阻力情況下，豎直上拋一物體，到達(dá)最高點(diǎn)又落回原處，若過程中阻力不變，則（）

A.上升過程中重力對(duì)物體做功的大小大于下降過程中重力做功的大小

B.上升過程和回落過程阻力做功相等

C.上升過程和回落過程合力做功前者大于后者

D.上升過程重力做功平均功率大于回落過程重力做功的平均功率

3.質(zhì)量為m的物體，受到位于同一平面內(nèi)的共點(diǎn)力F1、F2、F3、F4的作用，并處于平衡狀態(tài)，當(dāng)其中F2變?yōu)镕2＋?F，且方向不變時(shí)，則（）

A.物體一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B.物體一定做變加速直線運(yùn)動(dòng)

C.物體的加速度一定是?F/m D.在任何相等時(shí)間內(nèi)物體速度變化一定相同

4.如圖8所示，升降機(jī)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)8cm，運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧伸長(zhǎng)4cm，則升降機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能是（）

A.a=1m/s2，加速下降

B.以a=1m/s2，加速上升

C.以a=4.9m/s2，減速上升

2D.以a=4.9m/s，加速下降

5.對(duì)于質(zhì)量相同的甲、乙兩個(gè)物體，下列說法正確 的是（）

A.當(dāng)甲、乙兩物體的速度相同時(shí)，它們所受的合外力一定相等

B.當(dāng)它們受到合外力相同時(shí)，它們的動(dòng)量改變得快慢相同

C.當(dāng)甲、乙兩物體的加速度相同時(shí)，它們所受的合外力一定相等

D.當(dāng)甲、乙兩物體的位移相等時(shí)，它們所受的合外力一定相等 6.以υ=5m/s的速度勻速上升的氣球，吊籃連同重物的質(zhì)量為10kg，在500m的高空，從吊籃中落下一重物為2kg，經(jīng)過10S鐘，氣球離開地面高度為多少？（g取10m/s2）

[參考答案] 1.(1)C(2)A 2.B C D 3.C D 4.C D 5.B C 6.675m

第五篇：02牛頓運(yùn)動(dòng)定律·牛頓第二定律·教案

牛頓運(yùn)動(dòng)定律·牛頓第二定律·教案

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出牛頓第二定律，并使學(xué)生對(duì)牛頓第二定律有初步的理解。

2．通過學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?．滲透科學(xué)的發(fā)現(xiàn)、分析、研究等方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．牛頓第二定律本身是力學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，所以在學(xué)生最初接觸這個(gè)規(guī)律時(shí)就應(yīng)打好基礎(chǔ)。

2．由于采用新的教學(xué)方法，在課堂密度加大的情況下如何完成教學(xué)進(jìn)度，成為教學(xué)過程中的一個(gè)難點(diǎn)。

三、教具

1．學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)牛頓第二定律器材(木板、小車、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電源、小筒、細(xì)線、砝碼、天平、刻度尺、紙帶等)。

2．計(jì)算機(jī)及自編軟件，電視機(jī)(作顯示)。3．投影儀，投影片。

四、教學(xué)過程(一)引入新課

1．復(fù)習(xí)提問：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢用什么物理量來描述，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變與何因素有關(guān)？關(guān)系是什么？(學(xué)生回答：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢用加速度來描述；加速度與物體質(zhì)量及物體受力有關(guān)，關(guān)系是：物體受力越大，物體加速度越大；物體質(zhì)量越大，物體加速度越小。)2．引課提問：物體的加速度與物體所受外力及物體的質(zhì)量之間是否存在一定的比例關(guān)系？如果存在，其關(guān)系是什么？請(qǐng)同學(xué)猜一猜。(當(dāng)學(xué)生提出物體加速度可能與物體受力成正比，與物體的質(zhì)量成反比時(shí)，教師予以表揚(yáng)。)我們的猜想是否正確呢，需要用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。這就是我們這節(jié)課所要研究的牛頓第二定律。

(二)教學(xué)過程 1．實(shí)驗(yàn)介紹 投影：實(shí)驗(yàn)裝置圖

講解：我們用小車作為研究對(duì)象，通過在小車上增減砝碼可以改變小車質(zhì)量。在小車上掛一根細(xì)線，細(xì)線通過定滑輪拴一個(gè)小桶，小桶內(nèi)可以放重物，這時(shí)小車受到的拉力大致是小桶及重物的重力，我們可以通過改變小桶內(nèi)的重物來改變小車受到的拉力。我們研究小車的加速度a與拉力F及小車質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，可先保持M一定，研究a與F的關(guān)系；再保持F一定，研究a與M的關(guān)系。這是物理學(xué)中常用的研究方法。

下面我們先保持小車質(zhì)量不變，拉力F取幾次不同的數(shù)值，測(cè)出每一次小車的加速度a，從而研究a與F的關(guān)系。

提問：如何測(cè)出小車的加速度？(學(xué)生回答：可用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。)再追問：測(cè)加速度的公式是什么？(學(xué)生回答公式，若學(xué)生回答不清時(shí)，可幫助其答出。)

講解：怎樣才能直觀地反映出a與F是否成正比呢？我們可以借助圖象：用橫軸表示拉力，用縱軸表示加速度，若加速度隨拉力的變化圖線是一條過原點(diǎn)的直線，就可以說明a與F成正比。我們改變幾次拉力的大小，并測(cè)出每次拉力所對(duì)應(yīng)的小車加速度，就可以得到幾組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)圖象中的一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)這幾個(gè)點(diǎn)就可以連出加速度隨拉力變化的圖象，并根據(jù)圖象作出是否成正比的判斷。

板圖：

講解：在小車運(yùn)動(dòng)過程中不可避免的要受到摩擦力的作用，這個(gè)摩擦力也會(huì)影響到小車的加速度，如何消除摩擦力的影響呢？我們可以把木板的一端墊高，使小車在沒有受到拉力時(shí)恰能夠在木板上做勻速運(yùn)動(dòng)，就是用重力的下滑分力與摩擦力平衡，這時(shí)再加拉力，小車的加速度就只由拉力而產(chǎn)生了。

由于一節(jié)課時(shí)間有限，所以我們共同完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)：每組只做一個(gè)拉力作用下小車產(chǎn)生加速度的情況，但不同的組取的拉力值不同，如第一組拉力為0.1N、第二組拉力為0.2N、第三組拉力為0.3N??而我們所用的小車質(zhì)量是相同的，這樣我們把大家的數(shù)據(jù)綜合起來，就得到質(zhì)量相同的小車在若干個(gè)不同拉力作用下的加速度了。

另外為了節(jié)約時(shí)間，我們采用計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)。

開機(jī)并講解：這個(gè)數(shù)據(jù)處理軟件功能是這樣的：我們只要把s1、s2、s3、s4、s5、s6及記數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T輸入，計(jì)算機(jī)就會(huì)自動(dòng)算出小車的加速度a，并且根據(jù)輸入的對(duì)應(yīng)拉力F的數(shù)值，作出a隨F變化的圖線。

2．學(xué)生實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)：(約8至10分鐘)教師巡視； 提問：學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)出并輸入計(jì)算機(jī)； 操作：由數(shù)據(jù)得出圖線；

講解：由實(shí)驗(yàn)可知，物體的加速度與所受拉力成正比。板書：a∝F 3．實(shí)驗(yàn)介紹

講解：下面再保持拉力不變，研究a與M的關(guān)系。剛才我們猜測(cè)a與M可能是反比關(guān)系，怎樣才能從圖象上反映a與M是否反比呢？我們可以以1/M為橫軸，以a為縱軸，若所得圖線為過原點(diǎn)的直線，則表明a與1/M成正比，也就是a與1/M成反比。

下面我們?nèi)匀环纸M來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，我們都選拉力為0.1N，通過在小車上增加砝碼來改變小車質(zhì)量，第一組取小車的質(zhì)量為0.2kg、第二組取小車的質(zhì)量為0.3kg、第三組取小車的質(zhì)量為0.4kg??實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理也與剛才相似，只是此時(shí)不再輸入拉力，而是輸入小車的質(zhì)量M并自動(dòng)換算出質(zhì)量的倒數(shù)1/M，并根據(jù)幾組質(zhì)量值及對(duì)應(yīng)的加速度作出a隨1/M變化的圖線。4．學(xué)生實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)：(約7到8分鐘)教師巡視； 提問：學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)出并輸入計(jì)算機(jī)； 操作：由數(shù)據(jù)得出圖線；

講解：由實(shí)驗(yàn)可知，物體的加速度與物體質(zhì)量成反比。板書：a∝1/M 5．結(jié)論分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)我們證實(shí)了我們的猜想：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體質(zhì)量成反比。這就是著名的牛頓第二定律。

板書：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體質(zhì)量成反比。用公式表示為 a∝F/M F∝Ma 若改寫為等式，應(yīng)乘一系數(shù)k F=kMa 如果我們把1牛頓定義為：使質(zhì)量1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度的力為1牛頓，這時(shí)等式左側(cè)為1，等式右側(cè)為k。也就是說我們采用這種定義方式可以使k=1，此時(shí)牛頓第二定律的表達(dá)式為

板書：F=Ma 講解：下面我們對(duì)牛頓第二定律進(jìn)行進(jìn)一步的討論：首先我們可以注意剛才小車所受到的拉力，實(shí)際是小車所受到的合外力，所以牛頓第二定律中的F應(yīng)為物體受到的合外力。

板書：(1)F為合外力

其次我們可以注意到小車的加速度方向與拉力方向是一致的，這就是牛頓第二定律的方向性。

板書：(2)a的方向與 F一致

另外，物體某一時(shí)刻的加速度，只由它此刻的受力決定，而與其他時(shí)刻的受力無關(guān)，這就是牛頓第二定律的即時(shí)性。

板書：(3)即時(shí)性(三)課堂小結(jié)：這節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)得出了牛頓第二定律，并且對(duì)這個(gè)規(guī)律有了初步的了解。牛頓第二定律是力學(xué)中的一個(gè)很重要的規(guī)律，今后我們還要進(jìn)一步學(xué)習(xí)和討論。

五、說明

1．設(shè)計(jì)思路：本節(jié)課的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)在于更多地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與，使其動(dòng)手動(dòng)腦，以提高其能力。本節(jié)課的關(guān)鍵在于電腦輔助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，提高了課堂密度，有可能在一節(jié)課內(nèi)完成講授與實(shí)驗(yàn)。本節(jié)課設(shè)計(jì)時(shí)隱含了“假說”——“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”的科學(xué)研究方法，電腦輔助實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，烘托了科學(xué)研究氣氛。2．本節(jié)課學(xué)生實(shí)驗(yàn)器材即學(xué)生分組驗(yàn)證牛頓第二定律器材，電腦軟件系自制軟件：包括表格(輸入s1至s6及T即可算出a，根據(jù)a和F或1/M的值即可在圖象中描點(diǎn)連線)和圖象，也可以用一些現(xiàn)成的軟件如Excel等。

(北京市第156中學(xué) 王方毅)