人教版高一物理必修一第四章教案

1、第四章牛頓運動定律4.1 牛頓第一定律教學目標1. 知道伽利略的理想實驗及其主要推理過程和推論，理想實驗是科學研究的重要方法2. 理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義；理解力和運動的關(guān)系，物體的運動不需要力來維持。3. 理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的量度；會用慣性解釋一些現(xiàn)象。教學重點1. 理解力和運動的關(guān)系2. 對牛頓第一定律和慣性的正確理解3. 理想實驗教學難點1. 力和運動的關(guān)系2. 慣性和質(zhì)量的關(guān)系教學過程引入：師：同學們，在前面的學習中我們學習了怎樣描述物體的運動，知道了物體的一些運動規(guī)律，但同學們有沒有想過：同一個物體不同的情況下可以做出不同的運動，究竟是什么決定了物體的運動情況？要

2、討論這個問題，就要研究運動與力的關(guān)系。所以，從今天開始，我們就一起來探究運動與力的關(guān)系。一、據(jù)生活現(xiàn)象思考探究師：現(xiàn)在請同學們結(jié)合日常生活經(jīng)驗，分組探討一下運動和力是怎樣的一種關(guān)系，并試著回答以下一些問題。1、物體的運動需要力來維持嗎？是不是有力物體就能運動，沒力物體就靜止。給物體一初速度，物體在不同平面上滑動，體會物體運動不需要力來維持。2、物體的運動方向跟力的方向一樣嗎？以拋粉筆為例3、物體的運動僅由力決定嗎？拋粉筆為例4、物體什么情況下做直線運動？什么情況下做曲線運動？以拋粉筆為例5、物體做直線運動時，什么情況下加速？什么情況下減速？以拋粉筆為例。【牢記】：物體的運動不需要力來維持，沒有

3、時物體也能運動：勻速直線運動；運動方向與力的方向無必然聯(lián)系；當速度與力同一直線時，物體做直線運動；速度與力不在同一直線時，曲線運動；同一直線時，力與速度同向，加速；力與速度反向，減速。要讓學生明白：物體此刻的速度是由上一刻的速度和上一刻的受力決定的，此刻的速度及此刻的受力決定下一刻的速度。 （比方：今天的結(jié)果是前面的表現(xiàn)決定的，要想今后的結(jié)果能改變，必須從現(xiàn)在開始。）二、歷史上人類對運動與力的關(guān)系的認識師：愛因斯坦曾把一代代科學家探索自然奧秘的努力，比做福爾摩斯偵探小說中警員破案的過程。在偵探故事中，有時候明顯可見的線索卻把人們引到錯誤的判斷上去，也就是說光憑經(jīng)驗來做判斷是靠不住的。師：長期以

4、來， 在研究物體運動原因的過程中， 人們的經(jīng)驗是： 要使一個物體運動， 必須推它或拉它。因此，人們直覺地認為，物體的運動是與推拉等行為相聯(lián)系的，當不再推、拉的時候，原來的運動便停止下來。根據(jù)這類經(jīng)驗，亞里士多德得出結(jié)論：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體便要停止在某個地方。我想不僅是亞里士多德這樣想，就是在現(xiàn)在，很多人還是這樣想的，因為它與我們的現(xiàn)實生活經(jīng)驗相一致。但這卻是個錯誤的結(jié)論。是由明顯可見的線索引出的錯誤判斷，而且這個錯誤結(jié)論竟維持了近兩千年。直到三百多年前，伽俐略創(chuàng)造了有效的“偵察”方法，發(fā)現(xiàn)了正確的線索，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)，成為物理學中的福爾摩斯。師：伽俐略注意到

5、，當一個球沿斜面向下滾動時，它的速度越來越大；向上滾動時，速度越來越小。他由此猜想：當球沿水平面滾動時，速度應該不增不減。實際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢，最后停下來。伽俐略認為， 這是由于摩擦阻力的原因，因為他同樣還觀察到，表面越光滑， 球便會滾動得越遠。于是他推斷：若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h滾下去。師：伽俐略為了說明他的思想，設(shè)計了一個實驗（ 伽俐略斜面實驗 ）：讓一個小球沿一個斜面從靜止狀態(tài)開始滾下，小球?qū)L上另一個斜面，如果沒有摩擦，小球?qū)⑸皆瓉砀叨?。減小后一斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然達到同樣高度，但這一次為了達到同樣高度，比第一次滾得遠些。繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，小球達到同一高度時將

6、會滾得更遠。于是他問道：若將后一個斜面放平，球會滾動多遠？結(jié)論顯然是，球?qū)⒂肋h滾動下去。這就是說物體的運動不需要力來維持，沒有力物體也可以運動（比如在光滑水平上，只要給物體個初速度，物體將以這個速度永遠運動下去） ，而力恰好是改變物體運動狀態(tài)（運動速度）的原因，比如物體加速和減速時都需要受到力的作用。當然我們不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得無限長，所以這個實驗是“理想實驗”帶領(lǐng)學生觀察動畫及視頻文件，先看理論動畫，再看演示實驗。注意： 理想實驗不是空想實驗，它是可靠實驗事實加上理論推導。師：與伽俐略 同 時甲乙丙代的法國科學家笛卡爾補充和完善了伽利略的觀點。明確指出：除非物體受到外力的作

7、用，物體將永遠保持靜止或運動狀態(tài)，永遠不會使自己沿曲線運動，而只保持在直線上運動。他還認為，這應該作為一個原理加以確立，并且是人類整個自然的基礎(chǔ)。三、牛頓第一定律牛頓物理學的基石慣性定律伽俐略和笛卡爾的正確結(jié)論在隔了一代人以后，由牛頓總結(jié)成動力學的一條基本定律：牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。注意： 學習物理的過程中大家已經(jīng)對亞里士多德這個名字很熟悉了，并且每次提到的都是他的錯誤觀點，好像成了反面教材，這里我要向大家說明一下：亞里士多德是個非常偉大的人。恩格斯稱亞里士多德是最博學的人，亞里士多德的研究涉及生物、天文、氣象、數(shù)學和物

8、理等，成果十分豐富，是西方文化的奠基人。他追求以世界的本來面目來說明各種自然現(xiàn)象，比如說：他認為天上的運動應該是完美的勻速圓周運動、 地上的物體都應該是靜止的。他認為物體的運動需要力來維持，是與大量的“事實”相一致的。他一直追求真理，只不過因為當時研究物理總是靠直覺和思維來進行。因此，他的這一錯誤觀點影響了人們兩千多年。伽利略實在是一個偉大的科學家，他第一個意識到了摩擦力一個本質(zhì)至今還沒有被認識清楚的問題。有了這一點，加上他又具有豐富、發(fā)散而有嚴謹?shù)目茖W思維能力，設(shè)計出其理想實驗就顯得比較自然了。我們認為理想實驗首要的意義在于它摒棄了那種單純依靠思辯來研究物理的行為方式，而確立了實驗在物理研究

9、中的基本地位。從物理史實上可以發(fā)現(xiàn)，這時伽利略認為的地面上的物體除靜止外的另一本來面目是勻速圓周運動（而不是勻速直線運動），伽利略是一個偉大的科學家，在物理史上有著不可取代的地位，是因為他第一次確立了物理實驗在物理研究中的重要性，研究物理不再是單純地靠直覺和思維。是笛卡爾第一個明確指出：除非物體受到外力作用，物體將永遠保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。這確實是人類思想認識上的一次飛躍。因此，笛卡爾認為上述論斷應該作為一個原理加以確立，且是人類整個自然觀的基礎(chǔ)是十分合理的。笛卡爾當時還指出：在太空環(huán)境中可以實現(xiàn)物體不受外力的作用，這時物體的運動就滿足理想實驗的條件（解放了人們的思想，拓寬了看問題的視野

10、）。牛頓所做的工作不僅是進行了總結(jié)，更是從物理上賦予了明確的內(nèi)涵，這其中包括慣性和力作為科學概念地提出，以及慣性參考系等，同時明確了力和物體運動及其變化之間的直接因果關(guān)系?！纠斡洝浚?、運動并不需要力來維持，因而力并不是使物體運動的原因；只有當物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變的時候，才需要力，所以力是改變物體運動狀態(tài)的原因2、不受力的物體是不存在的，所以牛頓第一定律是理想定律，不能用實驗來驗證。3、物體具有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)稱慣性。所以牛頓第一定律又稱慣性定律。師：生活中許許多多的現(xiàn)象可以幫助我們理解牛頓第一定律。例如冰壺。冰壺在冰面運動時受到的阻力較小，可以在較長時間內(nèi)保持

11、運動速度的大小和方向不變直到它再一次受到桿的打擊或碰到障礙物，才改變這種狀態(tài)。觀看牛頓第一定律演示實驗四、慣性帶領(lǐng)學生觀看多媒體文件。生活中的例子：將斧頭和木把往下敲。木把受到敲擊突然停止了。斧頭由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)，繼續(xù)向下運動，使斧頭和木把套緊。1、問：什么樣的物體具有慣性？物體什么時候具有慣性？答：一切物體均具有慣性。一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。物體任何時候都有慣性，慣性是一種固有性質(zhì)。2、慣性可以被克服嗎？答：慣性是物體的固有屬性，不是力，不能避免或克服。3、速度可以突變嗎？答：當有外力作用迫使物體改變運動狀態(tài)時，物體的運動

12、狀態(tài)會在原有的基礎(chǔ)上發(fā)生變化，慣性的大小就表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度。正因為物體的運動狀態(tài)是在原有的基礎(chǔ)上一點點變化的，所以速度是不能突變的。4、物體的慣性大小由什么決定呢？與速度有關(guān)嗎？答：慣性的大小僅由質(zhì)量決定。這里有一個易錯點：很多同學認為速度大，慣性大；速度小，慣性小。原因是他們把“運動狀態(tài)改變的難易程度理”理解為“物體從運動到靜止的難易程度”。分析：正是因為有外力的作用才使得物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，所以要比較兩個物體運動狀態(tài)改變的難易程度，最起碼要給它們相同的外力作用，才好進行比較。（不恰當?shù)谋确剑合肟磧蓚€人一天誰掙的錢多，最起碼要給他們相同的本錢）要比較速度變化的難易程度其實

13、就是比較物體的加速度，加速度反映了相同時間內(nèi)物體速度變化的大小關(guān)系，而在相同的外力作用的情況下，物體的加速度大小是僅僅是由質(zhì)量決定的。所以慣性僅僅由質(zhì)量決定。（a 大，速度變化容易；a 小，速度變化難）慣性 的大小僅由質(zhì)量決定。但由于慣性是屬性不是物理量，所以不能具體講1 千克的物體有多少慣性。例：如手擋相同速度的籃球和汽車。如果一輛空車和一輛裝滿貨物車在相同的牽引力作用下由靜止開始運動，它們的運動狀態(tài)改變的情況并不相同，空車的質(zhì)量小，在較短的時間內(nèi)可以達到某一速度，運動狀態(tài)容易改變。裝滿貨物的車，質(zhì)量大，要在很長的時間內(nèi)才能達到相同的速度，運動狀態(tài)難以改變。慣性大小在實際中是經(jīng)常要加以考慮的

14、。當我們要求物體的運動狀態(tài)容易改變時，應該盡可能減小物體的質(zhì)量。殲擊機的質(zhì)量比運輸機、轟炸機的質(zhì)量要小得多，在戰(zhàn)斗前還要拋掉副油箱，以進一步減小質(zhì)量，就是為了要提高殲擊機的靈活性。相反，當我們要求物體的運動狀態(tài)不容易改變時，應該盡量增大物體的質(zhì)量，抽水站的電動抽水機和水泵都固定在很重的機座上，就是要增大它們的質(zhì)量，以盡量減小它們振動或避免意外的碰撞而移動。牛頓第一定律擴展：我們現(xiàn)在已經(jīng)知道物體不受力與受力平衡是等效的（可以由牛頓第二定律得到受力平衡時加速為0，物體靜止或勻速） ，所以牛頓第一定律可以這樣理解：當物體不受力或受力平衡時，物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。反過來亦成立，當物體處

15、于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)時，物體必定不受力或受力平衡。有下圖：物體不受力物體靜止或勻速直線運動運動狀態(tài)不變受力平衡物體受力受力不平衡物體不能保持靜止或勻速運動狀態(tài)改變4.2 實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教案教學目標 :知識與技能要求學生認真看書，明確用“比較”的方法測量加速度；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系；作出a-F 、 a-1 m圖象。教學重點與難點:重點：對a F、 a1 m的探究難點：對探究性實驗的把握。教學方式：本節(jié)課主要采取的是“實驗探究”教學方式。教學設(shè)計：新課導入：1復習提問：物體運動狀態(tài)改變快慢用什么物理量來描述，物體運動狀態(tài)改變與何因素有關(guān)?關(guān)系是什么 ?教師啟發(fā)引導學

16、生得出：物體運動狀態(tài)改變快慢用加速度來描述，與物體質(zhì)量及物體受力有關(guān)。(學生更詳細的回答可能為：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 教師引導提問進入新課：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 ?請同學猜一猜。( 學生會提出很多種猜想，對每一種猜想，教師都應予以肯定)教師在學生猜想的基礎(chǔ)上進一步引導啟發(fā)學生：我們的猜想是否正確呢，需要用實驗來檢驗。這就是我們這節(jié)課所要研究的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。指導學生確定實驗方案、完成實驗操作：一、實驗介紹投影 ：實驗裝置如圖所示。講解：我們用小車作為研究對象，通過在小車上增減

17、砝碼可以改變小車質(zhì)量； 在小車上掛一根細線，細線通過定滑輪拴一個小桶，小桶內(nèi)可以放重物，這時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)量的關(guān)系時，可先保持 m一定，研究以與F 的關(guān)系；再保持 F 一定，研究 d 與 m的關(guān)系這是物理學中常用的研究方法。 ( 此控制變量法可引導學生討論得出)教師引導提問：如何根據(jù)現(xiàn)有器材測出小車的加速度?( 學生回答：用打點計時器)教師可再追問：用打點計時器測加速度的方法和公式是什么?( 在學生充分討論的基礎(chǔ)上可展示如下版圖 )板圖： 如果物體做初速度為零的勻加速直線運動，那么

18、，測量物體加速度最直接的辦法就是用刻度尺測量位移并用秒表測量時間，然后由a=2x/t 2 算出。也可以在運動物體上安裝一條打點計時器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點來測量加速度。由于 a=2x/t 2，如果測出兩個初速度為零的勻加速運動在相同時間內(nèi)發(fā)生的位移為x1、 x2，位移之比就是加速度之比，即 a1 a2= x 1/ x 2。提出問題：在小車運動過程中不可避免的要受到摩擦力的作用，這個摩擦力也會影響到小車的加速度，如何消除摩擦力的影響呢?教師可啟發(fā)引導學生得出：把木板沒有定滑輪的一端墊高，使小車重力沿斜面向下的分力與摩擦力平衡。二、實驗過程1 保持小車質(zhì)量不變，研究a 與 F 的關(guān)系。實驗的基

19、本思路：保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同的力的作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系。教師引導提問：怎樣才能直觀地反映出口與F 是否成正比呢 ?教師啟發(fā)引導學生得出：可以借助圖象，用橫軸表示拉力，用縱軸表示加速度，通過采集數(shù)據(jù)作a一 F 圖象。如加速度隨拉力的變化圖線是一條過原點的直線，就說明n 與 F 成正比。實驗數(shù)據(jù)的分析：設(shè)計一個表格，把同一物體在不同力的作用下的加速度填在表中。為了更直觀地判斷加速度 a 與力 F 的數(shù)量關(guān)系，我們以以為縱坐標、F 為橫坐標，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標系中描點。如果這些點在一條過原點的直線上，說明a 與 F 成正比，如果不是這樣，則需進一步分析。學生分組實驗，教

20、師巡視指導學生報出實驗數(shù)據(jù)并輸人計算機。( 用 Excel 表格處理數(shù)據(jù) )教師引導各組代表匯報實驗過程及結(jié)果得出結(jié)論。板書： a F2保持拉力不變，研究 a 與 m的關(guān)系實驗的基本思路：保持物體所受的力相同，測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。實驗數(shù)據(jù)的分析：設(shè)計第二個表格，把不同物體在相同力的作用下的加速度填在表中。根據(jù)我們的經(jīng)驗，在相同力的作用下，質(zhì)量優(yōu)越大，加速度a 越小。這可能是“ a 與 m成反比”，但也可能是“以與2m 成反比”，甚至是更復雜的關(guān)系。我們從最簡單的情況人手，檢驗是否“a 與 m成反比”。在數(shù)據(jù)處理上要用到下面的技巧。板圖：“ a 與 m

21、成反比”實際上就是“a 與 1 m成正比”，如果以 a 為縱坐標、 1m為橫坐標建立坐標系，根據(jù) a-1 m圖象是不是過原點的直線，就能判斷加速度以是不是與質(zhì)量 m成反比。(實驗前教師指導)學生分組實驗，教師巡視指導，學生實驗數(shù)據(jù)輸人計算機。( 用Excel表格處理數(shù)據(jù))各實驗小組代表匯報實驗情況得出結(jié)果。板書： a 1 m由實驗結(jié)果得出結(jié)論在這個實驗中，我們根據(jù)日常經(jīng)驗和觀察到的事實，首先猜想物體的加速度與它所受的力及它的質(zhì)量有最簡單的關(guān)系，即加速度與力成正比、與質(zhì)量成反比aF、 a l m。如果這個猜想是正確的， 那么，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)以 a 為縱坐標、 F 為橫坐標和以 a 為縱坐標、1M為

22、橫坐標作出的圖象， 都應該是過原點的直線 但是實際情況往往不是這樣， 描出的點有些離散，并不是嚴格地位于某條直線上，用來擬合這些點的直線也并非準確地通變原點。這時我們會想，自然規(guī)律真的是 a F、a l m 嗎 ?如果經(jīng)過多次實驗，圖象中的點都十分靠近某條直線，而這些直線又都十分接近原點，那么，實際的規(guī)律很可能就是這樣的?？梢姡竭@時為止，我們的結(jié)論仍然帶有猜想和推斷的性質(zhì)。只有根據(jù)這些結(jié)論推導出的很多新結(jié)果都與事實一致時，它才能成為“定律” 。本節(jié)實驗只是讓我們對于自然規(guī)律的夠究有所體驗，實際上一個規(guī)律的發(fā)現(xiàn)不可能是幾次簡單的測量就能得出的。4.3 牛頓第二定律 教學目標1. 掌握牛頓第二定

23、律的文字內(nèi)容和數(shù)學公式2. 理解公式中各物理量的意義及相互關(guān)系3. 知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的4. 會用牛頓第二定律的公式進行有關(guān)的計算教學重點1. 牛頓第二定律2. 牛頓第二定律的應用教學難點牛頓第二定律的應用教學過程引入師：牛頓第一定律告訴我們，力是改變物體運動狀態(tài)的原因即產(chǎn)生加速度的原因，加速度同時又與物體的質(zhì)量有關(guān)。上一節(jié)課的探究實驗我們已經(jīng)看到，小車的加速度可能與所受的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。大量實驗和觀察到的事實都能得出同樣的結(jié)論，由此可以總結(jié)出一般性的規(guī)律：物體加速度的大小跟合外力成正比， 跟物體的質(zhì)量成反比， 加速度的方向與合外力的方向相同。 這就

24、是牛頓第二定律。一、 牛頓第二定律：【定義】：物體加速度的大小跟合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。比例式： aF或 F ma 。m等式： Fkma 其中 k 是比例系數(shù)。（公式中的 F 是合外力，而ma是作用效果，不要看成力，它們只是大小相等）力的單位K 是比例常數(shù)，那k 應該是多少呢？這里要指出的是，在17 世紀，人類已經(jīng)有了一些基本物理量的計量標準，但還沒有規(guī)定多大的力為一個單位力，當然也沒有力的單位牛頓?？茖W家們在做與力有關(guān)的實驗時并沒有準確計算力的大小，利用的僅僅是簡單的倍數(shù)關(guān)系。比如當掛一個鉤碼時，質(zhì)量為1kg的小車產(chǎn)生大小為2m/s2 的加速度，當掛

25、兩個鉤碼時，此時小車受力是第一次的兩倍，實驗結(jié)果是小車產(chǎn)生大小為4m/s2 的加速度，由此可以得出物體的加速度與所受的合外力成正比（因為還沒有規(guī)定一個單位的力是多大，所以你也無法知道一個鉤碼是幾個單位的力。比如只有當我們規(guī)定了多長的距離為一個單位長度（1m）后才能知道一根棒有幾個單位長度即幾米。）。由于單位力的大小還沒有規(guī)定，所以k 的選擇有一定的任意性，只要是常數(shù)， 它就能正確表示F 與m、a 之間的比例關(guān)系。 （或者反過來講，如果我們當時已經(jīng)規(guī)定了力的單位為N，并且規(guī)定一個鉤碼的重量為1N，那么公式中的k 就不具有隨意性。在計算時質(zhì)量的單位用kg，加速度的單位用m/s2，當 F m a三者

26、都取值為單位1 時有： 1N=k*1kg*1m/s2而我們知道1kg*1m/s2 表示使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2 的力，對照上例應該是半個鉤碼，那k 就應該等于2。如果當時規(guī)定兩個鉤碼重量為1N時，那k 應該是4。而當規(guī)定半個鉤碼重為1N 時， k就是1 了。所以由于沒有規(guī)定1N 的力是多大，k 的值任意的，只要常數(shù)就行。既然k 是任意取的，那取1 將會使公式最簡便。當k 值取定后，力的單位理所當然也定下來了：一個單位力=1*1kg*1m/s2，即規(guī)定了1N 的力是使質(zhì)量為1kg 的物體產(chǎn)生1m/s2 加速度的力。用手托住兩個雞蛋大約就是1N。從上可知力的單位是kg*m/s2，后來為了

27、紀念牛頓，把kg*m/s2 稱做“牛頓” ，用N 表示。公式： Fma例 1、一物體質(zhì)量為1kg 的物體靜置在光滑水平面上，0 時刻開始，用一水平向右的大小為F1 拉物體，則（ 1）物體產(chǎn)生的加速度是多大？2S 后物體的速度是多少？（ 2）若在 3 秒末給物體加上一個大小也是2N 水平向左的拉力F2, 則物體的加速度是多少？2N 的力4 秒末物體的速度是多少？（ 3）3S 內(nèi)物體的加速度2m/s2 是由力F1 產(chǎn)生的，3S 后物體的加速度為0，那是說3S 后F1 不再產(chǎn)生加速度了？NF1G【牢記】：物體受到幾個力的作用時，每個力各自獨立地使物體產(chǎn)生一個加速度，就像其他力不存在一樣，這個性質(zhì)叫做

28、力的獨立性原理。物體的合加速度等于各個分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和；也等于合外力與質(zhì)量的比值。a合F合F1 F2 F3Fn F1F2Fna1a2anmmmmm例 2：光滑水面上，一物體質(zhì)量為1kg，初速度為0，從 0 時刻開始受到一水平向右的接力F，F(xiàn) 隨時間變化圖如下，要求作出速度時間圖象。F/Nv(m/s)3322110t/s0234234t(s)11【牢記】：加速度與合外力存在著瞬時對應關(guān)系：某一時刻的加速度總是與那一時刻的合外力成正比；有力即有加速度；合外力消失， 加速度立刻消失；所以加速度與力一樣，可以突變， 而速度是無法突變的。總結(jié)分析【牢記】：1、 F 與 a 的同向性。2、 F

29、 與 a 的瞬時性。3、力的獨立性原理。4、 F 可以突變， a 可以突變，但v 不能突變。5、牛二只適用于慣性參考系6、牛二適用于宏觀低速運動的物體7、 avaF是定義式、度量式；是決定式。兩個加速度公式，一個是純粹從運動學（現(xiàn)象）tm角度來研究運動；一個從本質(zhì)內(nèi)因進行研究。就像農(nóng)民看云識天氣，掌握天氣規(guī)律，但并不知道云是如何形成的，為什么不同的云代表不同的天氣。就像知道有加速度卻不知道為何會有。8、不能認為牛一是牛二在合外力為0 時的特例。例 4、從牛頓第二定律知道，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度?？墒俏覀冇昧μ嵋粋€很重的物體時卻提不動它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？答：沒有矛

30、盾，從a合F合0，所以加速度也為0；角度來看，因為提不動，所以靜止，則合外力為m從 aaa2a 角度來看，物體受三個力，支持力、重力、向上提的力。這三個力產(chǎn)生的加合1n速度相互抵消，所以合加速度也是0。二、用牛頓第二定律解題的方法和步驟1、明確研究對象（隔離或整體）2、進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出示意圖3、規(guī)定正方向或建立直角坐標系，求合力F 合4、列方程求解物體受兩個力：合成法F合 ma物體受多個力：正交分解法 ( 沿運動方向和垂直于運動方向分解)Fxma( 運動方向 )Fy0（垂直于運動方向）4.4力學單位制 教學目標1. 知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導出單位2. 知道力學

31、中的三個基本單位3. 認識單位制在物理計算中的作用教學重點知道單位制的作用，即清楚物理公式和物理量的關(guān)系，掌握國際單位制中的基本單位和導出單位教學難點通過今天的學習能夠在今后的學習中自己推導物理量的單位。教學過程一、引入師：同學們，今天我們一起來討論物理研究計算中如何使用單位的問題。在進行新課之前，我們先來討論下面幾個問題。1、什么叫做單位答：測量是將待測的量與一個選來作為標準的同類量進行比較，確定待測量是該同類標準量的多少倍的過程。選來作為標準的同類量稱之為單位，比如：1790 年：巴黎會議約定：通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一定義為1 米；千克（ kilogram）： 1 立方分米的

32、水在其密度最大時的溫度( 約為 4 攝氏度 ) 下的質(zhì)量。倍數(shù)稱為 測量數(shù)值 。測量值 =測量數(shù)值×單位。長度 =8.00 厘米2、位移、質(zhì)量、時間、速度、加速度以及力的單位是什么？生：位移常用的單位有厘米、米、千米等；質(zhì)量的單位有克、千克、噸等；時間單位有秒、分、小時等；速度單位有米每秒、千米每小時等；加速度的單位有m/s2、 cm/s 2 等；力的單位有N。二、單位換算師： 那 36km/h 與 12m/s 兩個速度相比較，哪個大？生： 要比較兩個速度的大小必須先統(tǒng)一單位，先把36km/h 轉(zhuǎn)化成多少 m/s？師： 那如何進行單位換算呢？生： 數(shù)值不變，只將單位進行換算就行了，比

33、如36km361000mh110m / s3600 s10m/s<12m/s例 1、完成下列單位換算：(1)0.1 mg=_kg(2)4.2t=_kg(3)54 km h=_m/s(4) 10cm / s2_ m / s2帶領(lǐng)學生看圖片：姚明的身高各個國家、地區(qū)以及各個歷史時期, 都有各自的計量單位。以長度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長度作為長度的計量單位 , 稱為掌尺 . 在英國 ,1 掌尺 =7.62cm; 在荷蘭 ,1掌尺 =10cm；英尺是 8世紀英王的腳長 ,1英尺 =0.3048m 。10 世紀時英王埃德加把自己大拇指關(guān)節(jié)間的距離定為1 英寸 ,1 英寸 =2.54cm。這位君

34、王還別出心裁，把從自己的鼻尖到伸開手臂中指末端的距離91cm定為 1 碼， 1 碼 =91cm.我國，從秦朝至清末的2000 多年間，我國的“尺”竟由1 尺 =0.2309m 到 0.3558m的變化，其差距相當懸殊。三、國際單位制師：大家也看到了，如果單位不統(tǒng)一，或者說不同的地方對單位有不同的規(guī)定，那對于我們研究問題很不方便，所以有必要對單位進行統(tǒng)一的規(guī)定。為了便于交流合作，1960 年第 11 屆國際計量大會制定了一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制，叫做國際單位制。簡稱 SI思考： 1、數(shù)碼產(chǎn)品的接口為什么要統(tǒng)一？2、為什么歐盟要發(fā)行統(tǒng)一的貨幣- 歐元？四、基本單位和導出單位師：如果

35、我們不小心忘記了某個物理量的單位怎么辦呢？有沒有辦法從腦海里把這個單位找回來呢？生：能，根據(jù)對應的物理公式就可以。比如根據(jù)公式vs，如果位移用米做單位，時間用秒做單位，t得出的速度的單位就是米每秒；根據(jù)公式 avt v0，速度用米每秒做單位，時間用秒做單位，得出加速t度的單位就是米每二次方秒。師：這位同學回答得非常好！由此可見：物理學的關(guān)系式不僅確定物理量之間的關(guān)系，也確定了物理量單位之間的關(guān)系。而且從剛才所講可以看出：只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)系推導出其它物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量 ，基本量的單位叫做基本單位 。由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其它物理量

36、叫做導出量 ，導出量的單位叫做導出單位 。基本單位和導出單位一起組成了 單位制 。師：國際單位制中選定了七個基本物理量，大家看課本上的圖表。其中需要我們牢記的是力學范圍內(nèi)的三個基本量：長度、質(zhì)量、時間，對應的基本單位分別是米( 米是光在真空中1/299792 458秒的時間間隔內(nèi)的行程 ) 、千克 ( 千克等于國際千克原器的質(zhì)量) 、秒 ( 秒是銫 -133 原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9 192 631 770個周期的持續(xù)時間) 。力學范圍內(nèi)的單位制基長 度mkm基本時 間sm本量質(zhì) 量kgt單單位位m/s導速 度導制加 速度m/s2出N出量力單密 度kg/m3位國際單位制

37、中的單位五、國際單位制與公式成立條件師： 看完表格后難道沒有同學感到奇怪：力學范圍內(nèi)的基本單位怎么沒有力的單位牛頓?。可毫Φ膯挝豢梢栽诨締挝坏幕A(chǔ)上用公式推導出來。根據(jù)Fma質(zhì)量的單位用千克，加速度單位用米每二次方秒，得到力的單位是千克米每二次方秒，由于這個名稱太長，人們才給了它另一個簡單的名稱：牛頓，即1 牛頓 =1 千克米每二次方秒。師： 由此可見，力的單位是導出單位。例 3、如果質(zhì)量的單位用克，加速度單位用米每二次方秒，力的單位用牛頓，則公式Fma 還成立嗎？答： 如果成立的話就有1 牛頓 =1 克米每二次秒，而我們已知國際單位制上已規(guī)定1 牛頓 =1 千克米每ma二次方秒，所以公式

38、Fma 不成立，如果質(zhì)量單位要用克，則公式應改為F10004.5 牛頓第三定律 教學目標1. 知道作用力與反作用力的概念2. 理解、掌握牛頓第三定律3. 區(qū)分平衡力跟作用力與反作用力教學重點1. 掌握牛頓第三定律，并用它分析實際問題2. 區(qū)分平衡力和作用力與反作用力教學難點1. 區(qū)分平衡力和作用力與反作用力教學過程一、引入：師： 前面學習力的概念時，我們就一起討論過物體間的作用是相互的，A 對 B 作用的同時B 對 A 也有作用。正所謂“孤掌難鳴”，兩只手才能拍響，請大家都拍拍手體會一下物體間的作用是不是相互的？如何能看出來兩手間的作用是相互的？生： 兩只手都拍紅了，拍疼了。所以兩手間的作用是

39、相互的。師：對！日常生活中有太多的實例可以證明物體間的作用是相互的。例如坐在椅子上推桌子，也會感到桌子在推我們，我們的身體要后仰；一只船上的人用手推另一只船，兩只船將開始向相反的方向運動等。師： 物體之間的作用是相互的，我們把物體之間的一對相互作用力叫做作用力 和反作用力 。問：AB之間有相互作用，A 對 B 有作用力的同時B 對 A 也有作用力，請問哪一個力是作用力？哪一個是反作用力？【牢記】：相互作用的一對力，任選其中一個稱為作用力，則另一個稱為反作用力。演示實驗在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當磁鐵的同名磁極靠近時，放手小車兩車被推開；當異名磁極接近時，兩輛小車被吸攏。二、作用力和反作用

40、力師：下面我們一起來研究作用力與反作用力之間的關(guān)系，請同學們想一想，我們應該從哪幾個方面著手來研究？生：既然作用力與反作用力也是力，我認為應該從力的三要素：大小、方向作用點三個方面著手研究。師： 好！那我們現(xiàn)在先來著手研究作用力與反作用力的大小關(guān)系。（ 1）大小關(guān)系師：要比較作用力與反作用力的大小關(guān)系，最好能測量出作用力與反作用力的大小，再進行比較。在實驗室中，常用的測力工具就是彈簧秤。現(xiàn)在每位同學的座位上均擺放了兩個彈簧秤，還有一些木塊小車等。請大家分組設(shè)計實驗，然后每組派一個代表說出各組的設(shè)計思想，大家相互補充指正。學生開始著手設(shè)計，教師巡視。學生派代表說出各自的想法，師生一起討論指正，并

41、比較得出較合適的方法。師： 通過剛才的比較分析，我們發(fā)現(xiàn)最直接簡便的方法就是將兩個彈簧秤的掛鉤鉤在一起對拉。A 彈簧秤對B 彈簧秤的拉力和B 彈簧秤對A 彈簧秤的拉力是作用力和反作用力。A 彈簧秤的示數(shù)反映的是A 對B 的拉力，B 彈簧秤的示數(shù)反映的是B 對A 的拉力。請大家分別用不同的力對拉，觀察兩彈簧的示數(shù)的大小關(guān)系如何？學生分組實驗師： 通過剛才的實驗，大家發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力的大小關(guān)系是怎樣的啊？生：目前的實驗結(jié)果告訴我：作用力與反作用力始終是大小相等的。觀看實驗動畫，加強感官印象師： 下面請一個同學（身高應矮一點）上來，與老師進行拔河比賽（不用繩子，手與手對拉）。師生互動實驗：老師和

42、一個小個子同學進行拔河比賽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老師勝了，學生輸了。師： 對剛才的實驗，先請一位同學從中至少找出一對作用力與反作用力。生：老師對地面的擠壓和地面對老師的支持力；老師對地面的摩擦力和地面對老師的摩擦力；老師拉學生的力和學生拉老師的力等。師： 老師拉學生的力與學生拉老師的力大小關(guān)系如何？生： 老師拉學生的力大于學生拉老師的力。 生：不對，剛才的實驗我們不是發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力大小相等嗎？老師拉學生的力與學生拉老師的力是作用力與反作用力，應該大小相等。師： 剛才的兩位同學哪一位說得對呢？我們又該如何來驗證呢？學生思考，久久不能回答師：其實我們完全可以再利用兩個彈簧秤來模擬拔河過程。其中一個彈簧秤

43、相當于老師，另一個相當于學生，并分兩種情況進行。1兩彈簧秤勾在一起對拉，處于靜止不動時（模仿拔河比賽，雙方處于僵持狀態(tài)）；2兩彈簧秤勾在一起拉，并向一方運動（相當于比賽繩子被拉向一方時的狀態(tài)）；（學生分組實驗） ：做 5 分鐘時間，教師巡回指導，并要求學生對秤先校零，讓學生自己總結(jié)出在各種狀況下，兩拉力大小的關(guān)系。帶領(lǐng)學生做課本上81 的做一做用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系把一只力傳感器連在計算機上，傳感器的鉤子上掛鉤碼，鉤子受力的大小隨時間變化的情況可以由計算機屏幕顯示。實驗時，把兩只力傳感器同時連在計算機上，其中一只系在墻上，另一只握在手中。計算機中橫坐標上下兩條曲線分別表示兩只傳感器

44、受力的大小。用力拉一只傳感器，可以看到，在一只傳感器受力的同時，另一只傳感器也受到力的作用，而且在任何時刻兩個力的大小都是相等的、方向都是相反的運動中兩物體間的作用力與反作用力同樣是大小相等的，這點從計算機屏幕上也可以清楚地顯示。把一只傳感器系在一個物體上， 另一只握在手中， 當通過傳感器用力拉物體時， 盡管物體運動狀態(tài)可能變化，力的大小也可能隨時間變化，但在任何時刻，作用力與反作用力總保持大小相等。沒有條件的學校可以觀看視頻文件（ 2）方向關(guān)系師： 作用力與反作用力的方向有什么關(guān)系呢生：從我們做過的探究實驗，我發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力應該是方向相反，作用在同一直線上。師： 回答得很好！大量事實表

45、明：作用力和反作用力方向相反，在同一直線上。（ 3）作用點師： 現(xiàn)在我們來討論作用力與反作用力的作用點的問題。例如，AB 之間有相互作用，A 對 B 的力與 B對 A 的力是作用力與反作用力。那A 對 B 的力作用點在什么地方？B 對 A 的力作用點又在什么地方？生：A 對 B 的力作用點在B 上， B 對 A 的力作用點在A 上，所以作用力與反作用力的作用點在相互作用的兩個物體上。三、牛頓第三定律【定義】：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。這就是牛頓第三定律。理解： 定義中的“總是”是強調(diào)對于任何物體，在任何情況下均成立。1、不管物體大小形狀如何。2、

46、不管物體的運動狀態(tài)如何。3、作用力與反作用力是同時產(chǎn)生、變化及消失。在生產(chǎn)生活中牛頓第三定律的例子是很多的。劃船時槳向后推水，水就向前推槳，從而將船推向前進。與此類似，輪船的螺旋槳放置時也是向后推水，水同時給槳一個反作用力，推動輪船前進。汽車的發(fā)動機驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動， 由于輪胎和地面間的摩擦， 車輪向后推地面， 地面給車輪一個向前的反作用力， 使汽車前進。汽車受到的牽引力就是這樣產(chǎn)生的。若把驅(qū)動輪架空，不讓它跟地面接觸，這時車輪雖然轉(zhuǎn)動，但車輪不推地面，地面就不產(chǎn)生向前的推力，汽車就不會前進。四、作用力反作用力與平衡力師：前面在研究拔河時我們知道老師拉學生的力大小等于學生拉老師的力，且方向相反，既然大小相等，方向相反，這兩個力就會相互抵消，相互平衡，那拔河還有什么勝負之分啊？但事實拔河確實有勝負之分??？有沒有同學能想明白這是怎么回事？學生思考，久久不能回答師：其實根本原因就在于大家把一對平衡力和一對作用力反作用力的概念混淆了。請大家回憶一下什么是一對平衡力。平衡狀態(tài)： 靜止或勻速直線運動狀態(tài)一對平衡力：如果兩個力作用在同一個物體上且使這個物體處于平衡狀態(tài)，則這兩個力是一對平衡力。一對平衡力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，最重要是作用在同一物體上。師：從上面兩個概念我們應該可以看