高一物理牛顿第二定律的应用(1)
高一物理-牛顿运动定律知识点归纳
高一物理:牛顿运动定律知识点归纳 ; 1.牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 (2)惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。 (3)牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止，所以说力不是维持物体运动状态的原因，而是使物体改变运动状态的原因，即产生加速度的原因。 2、牛顿第二定律 (1)内容：物体运动的加速度与所受的合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。表达式为。 (2)牛顿第二定律的瞬时性与矢量性 对于一个质量一定的物体来说，它在某一时刻加速度的大小和方向，只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定。当它受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义。 (3)运动和力的关系
牛顿运动定律指明了物体运动的加速度与物体所受外力的合力的关系，即物体运动的加速度是由合外力决定的。但是物体究竟做什么运动，不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关。比如一个正在向东运动的物体，若受到向西方向的外力，物体即具有向西方向的加速度，则物体向东做减速运动，直至速度减为零后，物体再在向西方向的力的作用下，向西做加速运动。由此说明，物体受到的外力决定了物体运动的加速度，而不是决定了物体运动的速度，物体的运动情况是由所受的合外力以及物体的初始运动状态共同决定的。 3、牛顿第三定律 (1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 (2)作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系 关系类别作用力和反作用力一对平衡力相同大小相等相等方向相反、作用在同一条直线上相反、作用在同一条直线上不同作用点作用在两个不同的物体上作用在同一个物体上性质相同不一定相同作用时间同时产生同时消失一个力的变化，不影响另一个力的变化 本文链接: ://..//xuexizongjie/2800716
高一物理：牛顿第一定律(教学实录)
高中物理新课程标准教材 物理教案( 2019 — 2020学年度第二学期 ) 学校： 年级： 任课教师： 物理教案 / 高中物理 / 高一物理教案 编订：XX文讯教育机构
牛顿第一定律(教学实录) 教材简介:本教材主要用途为通过学习物理知识，可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助，本教学设计资料适用于高中高一物理科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。 第1节 [课前预习] 1．代表人物对力和运动关系的看法 代表人物对力和运动关系的看法 雅里斯多德 伽利略 笛卡儿 注意：伽利略理想斜面实验是想象中的实验,但它建立在____基础之上，经过____，抓住____，忽略____，从而更深刻地揭示了自然规律。 2．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，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 问题：
(1)“迫使”说明了____ (2) 牛顿第一定律揭示了____ 3．惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一又叫_____定律。 问题： （1）惯性定律和惯性的区别和联系： a．惯性定律是物体____作用时所遵从的运动规律。 b．惯性是物体的_____，一切物体都有惯性。 （2）伽利略的理想实验说明了。 （3）汽车突然开动的时候，乘客会_____，为什么？ 汽车突然停止的时候，乘客会____，为什么？ [典型例题] 1．关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ c ） a．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 b．物体静止时有惯性，一旦运动起来不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性 c．一切物体在任何情况下都有惯性
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解
高一物理《牛顿第二定律》知识点讲解 实验：用控制变量法研究：a 与F 的关系，a 与m 的关系 一、牛顿第二定律 1.内容：物体的加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比；a 的方向与F 合的方 向总是相同。 2.表达式：F=ma 或 m F a 合 = 用动量表述：t P F ?=合 揭示了：① 力与a 的因果关系．．．． ，力是产生a 的原因和改变物体运动状态的原因； ② 力与a 的定量关系．．．． 3、对牛顿第二定律理解： （1）F=ma 中的F 为物体所受到的合外力． （2）F ＝ma 中的m ，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个 物体组成一个系统）做受力分析时，如果F 是系统受到的合外力，则m 是系统的合质量． （3）F ＝ma 中的 F 与a 有瞬时对应关系， F 变a 则变，F 大小变，a 则大小变，F 方向变a 也方向变． （4）F ＝ma 中的 F 与a 有矢量对应关系， a 的方向一定与F 的方向相同。 （5）F ＝ma 中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度． （6）F ＝ma 中，F 的单位是牛顿，m 的单位是kg ，a 的单位是米／秒2． （7）F ＝ma 的适用范围：宏观、低速 4. 理解时应应掌握以下几个特性。 (1) 矢量性 F=ma 是一个矢量方程，公式不但表示了大小关系，还表示了方向关系。 (2) 瞬时性 a 与F 同时产生、同时变化、同时消失。作用力突变，a 的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系。 (3) 独立性 (力的独立作用原理) F 合产生a 合；F x 合产生a x 合 ； F y 合产生a y 合 当物体受到几个力作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案)
高中物理牛顿运动定律题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示，质量M=0．4kg 的长木板静止在光滑水平面上，其右侧与固定竖直挡板问的距离L=0．5m ，某时刻另一质量m=0．1kg 的小滑块(可视为质点)以v 0=2m ／s 的速度向右滑上长木板，一段时间后长木板与竖直挡板发生碰撞，碰撞过程无机械能损失。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ=0．2，重力加速度g=10m ／s 2，小滑块始终未脱离长木板。求： (1)自小滑块刚滑上长木板开始，经多长时间长木板与竖直挡板相碰； (2)长木板碰撞竖直挡板后，小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离。 【答案】（1）1.65m （2）0.928m 【解析】 【详解】 解：(1)小滑块刚滑上长木板后，小滑块和长木板水平方向动量守恒： 解得： 对长木板： 得长木板的加速度： 自小滑块刚滑上长木板至两者达相同速度： 解得： 长木板位移： 解得： 两者达相同速度时长木板还没有碰竖直挡板 解得： (2)长木板碰竖直挡板后,小滑块和长木板水平方向动量守恒： 最终两者的共同速度： 小滑块和长木板相对静止时，小滑块距长木板左端的距离： 2．地震发生后，需要向灾区运送大量救灾物资，在物资转运过程中大量使用了如图所示的传送带.已知某传送带与水平面成37θ=o 角，皮带的AB 部分长 5.8L m =，皮带以恒定的速率4/v m s =按图示方向传送，若在B 端无初速度地放置一个质量50m kg =的救灾物资
(P 可视为质点)，P 与皮带之间的动摩擦因数0.5(μ=取210/g m s =，sin370.6)=o ， 求： ()1物资P 从B 端开始运动时的加速度． ()2物资P 到达A 端时的动能． 【答案】()1物资P 从B 端开始运动时的加速度是()2 10/.2m s 物资P 到达A 端时的动能 是900J ． 【解析】 【分析】 （1）选取物体P 为研究的对象，对P 进行受力分析，求得合外力，然后根据牛顿第三定律即可求出加速度； （2）物体p 从B 到A 的过程中，重力和摩擦力做功，可以使用动能定律求得物资P 到达A 端时的动能，也可以使用运动学的公式求出速度，然后求动能． 【详解】 （1）P 刚放上B 点时，受到沿传送带向下的滑动摩擦力的作用，sin mg F ma θ+=； cos N F mg θ=N F F μ=其加速度为：21sin cos 10/a g g m s θμθ=+= （2）解法一：P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用 根据动能定理：()()2211sin 22 A mg F L s mv mv θ--=- 到A 端时的动能2 19002 kA A E mv J = = 解法二：P 达到与传送带有相同速度的位移2 1 0.82v s m a == 以后物资P 受到沿传送带向上的滑动摩擦力作用， P 的加速度2 2sin cos 2/a g g m s θμθ=-= 后段运动有：2 22212 L s vt a t -=+， 解得：21t s =， 到达A 端的速度226/A v v a t m s =+=
(完整版)高一物理牛顿第一定律
必修一 4.1 牛顿第一定律学案 课前预习学案 A．预习目标 1、知道牛顿第一定律。知道惯性及惯性现象。 2、知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象。会解释日常生活中的惯性现象。 二、预习内容 1、一切物体总保持_______状态或________状态，除非__________________，这就是牛顿第一定律．牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：力不是_________的原因，而是______________的原因． 2、物体的这种保持_________或__________的性质叫做惯性，惯性是物体的____性质． 三、提出疑惑 课内探究学案 （一）学习目标 （一）知识与技能 1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。 3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度． （二）过程与方法 1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系． 2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯． 3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。 （三）情感、态度与价值观 1、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。 2、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。 教学重难点 1、理解力和运动的关系。 2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。 二、学习过程 （一）下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究： l、力推物动，力撤物停。 2、力撤物不停。 提问：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗？ 刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出在哪呢？ 总结：物体的运动是不需要力来维持的。（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是
高中物理牛顿第二定律经典例题
牛顿第二运动定律 【例1】物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图3-2所示，在A点物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回，则以下说法正确的是： A、物体从A下降和到B的过程中，速率不断变小 B、物体从B上升到A的过程中，速率不断变大 C、物体从A下降B，以及从B上升到A的过程中，速 率都是先增大，后减小 D、物体在B点时，所受合力为零 的对应关系，弹簧这种特 【解析】本题主要研究a与F 合 殊模型的变化特点，以及由物体的受力情况判断物体的 运动性质。对物体运动过程及状态分析清楚，同时对物 =0，体正确的受力分析，是解决本题的关键，找出AB之间的C位置，此时F 合 由A→C的过程中，由mg>kx1，得a=g-kx1/m，物体做a减小的变加速直线运动。在C位置mg=kx c,a=0，物体速度达最大。由C→B的过程中，由于mg
高一物理牛顿运动定律测试题
（三）牛顿运动定律测验卷 一.命题双向表 二. 期望值：65 三. 试卷 （三）牛顿运动定律测验卷 一．选择题(每道小题 4分共 40分 ) 1．下面关于惯性的说法正确的是（） A．物体不容易停下来是因为物体具有惯性 B．速度大的物体惯性一定大 C．物体表现出惯性时，一定遵循惯性定律 D．惯性总是有害的，我们应设法防止其不利影响 2.一个物体受到多个力作用而保持静止，后来物体所受的各力中只有一个力逐渐减小到零后 又逐渐增大，其它力保持不变，直至物体恢复到开始的受力情况，则物体在这一过程中A．物体的速度逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到零 B．物体的速度从零逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到另一数值 C．物体的速度从零开始逐渐增大到某一数值 D．以上说法均不对 3.质量为m1和m2的两个物体，分别以v1和v2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动， 且v1 图-1 图 3-3-7 A ．力F 与v1、v2同向，且m1>m2 B ．力F 与v1、v2同向，且m1 高一物理《牛顿第一定律》练习题 1、关于伽利略理想实验，以下说法正确的是（ BC ） A.伽利略理想实验是假想的，是没有科学依据的 B. 伽利略理想实验是在可靠的事实的基础上进行的抽象思维而创造出来的一种科学推 理方法，是科学研究中的一种重要方法 C.伽利略的理想实验有利地否定了亚里士多德的观点 D.现在，伽利略的斜面实验已不再是理想实验，是可以做出的实验了 2、伽利略的理想斜面实验说明（ B ） A.一切物体都具有惯性 B.亚里士多德的运动和力的关系是错误的 C.力是维持物体运动状态的原因 D.力是改变物体运动状态的原因 3、关于力与运动，下列说法中正确的是（ C ） A.静止的物体或匀速直线运动的物体一定不受力任何外力作用 B.当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C.当物体的运动状态改变时，物体一定受到外力作用 D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 4、以下说法中正确的是（ ABD ） A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律 B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变是由于物体据有惯性 C.在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果 D.物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用 5、下列关于惯性的说法，正确的是（ D ） A.人走路时没有惯性，被绑到时有惯性 B.物体不受外力时有惯性，受到外力后惯性被克服掉了，运动状态才发生变化 C.物体的速度越大惯性越大，因为速度越大的物体越不容易停下来 D.惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性 6、某人用力推原来静止在水平面上的小车，是小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速指向运动，可见（ CD ） 最新高中物理牛顿运动定律试题经典 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推力F 作用下向上运动，推力F 与小环速度v 随时间变化规律如图所示，取重力加速度g ＝10m/s 2．求： （1）小环的质量m ； （2）细杆与地面间的倾角a ． 【答案】（1）m ＝1kg ，（2）a ＝30°． 【解析】 【详解】 由图得：0-2s 内环的加速度a=v t =0.5m/s 2 前2s ，环受到重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有：1sin F mg ma α-= 2s 后物体做匀速运动，根据共点力平衡条件，有：2sin F mg α= 由图读出F 1=5.5N ，F 2=5N 联立两式，代入数据可解得：m =1kg ，sinα=0.5，即α=30° 2．如图甲所示，质量为m 的A 放在足够高的平台上，平台表面光滑．质量也为m 的物块B 放在水平地面上，物块B 与劲度系数为k 的轻质弹簧相连，弹簧 与物块A 用绕过定滑轮的轻绳相连，轻绳刚好绷紧．现给物块A 施加水平向右的拉力F （未知），使物块A 做初速度为零的匀加速直线运动，加速度为a ，重力加速度为,g A B 、均可视为质点． （1）当物块B 刚好要离开地面时，拉力F 的大小及物块A 的速度大小分别为多少； （2）若将物块A 换成物块C ，拉力F 的方向与水平方向成037θ=角，如图乙所示，开始时轻绳也刚好要绷紧，要使物块B 离开地面前，物块C 一直以大小为a 的加速度做匀加速度运动，则物块C 的质量应满足什么条件？（00 sin 370.6,cos370.8==） 高一物理必修一牛顿运动定律知识点总结 物理学与其他许多自然科学息息相关，如物理、化学、生物和地理等。小编准备了高一物理必修一牛顿运动定律知识点，希望你喜欢。 1、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为止。 (1)运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持; (2)它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体运动状态的原因，(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义：a??v，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。(不能说力是产生?t 速度的原因、力是维持速度的原因，也不能说力是改变加速度的原因 (3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性惯性;一 切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。 (4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证,因此它不是一个实验定律 (5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律 当成牛顿第二定律在F=0时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。公式F=ma. (1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础; (2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，力的瞬时效果是加速度而不是速度; (3)牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，Fx=max,Fy=may, 若F 为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度;若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度;若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不 是物体的实际加速度。 (4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位牛顿(使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即 1N=1kg.m/s2. 高一物理牛顿第一定律详解 高中物理牛顿第一定律的介绍 牛顿第一定律有两种表达方式，分别如下： (1)一切物体在没有受到力的作用时，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运动状态。 (2)当一个质点距离其他质点足够远时，这个质点就作匀速直线运动或保持静止。 第一种表达方式较普遍，第二种表达方式在爱因斯坦和吴大猷的著作中曾经被提到，两种表达方式等价。 由于物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。 惯性是一切物体固有的属性，无论是固体、液体或气体，无论物体是运动还是静止，都具有惯性。 注：牛顿第一定律不是对所有的参考系都适用。在高中物理研究范围内，大部分情况下牛顿定律都使用。能使牛顿第一定律，这样的参考系被称为惯性参考系，简称惯性系。 牛顿第一定律说明了两个问题 牛顿第一定律说明了两个问题： (1)它明确了力和运动的关系。物体的运动并不是需要力来维持，只有当物体的运动状态发生变化，即产生加速度时，才需要力的作用。在牛顿第一定律的基础上得出力的定性英文名称：Newton 注意，牛顿第二定律的公式表述和我们常用的F合=ma不同。我们常用的公式，严格来说是牛顿第二定律的变型式。 特别要注意牛顿第二定律的第三句表述。因为力和加速度都是矢量，它们的 关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。 明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。 对于高一的学生来说，在刚学习这里的时候，规定出研究的正方向。 牛顿第二定律确立了力和运动的关系，明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。加速度是联系物体的受力情况和运动情况的桥梁(或纽带)。 力的单位的由来 我们现在来看这个公式，觉得很简单;但是物理学家们得到这个公式，太不容易了。 为什么?因为当时连力的清晰的定义都没有，更别说力的单位了。 牛顿第二定律的描述中，并没有提到正比、反比中的比例系数。 不知道在看牛顿第二定律内容时，有几个同学注意到了，我们上面写的表达式没有写比例系数k，写的是a=F/m;即取的比例系数为最基本的自然数：1;严格来说，牛顿第二定律的表达式是：a=k*(F/m); 当时的“力的大小”，只能用一升水的力(指的是一千克的重力)、两升水的力来定性地做描述。 在得到a=k*(F/m)公式后，物理学家们就人为取k=1，这样便从(F=k*ma=ma)中得到了力的单位： 力的单位：千克*米/二次方秒。 一牛顿的力，刚好能够让一千克的物体获得一米每秒的加速度。 前面提到的“一牛顿的力”，正是为了纪念牛顿，才将其名字作为力的单位的。力的单位简称牛，符号是N; 牛顿第二定律实验验证 牛顿第二定律实验是高中生接触到的第一个有难度的实验。下面高中物理网为同学们做一个详解。 第一讲牛顿第一定律、牛顿第三定律 一、【目标】 1、掌握牛顿第一定律和牛顿第三定律的内容 2、区分相互作用力和平衡力 二、【知识梳理】 （一）、牛顿第一定律 1、内容：一切物体总保持状态或状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止． 说明：（1）物体不受外力是该定律的条件． （2）物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果． （3）直至外力迫使它改变这种状态为止，说明力是产生加速度的原因． （4）物体保持原来运动状态的性质叫惯性，惯性大小的量度是物体的质量． （5）应注意：①牛顿第一定律不是实脸直接总结出来的．牛顿以伽利略的理想斜面实脸为基拙，加之高度的抽象思维，概括总结出来的．不可能由实际的实验来验证； ①定律揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是物体运动状态的原因． （二）、牛顿第三定律 （1）内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小，方向，而且在一条直线上．（2）表达式：F=－F/ 说明：①作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡． ①作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关．不管两物体处于什么状态，牛顿第三定律都适用（三）、作用力和反作用力与平衡力的区别 【例1】(上海春季高考题)火车在直线轨道上匀速运动，车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为[ ] A．人跳起后，车厢内空气给他向前的推力，使他向前运动 B．人跳起的瞬间，地板给他一个向前的力，推动他向前运动 C．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定偏后一些，只是由于时问很短，偏后距离太小，不明显而已 D．人跳起后，在水平方向上人和车始终具有相同的速度 【变式练习】(2012全国新课标).伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 第四章牛顿运动定律 第一节牛顿第一定律 教学目标： 知识与技能：1、正确理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。 3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。 过程与方法：培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究，分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断，正确的认识力和运动的关系。 情感态度与价值观：培养科学研究问题的态度。 教学重点：牛顿第一定律，惯性 教学难点：对牛顿第一定律及惯性的理解 教学方法：实验法、阅读法、归纳法 课时安排：1课时 教学过程： (一)导入新课 教师：前面一到二章我们学习了怎么样描述物体的运动，但没有进一步讨论物体为什么会做这样或那样的运动。那么，要知道这个问题就必须知道运动和力的关系。 在物理学中， 只研究物体怎样运动而不涉及运动和力的关系的分科，叫做运动学。 只研究运动和力的关系的分科，叫做动力学。 教师：动力学知识在生产和科学研究中是很重要的，例如设计各种机器、控制交通工具的速度、研究天体的运动、计算人造卫星的轨道等等都离不开动力学知识。动力学的奠基人是英国的科学家牛顿，牛顿提出的牛顿运动定律是整个动力学的基础，第四章我们将要学的就是牛顿运动定律。 教师：同学们在骑车上学过程中，是怎样是自行车加速的？又是怎样使自行车减速的？ 学生：用力踩脚踏板时可使自行车加速，刹车可使自行车减速。 教师：用力踩脚踏板时，实质是通过链条传动给车轮施加了动力的作用，那么刹车是车子减速的实质又是什么呢？ 学生：刹车时的实质是通过橡皮对轮子施加了阻力的作用。 教师：通过这一生活常识可知：要使物体加速则必须对它施加力的作用，同样要使物体减速也要对其施加力的作用，那么力和物体的运动究竟有什么关系呢？本节课我们就来学习第三章第一节：牛顿第一定律。 (二)新课教学 教师：首先我们来回顾下动力学的发展史 教师：早在两千多年前，人们就开始了对物体的受力及其运动关系的研究，但由于受生活中错误经验的影响，一直到伽利略时代才对其有了一个正确的认识，下面请同学阅读课文的前7段内容，阅读过程中注意下列问题。 教师：投影问题：1、在研究力和运动的关系上有哪些代表人物？ 2、他们各自的观点如何？ 学生活动：阅读课文 教师活动：检查阅读情况 教师：好，下面我们来看第一个问题。 学生：代表人物有：亚里士多德、伽利略、笛卡儿。 2019年高一物理牛顿第二定律知识点 牛顿第二运动定律的常见表述是：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且与物体质量的倒数成正比。接下来我们大家一起了解高一物理牛顿第二定律知识点。 2019年高一物理牛顿第二定律知识点 1.定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同. 2.公式：F合=ma 牛顿原始公式：F=Δ(mv)/Δt(见牛顿《自然哲学之物理原理》).即，作用力正比于物体动量的变化率，这也叫动量定理.在相对论中F=ma是不成立的，因为质量随速度改变，而 F=Δ(mv)/Δt依然使用. 3.几点说明： (1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律.力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝. (2)F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向反正方向. (3)根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物本所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式： Fx=max，Fy=may列方程. 4.牛顿第二定律的五个性质： (1)因果性：力是产生加速度的原因. (2)矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定.牛顿第二定律物理表达式∑F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同. (3)瞬时性：当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系.牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应. (4)相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系.地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立. (5)独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度. (6)同一性：a与F与同一物体某一状态相对应. [编辑本段]牛顿第二定律的适用范围 二、牛顿第二定律练习题 一、选择题 1．关于物体运动状态的改变，下列说法中正确的是[ ] A．物体运动的速率不变，其运动状态就不变 B．物体运动的加速度不变，其运动状态就不变 C．物体运动状态的改变包括两种情况：一是由静止到运动，二是由运动到静止 D．物体的运动速度不变，我们就说它的运动状态不变 2．关于运动和力，正确的说法是[ ] A．物体速度为零时，合外力一定为零 B．物体作曲线运动，合外力一定是变力 C．物体作直线运动，合外力一定是恒力 D．物体作匀速运动，合外力一定为零 3．在光滑水平面上的木块受到一个方向不变，大小从某一数值逐渐变小的外力作用时，木块将作[ ] A．匀减速运动 B．匀加速运动 C．速度逐渐减小的变加速运动 D．速度逐渐增大的变加速运动 4．在牛顿第二定律公式F=km·a中，比例常数k的数值： [ ] A．在任何情况下都等于1 B．k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C．k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D．在国际单位制中，k的数值一定等于1 5．如图1所示，一小球自空中自由落下，与正下方的直立轻质弹簧接触，直至速度为零的过程中，关于小球运动状态的下列几种描述中，正确的是[ ] A．接触后，小球作减速运动，加速度的绝对值越来越大，速度越来越小，最后等于零 B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增加后减小直到为零 C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处 D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方 6．在水平地面上放有一三角形滑块，滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑，若三角形滑块始终保持静止，如图2所示．则地面对三角形滑块[ ] A．有摩擦力作用，方向向右 B．有摩擦力作用，方向向左 C．没有摩擦力作用 相关习题：（牛顿运动定律） 一、牛顿第一定律练习题 一、选择题 1．下面几个说法中正确的是 [ ] A．静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用 D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 2．关于惯性的下列说法中正确的是 [ ] A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B．物体不受外力作用时才有惯性 C．物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性 D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性 3．关于惯性的大小，下列说法中哪个是正确的 [ ] A．高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大， 惯性越大 B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大 C．两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同 D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 4．火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为 [ ] A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动 C．人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来 D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度 5．下面的实例属于惯性表现的是 [ ] A．滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离 B．人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板 C．奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒 D．从枪口射出的子弹在空中运动 6．关于物体的惯性定律的关系，下列说法中正确的是 [ ] A．惯性就是惯性定律 B．惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律C．物体运动遵循牛顿第一定律，是因为物体有惯性 D．惯性定律不但指明了物体有惯性，还指明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因 7．如图所示，劈形物体M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上．在M的水平上表面放一光滑小球m，后释放M，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 [ ] A．沿斜面向下的直线 牛 顿第二定律的应用 一、计算题 1．如图所示，在游乐场里有一种滑沙运动．某人坐在滑板上从斜坡的高处A 点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B 点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C 点停下来。若人和滑板的总质量m = 60 kg ，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ= 0．50，斜坡的倾角θ= 37°（sin37° = 0．6，cos37° = 0．8），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g 取10 m/s 2．求： （1）人从斜坡上滑下的加速度为多大？ （2）若AB 的长度为25m ，求人到B 点时的速度为多少？ 2．如图所示，物体的质量m=4 kg ，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0．2，在与水平方向夹角为37°、大小为10 N 的恒力F 的作用下，由静止开始加速运动，取g=10m/s 2,已知sin 37°= 0．6，cos 37°= 0．8，试求： （1）物体运动的加速度的大小a ； （2）若1t =10 s 时撤去恒力F ，物体还能继续滑行的时间2t 和距离 x ． 3．放于地面上、足够长的木板右端被抬高后成为倾角为0137θ=的斜面，此时物块恰好能沿着木板匀速下滑，重力加速度取10m/s 2，sin370=0．6,cos370=0．8,求 （1）物块与木板间的动摩擦因数； （2）若将此木板右端被抬高后成为倾斜角为0253θ=的斜面，让物块以一定初速度v 0=10m/s 从底端向上滑， 能上滑离底端的最远距离是多大． 4．如图所示，物体的质量m=4kg ，与水平地面间的动摩擦因数为μ=0．2，在与水平面成37°，F=10N 的恒力作用下，由静止开始加速运动，当t=5s 时撤去F ，（g=10m/s 2，sin37°=0．6，cos37°=0．8）。求： （1）物体做加速运动时的加速度a ； （2）撤去F 后，物体还能滑行多长时间？ 5．如图所示，水平地面上有一质量m=2．0kg 的物块，物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0．20，在与水平方向成θ=37°角斜向下的推力F 作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F=10N ，sin37o=0．60，cos37o=0．80，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力。求： （1）物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小； （2）物块运动过程中加速度的大小； （3）物块开始运动5．0s 所通过的位移大小。 6．如图所示，粗糙斜面固定在水平地面上，用平行于斜面的力F 拉质量为m 的物块，可使它匀速向上滑动，若改用大小为3F 的力，扔平行斜面向上拉该物体，让物体从底部由静止开始运动，已知斜面长为L ，物块可看作质点，求： （1）在力3F 的作用下，物体到达斜面顶端的速度； （2）要使物体能够到达斜面顶端，3F 力作用的时间至少多少？ 牛顿运动定律的综合应用 一、临界问题 在运用牛顿运动定律解动力学问题时，常常讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动，相互接触的物体是否会发生分离等等，这类问题就是临界问题。 解决临界问题的基本思路 1．分析临界状态 一般采用极端分析法，即把问题中的物理量推向极值，就会暴露出物理过程，常见的有A．发生相对滑动；B．绳子绷直；C．与接触面脱离。 所谓临界状态一般是即将要发生质变时的状态，也是未发生质变时的状态。此时物体所处的运动状态常见的有：A．平衡状态；B．匀变速运动；C．圆周运动等。 2．找出临界条件 （1）相对滑动与相对静止的临界条件是静摩擦力达最大值； （2）绳子松弛的临界条件是绳中拉力为零； （3）相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是相互作用的弹力为零。 3．列出状态方程 将临界条件代到状态方程中，得出临界条件下的状态方程。 4．联立方程求解 有些临界问题单独临界条件下的状态方程不能解决问题，则需结合其他规律联立方程求解。 1、如图所示，质量为m=1kg的物块放在倾角为θ=37的斜面体上，斜面质量为M=1kg，斜面与物块间的动摩擦因数为μ= 0.2，地面光滑，现对斜面体施一水平推力F，要使物体m相对斜面静止，试确定推力F的取值范围。（g取10m/s2） 2、一斜面放在水平地面上，倾角为θ=53°，一个质量为0.2 kg的小球用细绳吊在斜面顶端，如图所示．斜面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面平行．不计斜面与水平面间的摩擦，当斜面以10 m/s2的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力。(g取10 m/s2) 3、如图所示，两个质量都为m的滑块A和B，紧挨着并排放在水平桌面上，A、B间的接触面垂直于图中纸面与水平面成θ角，所有接触面都光滑无摩擦，现用一个水平推力作用于滑块A，使A、B一起向右做加速运动。求： （1）要使A、B间不发生相对滑动，它们共同向右运动的最大加速度是多大？ （2）要使A、B间不发生相对滑动，水平推力的大小应在什么范围内？ 课题一、牛顿第一定律 【三维目标】 知识与技能 1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。 2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体不存在的。 3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。 过程与方法 培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭) 经验，对物理问题决不能主观臆断。正确认识力与运动的关系。 情感态度与价值观 1、培养科学研究问题的态度。 2、利用生活中的实例来认识惯性与质量的关系。 【教学重点】 1、理解力和运动的关系 2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系 【教学难点】 ） 惯性与质量的关系. 【教具】小车、玻璃杯、塑料板、小锤、小球、不同材质的长木板、 伽利略理想实验（斜面模型）课件. 【教学过程】 一．实验引入： 用手推小车,小车前进;停止用力,小车就停止. 亚里士多德观点： 天上的运动是完美的圆周运动，地上的物体都应该是静止的。必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止下来。 ; 二、新课教学： （一）理想实验的魅力 1.演示实验：阻力对物体运动的影响 小车从某一高度下滑，通过毛巾、帆布、木质等不同的材质长木板，摩擦因数越小的滑得越远。 伽利略认为：亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的.运动的小车能够停止是因为它受到摩擦阻力作用的结果。 2.伽利略猜想： 小球沿斜面上滑时，运动起来越慢；小球 沿斜面下滑时，运动起来越慢。如果水平 & 面光滑，小球的运动速度应该不增不减。 3.伽利略理想实验： 甲图让小球沿一斜面从静止滚下,小球将滚上男另一斜面,如无摩擦,小球将上升到原来高度.他推论说,如果减小第二个斜面倾角（如图乙）小球在这个斜面上达到原来高度就要通过更长的路程.继续减小第二个斜面的倾角,便它最终成水平面（如图丙）小球就再也达不到原来高度,而沿水平面以恒定速度持续运动了. - ` . 伽利略推出： 一切运动着的物体在没有受到外力作用时,它的速度将保持不变,并且一直运动下去. 师强调指出：伽利略推论是不能用实验证明的,因为物体完全不受外力是不可能做到的.物体不受阻力的条件也是无法实现的.但是,随科技进步将摩擦阻力减到很小是可以做到的。笛卡儿指出： 除非物体受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。 ` （二）牛顿物理学的基石---惯性定律 英国科学家牛顿总结了伽利略前辈们的研究成果,进一步得出下述规律. 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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。 三层含义： （1）物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态或静止状态. 即：力不是维持物体运动的原因 ○○○ 甲乙丙高一物理《牛顿第一定律》练习题
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