2012高一物理配套课件：4力与运动(粤教版必修1)
配套K12高中物理 第四章 力与运动教案 粤教版必修1
第四章力与运动第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律教学重点1.理解牛顿第一定律.2.解释惯性现象.教学难点学生从“物体运动必须有力的作用”转变到“运动并不需要力来维持”.教学方法探究式、启发式.教学用具多媒体课件气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置.课时安排1课时三维目标知识与技能1.知道伽利略“理想实验”的装置，了解伽利略以事实实验为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法.2.知道运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因.3.掌握牛顿第一定律.4.理解惯性的概念，能具体解释惯性现象，知道惯性只跟质量有关.过程与方法1.针对学生对运动的片面认识“物体运动必须有力的作用”实行先破后立的方法.2.学生亲身体会以实际实验为基础，将实验与逻辑推理相结合得出结论（运动不需要力来维持）的思想方法.3.观察惯性现象并进行解释.情感态度与价值观1.通过对理想实验的推理，体会科学家进行科学研究时的理想实验法.2.通过对惯性现象的观察及解释，领会物理与生活的联系.教学过程导入新课师请同学们阅读下面的材料.重新习惯地球上的生活据报道，俄罗斯有一位航天员，在太空停留了7个月后回到地球，记者问他回来后有什么特别的感受，他深有感慨地说：“需要重新习惯地球上的生活.”他举了几个例子：他们从发射场被送回饭店用餐时，拿起勺子喝汤，会觉得拿的不是一把很轻的勺子，而是一台又大又沉的熨斗；想喝水，拿起杯子喝了几口，手就不自觉地松开了，结果杯子落在地上摔坏了……这是什么原因呢？因为太空可以看成是一个不受力的环境，在那里拿任何物体都不费劲.航天员在飞船中拿起一个“重物”跟捡起一小片纸屑一样轻松；航天员把水杯、钢笔、纸、照相机等各种物体随手一放，它们就安稳地“浮”在空中；同伴要借用物品，你只需将物品向对方轻轻一推，物体就径直向他“飞”去……航天员在太空中生活较长时间后，习惯了不受力的环境，当他们回到地球上时，仍然保留着太空中的习惯动作，于是就闹了一些小笑话. 不过，在这位航天员的感受中，却蕴含着一个深刻的物理道理，那就是运动和力的关系. 推进新课师人类从远古时代就不断地探讨力和运动的关系问题.师静止在水平面上的物体，用力去推，物体的运动状态怎样变化?一段时间后撤掉该力，物体的运动状态又如何？生静止在水平面上的物体，用大小不同的力去推;当推力较小时，物体保持静止；当推力足以克服阻力时，物体运动；一段时间后撤走该力时，物体速度越来越慢，最终停下来.师根据以上的例子，思考“运动一定需要力来维持吗”？四人为一组讨论交流自己的看法. (学生活动：讨论并交流看法.5分钟后各组派一个代表发言)组1：需要.因为用力推物体它才能运动，而撤走了这个力物体最终会停下，所以，运动必须用力来维持.组2：不一定，按照生1的说法，运动一定需要力来维持的话，撤走了力，物体应该立刻停下才对.组3：例如出手的保龄球，已经没有再受到手的推力，但仍然向前运动，因此物体的运动不一定需要力的作用.师同学们的结论都源于我们对生活的感性认识，谁的观点才是正确的呢？我们都知道，撤走对物体施加的力以后，物体确实需要运动一段距离才能停下.那么我们用什么办法可以增大这个距离呢？并猜想一下，什么情况下这个距离会是最大的呢？生减小摩擦的方法；当摩擦越小时，停下前经过的距离就会越大；当摩擦力最小，也就是达到理想状况——光滑的时候，它永远都不会停下来，这时的距离是无限大的.师撤走外力后物体会停下，是因为有摩擦力的影响，若消除了摩擦力的影响，物体是不是就有可能永远地运动下去呢？伽利略关于“力与运动”的问题，构思出理想实验来进行探究.一、伽利略的理想实验师伽利略对于“运动与力的关系”，构思出如图4-1-1所示的“理想实验”.将轨道弯曲成曲线ABC的形状，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到哪里？图4-1-1生不存在摩擦力，钢珠将上升到与A点相同高度的C点.师若将轨道的倾角减小，弯曲成曲线ABD或曲线ABE，小球最高将上升到哪个位置？路程是增大还是减小？生同样上升到与A点同高度的D点或E点，路程增大了.师假如将轨道弯曲成一侧水平及曲线ABF的形状，这时会发生什么情况呢？生由于BF是水平的，钢珠就再也达不到原来的高度，如果不存在摩擦力，将永远运动下去. (教师用多媒体课件模拟这一物理过程)师伽利略根据“理想实验”断言：小球应该以恒定的速率永远运动下去.由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持.师理想实验，是科学研究中的一种重要的方法.它突出了事物的本质特征，能达到现实科学实验无法达到的极度简化和纯化的程度.它不仅可以充分发挥理性思维的逻辑力量，还可以让思维超越当时的科学技术水平，在想象的广阔天地里自由驰骋.师演示实验把滑块放到气垫导轨上面，调整气垫导轨水平，滑块与导轨间形成气层，从而使滑块与导轨间的摩擦变得很小.推一下滑块，请观察滑块的运动是什么运动.生近似匀速直线运动.师阅读本章与本节的引言部分，了解人类对“力与运动”的认识过程并总结各代表人物对“力与运动”所持的观点.生人类从远古时代起就不断地探讨力和运动的关系.古希腊哲学家亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因；意大利科学家伽利略的观点：运动并不需要力来维持.师伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学真正的开端.这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论常常不是可靠的，因为它们有时候会引到错误的线索上去.二、牛顿第一定律师伽利略对物体不受外力时的运动作了准确的描述，但他们并没有明确指出运动和力之间的关系是什么.牛顿在前人工作的基础上，根据自己的研究，系统地总结了力和运动的关系，于1687年发表了他的著作——《自然哲学的数学原理》，提出了三条运动定律，奠定了经典力学的基础.其中，牛顿第一定律是：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.师引导学生理解：(1)物体不受外力时，运动状态保持静止或匀速直线运动状态,说明力不是维持物体运动的原因；(2)外力的作用是迫使物体改变原来的运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因；(3)一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性,所以牛顿第一定律又叫做惯性定律.师惯性能解释日常生活中的许多现象.例如：当汽车启动时，车上的乘客会向后倾斜，为什么？生因为汽车已经开始前进，乘客的下半身受到汽车的作用而随车前进，由于惯性的作用，其上半身仍然保持静止状态，所以车上的乘客会向后倾斜.师当汽车刹车时，车上的乘客会向前倾斜，为什么？生因为汽车刹车时，乘客的下半身受到汽车的作用而随车减速，由于惯性的作用，其上半身仍然保持原来的速度前进，所以车上的乘客会向前倾斜.课堂交流师现代汽车中，通常有安全带、安全气囊和头枕等设备，从惯性的角度说明它们有什么作用.参考答案:当紧急刹车时，车虽然停下了，人却因惯性仍然向前，而安全带、安全气囊和头枕等设备会给人阻力，保护人的安全和减少伤害.读一读安全带与安全气囊现代汽车的设计十分重视安全，安全带和安全气囊就是保护乘员人身安全的两个重要装置.道路交通事故多种多样，其中对车内人员造成伤害的，大多是由于运动中的车辆与其他物体（车辆或障碍物）发生碰撞.从力学观点看，运动的车辆受到碰撞突然停止，但车内人员因惯性仍以碰撞前的速度向前运动，结果在车内甚至冲出车外与刚性物体发生第二次碰撞，因而造成伤害.设置安全带和安全气囊的目的就是尽量避免或减轻第二次碰撞对车内人员的伤害.安全带是20世纪60年代初发明的.经过40多年的发展，现在的安全带均由强度极大的合成纤维制成，带有自锁功能的卷收器，采用对乘员的肩部和腰部同时实现约束的V形三点式设计.系上安全带后，卷收器自动将其收紧，一旦车辆紧急制动、发生碰撞甚至翻滚，安全带因乘员身体的前冲而发生猛烈的拉伸，卷收器的自锁功能便立即发挥作用，瞬间卡住安全带，使乘员紧贴座椅，避免第二次碰撞.安全气囊是安全带的辅助设施，于1990年问世.在车辆发生碰撞的瞬间，控制模块会对碰撞的严重程度立即作出判断，若确认安全带已不能承受，便在1/100 s内使气囊充气，让乘员的头、胸部与较为柔软有弹性的气囊接触，减轻伤害.最新式的汽车还安装了防侧撞气囊，今后可能在汽车其他位置上也会装上安全气囊.有关机构的统计数据表明，在所有可能致命的车祸中，如果正确使用安全带，可以挽救约45%的生命；如果同时使用安全气囊，这一比例将上升到60%.讨论与交流师运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多，能运用牛顿第一定律来解释其原因吗？推动一辆汽车比推动一辆自行车要困难得多.物体的惯性与什么因素有关？生1 不能用牛顿第一定律来解释.生2 物体的惯性与质量有关，与物体的速度有关.比如运动的汽车，质量越大，速度越快，要停下来就越困难.生 3 物体的惯性与速度无关，因为惯性是指物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.汽车的惯性的大小，是看它保持静止或保持某一速度的能力的大小.只要速度有所改变，运动状态就改变了，并不一定要从运动到静止.师引导学生总结：1.一切物体都有惯性，在任何状态下都有惯性；2.惯性是物体的固有性质；3.物体的惯性只与质量有关.课堂交流1.多媒体课件展示：有一部小说中有这样的一段描述：“火车在千分之五的坡度下坡行驶，速度越来越大，突然一匹马受惊，冲上铁轨.火车风驰电掣般驶来，惯性越来越大，难以刹车……”试分析小说在描述中的科学性错误.参考答案:物体的惯性只与质量有关，火车的速度越来越大，但惯性保持不变.2.空军歼击机的质量比运输机、轰炸机的质量小得多，而且在空战中还要抛掉副油箱，为什么？参考答案:减小歼击机的质量，减小惯性，增加其在战斗中的灵活性.师惯性的大小在实际中是经常要考虑的.当我们要求物体的运动状态不易改变时，应该尽可能增大物体的质量.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，以尽量减少它们的振动或避免因意外的碰撞而移位.实践与拓展师伽利略受教堂内吊灯摆动的启发，构思出“伽利略针和单摆实验”.实验装置如教材图4-1-3所示.一端连着小钢球的细绳悬挂在支架上，将摆球拉向一边，由静止开始释放小球，摆球会摆动到另一边，用水平长尺标记其高度.用一根针改变小球的悬点（如教材图4-1-4所示的点O1）,请同学们猜想一下，小球摆到另外一边时，最高将上升到什么位置?学生先进行猜想，然后教师演示实验.实验现象:摆球能上升到与释放时一样高度的位置.师用针再次改变小球的悬点（如教材图4-1-4所示的点O2），小球摆到另外一边时，还能上升到与释放时一样高度的位置吗?学生先进行猜想，然后教师演示实验.结论：摆球还能上升到原来的高度.用针多次改变小球的悬点，重复实验，都能得到相同的结论.师想一想，伽利略是怎样通过“伽利略针和单摆实验”构思出“理想实验”的？（学生讨论与交流）生“伽利略针和单摆实验”中的小球受到的空气阻力可以忽略，则小球只受到重力和绳子的拉力（与速度方向垂直），小球能上升到原来的高度；而理想实验中的小球也可忽略空气阻力，而曲面是光滑的，没有摩擦，所以小球只受重力和支持力（与速度方向垂直）.两实验中小球受到的外力可以类比，所以可以认为理想实验中的小球也能上升到原来的高度. 师伽利略的“理想实验”是一个假想的实验，但它是以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起，其科学探究的方法有力地推动了科学的发展.课堂小结通过本节的学习，我们知道了：1.伽利略对力和运动的研究方法——理想实验.2.牛顿第一运动定律的内容及应用.3.惯性的理解及应用.布置作业课后练习板书设计第一节伽利略的理想实验与牛顿第一定律第二节影响加速度的因素教学重点培养学生运用基本的实验方法进行探究活动，并能初步根据实验目的适当选择实验器材、设计实验方案和记录表格,能进行实验操作并根据有关现象和数据总结出结论.教学难点1.合外力一定，研究加速度与质量的关系时，如何获得一个恒定的外力(恒力源).2.质量一定，研究加速度与外力的关系时，如何准确地确定外力的大小.教学方法探究式、启发式、讨论式.教学用具附有刻度的带滑轮的长木板、小车、细绳、秒表、打点计时器、天平、小桶和细砂、弹簧秤、牛顿第二定律演示仪、刻度尺等.课时安排1课时三维目标知识与技能1.对影响加速度大小的因素进行合理的假设和判断，得出自己的结论.2.能运用基本的实验方法进行探究活动，并能初步根据实验目的适当选择实验器材并设计实验方案和记录表格.能进行实验操作并根据有关现象和数据总结出结论.3.通过测量，认识到加速度与外力和质量有关，且外力越大，加速度越大;质量越大，加速度越小.过程和方法1.对影响加速度大小的因素进行猜想的过程，学会合理地猜想的方法,要让学生经历提出问题及将问题进行转换的过程.2.让学生经历根据猜想确定实验方案的过程.情感态度与价值观1.经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度.2.通过探究活动，获得成功的喜悦、学习物理的兴趣和自信心.教学过程导入新课师上节课我们学习了在人类科学认识“力与运动的关系”中起了重要作用的牛顿第一定律. 生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. 师物体的运动状态改变，是指哪个物理量改变呢？生速度.师运动状态的改变只是指速度的大小发生变化吗？生不是.因为速度是矢量，无论是速度大小改变还是速度方向改变，或是大小、方向都改变，物体运动状态都发生改变.课堂交流下列哪些物体的运动状态发生了改变？A.停在空中的直升机B.环绕地球运转的人造卫星C.在水平的弯曲的公路上以恒定的速率行驶的汽车D.匀速直线下落的跳伞员答案:以地面为参考系，BC的运动状态发生了变化.师牛顿第一定律告诉我们，当物体受到外力作用时，物体的速度会发生改变.但是会怎样改变呢？今天，我们来研究一下牛顿第一定律还没解决的问题：当物体受到外力的作用时，它的速度将会发生怎样的改变呢？研究这个问题比较抽象，我们必须转换成研究物理量之间的关系的问题，才能进行研究.可以转化为哪些物理量之间的关系呢？生由于物体的加速度是描述物体运动速度改变快慢的物理量，因此问题可以转变为物体的加速度与受到的外力到底是什么关系.师加速度除了和合外力有关以外，还与什么因素有关呢？因此探寻物体力与运动之间规律的出发点，是考虑加速度和什么因素有关.推进新课一、猜想加速度与什么因素有关师请思考下列问题，猜想加速度可能与什么因素有关.多媒体课件展示：1.火车启动时，它的加速度与什么因素有关？与火车头的牵引力大小有关吗？与火车上乘客的多少有关吗？2.飞机在起飞时，加速度远大于火车，是因为飞机的动力比火车头的大，还是因为飞机的质量比火车的小？还是两者皆有呢？3.一个乒乓球滚来时，用球拍轻轻一挡就能使它改变方向；一个网球以同样大小的速度滚来时，要用很大的力握住球拍去挡，才能使它改变方向.(学生讨论与交流)生1 火车启动时，加速度与火车头的牵引力、火车本身的质量、车上的乘客、摩擦力的大小、风对火车的推力或阻力等有关.师火车头的牵引力、摩擦力的大小、风对火车的推力或阻力等，都属于外界对火车的作用力，它们的影响我们可以归结为合外力的影响；而火车本身的质量、车上的乘客，它们的影响我们可以归结为物体本身总质量的影响.即加速度可能与物体所受的合外力与总质量有关.生2 飞机在起飞时，加速度远大于火车，猜想可能两个原因都有，飞机的动力比火车头的大，并且飞机的质量比火车的小.生 3 以同样的速度滚过来的乒乓球与网球，乒乓球用比较小的力就可以挡回去，而网球则需要比较大的力，因为网球的质量比乒乓球的质量大.说明物体的加速度与物体的质量有关. 师 我们由日常生活的经验不难猜想，物体所获得的加速度与物体的受力情况和物体的质量都有关系.若要验证这些猜想，就需要通过实验.下面我们设计实验共同探究. 二、实验探究 (一)实验方法师 要验证猜想，我们设计的实验需要测量哪些物理量？ 生 加速度、合外力、物体质量. 讨论与交流1.加速度不是一个可以直接测量的量，用什么方法可以测量出来?生 若物体的运动是匀变速直线运动，加速度可以通过匀变速直线运动的规律算出. 比如：一个由静止开始做匀变速直线运动的物体，满足的规律为s=21at 2 a=22ts 位移s 和时间t 可以直接测量，这样就可以间接地测出物体的加速度.2.物体的加速度同时跟合外力与质量两个因素有关，可以用我们曾学过的什么方法来确定加速度与它们两个因素之间的关系呢？初中在哪些实验中我们曾用过这种实验方法？生1 要确定物体的加速度与合外力、质量之间的关系，我们可以采用控制变量法，先保持一个量不变，测量另外两个量的关系.例如：可先让m 不变，找出a 与F 之间的关系；再让F 不变，找出a 与m 之间的关系；然后再分析a 、F 、m 之间的关系. 例如为了研究某物理量同影响它的三个因素中的一个因素之间的关系，可将另外两个因素人为地控制起来，使它们保持不变，以便观察和研究该物理量与这一因素之间的关系.生2 在探究“导电体的电阻的大小同导电体的哪些特性有关”时，要研究电阻的大小同导电物质的长度、横截面积、材料种类这三个因素任何一个因素间的关系，就要人为地控制另外两个因素，使它们相等，只改变其中一个因素.生 3 在探究“温度升高多少跟吸收的热量、物体的质量以及组成物体的物质性质的关系”时，可以先使一些因素保持不变，如在物质相同、质量相同的情况下，观察物体温度升高跟所吸收热量的关系；接着再研究同种物质，不同质量的物体吸收相等热量时，温度升高跟质量的关系等等，从而得出物体温度升高跟所吸收的热量、物体的质量和组成物体的物质性质的关系.师 控制变量法是物理科学研究中的一种重要方法.自然界中发生的各种物理现象往往是错综复杂的，因此影响物理学研究对象的因素在许多情况下并不是单一的，而是多种因素相互交错、共同起作用的.要想精确地把握研究对象的各种特性，弄清事物变化的原因和规律，单靠自然条件下整体观察研究对象是远远不够的，还必须对研究对象施加人为的影响，造成特定的便于观察的条件，这就是“控制变量”的方法. (二）设计实验方案师 利用给出的实验器材，自由选出所需的器材，并设计实验.包括实验目的、实验器材、实验方法与步骤、并设计表格记录数据.提供的器材：附有刻度的带滑轮的长木板、小车、细绳、秒表、打点计时器、天平、小桶和细砂、弹簧秤、牛顿第二定律演示仪、刻度尺等.师引导学生考虑下列问题：讨论与交流1.如何确定物体所受的合外力？2.怎样改变物体的质量而保持合外力不变？3.怎样改变物体的合外力而保持物体的质量不变？4.加速度与合外力都是矢量，在记录时还应该记录其方向.如何记录？5.实验都有误差存在，如何减少误差？学生活动：每四位同学为一小组，挑选实验器材，设计实验，并思考老师提出的问题.参考方案一：1.实验目的：研究物体的加速度与合外力、物体质量的关系.2.实验器材：带刻度的斜面、四轮小车、秒表、刻度尺.3.实验方法：控制变量法.实验装置如课本图4-2-3所示.（1）保持物体质量m不变，改变物体所受的合外力，研究a与合外力的关系物体所受的合外力F合=mgsinθ-f小车的摩擦是滚动摩擦，比较小，可以忽略，小车所受合外力的大小为重力沿斜面方向上的分力，F合=mgsinθ改变斜面的倾角，就可以改变小车受到的合力大小.（2）保持物体的合外力不变，改变物体的质量m，研究加速度与物体质量的关系在忽略小车与斜面间的摩擦时，小车所受的合外力为mgsinθ，在增大小车质量的同时.调整夹角来实现小车所受合外力不变.调整夹角时，可以用弹簧秤的读数直接判断合外力的大小是否不变.4.实验步骤：（1）将长木板放在水平桌面上，一端用木块垫起成一角度.用弹簧秤拉住小车，弹簧秤平行于斜面，使小车静止，读出此时弹簧秤的拉力F.（2）放开弹簧秤，让小车从静止开始做初速为零的匀加速直线运动，同时按下秒表开始计时.当小车运动到木板末端时，再按下秒表结束计时，将测量到的各量记录到下表中.（3）调节木板与水平桌面的夹角，重复上面的步骤.结论：____________________________________________________________________. （4）将长木板放在水平桌面上，一端用木块垫起成一角度，用天平称出小车的质量m，用弹簧秤拉住小车，弹簧秤平行于斜面，使小车静止，读出此时弹簧秤的拉力F.（5）放开弹簧秤，让小车从静止开始做初速为零的匀加速直线运动，同时按下秒表开始计。
高中物理第四章力与运动4.4牛顿第二定律课件粤教版必修1
甲
乙
第二十五页，共26页。
一
二
三
知识(zhī
shi)精要
思考(sīkǎo)
探究
典题例解
迁移(qiānyí)
应用
A.①、②和③ B.③、②和①
C.②、③和① D.③、①和②
答案:B
解析:小球对斜面的压力FN=mgcos θ,小球运动的加速度a=gsin θ,随
着斜面倾斜角的增大,压力逐渐减小,加速度逐渐变大;重力加速度不变,B选
应用
一
二
三
知识(zhī shi)
精要
思考(sīkǎo)
探究
典题例解
迁移(qiānyí)
应用
答案:A
解析:若小车向左做减速运动,则加速度方向向右,若小球受重力和
绳子的拉力的合力可以使小球的加速度与小车的加速度相同,故
此时FN为零,故A正确;若小车向左加速运动,则加速度方向向左,
若此时重力与斜面的支持力的合力可以使小球的加速度与小车的
确切含义.
5.会用牛顿第二定律的公式进行计算.
重
点 重点:对牛顿第二定律的理解、掌握及简单应用.
难 难点:对牛顿第二定律瞬时性和矢量性理解.
点
第二页，共26页。
目标
(mùbiāo)导
航
预习(yùxí)导
引
一
第三页，共26页。
二
目标
(mùbiāo)导
航
预习(yùxí)
导引
一
二
同一个物体做匀变速直线运动和非匀变速直线运动时受的合外力
探究
典题例解
迁移
(qiānyí)应
用
1.因果性:力是产生加速度的原因,只要物体所受的合外力不为零,物体就
高物理粤教版必修1第四章力与运动第一节
►变式训练 1.如图所示为伽利略设计的斜面实验 .伽利略理想实验是将可靠 的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映自然规律.下面给出了 伽利略斜面实验的四个事件： ①减小斜面 BC 的倾角（图中 BC′） ，小球将通过较长的路程，仍 能到达原来的高度 ②由静止释放小球，小球沿斜面 AB 滚下，滚上另一斜面 BC， 高度几乎与原来相同 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度 ④继续减小 BC 的倾角，最终使它水平，小球将沿水平面以恒定 速度一直运动下去
知识点三
惯性
1.定义：物体保持匀速运动状态或静止状态的性质. 2.对惯性的理解： （1）惯性是物体的固有属性，即一切物体都有惯性，与物体的 受力情况及运动状态无关. （2）质量是物体惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量 小的物体惯性小. （3）惯性不是力，惯性是物体具有保持原来运动状态不变的性 质，力是物体对物体的相互作用，惯性和力是两个不同的概念.
例 2 对事件性质的判断及排序，正确的是（D）
A.事实②→推论①→事实③→推论④ B.事实①→推论②→事实③→推论④ C.事实②→推论①→推论④→推论③ D.事实②→推论③→推论①→推论④
解析：先是根据事实：由静止释放小球，小球沿斜面 AB 滚下， 滚上另一斜面 BC，高度几乎与原来相同，推出：如果没有摩擦，小 球将上升到原来的高度，根据这个推论，再进一步推出：减小斜面 BC 的倾角（图中 BC′） ，小球将通过较长的路程，仍能到达原来的高 度，最后得出继续减小 BC 的倾角，最终使它水平，小球将沿水平面 以恒定速度一直运动下去，即力应用 2.牛顿在伽利略和笛卡尔等人的研究基础上，总结出动力学的一 条基本规律——牛顿第一定律.下列说法正确的是（B） A.伽利略的理想实验是没有事实依据的凭空想象的实验 B.伽利略以事实为依据，通过假设、推理得出力不是维持物体运 动状态的原因 C.笛卡尔指出：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 D.牛顿第一定律与牛顿第二定律一样，都可通过实验直接检验
高中物理第4章力与运动第4节牛顿第二定律课件粤教版必修1
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牛顿第二定律的应用方法及瞬时加速度问题
1.解题方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定 则求这两个力的合力，加速度的方向即是物体所受合外力的方向．
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(2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物 体的合外力．
①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正 方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程 Fx＝ma，Fy＝0.
向一致．
(√ )
(5)在 F＝kma 中的比例系数 k 在国际单位制中才等于 1. (√ )
10
2．(多选)下列对牛顿第二定律的表达式 F＝ma 及其变形公式的 理解，正确的是( )
A．由 F＝ma 可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与 物体的加速度成反比
B．由 m＝Fa可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运 动的加速度成反比
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4．(多选)初始时静止在光滑水平面上的物体，受到一个逐渐减 小的水平力的作用，则这个物体运动情况为( )
A．速度不断增大，但增大得越来越慢 B．加速度不断增大，速度不断减小 C．加速度不断减小，速度不断增大 D．加速度不变，速度先减小后增大
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AC [水平面光滑，说明物体不受摩擦力作用，物体所受到的水 平力即为其合外力．力逐渐减小，合外力也逐渐减小，由公式 F＝ ma 可知：当 F 逐渐减小时，a 也逐渐减小，但速度逐渐增大．]
作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加 独立性
速度是这些加速度的矢量和 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二 局限性 定律只适用于惯性参考系
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2.合外力、加速度、速度的关系 (1)力与加速度为因果关系，但无先后关系，力是因，加速度是 果．加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比． (2)合外力与速度无因果关系．合外力与速度方向可能同向，可 能反向，也可能成任意一个角度；合外力与速度方向同向时，物体 做加速运动，反向时，物体做减速运动．
高中物理 第四章 力与运动 第七节 力学单位课件 粤教版必修1(1)
2．单位制在物理计算中的应用 (1)在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时 不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位 制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在 所求结果后写上对应的单位即可。 (2)习惯上把各量的单位统一成国际单位，只要正确 地应用公式，计算结果必定是用国际单位来表示的。
B．千克、米、秒
C．克、千米、秒
D．牛顿、克、米
解析：分析可知千克、米、秒是国际单位制中的
基本单位。故选项B对。
答案：B
[例1] 现有下列物理量或单位，按下面的要求 选择填空。(填序号字母)
A．密度 B．米/秒 C．牛顿 D．加速度 E．质量 F．秒 G．厘米 H．长度 I．时间 J．千克
(1)属于物理量的是________。 (2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有___。 (3)在物理量的单位中不属于国际单位的是_______。 (4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属 于导出单位的是________。
第第 四七 章节
理解 教材 新知
把握 热点 考向
知识点一 知识点二
考向一 考向二
应用 创新 演练
随堂基础巩固 课时跟踪训练
1．单位制是由基本单位和导出单位 所组成的一系列完整的单位体制。
2．国际单位制中的力学基本单位有 三个：长度单位—米(m)、质量单 位—千克(kg)和时间单位—秒(s)。
[自学教材]
国际单位制中的基本物理量和相应国际单位制
中的基本单位：
物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号
长度
l米Leabharlann m质量m千克
kg
时间
t
秒
s
电流
I
【推荐ppt】高中物理第四章力与运动第六节超重和失重课件粤教版必修1(1)
1．下列说法中正确的是
()
A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失
重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重
状态
C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于
超重状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态
解析：当加速度方向竖直向下时，物体处于失重状 态；当加速度方向竖直向上时，物体处于超重状态； 当竖直方向加速度为零时，物体既不处于超重状态， 也不处于失重状态。体操运动员双手握住单杠吊在 空中不动时加速度为零，处于平衡状态，A选项不 正确；蹦床运动员在空中上升和下落过程中加速度 均竖直向下，都处于失重状态，B选项正确；举重 运动员在举起杠铃后不动的那段时间内加
匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层 D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着
匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
解析：从F－t图像可以看出，0～t1，F＝mg，电梯可 能处于静止状态或匀速运动状态；t1～t2，F＞mg，电 梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速 向上运动或减速向下运动；t2～t3，F＝mg，可能静止 或匀速运动；t3～t4，F＜mg，电梯具有向下的加速度， 物块处于失重状态，可能加速向下运动或减速向上运 动。综上分析可知，B、C正确。 答案：BC
加速度
运动情况
状态
重力关系
受力图
失重
F＝m(g＋a) 向下加速， 向下
<mg 向上减速
2．(双选)悬挂在电梯天花板上的弹簧测力计的钩子上
挂着质量为m的物体，电梯静止时弹簧测力计的示
数为G＝mg，下列说法中正确的是
()
A．当电梯匀速上升时，弹簧测力计的示数增大，电梯 匀速下降时，弹簧测力计的示数减小
高中物理第四章力与运动第七节力学单位课件粤教版必修1
D．国际单位制中的基本单位的物理量是长度、能量、 时间
解析：为了运算的简捷，交流方便，各国都要统一采 用通用单位制，这就是国际单位制，故 A、B 选项正确； 只要运算过程中各量均采用国际单位制中的单位，最终得 到的结果也必然是国际单位制中的单位，这是国际单位制 的又一重要作用，故 C 选项正确；
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【典例 1】 (多选)关于国际单位制，下列说法正确
的是( ) A．国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单
位制 B．各国均有不同的单位制，国际单位制是为了交流
方便而采用的一种单位制 C．国际单位制是一种基本的单位制，只要在物理运
算中各物理量均采用国际单位制中的单位，则最后得出 的结果必然是国际单位制中的单位
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C．属于国际单位制中基本单位的是②③⑦ D．属于国际单位制中基本单位的是④⑤⑥ 答案：B
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拓展一 对单位制的理解
单位制包括国际单位制和常用单位制． (1)国际单位制中选定长度(l)、质量(m)、时间(t)、电 流(I)、热力学温度(T)、发光强度(Iv)、物质的量(n)七个量 为基本物理量．
(3)物理量单位之间的关系可以通过相应的物理公式 导出，但并不是所有物理量的单位都可以互相导出．
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1．下面列举了四个物理量的单位，其中属于国际单
位制(SI)的基本单位的是( )
A．N
B．kg
C．m/s
D．m/s2
解析：N 是根据牛顿第二定律推导出来的，是导出单
位，所以 A 错误；kg 是质量的单位，是基本单位，所以
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C．F＝ma＝500×1.2 N＝600 N D．F＝ma＝0.5×1.2 N＝0.6 N 解析：在应用公式进行数值运算的同时，也要把单位 代入运算．带着单位运算时，单位换算要准确，可以把题 中已知量的单位都用国际单位表示，
高中物理第四章力与运动第二节影响加速的因素课件粤教版必修1
拓展一 探究加速度与物体所受合外力的关系
1．实验探究方法． 控制变量法(保持小车质量不变)． 2．实验目的． 验证猜想：小车质量保持不变时，小车所受合外力 越大，加速度也越大；反之合外力越小，加速度越小．
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3．实验器材． 一个带有刻度尺的斜面，一辆四轮小车，一块秒表． 4．实验设计． (1)如图所示，让小车从斜面上由静止释放．
解析：物体的加速度与合外力成正比；速度与加速度 方向相同，加速度虽然减小，速度一定增加．
答案：A
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2．2016 年 4 月 18 日，我国首颗微重力科学实验卫 星在太空遨游 12 天后顺利返回地面．卫星着陆前，需要 打开降落伞(面积有 120 m2)，为什么？
解析：因为卫星的质量一定，其所受合外力越大，加速 度越大，在着陆前打开降落伞，可以产生很大的阻力，从而 产生很大的加速度，使卫星尽快减速，能够安全降落到地面．
保证不变的是( )
A．小车所受的合力 B．小车的质量
C．小车的速度
D．小车的位移
答案：B
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知识点二 加速度与物体质量的关系 提炼知识 1．在探究加速度与质量的关系时，要保持物体所受 合外力不变，而改变物体的质量． 2．设斜面与水平桌面的夹角为 θ，小车的质量为 M， 把小车放在斜面上，忽略小车与斜面间的摩擦，则小车所
C．保持小车受到的合力 F 不变，加速度 a 随小车的 质量 m 的增大而增大
D．保持小车受到的合力 F 不变，加速度 a 随小车的 质量 m 的增大而减小
答案：AD
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2.一个物体受到 4 N 的合力作用时，产生的加速度是 2 m/s2.要使它产生 3 m/s2 的加速度，需要施加多大的合外 力？
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B.m=1.5 kg,μ = 2
15
D.m=1 kg,μ =0.2
【解析】选A.由F-t图和v-t图可得,物块在2 s到4 s内所受
外力F=3 N,物块做匀加速运动，
a=
4 v = m/s2=2 m/s2,F-f=ma，即3-10μm=2m. t 2
①
物块在4 s到6 s所受外力F=2N，物块做匀速直线运动，则 F=f,F=μmg，即10μm=2. 由①②解得m=0.5 kg,μ=0.4，故A选项正确. ②
一、物理图象在动力学问题中的应用 1.物理图象信息量大,包含知识内容全面,好多习题已知条件 是通过物理图象给出的,动力学问题中常见的有s-t、v-t、 F-t及a-F等图象.
2.遇到带有物理图象的问题时,要认真分析图象,要从它的物
理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面 了解图象给出的信息,再利用共点力平衡、牛顿运动定律及
独特的物理关系,即临界条件.
常见的三类临界问题的临界条件 （1）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.
（2）绳子松弛的临界条件是:绳的拉力为零. （3）存在静摩擦的系统,当系统外力大于最大静摩擦力时, 物体间不一定有相对滑动,相对滑动与相对静止的临界条件 是:静摩擦力达到最大值.
运动学公式去解题.
【典例1】（2011·大连高一检测）放在水平地面上的一物 块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关 系如图甲所示,物块速度v与时间t的关系如图乙所示.取重力 加速度g=10 m/s2.由此两图线可以求得物块的质量m和物块 与地面之间的动摩擦因数μ 分别为
A.m=0.5 kg,μ =0.4 C.m=0.5 kg,μ =0.2
【典例2】（2011·芜湖高一检测）如图所示，物体的质量
为2 kg，两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上，另一端系 于物体上，在物体上另施加一个方向与水平线成θ ＝60°角
的拉力F，若要使两绳都能伸直，求拉力F的大小范围.
【解析】A受力如图所示，由平衡条件得：
Fsinθ+F1sinθ-mg=0 Fcosθ-F2-F1cosθ=0
（2）在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以是连接体 中的某一部分物体（包含两个或两个以上的单个物体）,也可以是连接体的某一个来自体,而这“某一部分”的选取，也
应根据问题的实际情况灵活处理.
【典例3】（2011·庆阳高一检测）如图所示，质量为M的木 箱放在光滑水平地面上，受到一水平恒力F的作用，木箱的
隐含了相应的临界条件.
3.常见类型:动力学中的常见临界问题主要有三类:一是弹力 发生突变时接触物体间的脱离与不脱离的问题;二是绳子的 绷紧与松弛的问题;三是摩擦力发生突变的滑动与不滑动问 题. 4.解题关键:解决此类问题的关键是对物体运动情况的正确 分析,对临界状态的判断与分析,找出处于临界状态时存在的
① ②
由①②式得： mg -F1 F=
sinθ F= F2 mg + 2cosθ 2sinθ
③
④
要使两绳都能伸直，则有: F1≥0 F2≥0 由③⑤式得F的最大值为： ⑤ ⑥
Fmax=mg/sinθ= 40 3/3 N
由④⑥式得F的最小值为： Fmin=mg/2sinθ= 20 3/3 N
故F的取值范围为 20 3/3 N F 40 3/3 N 答案： 3/3 N F 40 3/3 N 20
顶部用细绳悬挂一质量为m的小球，若想使细绳与竖直方向
夹角为θ ，则恒力F应为多大？
【解析】以小球为研究对象，受力如图所示，根据题意小球 所受合力水平向右，则：
mgtanθ=ma 解得：a=gtanθ 以木箱和小球整体为研究对象，
由牛顿第二定律得：
F=（M+m）a=（M+m）gtanθ. 答案：（M+m）gtanθ
二、牛顿第二定律中的临界和极值问题 1.概念
（1）临界问题:某种物理现象（或物理状态）刚好要发生或
刚好不发生的转折状态. （2）极值问题:在满足一定的条件下,某物理量出现极大值 或极小值的情况. 2.关键词语：在动力学问题中出现的“最大”、“最小”、
“刚好”、“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，
三、整体法、隔离法解决连接体问题 1.连接体 连接体是指在所研究的问题中涉及的多个物体（它们具有相 同的运动状态即相等的速度、加速度，或叠放在一起，或并
排挤在一起，或用绳、杆联系在一起）组成的系统（也叫物
体组）. 2.解决连接体问题的基本方法 处理连接体问题的方法:整体法与隔离法.要么先整体后隔离, 要么先隔离后整体.不管用什么方法解题,所使用的规律都是 牛顿运动定律.
（1）解答问题时,决不能把整体法和隔离法对立起来,而应 该把这两种方法结合起来,从具体问题的实际情况出发,灵活 选取研究对象,恰当选择使用隔离法或整体法: 在连接体内各物体具有相同的加速度时,可先把连接体当成
一个整体,分析受到的外力及运动情况,利用牛顿第二定律求
出加速度,若要求连接体内各物体相互作用的内力,则需把物 体隔离,对某个物体单独进行受力分析,再利用牛顿第二定律 对该物体列式求解.