人教版高中物理必修一教学课件：第4章 4.8
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人教版高中物理必修第一册精品课件 第4章 运动和力的关系 2.实验：探究加速度与力、质量的关系
x= at ,两小车运动时间相等,位移与加速度成正比。
(2)根据控制变量法,要探究加速度和力之间的关系,需要小
车的质量保持不变,即两小车质量相等。
(3)实验中用小盘和砝码的重力作为小车受到的拉力。只有
在小盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量时,绳对小车
拉力的大小近似等于小盘和盘中砝码的重力。此题是采用控
置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,放在带有定滑
轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来平衡小
车受到的阻力),前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各
挂一个小盘,盘里放有砝码。两个小车后端各系一条细线,细
线后端用夹子固定,打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,合上
夹子,两小车同时停止运动。
(1)用刻度尺测出两小车的位移,位移之比就等于它们的
直法”“控制变量法”或“近似法”)
答案:(1)平衡阻力法
(2)控制变量法
(3)近似法
(4)图像法
(5)化曲为直法
解析:(1)由于小车运动受到阻力,所以要平衡小车受到的阻力,
用平衡阻力法减小实验误差。
(2)在探究加速度、力与质量之间的关系时,先保持其中一个
量不变,来探究其他两个量之间的关系,称为控制变量法。
图像
(2)①应用工作电压约为8 V的交流电源 ②应靠右端
③应使细绳平行于木板 ④应靠近打点计时器 ⑤应垫高右
端以平衡小车受到的阻力
解析:(1)实验中把小桶及其中沙子的重力之和看成与小车
所受拉力大小相等,没有考虑阻力,故必须平衡小车受到的阻
力且应排在步骤B之后。电磁打点计时器接在蓄电池上将无
法工作,必须接在工作电压约为8 V的交流电源上。作a-m关
3.平衡小车受到的阻力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫
(2)根据控制变量法,要探究加速度和力之间的关系,需要小
车的质量保持不变,即两小车质量相等。
(3)实验中用小盘和砝码的重力作为小车受到的拉力。只有
在小盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量时,绳对小车
拉力的大小近似等于小盘和盘中砝码的重力。此题是采用控
置示意图,图乙是其俯视图。两个相同的小车,放在带有定滑
轮的木板上(事先通过调节木板与水平面间的夹角来平衡小
车受到的阻力),前端各系一条细绳,绳的另一端跨过定滑轮各
挂一个小盘,盘里放有砝码。两个小车后端各系一条细线,细
线后端用夹子固定,打开夹子,小盘和砝码牵引小车运动,合上
夹子,两小车同时停止运动。
(1)用刻度尺测出两小车的位移,位移之比就等于它们的
直法”“控制变量法”或“近似法”)
答案:(1)平衡阻力法
(2)控制变量法
(3)近似法
(4)图像法
(5)化曲为直法
解析:(1)由于小车运动受到阻力,所以要平衡小车受到的阻力,
用平衡阻力法减小实验误差。
(2)在探究加速度、力与质量之间的关系时,先保持其中一个
量不变,来探究其他两个量之间的关系,称为控制变量法。
图像
(2)①应用工作电压约为8 V的交流电源 ②应靠右端
③应使细绳平行于木板 ④应靠近打点计时器 ⑤应垫高右
端以平衡小车受到的阻力
解析:(1)实验中把小桶及其中沙子的重力之和看成与小车
所受拉力大小相等,没有考虑阻力,故必须平衡小车受到的阻
力且应排在步骤B之后。电磁打点计时器接在蓄电池上将无
法工作,必须接在工作电压约为8 V的交流电源上。作a-m关
3.平衡小车受到的阻力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫
新教材2023年高中物理 第4章 运动和力的关系 4 力学单位制课件 新人教版必修第一册
对点训练
1．(多选)关于国际单位制，下列说法正确的是
( ABC )
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
要点提炼
1．简化运算：在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过 程中不用写出各个量的单位，只在式子的末尾写出所求量的单位即可， 简化了书写。
2．检验结果：各量的单位统一成国际单位制单位，只要正确地应 用公式，计算结果必定是用国际单位制单位来表示。只有所求物理量的 计算结果的单位和该物理量在国际单位制中的单位完全一致时，该运算 过程才可能是正确的。若所求物理量的单位不对，则结果一定错。
要点提炼
1．单位制的意义 单位是物理量的组成部分，对于物理量，如果有单位一定要在数字 后带上单位，同一物理量，选用不同单位时其数值不同，统一单位，便 于人们的相互交流，统一人们的认识。
2．单位制的组成
长度：米(m)
国 单际力学
基本单位质 时间量：：秒千克(s)(kg)
位 制单 位 制单位制导(例出如单) 位速 功 压度率 强：： ：米瓦 帕特 斯/秒卡((Wm()P/sa))
探究 情景导入
单位制在物理计算中的应用
如图所示，一艘快艇以2 m/s2的加速度在海面上做匀加速直线运 动，快艇的初速度是10 km/h。求这艘快艇在10 min内经过的位移。在 解题过程中，怎样合理应用单位制，才能做到既简单又不容易产生错 误？
提示：把题目中的已知量用国际单位制表示，若不是国际单位的首 先要转化为国际单位，计算的结果同样要用国际单位表示，这样，计算 过程中，就不必一一写出各量后面的单位，只在数字后面写出正确的单 位就可以了。
高中物理高一必修第四章《力学单位制》教育教学课件
所用的时间为
t ＝ va ＝ 05.205
s ＝ 200
s。此过程中火车前进的距离
x
＝
1 2
at2
＝
1 2
×0.25×2002 m＝5×103 m＝5 km。 答案： 200 s 5 km
【规律方法】 本题所给质量的单位是 t，速度的单位是 km/h，不是国际制 单位，在做题时应先把 t 换算为 kg，km/h 换算为 m/s，这样在计算过程中就不必 一一写出各量的单位，只在数字后面写出正确单位就可以了。最后所问的位移要 求单位是千米，应先用国际单位制单位进行计算，然后把米换算成千米。
答案： C
3．(2016·北京市东城区检测)有研究发现，轿车的加速度的变化情况将影响乘
客的舒适度。若引入一个新的物理量——加速度的变化率来表示加速度变化的快
慢，则该物理量的单位是( )
A．m/s
B．m/s2
C．m/s3
D．m2/s
解析： 由题意可知，加速度的变化率ΔΔat ，而加速度的变化量 Δa 的单位是
单位制在物理计算中的应用 1．简化计算过程的单位表达：在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计 算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可。 2．推导物理量的单位：物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定 了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物 理量的单位。
a＝v22－xv02＝22×00120－×31000－22 m/s2。 ＝－2.5×105 m/s2。 对子弹受力分析如图所示，则由牛顿第二定律得 阻力 F＝ma＝10×10－3×(－2.5×105)N＝－2.5×103 N(负号表示阻力的方向 与运动的方向相反)。 答案： 2.5×103 N 与运动的方向相反
人教版高中物理必修1精品课件 第4章 运动和力的关系 3.牛顿第二定律
2.力的单位“牛顿”的含义:使质量为 1 kg 的物体在某力的作用下获得
1 m/s2 的加速度,这个力称为1 N,即1 N= 1 kg·m/s2 。
情境链接
如图所示,在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧系着一个
小球,弹簧处于自然长度。当乘客看到弹簧的长度变长时,则火车的速度变
化情况是怎样的?
【例1】 (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( CD )
A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量和加速度成正比
B.由 m= 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
C.由 a= 可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比
滑的水平面的左端有个一端被固定的弹簧,一个小球以一定的初速度滚向
弹簧,从弹簧开始被压缩到变为最短的过程中,关于小球的速度与加速度变
化的情况,下列正确的是( A )
A.速度减小,加速度增大
B.速度减小,加速度减小
C.速度增大,加速度增大
D.速度增大,加速度减小
1 2 3 4
3.(牛顿第二定律的应用)(2023山东济南高一期末)如图所示,水平桌面上质
质量
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的 作用力 成正比,跟它的_______
成反比,加速度的方向跟 作用力 的方向相同。
F为物体所受的合力
2.表达式:F= kma 。
3.当力的单位取N、质量的单位取kg、加速度的单位取m/s2时,k=1,表达式
变为F=ma。
二、力的单位
1.国际单位制中,力的单位是 牛顿 ,符号 N 。
来越小,下落过程中受到的空气阻力越来越大,则飞箭( B )
1 m/s2 的加速度,这个力称为1 N,即1 N= 1 kg·m/s2 。
情境链接
如图所示,在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上用弹簧系着一个
小球,弹簧处于自然长度。当乘客看到弹簧的长度变长时,则火车的速度变
化情况是怎样的?
【例1】 (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( CD )
A.由F=ma可知,物体所受的合力与物体的质量和加速度成正比
B.由 m= 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
C.由 a= 可知,物体的加速度与其所受的合力成正比,与其质量成反比
滑的水平面的左端有个一端被固定的弹簧,一个小球以一定的初速度滚向
弹簧,从弹簧开始被压缩到变为最短的过程中,关于小球的速度与加速度变
化的情况,下列正确的是( A )
A.速度减小,加速度增大
B.速度减小,加速度减小
C.速度增大,加速度增大
D.速度增大,加速度减小
1 2 3 4
3.(牛顿第二定律的应用)(2023山东济南高一期末)如图所示,水平桌面上质
质量
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的 作用力 成正比,跟它的_______
成反比,加速度的方向跟 作用力 的方向相同。
F为物体所受的合力
2.表达式:F= kma 。
3.当力的单位取N、质量的单位取kg、加速度的单位取m/s2时,k=1,表达式
变为F=ma。
二、力的单位
1.国际单位制中,力的单位是 牛顿 ,符号 N 。
来越小,下落过程中受到的空气阻力越来越大,则飞箭( B )
人教版高中物理必修一第四章《牛顿第三定律》(18张)-PPT优秀课件
第4章 力的相互作用
4.5
本节主要内容
• 1、牛顿第三定律内容。 • 2、一对平衡力与一对作用力和反作用力
的异同。
•1、力是 物体 对 物体 的作用。 •2、力不能离开 物体而独立存在。 •３、力的作用是 相互的。 ４、力具有 矢量性。
一、一牛、顿牛第顿三第定三律定律三、
1、作用力和反作用力 两个物体间的作用力是相互的，
D．作用力与反作用力的性质一定相同。
人教版高中物理必修一第四章第5节《 牛顿第 三定律 》课件 (共18 张PPT) 【PPT优 秀课件 】-精 美版
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两块磁铁之间的吸引作用
F1
F2
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想一想：一对平衡力与一对相互作用 力比较，有什么相同点与不同点？
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二、平衡力与相互作用力比较：
1、人对地的压力N’与地对人的支持力N 2、地球对人的引力G与人对地球的引力G’ 3、地面对人的摩擦力f与人对地面的摩擦力f’
N
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G f’
N’ f
G’
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4.5
本节主要内容
• 1、牛顿第三定律内容。 • 2、一对平衡力与一对作用力和反作用力
的异同。
•1、力是 物体 对 物体 的作用。 •2、力不能离开 物体而独立存在。 •３、力的作用是 相互的。 ４、力具有 矢量性。
一、一牛、顿牛第顿三第定三律定律三、
1、作用力和反作用力 两个物体间的作用力是相互的，
D．作用力与反作用力的性质一定相同。
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两块磁铁之间的吸引作用
F1
F2
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想一想：一对平衡力与一对相互作用 力比较，有什么相同点与不同点？
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二、平衡力与相互作用力比较：
1、人对地的压力N’与地对人的支持力N 2、地球对人的引力G与人对地球的引力G’ 3、地面对人的摩擦力f与人对地面的摩擦力f’
N
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G f’
N’ f
G’
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人教版高中物理必修1精品课件 第4章 运动和力的关系 5.牛顿运动定律的应用
计摩擦和空气阻力,规定沿斜面向上为正方向,关于玻璃珠的这段运动,下
列等式正确的是( D )
A.末速度vB=2 m/s
3
B.平均速度v= 2 m/s
C.速度变化量Δv=1 m/s
1
D.沿斜面向上运动的最大位移x= 6 m
解析 由题知,规定沿斜面向上为正方向,故末速度vB=-2 m/s,A错误;设斜面
(2)求滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ。
(3)设游客连同滑草装置滑下50 m后进入水平草坪,滑草装置与水平草坪间
的动摩擦因数也为μ,求游客连同滑草装置在水平草坪上滑行的最大距离。
解析 (1)设在山坡上游客连同滑草装置的加速度为a1,则x=
1 2
a
t
1
2
由牛顿第二定律可得mgsin θ-Ff=ma1
对点演练
2.(2023山东潍坊期末)质量为0.6 kg的物体静止在水平地面上。现有水平
拉力F作用于物体上,2 s后撤去拉力F,物体运动的速度—时间图像如图所
示。由以上信息可求得水平拉力F的大小为( C )
A.1.5 N
B.2.1 N
C.2.5 N
D.3.0 N
解析 v-t图像的斜率代表加速度,减速阶段的加速度大小a1=
5
2,则阻力
m/s
3
5
Ff=ma1,加速阶段的加速度大小a2= 2 m/s2,根据牛顿第二定律F-Ff=ma2,联
立以上各式得F=2.5 N,故选C。
学以致用·随堂检测全达标
1.(从受力确定运动)静止在水平地面上的小车,质量为5 kg,在50 N的水平
拉力作用下做直线运动,2 s内匀加速前进了4 m,在这个过程中
Δ
=-3 m/s,故C错误;根据加速度的定义式,则加速度为 a= Δ =-3
列等式正确的是( D )
A.末速度vB=2 m/s
3
B.平均速度v= 2 m/s
C.速度变化量Δv=1 m/s
1
D.沿斜面向上运动的最大位移x= 6 m
解析 由题知,规定沿斜面向上为正方向,故末速度vB=-2 m/s,A错误;设斜面
(2)求滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ。
(3)设游客连同滑草装置滑下50 m后进入水平草坪,滑草装置与水平草坪间
的动摩擦因数也为μ,求游客连同滑草装置在水平草坪上滑行的最大距离。
解析 (1)设在山坡上游客连同滑草装置的加速度为a1,则x=
1 2
a
t
1
2
由牛顿第二定律可得mgsin θ-Ff=ma1
对点演练
2.(2023山东潍坊期末)质量为0.6 kg的物体静止在水平地面上。现有水平
拉力F作用于物体上,2 s后撤去拉力F,物体运动的速度—时间图像如图所
示。由以上信息可求得水平拉力F的大小为( C )
A.1.5 N
B.2.1 N
C.2.5 N
D.3.0 N
解析 v-t图像的斜率代表加速度,减速阶段的加速度大小a1=
5
2,则阻力
m/s
3
5
Ff=ma1,加速阶段的加速度大小a2= 2 m/s2,根据牛顿第二定律F-Ff=ma2,联
立以上各式得F=2.5 N,故选C。
学以致用·随堂检测全达标
1.(从受力确定运动)静止在水平地面上的小车,质量为5 kg,在50 N的水平
拉力作用下做直线运动,2 s内匀加速前进了4 m,在这个过程中
Δ
=-3 m/s,故C错误;根据加速度的定义式,则加速度为 a= Δ =-3
人教版高中物理必修一第四章第4课《力学单位制》课件(共16张PPT)
2.什么是导出单位？哪些物理量是导出单位？
由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量 的单位，叫导出单位。
3.我们学过的力的单位牛顿是不是基本单位？
牛顿也是一个导出单位，根据牛顿第二定律 F=ma，可得力的单位应该和质量的单位和加 速度的单位有关，1N=1kg.m/s²
所以，__基__本_单_位____和___导__出_单_位____一起 组成了单位制。
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人教版高中物理必修一第四章第4课《 力学单 位制》 课件( 共16张P PT)
人教版高中物理必修一第四章第4课《 力学单 位制》 课件( 共16张P PT)
练习题 一艘在太空飞行的宇宙飞船，开动推进器后，收 到的推力是900N，开动3秒的时间，速度的改变为 0.9m/s，飞船的质量是多大？ 解：由 a=△v/△t a=0.9/3 m/s²=0.3m/s² 由牛顿第二定律：F=ma m=F/a=900/0.3 kg=3000kg
单位的有_B__C__E.
例一：光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是7㎏， 在14N的水平恒力作用下开始运动，5s末的速度是多少？ 5s内的位移是多少？
F
解：根据已知条件，m=7kg，F=14N, t=5s，vo=0， 由牛顿第二定律 F=ma ; ① a= F/m= 14N/7kg = 2N/kg= 2m/s² ②V =Vo+at=2×5 m/s= 10m/s ③ x=vot+½at²=½×2×25 m= 25m
物体质量m＝500g＝0.5kg 物体的加速度a＝10cm／s2＝0.1m／s2
由牛顿第二定律：F=ma 得物体受到的合外力F＝0.5×0.1N＝0.05N
利用国际单位制运算时，不需要带单位运算， 只要在每一个结果的后面写上正确单位即可．
人教版高中物理必修1第4章牛顿第一定律内容宣讲PPT课件
惯性现象的应用与防止Fra bibliotek1、交通部门规定：在车辆前排乘坐的人必须系好安全带。请从物理学的角度加以说明。
思考
答：汽车紧急刹车时，突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险，系上了安会带就可以靠安全带的拉力而随汽车一起减速，避免危险。
牛顿第一定律
2、如图，离开喷泉口的水，为什么还会继续向上运动？
3、如图，撞击锤子把柄，可以使锤头紧套在把柄上。
惯性（inertia)
一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。
2 特点
⑴一切物体都具有惯性；
1 定义
⑵惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。⑶惯性只与物体的质量(mass)有关。与运动与否、速度大小、所受外力无关。
思 考
物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，或者说，它们都有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。 物体抵抗运动状态改变的“本领”与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。
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。
⑴ 力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因。
⑵ 物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
2 反映
1 内容
牛顿第一定律
牛顿第一定律可不可以用实验来验证？什么时候可以看作不受力并举例说明。
课堂小结
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.
1 内容
2 反映
⑴ 力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。
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N,FN=mg=20 N ������ 所以μ= =0.2。
������������
知识链接:应用牛顿第二定律解决力和运动关系问题的分析 流程为受力情况 加速度 a 运动情况。
拓展一:牛顿运动定律与图象的综合应用 运用图象解答物理问题的一般步骤 (1)看坐标轴,弄清楚坐标轴所表示的物理量,明确因变量 (纵轴表示的量)与自变量(横轴所表示的量)间的关系。 (2)看图线,识别两个相关量的变化趋势,从而分析具体的物 理过程。 (3)看交点,弄清楚两个相关量的变化范围及给定的相关条 件,明确图线纵轴截距、横轴截距、斜率、图线与坐标轴所围“面 积”的物理意义。
解答:(1)王敏同学的分析和解答是错误的,王敏错在把水平 力 F 当作合力。 正确的求解过程是:由图象可知,物体在水平方向受拉力 2 F=12 N 时,物体的加速度 a=4 m/s ,摩擦力的大小 f=4 N 由牛顿第二定律 F 合=ma 故 m=
������-������ 12 -4 = 4 ������
课时 4.8
《牛顿运动定律》整合与评价
序号 知识目标 1 牛顿运动定律的应用
学法建议 联系生活实践分析 归纳法 联系生活实践 理解整体法与隔离 法习题训练 理解图象的意义 逻辑推理
标准要求 掌握
2
整体法与隔离法的综 合运用 图象与牛顿运动定律 的综合运用
掌握
3
掌握
重点难点:正确地理解牛顿的三个定律,熟练地运用牛顿 定律解决问题;教学难点是牛顿运动定律的应用、受力分析。 教学建议:本章在探究力和运动之间关系的基础上,建立了 牛顿三大运动定律,进而应用三大定律解决实际问题。学习过程 中要掌握四个概念,三个定律和四种研究方法。四个概念:惯性、 力学单位制、作用力和反作用力、超重与失重。三个定律:牛顿 第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律、牛顿第三定律。四种研究 方法:理想实验法、控制变量法、整体法和隔离法。
知识链接:惯性是物体的固有属性,牛顿第一定律又叫惯性 定律,惯性与惯性定律不是同一概念,不能混为一谈。
主题 2:理解牛顿第三定律 如图所示,马拉着马车加速向前运动,马车为什么会向前运 动呢?是因为马拉车的力大于车拉马的力吗?
解答:车能向前跑是因为马拉车的力 F 大于车受到的摩擦力 f;不是因为马拉车的力大于车拉马的力,其实马拉车的力 F 与车 拉马的力 F'是一对相互作用力,大小相等、方向相反、作用在一 条直线上。
知识链接:作用力和反作用力有三个特征:(1)等值;(2)反 向;(3)共线。 作用力和反作用力有四种性质:(1)异体性;(2)同时 性;(3)相互性;(4)同性性。
主题 3:对牛顿第二定律的理解 蹦极是近来新兴的一项非常刺激的户外休闲运动。 跳跃者站在约 40 米以上(相当于 10 层楼)高度的桥梁、 塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长 长的橡皮绳绑在踝关节处然后两臂伸开,双腿并拢,头 朝下跳下去。绑在跳跃者踝部的橡皮绳很长,足以使跳 跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面一定 距离时,橡皮绳被拉开、绷紧、阻止人体继续下落,当到达最低点 时橡皮绳再次弹起,人被拉起,随后,又落下,这样反复多次直到 橡皮绳的弹性消失为止。 请分析人在下落的整个过程中,加速度和速度各怎样变化?
学生不能准确地把握运动和力的关系始终是解题时出错的 主要原因。不少同学处理这部分问题时不能从力与运动的基本关 系出发,进行分析、推理、计算,而是过多的受一些不正确的经验 影响或思维定式的影响,做出错误的判断。针对学生易错易混点, 要通过本节课再次梳理,帮助学生总结一些解题方法,澄清对概 念的错误认识。
知识链接:应用牛顿第二定律解决问题时,要注意其瞬时性、 矢量性。
主题 4:牛顿第二定律的应用
物体静止在一水平面上,它的质量为 m,物体与水平面之间的 动摩擦因数为μ。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于 水平面的力 F 拉物体,得到加速度 a 和拉力 F 的关系图象如图所 示。
(1)根据图象可以求出物体的质量 m。 王敏同学的分析过程是: 2 从图象中得到 F=12 N 时,物体的加速度 a=4 m/s ,根据牛顿第二 定律 F=ma,求得质量 m=3 kg。 请判断王敏同学的分析过程是否正确,并分析原因,最后给 出正确的结果。 (2)根据图象计算物体与水平面之间的动摩擦因数μ的数值 (g=10 m/s2)。
解答:在橡皮绳未拉直之前,人做自由落体运动,加速度为 g, 速度增大;人继续下落,拉长橡皮绳,在重力与橡皮绳的弹力平衡 前,加速度是减小的,方向向下,速度仍然在增大;当重力等于橡 皮绳弹力时,加速度为零,速度达到最大值;随后橡皮绳继续被拉 长,橡皮绳的弹力超过重力,加速度增大,方向变为向上,由于加 速度与速度方向相反,导致速度减小,直到速度为零。
主题 1:理解牛顿第一定律
如图所示,水平放置的小瓶内装有水,其中有一气泡。当瓶子 从静止状态突然向右加速运动时,小气泡在瓶内将向何方运动? 当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时,小气泡在瓶内又将如何 运动?
解答:许多学生错误地认为:当瓶子从静止状态突然向右运 动时,小气泡在瓶内由于惯性将向左运动;当瓶子从向右匀速运 动状态突然停止时,小气泡在瓶内由于惯性将向右运动。 而正确答案刚好与之相反。因为当瓶子从静止状态突然向右 加速运动时,瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态,相对瓶 来说是向左运动,气泡也有惯性,但相比水来说质量很小,惯性小 可忽略不计,所以气泡相对水向右移动。同理,当瓶子从向右匀速 运动状态突然停止时,小气泡在瓶内将向左运动。
1.粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动, 水平拉力 F 及运动速度 v 随时间变化的图象如图甲和图乙所示。 取重力加速度 g=10 m/s2。求: (1)前 2 s 内物体运动的加速度和位移。 (2)物体的质量 m 和物体与地面间的动摩擦因数μ。
甲 乙 问 1:从图甲看在 0~2 s 时间内物体受到的拉力是多少?
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知识链接:应用牛顿第二定律解决力和运动关系问题的分析 流程为受力情况 加速度 a 运动情况。
拓展一:牛顿运动定律与图象的综合应用 运用图象解答物理问题的一般步骤 (1)看坐标轴,弄清楚坐标轴所表示的物理量,明确因变量 (纵轴表示的量)与自变量(横轴所表示的量)间的关系。 (2)看图线,识别两个相关量的变化趋势,从而分析具体的物 理过程。 (3)看交点,弄清楚两个相关量的变化范围及给定的相关条 件,明确图线纵轴截距、横轴截距、斜率、图线与坐标轴所围“面 积”的物理意义。
解答:(1)王敏同学的分析和解答是错误的,王敏错在把水平 力 F 当作合力。 正确的求解过程是:由图象可知,物体在水平方向受拉力 2 F=12 N 时,物体的加速度 a=4 m/s ,摩擦力的大小 f=4 N 由牛顿第二定律 F 合=ma 故 m=
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课时 4.8
《牛顿运动定律》整合与评价
序号 知识目标 1 牛顿运动定律的应用
学法建议 联系生活实践分析 归纳法 联系生活实践 理解整体法与隔离 法习题训练 理解图象的意义 逻辑推理
标准要求 掌握
2
整体法与隔离法的综 合运用 图象与牛顿运动定律 的综合运用
掌握
3
掌握
重点难点:正确地理解牛顿的三个定律,熟练地运用牛顿 定律解决问题;教学难点是牛顿运动定律的应用、受力分析。 教学建议:本章在探究力和运动之间关系的基础上,建立了 牛顿三大运动定律,进而应用三大定律解决实际问题。学习过程 中要掌握四个概念,三个定律和四种研究方法。四个概念:惯性、 力学单位制、作用力和反作用力、超重与失重。三个定律:牛顿 第一定律(惯性定律)、牛顿第二定律、牛顿第三定律。四种研究 方法:理想实验法、控制变量法、整体法和隔离法。
知识链接:惯性是物体的固有属性,牛顿第一定律又叫惯性 定律,惯性与惯性定律不是同一概念,不能混为一谈。
主题 2:理解牛顿第三定律 如图所示,马拉着马车加速向前运动,马车为什么会向前运 动呢?是因为马拉车的力大于车拉马的力吗?
解答:车能向前跑是因为马拉车的力 F 大于车受到的摩擦力 f;不是因为马拉车的力大于车拉马的力,其实马拉车的力 F 与车 拉马的力 F'是一对相互作用力,大小相等、方向相反、作用在一 条直线上。
知识链接:作用力和反作用力有三个特征:(1)等值;(2)反 向;(3)共线。 作用力和反作用力有四种性质:(1)异体性;(2)同时 性;(3)相互性;(4)同性性。
主题 3:对牛顿第二定律的理解 蹦极是近来新兴的一项非常刺激的户外休闲运动。 跳跃者站在约 40 米以上(相当于 10 层楼)高度的桥梁、 塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长 长的橡皮绳绑在踝关节处然后两臂伸开,双腿并拢,头 朝下跳下去。绑在跳跃者踝部的橡皮绳很长,足以使跳 跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面一定 距离时,橡皮绳被拉开、绷紧、阻止人体继续下落,当到达最低点 时橡皮绳再次弹起,人被拉起,随后,又落下,这样反复多次直到 橡皮绳的弹性消失为止。 请分析人在下落的整个过程中,加速度和速度各怎样变化?
学生不能准确地把握运动和力的关系始终是解题时出错的 主要原因。不少同学处理这部分问题时不能从力与运动的基本关 系出发,进行分析、推理、计算,而是过多的受一些不正确的经验 影响或思维定式的影响,做出错误的判断。针对学生易错易混点, 要通过本节课再次梳理,帮助学生总结一些解题方法,澄清对概 念的错误认识。
知识链接:应用牛顿第二定律解决问题时,要注意其瞬时性、 矢量性。
主题 4:牛顿第二定律的应用
物体静止在一水平面上,它的质量为 m,物体与水平面之间的 动摩擦因数为μ。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用平行于 水平面的力 F 拉物体,得到加速度 a 和拉力 F 的关系图象如图所 示。
(1)根据图象可以求出物体的质量 m。 王敏同学的分析过程是: 2 从图象中得到 F=12 N 时,物体的加速度 a=4 m/s ,根据牛顿第二 定律 F=ma,求得质量 m=3 kg。 请判断王敏同学的分析过程是否正确,并分析原因,最后给 出正确的结果。 (2)根据图象计算物体与水平面之间的动摩擦因数μ的数值 (g=10 m/s2)。
解答:在橡皮绳未拉直之前,人做自由落体运动,加速度为 g, 速度增大;人继续下落,拉长橡皮绳,在重力与橡皮绳的弹力平衡 前,加速度是减小的,方向向下,速度仍然在增大;当重力等于橡 皮绳弹力时,加速度为零,速度达到最大值;随后橡皮绳继续被拉 长,橡皮绳的弹力超过重力,加速度增大,方向变为向上,由于加 速度与速度方向相反,导致速度减小,直到速度为零。
主题 1:理解牛顿第一定律
如图所示,水平放置的小瓶内装有水,其中有一气泡。当瓶子 从静止状态突然向右加速运动时,小气泡在瓶内将向何方运动? 当瓶子从向右匀速运动状态突然停止时,小气泡在瓶内又将如何 运动?
解答:许多学生错误地认为:当瓶子从静止状态突然向右运 动时,小气泡在瓶内由于惯性将向左运动;当瓶子从向右匀速运 动状态突然停止时,小气泡在瓶内由于惯性将向右运动。 而正确答案刚好与之相反。因为当瓶子从静止状态突然向右 加速运动时,瓶中的水由于惯性要保持原有的静止状态,相对瓶 来说是向左运动,气泡也有惯性,但相比水来说质量很小,惯性小 可忽略不计,所以气泡相对水向右移动。同理,当瓶子从向右匀速 运动状态突然停止时,小气泡在瓶内将向左运动。
1.粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动, 水平拉力 F 及运动速度 v 随时间变化的图象如图甲和图乙所示。 取重力加速度 g=10 m/s2。求: (1)前 2 s 内物体运动的加速度和位移。 (2)物体的质量 m 和物体与地面间的动摩擦因数μ。
甲 乙 问 1:从图甲看在 0~2 s 时间内物体受到的拉力是多少?