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1、2019 最新人教版必修一第四章牛顿运动定律单元教案2新课标要求：内容标准(1)通过实验 , 探究加速度与物体质量、物体受力的关系理解牛顿运动定律, 用牛顿运动定律解释生活中的有关问题 ,通过实验认识超重和失重现象例 通过实验测量加速度、力、质量,分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像,根据图像写出加速度与力、质量的关系式体会探究过程中所用的科学方法例 根据牛顿第二定律说明物体所受的重力与质量的关系(2)认识单位制在物理学中的重要意义知道国际单位制中的力学单位例 在等式 a=k F 中给定 k=1,从而定义力的单位 .m2活动建议()通过各种活动 ,例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等
2、,了解和体验失重与超重()根据牛顿第二定律 ,设计一种能显示加速度大小的装置( )通过听讲座、看录像等活动,了解宇航员的生活 ,了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验, 尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下实验的方案第一单元牛顿运动定律考点解读知识要点一、牛顿第一定律：1内容： 一切物体总保持匀速直线运动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2理解： 定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性 , 即“保持匀速直线运动状态或静止状态” , 这种性质叫惯性牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性定律的后一句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态
3、”这实际上是给力下的定义 , 即力是改变运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律实际上 , 不受外力作用的物体是不存在的物体所受到的几个力的合力为零时 , 其运动效果就跟不受外力相同 , 这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态（例题 1,针对练习 1）二、牛顿第二定律1内容： 物体的加速度跟作用力成正比, 跟质量成反比2公式： F=ma3物理意义： 它突出了力是改变物体运动状态的原因 , 不是维持物体运动的原因4 理解：模型性 牛顿第二定律的研究对象只能是质点模型或可看成质点模型的物体因果性 力是产生加速度的原因 , 质量是物体惯性大
4、小的量度 , 物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果矢量性 加速度与合外力都是矢量 , 它们的方向始终相同, 加速度的方向唯一由合外力的方向决定典型例题【例1】火车在长直水平轨道上匀速行驶 , 门窗紧闭的的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力, 带着他随同火车一起向前运动B人跳起的瞬间, 车厢的地板给他一个向前的力, 推动他随同火车一起向前运动C人跳起后 , 车在继续向前运动 , 所以人落下后必是偏后一些 , 只是由于时间很短 , 偏后距离太小 , 不明显而已D人跳起后直到落地, 在水平方向上人和车始终有相同的速度【例
5、2】一物体放在光滑水平面上 , 初速为零 , 先对物体施加一向东的恒力 F, 历时 1s；随即把此力改为向西 , 大小不变 , 历时 1s ；接着又把此力改为向东 , 大小不变历时 1s；如此 反 复 , 只改 变力 的 方向 , 共历 时1min, 在此 1min 内（）A物体时而向东运动, 时而向西运动 , 在 1min 末静止于初始位置之东B物体时而向东运动, 时而向西运动 , 在 1min 末静止于初始位置C物体时而向东运动, 时而向西运动 , 在 1min 末继续向东运动D物体一直向东运动, 从不向西1 / 4瞬时性 物体的加速度跟它所受到的合外力之间存在着瞬时对应关系 , 加速度随
6、合外力同时产生、同时变化、同时消失相对性定律中的加速度是以地面或相对于地面静止或匀速直线运动的物体为参照物所量度的 , 即定律仅在惯性系中成立统一性 牛顿第二定律是实验定律 , 通过实验得出 F ma, 写成等式为 F=kma,其中 k 为比例系数为使 k=1, 力、质量、加速度的单位必须统一使用同一单位制（通常使用国际单位制）独立性物体受到多个力作用时, 每个力都独立地产生一个加速度 , 且力和加速度之间仍遵循牛顿第二定律 , 就好象其他力不存在一样局限性 牛顿第二定律只能解决物体的低速运动问题 , 不能解决物体的高速运动问题 , 只适用于宏观物体 , 不适用于微观粒子5牛顿第二定律解题的一
7、般方法和步骤：取对象确定研究对象；画力图对研究对象进行受力分析（和运动状态分析）；定方向选取正方向（或建立坐标系） , 通常以加速度方向为正方向较为适宜；列方程根据牛顿运动定律列运动方程；根据运动学公式列方程；解方程统一单位 , 求解方程 , 并对计算结果进行分析检验或讨论（例题 2、 3,针对练习 2、3）三、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 , 作用在同一直线上2表达式： F 甲对乙 =-F 乙对甲 , 负号表示方向相反3意义： 揭示了力的作用的相互性, 即两个物体间只要有作用就必然会出现一对作用力和反作用力4特点：1是同种性质的力如G与 G/
8、、 FN 与 FN/ 、 f 与作用f / , 如 G 作用于人 ,G/ 作用于2作用在两个物体上力、地球反3同时产生、同时消失（甲对乙无作用、乙对作用甲也无作用）力4不管静止或运动 , 作用力和反作用力总是大特点小相等 , 方向相反5与物体是否平衡无关（例题 4,针对练习 4）疑难探究四、怎样把平衡力和作用力、反作用力区分开来？内容作用力和反平衡力作用力受力物体作用在两个作用在同一个物体上物体上依赖关系相互依存 ,不无依赖关系 ,撤除一个 ,另一个依可单独存在然存在 ,只是不再平衡两个力的效两个力的作用效果可以抵消,可叠加性果不可抵消 ,叠加 ,可求合力 ,合力可为零不可叠加 ,不运动 ,
9、在 1min 末静止于初始位置之东【例 3】在水平面上有一质量为 5kg 的物体 , 它受到与水平方向成 530 角并斜向上的 25N 的拉力时 , 恰好做匀速直线运动 , 取 g=10m/s, 问：（ 1 ）当拉力为 50N 时 , 加速度多大？（ 2）当拉力为 62.5N 时, 加速度多大？【例 4】甲、乙两队进行拔河比赛, 结果甲队获胜 , 则比赛过程中()A甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力B甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力C甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等 , 方向相反D甲、乙两队拉绳子的力大小相等,方向相反【例5】粗糙的水平地面上有一只木箱 , 现用一水平力拉木箱匀速前
10、进, 则（） A拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力D木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力2 / 4可求合力一定是同性可以是同性质的力 ,也可以不是力的性质同性质的力质的力（例题 5, 针对练习4）五、怎样解决突变类问题( 力的瞬时性 ) ？1物体运动的加速度a与其所受的合外力F有瞬时对应关系 , 每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力若合外力的大小或方向改变 , 加速度的大小或方向也立即 ( 同时 ) 改变 ; 或合外力变为零 , 加速度也立即变为零 ( 物体运动
11、的加速度可以突变 ) 2中学物理中的“绳”和“线”, 是理想化模型, 具有如下几个特性 :A轻 : 即绳 ( 或线 ) 的质量和重力均可视为等于零 , 由此特点可知 , 同一根绳 ( 或线 ) 的两端及其中间各点的张力大小相等B软 : 即绳 ( 或线 ) 只能受拉力 , 不能承受压力 ( 因绳能变曲 ), 由此特点可知 , 绳与其物体相互间作用力的方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向C不可伸长 : 即无论绳所受拉力多大 , 绳子的长度不变 , 由此特点可知 , 绳子中的张力可以突变3中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳” , 也是理想化模型, 具有如下几个特性 :A轻 : 即弹簧 ( 或橡皮绳 )
12、的质量和重力均可视为等于零 , 由此特点可知 , 同一弹簧的两端及其中间各点的弹力大小相等B弹簧既能承受拉力 , 也能承受压力 ( 沿着弹簧的轴线 ), 橡皮绳只能承受拉力 , 不能承受压力C由于弹簧和橡皮绳受力时, 要发生形变需要一段时间,所以弹簧和橡皮绳中的弹力不能突变 , 但是 , 当弹簧或橡皮绳被剪断时 , 它们所受的弹力立即消失4做变加速度运动的物体 , 加速度时刻在变化 ( 大小变化或方向变化或大小、方向都变化 ), 某时刻的加速度叫瞬时加速度 , 由牛顿第二定律知 , 瞬时力决定瞬时加速度 , 确定瞬时加速度的关键是正确确定瞬时作用力（例题 6、 7, 针对练习5、6、7）六、在
13、应用牛顿第二定律时怎样使用正交分解法？正交分解是矢量运算的一种常见方法在牛顿第二定律中应用正交分解时, 直角坐标系的建立有两种方法通常以加速度a 的方向为x 轴正方向 , 与此垂直方向为 y 轴, 建立直角坐标系 , 将物体所受的力按 x 轴及 y 轴方向的分解 , 分别求得 x 轴和 y 轴方向上的合力 Fx 和【例 6】如图 3-1-1 所示 , 木块 A与 B用轻弹簧相连 , 竖直放在木块 C上 , 三者静止 A、 B、 C的质量之比为 1:2:3 设所有接触面都光滑 , 当沿水平方向迅速抽出木块 C的瞬间 ,A 和 B的加速度分别为 aA _,a B=_图 3-1-1【例 7】如图 3
14、-1-2 所示 , 质量为 m 的小球与细线和轻弹簧连接后被悬挂起来 , 静止平衡时 AC和 BC与过 C的竖直线的夹角都是 60 0 , 则剪断 AC线瞬间 , 求小球的加速度；剪断 B处弹簧的瞬间 , 求小球的加速度图 3-1-2Fy 根据力的独立性原理 , 各个方向上的力产生各自的加速度 , 得方程组 Fx=ma,Fy =0但有时用这种方法得到的方程组求解较为繁琐 , 因此在建立直角坐标系时 , 可根据物体受力情况 , 使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度 a 得 ax 和 ay , 根据牛顿第二定律得方程组 Fx =max,F y=may 求解至于采用哪种方法 , 要视具体情况灵活使用（例题 8, 针对练习 8、9 题）【例 8】如图架与水平成 角的以加速度a 向上运动的自动扶梯台阶上 , 人 的质量为 m, 鞋底与阶梯的摩擦3-1-3表示某人站在一图 3-1-3x3 / 4系数为 , 求此时人所受的摩擦力（请用两种方法沿加速度方向为x 轴建立坐标系沿水平向右方向为x轴建立坐标系 , 分解加速度）_典型例题答案 _4 / 4