人教版高一物理必修一第四章教案

第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律

4.1牛頓第一定律

★教學(xué)目標(biāo)

1.知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過程和推論，理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)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(yùn)動(dòng)的關(guān)系，物體的運(yùn)動(dòng)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(huì)用慣性解釋一些現(xiàn)象。

★教學(xué)重點(diǎn)

1.理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

2.對(duì)牛頓第一定律和慣性的正確理解

3.理想實(shí)驗(yàn)

★教學(xué)難點(diǎn)

1.力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

2.慣性和質(zhì)量的關(guān)系

★教學(xué)過程

引入：

師：同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng)，知道了物體的一些運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但同學(xué)

們有沒有想過：同一個(gè)物體不同的情況下可以做出不同的運(yùn)動(dòng)，究竟是什么決定了物體的運(yùn)動(dòng)情況？要討

論這個(gè)問題，就要研究運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。所以，從今天開始，我們就一起來探究運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系。

一、據(jù)生活現(xiàn)象思考探究

師：現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合日常生活經(jīng)驗(yàn)，分組探討一下運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)需要力來維持嗎？是不是有力物體就能運(yùn)動(dòng)，沒力物體就靜止。

給物體一初速度，物體在不同平面上滑動(dòng)，體會(huì)物體運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。

2、物體的運(yùn)動(dòng)方向跟力的方向一樣嗎？以拋粉筆為例

3、物體的運(yùn)動(dòng)僅由力決定嗎？拋粉筆為例

4、物體什么情況下做直線運(yùn)動(dòng)？什么情況下做曲線運(yùn)動(dòng)？以拋粉筆為例

5、物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)不需要力來維持，沒有時(shí)物體也能運(yùn)動(dòng)：勻速直線運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)方向與力的方向無必

然聯(lián)系；當(dāng)速度與力同一直線時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)；速度與力不在同一直線時(shí)，曲線運(yùn)動(dòng)；同一直線時(shí)，

力與速度同向，加速；力與速度反向，減速。

要讓學(xué)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(duì)運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系的認(rèn)識(shí)

師：愛因斯坦曾把一代代科學(xué)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(shí)候明顯可見的線索卻把人們引到錯(cuò)誤的判斷上去，也就是說光憑經(jīng)驗(yàn)來做判斷是靠不住

的。

師：長(zhǎng)期以來，在研究物體運(yùn)動(dòng)原因的過程中，人們的經(jīng)驗(yàn)是：要使一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)，必須推它或拉它。

因此，人們直覺地認(rèn)為，物體的運(yùn)動(dòng)是與推拉等行為相聯(lián)系的，當(dāng)不再推、拉的時(shí)候，原來的運(yùn)動(dòng)便停止

下來。根據(jù)這類經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物

體便要停止在某個(gè)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?yàn)樗c我

們的現(xiàn)實(shí)生活經(jīng)驗(yàn)相一致。但這卻是個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)論。是由明顯可見的線索引出的錯(cuò)誤判斷，而且這個(gè)錯(cuò)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(xué)中的福爾摩斯。

師：伽俐略注意到，當(dāng)一個(gè)球沿斜面向下滾動(dòng)時(shí)，它的速度越來越大；向上滾動(dòng)時(shí)，速度越來越小。

他由此猜想：當(dāng)球沿水平面滾動(dòng)時(shí);速度應(yīng)該不增不減。實(shí)際上他發(fā)現(xiàn)，球越來越慢，最后停下來。伽俐

略認(rèn)為，這是由于摩擦阻力的原因，因?yàn)樗瑯舆€觀察到，表面越光滑;球便會(huì)滾動(dòng)得越遠(yuǎn)。于是他推斷:

若沒有摩擦阻力，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾下去。

師：伽俐略為了說明他的思想，設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)（伽俐略斜面實(shí)驗(yàn)）：讓一個(gè)小球沿一個(gè)斜面從靜止

狀態(tài)開始滾下，小球?qū)L上另一個(gè)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(gè)斜面上仍然達(dá)到同樣高度，但這一次為了達(dá)到同樣高度，比第一次滾得遠(yuǎn)些。繼續(xù)減小第二個(gè)斜

面的傾角，小球達(dá)到同一高度時(shí)將會(huì)滾得更遠(yuǎn)。于是他問道：若將后一個(gè)斜面放平，球會(huì)滾動(dòng)多遠(yuǎn)？結(jié)論

顯然是，球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動(dòng)下去。這就是說物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，沒有力物體也可以運(yùn)動(dòng)（比如在光滑

水平上，只要給物體個(gè)初速度，物體將以這個(gè)速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去），而力恰好是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)

速度）的

甲乙丙

如物體加速和減速時(shí)都需要受到力的作用。當(dāng)然我們不能消除一切阻力，也不能把水平木板做得無限長(zhǎng)，

所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)是“理想實(shí)驗(yàn)”

帶領(lǐng)學(xué)生觀察動(dòng)畫及視頻文件，先看理論動(dòng)畫，再看演示實(shí)驗(yàn)。

注意：理想實(shí)驗(yàn)不是空想實(shí)驗(yàn)，它是可靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)加上理論推導(dǎo)。

師：與伽俐略同時(shí)代的法國(guó)科學(xué)家笛卡爾補(bǔ)充和完善了伽利略的觀點(diǎn)。明確指出：除非物體受到外

力的作用，物體將永遠(yuǎn)保持靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng)，而只保持在直線上運(yùn)動(dòng)。他還

認(rèn)為，這應(yīng)該作為一個(gè)原理加以確立，并且是人類整個(gè)自然的基礎(chǔ)。

三、牛頓第一定律

牛頓物理學(xué)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(dòng)力學(xué)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變

這種狀態(tài)。

注意：學(xué)習(xí)物理的過程中大家已經(jīng)對(duì)亞里士多德這個(gè)名字很熟悉了，并且每次提到的都是他的錯(cuò)誤

觀點(diǎn)，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(gè)非常偉大的人。恩格斯稱亞里士多

德是最博學(xué)的人，亞里士多德的研究涉及生物、天文、氣象、數(shù)學(xué)和物理等，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(rèn)為天上的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是完美的勻速

圓周運(yùn)動(dòng)、地上的物體都應(yīng)該是靜止的。他認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)需要力來維持，是與大量的“事實(shí)”相一致的。

他一直追求真理，只不過因?yàn)楫?dāng)時(shí)研究物理總是靠直覺和思維來進(jìn)行。因此，他的這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)影響了人

們兩千多年.

伽利略實(shí)在是一個(gè)偉大的科學(xué)家，他第一個(gè)意識(shí)到了摩擦力-----個(gè)本質(zhì)至今還沒有被認(rèn)識(shí)清楚的

問題。有了這一點(diǎn)，加上他又具有豐富、發(fā)散而有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力，設(shè)計(jì)出其理想實(shí)驗(yàn)就顯得比較自

然了。我們認(rèn)為理想實(shí)驗(yàn)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(shí)

驗(yàn)在物理研究中的基本地位。從物理史實(shí)上可以發(fā)現(xiàn)，這時(shí)伽利略認(rèn)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(yùn)動(dòng)（而不是勻速直線運(yùn)動(dòng)），伽利略是一個(gè)偉大的科學(xué)家，在物理史上有著不可取代

的地位，是因?yàn)樗谝淮未_立了物理實(shí)驗(yàn)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(gè)明確指出：除非物體受到外力作用，物體將永遠(yuǎn)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這確實(shí)是

人類思想認(rèn)識(shí)上的一次飛躍。因此，笛卡爾認(rèn)為上述論斷應(yīng)該作為一個(gè)原理加以確立，且是人類整個(gè)自然

觀的基礎(chǔ)是十分合理的。笛卡爾當(dāng)時(shí)還指出：在太空環(huán)境中可以實(shí)現(xiàn)物體不受外力的作用，這時(shí)物體的運(yùn)

動(dòng)就滿足理想實(shí)驗(yàn)的條件（解放了人們的思想，拓寬了看問題的視野）。

牛頓所做的工作不僅是進(jìn)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(xué)概念地提出，以及慣性參考系等，同時(shí)明確了力和物體運(yùn)動(dòng)及其變化之間的直接因果關(guān)系。

【牢記】：

1、運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持，因而力并不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因；只有當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的時(shí)

候，才需要力，所以力是改變物體運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

3、物體具有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(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(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻

力較小，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)

四、慣性

帶領(lǐng)學(xué)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，

繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，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(shí)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(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(shí)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(dāng)有外力作用迫使物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。正因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是在原有的基礎(chǔ)

上一點(diǎn)點(diǎn)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(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：很多同學(xué)認(rèn)為速度大，慣性大；速度小，慣性小。原因是他們把“運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改

變的難易程度理”理解為“物體從運(yùn)動(dòng)到靜止的難易程度二

分析：正是因?yàn)橛型饬Φ淖饔貌攀沟梦矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，所以要比較兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)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(jìn)行比較。（不恰當(dāng)?shù)谋确剑合肟磧蓚€(gè)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(shí)就是比較物體的加速度，加速度反映了相同時(shí)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(yùn)動(dòng)，它們的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的情況并不相同，空車的質(zhì)量小，在較短的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到某一速度，運(yùn)動(dòng)

狀態(tài)容易改變。裝滿貨物的車，質(zhì)量大，要在很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)才能達(dá)到相同的速度，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變。慣

性大小在實(shí)際中是經(jīng)常要加以考慮的。當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變時(shí)，應(yīng)該盡可能減小物體的質(zhì)

量。殲擊機(jī)的質(zhì)量比運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)的質(zhì)量要小得多，在戰(zhàn)斗前還要拋掉副油箱，以進(jìn)一步減小質(zhì)量，就

是為了要提高殲擊機(jī)的靈活性。相反，當(dāng)我們要求物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變時(shí)，應(yīng)該盡量增大物體的質(zhì)

量，抽水站的電動(dòng)抽水機(jī)和水泵都固定在很重的機(jī)座上，就是要增大它們的質(zhì)量，以盡量減小它們振動(dòng)或

避免意外的碰撞而移動(dòng)。

牛頓第一定律擴(kuò)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(shí)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(dāng)物體不受力或受力平衡時(shí)，

物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。反過來亦成立，當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，

物體必定不受力或受力平衡。有下圖：

物體不受力?A、?

]物體靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)O運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變

“受力平衡|==>J

物體受力V

〔受力不平衡仁>物體不能保持靜止或勻速。運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變

4.2實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系教案

教學(xué)目標(biāo)：

★知識(shí)與技能

要求學(xué)生認(rèn)真看書，明確用“比較”的方法測(cè)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(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)：

重點(diǎn)：對(duì)a^F、a^l/m的探究

難點(diǎn)：對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的把握。

教學(xué)方式：

本節(jié)課主要采取的是“實(shí)驗(yàn)一一探究”教學(xué)方式。___

教學(xué)設(shè)計(jì)：

新課導(dǎo)入：

1.復(fù)習(xí)提問：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變快慢用什么物理量來描述，物體運(yùn)動(dòng)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(dǎo)學(xué)生得出：物體運(yùn)動(dòng)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(xué)生更詳細(xì)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?。?/p>

2.教師引導(dǎo)提問進(jìn)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(qǐng)同學(xué)猜一猜。

（學(xué)生會(huì)提出很多種猜想，對(duì)每一種猜想，教師都應(yīng)予以肯定）

教師在學(xué)生猜想的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生：我們的猜想是否正確呢，需要用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。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(dǎo)學(xué)生確定實(shí)驗(yàn)方案、完成實(shí)驗(yàn)操作：

—＞實(shí)驗(yàn)介紹其----------,

投影：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。2,I、

講解：我們用小車作為研究對(duì)象，通過在小車上增減祛碼可以改I

變小車質(zhì)量；在小車上掛一根細(xì)線，細(xì)線通過定滑輪拴一個(gè)小桶，小/\

桶內(nèi)可以放重物，這時(shí)小車受到的拉力大致是小桶及重物的重力，我也⑥

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III

的關(guān)系時(shí)，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(xué)中

常用的研究

方法。（此控制變量法可引導(dǎo)學(xué)生討論得出）

教師引導(dǎo)提問：如何根據(jù)現(xiàn)有器材測(cè)出小車的加速度？（學(xué)生回答：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）

教師可再追問：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)加速度的方法和公式是什么？（在學(xué)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(yùn)動(dòng)，那么，測(cè)量物體加速度最直接的辦法就是用刻度

尺測(cè)量位移并用秒表測(cè)量時(shí)間，然后由a=2x//算出。也可以在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙

帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測(cè)量加速度。

由于a=2x/t?,如果測(cè)出兩個(gè)初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為xi、X”位移之比

就是加速度之比，即a1/a2=xi/x2?

提出問題：在小車運(yùn)動(dòng)過程中不可避免的要受到摩擦力的作用，這個(gè)摩擦力也會(huì)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(dǎo)學(xué)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(shí)驗(yàn)過程

1.保持小車質(zhì)量不變，研究a與F的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)的基本思路：保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)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(dǎo)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(dǎo)學(xué)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(diǎn)的直線，就說明n與F成正比。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：設(shè)計(jì)一個(gè)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(biāo)、F為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。

如果這些點(diǎn)在一條過原點(diǎn)的直線上，說明a與F成正比，如果不是這樣，則需進(jìn)一步分析。

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo).學(xué)生報(bào)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并輸人計(jì)算機(jī)。（用Excel表格處理數(shù)據(jù)）

教師引導(dǎo)各組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果得出結(jié)論。

板書：a0°F

2.保持拉力不變，研究a與m的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)的基本思路：保持物體所受的力相同，測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析：設(shè)計(jì)第二個(gè)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(yàn)，在相同力的作用下，質(zhì)量?jī)?yōu)越大，加速度

a越小。這可能是“a與m成反比”，但也可能是“以與成反比”，甚至是更復(fù)雜的關(guān)系。我

們從最簡(jiǎn)單的情況人手，檢驗(yàn)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成反比”實(shí)際上就是“a與1/m成正比”，如果以a為縱坐標(biāo)、1/m為橫坐

標(biāo)建立坐標(biāo)系，根據(jù)a-1/m圖象是不是過原點(diǎn)的直線，就能判斷加速度以是不是與質(zhì)量m成反

比。

（實(shí)驗(yàn)前教師指導(dǎo)）

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。（用Excel表格處理數(shù)據(jù)）

各實(shí)驗(yàn)小組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況得出結(jié)果。

板書：a°°l/m

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論

在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)和觀察到的事實(shí)，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(jiǎn)單的關(guān)系，即加速度與力成正比、與質(zhì)量成反比a^F、a-1/mo

如果這個(gè)猜想是正確的，那么，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以a為縱坐標(biāo)、F為橫坐標(biāo)和以a為縱坐標(biāo)、

1/M為橫坐標(biāo)作出的圖象，都應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線.但是實(shí)際情況往往不是這樣，描出的點(diǎn)有

些離散，并不是嚴(yán)格地位于某條直線上，用來擬合這些點(diǎn)的直線也并非準(zhǔn)確地通變?cè)c(diǎn)。

這時(shí)我們會(huì)想，自然規(guī)律真的是a℃F、a^l/m嗎?如果經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，圖象中的點(diǎn)都十

分靠近某條直線，而這些直線又都十分接近原點(diǎn)，那么，實(shí)際的規(guī)律很可能就是這樣的。

可見，到這時(shí)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(dǎo)出的

很多新結(jié)果都與事實(shí)一致時(shí)，它才能成為“定律”。本節(jié)實(shí)驗(yàn)只是讓我們對(duì)于自然規(guī)律的夠究

有所體驗(yàn)，實(shí)際上一個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)不可能是幾次簡(jiǎn)單的測(cè)量就能得出的.

4.3牛頓第二定律

★教學(xué)目標(biāo)

1.掌握牛頓第二定律的文字內(nèi)容和數(shù)學(xué)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(guó)際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的

4.會(huì)用牛頓第二定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算

★教學(xué)重點(diǎn)

1.牛頓第二定律

2.牛頓第二定律的應(yīng)用

★教學(xué)難點(diǎn)

牛頓第二定律的應(yīng)用

★教學(xué)過程

引入

師：牛頓第一定律告訴我們，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因即產(chǎn)生加速度的原因，加速度同時(shí)又與物

體的質(zhì)量有關(guān)。上一節(jié)課的探究實(shí)驗(yàn)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0大量實(shí)驗(yàn)和觀察到的事實(shí)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。這就是牛頓第二定律。

-、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。

F

比例式：acc—或Focma。

m

等式：尸=%"以其中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(yīng)該是多少呢？

這里要指出的是，在17世紀(jì)，人類已經(jīng)有了一些基本物理量的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，但還沒有規(guī)定多大的力為

一個(gè)單位力，當(dāng)然也沒有力的單位牛頓?？茖W(xué)家們?cè)谧雠c力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)并沒有準(zhǔn)確計(jì)算力的大小，利用

的僅僅是簡(jiǎn)單的倍數(shù)關(guān)系。比如當(dāng)掛一個(gè)鉤碼時(shí)，質(zhì)量為1kg的小車產(chǎn)生大小為2m/T的加速度，當(dāng)掛兩

個(gè)鉤碼時(shí)，此時(shí)小車受力是第一次的兩倍，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是小車產(chǎn)生大小為4m/s?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?yàn)檫€沒有規(guī)定一個(gè)單位的力是多大，所以你也無法知道一個(gè)鉤碼是

幾個(gè)單位的力。比如只有當(dāng)我們規(guī)定了多長(zhǎng)的距離為一個(gè)單位長(zhǎng)度（1m）后才能知道一根棒有幾個(gè)單位長(zhǎng)

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與限

a之間的比例關(guān)系。（或者反過來講，如果我們當(dāng)時(shí)已經(jīng)規(guī)定了力的單位為N,并且規(guī)定一個(gè)鉤碼的重量為

1N,那么公式中的k就不具有隨意性。在計(jì)算時(shí)質(zhì)量的單位用kg,加速度的單位用m/s）當(dāng)Fma三者

都取值為單位1時(shí)有：lN=k*lkg*lm/s2而我們知道lkg*lm/s2表示使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生Im/s，的力，

對(duì)照上例應(yīng)該是半個(gè)鉤碼，那k就應(yīng)該等于2。如果當(dāng)時(shí)規(guī)定兩個(gè)鉤碼重量為1N時(shí)，那k應(yīng)該是4。而當(dāng)

規(guī)定半個(gè)鉤碼重為1N時(shí)，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(huì)使公式最簡(jiǎn)便。當(dāng)k值取定后，力的單位理所當(dāng)然也定下來了：一

個(gè)單位力=l*lkg*lm/s2,即規(guī)定了1N的力是使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生lm/s,加速度的力。用手托住兩個(gè)雞

蛋大約就是1N?

從上可知力的單位是kga/T,后來為了紀(jì)念牛頓，把kg*m/sz稱做“牛頓”，用N表示。

公式：F=ma

例1、一物體質(zhì)量為1kg的物體靜置在光滑水平面上，0時(shí)刻開始，用一水平向右的大小為2N的力

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(gè)大小也是2N水平向左的拉力F2,則物體的加速度是多少？4秒末

物體的速度是多少？

(3)3s內(nèi)物體的加速度Zm/s?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？

N

F1

G

【牢記】：物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就像其他力不存在一樣,

這個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立性原理。物體的合加速度等于各個(gè)分力分別產(chǎn)生的加速度的矢量和；也等于合外力

?.F合F,+F-)+F-,+.........+FF,F,F-,---?

與質(zhì)量的比值1M。a介=—―=-----=----:------------=----1-----F....H----=4+a,+.....+a”

mmmmm

例2：光滑水面上，一物體質(zhì)量為1kg,初速度為0,從0時(shí)刻開始受到一水平向右的接力F,F隨時(shí)

【牢記】：加速度與合外力存在著瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系：某一時(shí)刻的加速度總是與那一時(shí)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與a的瞬時(shí)性。

3、力的獨(dú)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(yùn)動(dòng)的物體

7、a=絲是定義式、度量式；a=二是決定式。兩個(gè)加速度公式，一個(gè)是純粹從運(yùn)動(dòng)學(xué)（現(xiàn)象）

△tm

角度來研究運(yùn)動(dòng)；一個(gè)從本質(zhì)內(nèi)因進(jìn)行研究。就像農(nóng)民看云識(shí)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(huì)有。

8、不能認(rèn)為牛一是牛二在合外力為。時(shí)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€(gè)很重的

物體時(shí)卻提不動(dòng)它，這跟牛頓第二定律有無矛盾？為什么？

答：沒有矛盾，從。八=上角度來看，因?yàn)樘岵粍?dòng)，所以靜止，則合外力為0,所以加速度也為0；

m

從。合=1+Z+?…-+Z角度來看，物體受三個(gè)力，支持力、重力、向上提的力。這三個(gè)力產(chǎn)生的加

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(duì)象（隔離或整體）

2、進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析，畫出示意圖

3、規(guī)定正方向或建立直角坐標(biāo)系，求合力F合

4、列方程求解

①物體受兩個(gè)力：合成法心=ma

②物體受多個(gè)力：正交分解法（沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向分解）

（運(yùn)動(dòng)方向）

F、=0（垂直于運(yùn)動(dòng)方向）

4.4力學(xué)單位制

★教學(xué)目標(biāo)

1.知道什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位

2.知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位

3.認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用

★教學(xué)重點(diǎn)

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(guó)際單位制中的基本單位和導(dǎo)出單位

★教學(xué)難點(diǎn)

通過今天的學(xué)習(xí)能夠在今后的學(xué)習(xí)中自己推導(dǎo)物理量的單位。

★教學(xué)過程

一、引入

師：同學(xué)們，今天我們一起來討論物理研究計(jì)算中如何使用單位的問題。在進(jìn)行新課之前，我們先來

討論下面幾個(gè)問題。

1、什么叫做單位

答：測(cè)量是將待測(cè)的量與一個(gè)選來作為標(biāo)準(zhǔn)的同類量進(jìn)行比較，確定待測(cè)量是該同類標(biāo)準(zhǔn)量的多少倍的過

程。選來作為標(biāo)準(zhǔn)的同類量稱之為單位，比如：1790年：巴黎會(huì)議約定：通過巴黎的地球子午線全長(zhǎng)的四

千萬分之一定義為1米；千克（kilogram）：1立方分米的水在其密度最大時(shí)的溫度（約為4攝氏度）下的

質(zhì)量。

倍數(shù)稱為測(cè)量數(shù)值。

測(cè)量值=測(cè)量數(shù)值X單位。

二二二二二二二二二二二二二二:二二二二二二二二

11||||||||1111111||||11111111|11111|||||111111111|111111111|111111111|111|||111|1111

J，■奉8?4??7?

長(zhǎng)度=8.00厘米

2、位移、質(zhì)量、時(shí)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(shí)間單位有秒、分、小時(shí)

等；速度單位有米每秒、千米每小時(shí)等；加速度的單位有m/s?、cm/s?等；力的單位有N。

二、單位換算

師:那36km/h與12m/s兩個(gè)速度相比較，哪個(gè)大？

生：要比較兩個(gè)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(jìn)行單位換算呢？

生：數(shù)值不變，只將單位進(jìn)行換算就行了，比如迎收=王?此2配=io/〃/s

h136005

10m/s<12m/s

例1、完成下列單位換算：

(1)0.1mg=kg(2)4.21=kg

(3)54km/h=m/s(4)10c-〃z/s~=mls2

帶領(lǐng)學(xué)生看圖片：姚明的身高

各個(gè)國(guó)家、地區(qū)以及各個(gè)歷史時(shí)期，都有各自的計(jì)量單位。以長(zhǎng)度為例：歐洲曾以手掌的寬度或長(zhǎng)度

作為長(zhǎng)度的計(jì)量單位,稱為掌尺.在英國(guó)，1掌尺=7.62cm;在荷蘭,1掌尺=10cm；英尺是8世紀(jì)英王的腳長(zhǎng),1

英尺=0.3048m。10世紀(jì)時(shí)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(guó)，從秦朝至清末的2000多年間，我國(guó)的“尺”竟由1尺=0.2309m到0.3558m的變化，其差距相

當(dāng)懸殊。

三、國(guó)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(duì)單位有不同的規(guī)定，那對(duì)于我們研究問題

很不方便，所以有必要對(duì)單位進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定。為了便于交流合作，I960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制定了

一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制，叫做國(guó)際單位制。簡(jiǎn)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(dǎo)出單位

師：如果我們不小心忘記了某個(gè)物理量的單位怎么辦呢？有沒有辦法從腦海里把這個(gè)單位找回來呢？

生：能，根據(jù)對(duì)應(yīng)的物理公式就可以。比如根據(jù)公式丫=士，如果位移用米做單位，時(shí)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4=匚均，速度用米每秒做單位，時(shí)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(xué)回答得非常好！由此可見：物理學(xué)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(gè)物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關(guān)

系推導(dǎo)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(dǎo)出來的其它物理量叫做導(dǎo)出量，導(dǎo)出量的單位叫做導(dǎo)出單位?；締挝缓蛯?dǎo)出單位一起組

成了單位制。

師：國(guó)際單位制中選定了七個(gè)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(xué)范圍內(nèi)

的三個(gè)基本量：長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間，對(duì)應(yīng)的基本單位分別是米（米是光在真空中1/299792458秒的時(shí)間間

隔內(nèi)的行程）、千克（千克等于國(guó)際千克原器的質(zhì)量）、秒（秒是能T33原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷

所對(duì)應(yīng)的輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間）。

力學(xué)范圍內(nèi)的單位制

基長(zhǎng)度mkm基

本時(shí)間Sm本

?質(zhì)量t單單

位

導(dǎo)速度m/s導(dǎo)

制

出力口速度m/s"出

口力N

單

密度kg/m

國(guó)際單位制中的單位

五、國(guó)際單位制與公式成立條件

師：看完表格后難道沒有同學(xué)感到奇怪：力學(xué)范圍內(nèi)的基本單位怎么沒有力的單位牛頓??？生：

力的單位可以在基本單位的基礎(chǔ)上用公式推導(dǎo)出來。根據(jù)尸

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(gè)名稱太長(zhǎng),

人們才給了它另一個(gè)簡(jiǎn)單的名稱：牛頓，B|J1牛頓=1千克米每二次方秒。

師：由此可見，力的單位是導(dǎo)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F=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(guó)際單位制上已規(guī)定1牛頓=1千克米每

二次方秒，所以公式尸=府不成立，如果質(zhì)量單位要用克，則公式應(yīng)改為b=/m絲a

1000

4.5牛頓第三定律

★教學(xué)目標(biāo)

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(xué)重點(diǎn)

1.掌握牛頓第三定律，并用它分析實(shí)際問題

2.區(qū)分平衡力和作用力與反作用力

★教學(xué)難點(diǎn)

1.區(qū)分平衡力和作用力與反作用力

★教學(xué)過程

一、引入：

師：前面學(xué)習(xí)力的概念時(shí)，我們就一起討論過物體間的作用是相互的，A對(duì)B作用的同時(shí)B對(duì)A也有

作用。正所謂“孤掌難鳴”，兩只手才能拍響，請(qǐng)大家都拍拍手體會(huì)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相互的。

師：對(duì)！日常生活中有太多的實(shí)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(huì)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(yùn)動(dòng)等。

師：物體之間的作用是相互的，我們把物體之間的一對(duì)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(duì)B有作用力的同時(shí)B對(duì)A也有作用力，請(qǐng)問哪一個(gè)力是作用力？哪一個(gè)是反作用

力？

【牢記】：相互作用的一對(duì)力，任選其中一個(gè)稱為作用力，則另一個(gè)稱為反作用力。

演示實(shí)驗(yàn)

在兩輛小車上各固定一根條形磁鐵，當(dāng)磁鐵的同名磁極靠近時(shí)，放手小車兩車被推開；當(dāng)異名磁極接近時(shí),

<――?

ISIINIS1

兩輛小車被吸攏。一—-----

二、作用力和反作用力

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(qǐng)同學(xué)們想一想，我們應(yīng)該從哪幾個(gè)方面著

手來研究？生：既然作用力與反作用力也是力，我認(rèn)為應(yīng)該從力的三要素：大小、方向作用點(diǎn)三個(gè)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(cè)量出作用力與反作用力的大小，再進(jìn)行比較。在

實(shí)驗(yàn)室中，常用的測(cè)力工具就是彈簧秤?，F(xiàn)在每位同學(xué)的座位上均擺放了兩個(gè)彈簧秤，還有一些木塊小車

等。請(qǐng)大家分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后每組派一個(gè)代表說出各組的設(shè)計(jì)思想，大家相互補(bǔ)充指正。

學(xué)生開始著手設(shè)計(jì)，教師巡視。

學(xué)生派代表說出各自的想法，師生一起討論指正，并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(jiǎn)便的方法就是將兩個(gè)彈簧秤的掛鉤鉤在一起對(duì)拉。A彈

簧秤對(duì)B彈簧秤的拉力和B彈簧秤對(duì)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(duì)

B的拉力，B彈簧秤的示數(shù)反映的是B對(duì)A的拉力。請(qǐng)大家分別用不同的力對(duì)拉，觀察兩彈簧的示數(shù)的大

小關(guān)系如何？

BA

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)

師：通過剛才的實(shí)驗(yàn)，大家發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力的大小關(guān)系是怎樣的?。可耗壳暗膶?shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)動(dòng)畫，加強(qiáng)感官印象

師：下面請(qǐng)一個(gè)同學(xué)（身高應(yīng)矮一點(diǎn)）上來，與老師進(jìn)行拔河比賽（不用繩子，手與手對(duì)拉）。師生

互動(dòng)實(shí)驗(yàn)：老師和一個(gè)小個(gè)子同學(xué)進(jìn)行拔河比賽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老師勝了，學(xué)生輸了。

師：對(duì)剛才的實(shí)驗(yàn)，先請(qǐng)一位同學(xué)從中至少找出一對(duì)作用力與反作用力。生：老師對(duì)地面的擠壓

和地面對(duì)老師的支持力；老師對(duì)地面的摩擦力和地面對(duì)老師的摩擦力；老師拉學(xué)生的力和學(xué)生拉老師的力

等。

師：老師拉學(xué)生的力與學(xué)生拉老師的力大小關(guān)系如何？生：老師拉學(xué)生的力大于學(xué)生拉老師的

力。生：不對(duì)，剛才的實(shí)驗(yàn)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(xué)生的力與學(xué)生拉老

師的力是作用力與反作用力，應(yīng)該大小相等。

師：剛才的兩位同學(xué)哪一位說得對(duì)呢？我們又該如何來驗(yàn)證呢？學(xué)生思考，久久不能回答

師：其實(shí)我們完全可以再利用兩個(gè)彈簧秤來模擬拔河過程。其中一個(gè)彈簧秤相當(dāng)于老師，另一個(gè)相當(dāng)

于學(xué)生，并分兩種情況進(jìn)行。

1.兩彈簧秤勾在一起對(duì)拉，處于靜止不動(dòng)時(shí)（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(yùn)動(dòng)（相當(dāng)于比賽繩子被拉向一方時(shí)的狀態(tài)）：

（學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)）：做5分鐘時(shí)間，教師巡回指導(dǎo)，并要求學(xué)生對(duì)秤先校零，讓學(xué)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(xué)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(jì)算機(jī)上，傳感器的鉤子上掛鉤碼，鉤子受力的大小隨時(shí)間變化的情況可以由計(jì)

算機(jī)屏幕顯示。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，把兩只力傳感器同時(shí)連在計(jì)算機(jī)上，其中一只系在墻上，另一只握在手中。計(jì)算機(jī)中橫坐標(biāo)

上下兩條曲線分別表示兩只傳感器受力的大小。

用力拉一只傳感器，可以看到，在一只傳感器受力的同時(shí)，另一只傳感器也受到力的作用，而且在任

何時(shí)刻兩個(gè)力的大小都是相等的、方向都是相反的

運(yùn)動(dòng)中兩物體間的作用力與反作用力同樣是大小相等的，這點(diǎn)從計(jì)算機(jī)屏幕上也可以清楚地顯示?把

一只傳感器系在一個(gè)物體上，另一只握在手中，當(dāng)通過傳感器用力拉物體時(shí)，盡管物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能變化,

力的大小也可能隨時(shí)間變化，但在任何時(shí)刻，作用力與反作用力總保持大小相等。

沒有條件的學(xué)?？梢杂^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(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)作用力與反作用力

應(yīng)該是方向相反，作用在同一直線上。師：回答得很好！大量事實(shí)表明：作用力和反作用力方向相反，

在同一直線上。

（3）作用點(diǎn)

師：現(xiàn)在我們來討論作用力與反作用力的作用點(diǎn)的問題。例如，AB之間有相互作用，A對(duì)B的力與B

對(duì)A的力是作用力與反作用力。那A對(duì)B的力作用點(diǎn)在什么地方？B對(duì)A的力作用點(diǎn)又在什么地方？生：

A對(duì)B的力作用點(diǎn)在B上，B對(duì)A的力作用點(diǎn)在A上，所以作用力與反作用力的作用點(diǎn)在相互作用的兩個(gè)

物體上。

三、牛頓第三定律

【定義】：兩個(gè)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(qiáng)調(diào)對(duì)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、不管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何。

3、作用力與反作用力是同時(shí)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(shí)槳向后推水，水就向前推槳，從而將船推向前進(jìn)。與

此類似，輪船的螺旋槳放置時(shí)也是向后推水，水同時(shí)給槳一個(gè)反作用力，推動(dòng)輪船前進(jìn)。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)

動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，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(gè)向前的反作用力，使汽車前進(jìn)。

汽車受到的牽引力就是這樣產(chǎn)生的。若把驅(qū)動(dòng)輪架空，不讓它跟地面接觸，這時(shí)車輪雖然轉(zhuǎn)動(dòng)，但車輪不

推地面，地面就不產(chǎn)生向前的推力，汽車就不會(huì)前進(jìn)。

四、作用力反作用力與平衡力

師：前面在研究拔河時(shí)我們知道老師拉學(xué)生的力大小等于學(xué)生拉老師的力，且方向相反，既然大小相

等，方向相反，這兩個(gè)力就會(huì)相互抵消，相互平衡，那拔河還有什么勝負(fù)之分??？但事實(shí)拔河確實(shí)有勝

負(fù)之分??？有沒有同學(xué)能想明白這是怎么回事？學(xué)生思考，久久不能回答

師：其實(shí)根本原因就在于大家把一對(duì)平衡力和一對(duì)作用力反作用力的概念混淆了。請(qǐng)大家回憶一下什

么是一對(duì)平衡力。平衡狀態(tài)：靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

一對(duì)平衡力：如果兩個(gè)力作用在同一個(gè)物體上且使這個(gè)物體處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力。一

對(duì)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(gè)概念我們應(yīng)該可以看出，一對(duì)平衡力與我們今天學(xué)習(xí)的作用力與反作用力唯一不同的

地方就在一對(duì)平衡力作用在同一物體上，可以分解合成，所以它們的作用效果可以相互抵消；一對(duì)作用力

反作用力是作用在兩個(gè)物體上，它們的作用效果是無法抵消的。比如讓兩個(gè)人頭對(duì)頭猛撞一下，A頭對(duì)B

頭的力和B頭對(duì)A頭的力是作用力和反作用力，但它們各自產(chǎn)生的效果是不能相互抵消的，兩個(gè)人的腦袋

都腫了。

師：拔河的勝負(fù)在于分別對(duì)老師和學(xué)生進(jìn)行受力分析，看他們間的相互拉力能否克服各自的摩擦力。

一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力

作用在同一物體上作用在兩個(gè)物體上

作用效果可以相互抵消作用效果無法抵消

力的性質(zhì)不一定相同一定是同性質(zhì)的力

一個(gè)力的變化不一定影響另一個(gè)力一定同時(shí)產(chǎn)生，變化及消失

五、受力分析要點(diǎn)

師：正確地對(duì)物體進(jìn)行受力分析，是解決力學(xué)問題的前提和關(guān)鍵之一，是動(dòng)力學(xué)問題。對(duì)物體進(jìn)行受

力分析應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

一、首先明確研究對(duì)象并把其隔離出來。

二、養(yǎng)成按一般步驟分析的習(xí)慣，以免漏分析某個(gè)力，步驟如下：

1、非接觸力，目前主要是重力

2,接觸力：尋找與研究對(duì)象接觸的物體，兩接觸物體間最多產(chǎn)生兩種力（彈力和摩擦力）

3、其它已知的一些力。主要包括已知的外界所加的力或空氣阻力等

4、分析研究對(duì)象所受的力，不分析研究對(duì)象對(duì)別的物體施加的力

5、只分析按性質(zhì)命名的力。

6、每分析一個(gè)力必須找到對(duì)應(yīng)的施力物體。

7、分力與合力不能同時(shí)存在。

4.6用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題（一）

★教學(xué)目標(biāo)

1.進(jìn)一步學(xué)習(xí)分析物體的受力情況，并能結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行受力分析。

2.能夠從物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況

3.能夠從物體的運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力情況

★教學(xué)重點(diǎn)

1.用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決動(dòng)力學(xué)問題的基本思路方法

★教學(xué)難點(diǎn)

1.會(huì)進(jìn)行物體的受力分析

★教學(xué)過程

一、引入：

師：同學(xué)們，在前面的學(xué)習(xí)中我們學(xué)習(xí)了牛頓運(yùn)動(dòng)定律。牛頓第一定律定義了力：物體的運(yùn)動(dòng)不需要

力來維持，力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因；牛頓第二定律確定了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，使我們能夠把物體的運(yùn)動(dòng)情

況與物體的受力情況聯(lián)系起來。牛頓第三定律說明了作用力與反作用力之間的關(guān)系，把相互作用的幾個(gè)物

體聯(lián)系起來了。牛頓定律在天體運(yùn)動(dòng)的研究、車輛的設(shè)計(jì)等許多基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)中都有廣泛就用。比

如我國(guó)科技工作者能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)火箭的變軌，衛(wèi)星的著落點(diǎn)，他們靠的是什么？就是以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為理

論基礎(chǔ)。當(dāng)然，由于我們目前知識(shí)的局限，我們可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的問題處理。

二、從受力確定運(yùn)動(dòng)情況

例1、一個(gè)靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量是2kg,在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng)。

物體與地面間的摩擦力是4.2N。求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移。

師：請(qǐng)大家仔細(xì)審題，能夠快速正確地進(jìn)行信息的收集和處理是處理問題必備的條件。本題中給出了

哪些已知量，要解決的問題是什么？

生：給出了水平地面上一物體的質(zhì)量，一些受力情況，要求解速度和位移。

師：?jiǎn)栴}中既然涉及了力又涉及了物體的運(yùn)動(dòng)，那力和運(yùn)動(dòng)間是什么樣的關(guān)系呢？生：牛頓第二

定律。=生確定了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，該題應(yīng)該是用牛頓第二定律來解決。先根據(jù)物體的受力求出合外力

m

從而求出加速度，再通過運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律就可以確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。

師：本題中的研究對(duì)象應(yīng)該是誰？生：研究對(duì)象應(yīng)該是地面上的物體。

師：好！根據(jù)這個(gè)思路，就請(qǐng)同學(xué)們對(duì)該物體進(jìn)行受力分析。

學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析，教師巡視

師：現(xiàn)在我們一起來對(duì)物體進(jìn)行受力分析。按照受力分析的一般思路。

1、非接觸力：重力

2、接觸力：與物體接觸的只有地面，而相互接觸的兩物體間的接觸力最多只有兩個(gè)：彈力和摩擦力。

分析該題知物體與地面間有摩擦力，既然有摩擦力則一定有彈力。所以物體會(huì)受到地面給的彈力（垂直于

接觸面指向受力物體）和滑動(dòng)摩擦力（與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，大小/=〃V）

3、其它已知的一些力：6.4N的水平拉力

受力分析圖如下f

N

師：物體的合外力是多少？

生：是6.4-4.2=2.2N

師：你的意思是N與G相互抵消，你的理由是什么？

學(xué)生愣了很久沒有答案，因?yàn)檫@在初中學(xué)生都知道，但卻很少有人知道為什么？

師：科學(xué)研究必須有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，每一個(gè)結(jié)論都必須有客觀依據(jù)，不可想當(dāng)然，主觀臆斷，甚至公式

中每一個(gè)“十”、“一”號(hào)，必須有根據(jù)。

師：對(duì)于N為什么與G大小相等，我們需要用到牛頓第一定律及其擴(kuò)展的內(nèi)容，從牛頓第一定律我們

知道，如果物體不受力或受力平衡，物體將靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，反之亦成立。我們將定律內(nèi)容擴(kuò)展后亦

成立：如果物體在某一方向上不受力或受力平衡，物體在該方向上將靜止或勻速?反之亦成立。題中物體

只是在水平方向上運(yùn)動(dòng)，豎直方向上位置未發(fā)生變化即豎直方向是靜止的，所以物體豎直方向上受力平衡

即N=G.

師：上面關(guān)于牛頓第一定律的擴(kuò)展大家一定要記住，在以后的運(yùn)用中逐步理會(huì)。當(dāng)然關(guān)于N=G我們也

可以這樣理解：物體在水平方向上做直線運(yùn)動(dòng)，物體做直線運(yùn)動(dòng)，說明物體所受的合外力與速度是在同一

直線上從而知物體的合外力是在水平方向上，于是有N=G。

師：知道了合外力后我們可以做什么？生：用。=上求出物體的加速度a=l.Im/s）然后根據(jù)勻變

m

速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解物體的速度和位移。

師：你怎么知道物體做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？生：因?yàn)槲矬w所受的合外力是恒定的，所以加速度

也是恒定的，物體做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

師：好，下面請(qǐng)同學(xué)們各自完成速度和位移的求解。

學(xué)生各自完成剩余的工作，教師給五分鐘時(shí)間。大部分學(xué)生均可以輕松完成

擴(kuò)展問題：如果該題中摩擦力大小未知，告訴你物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是。2,則結(jié)果又該如何？

三、根據(jù)運(yùn)動(dòng)情況確定物體的受力

例2、一個(gè)滑雪的人質(zhì)量是75kg,以vo=2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角0=30°。

在