“牛顿第一运动定律”教学设计

第一篇：“牛顿第一运动定律”教学设计

“牛顿第一运动定律”教学设计

“牛顿第一运动定律”--江苏高邮市赞化学校 盛荣湖【教学内容】

高中《物理》（必修）第一册第三章“牛顿第一运动定律”。【教学媒体】

网络教室、多媒体计算机（学生2～3人组成一个学习小组）。【教学方法】

协作式自主学习方法。【教学过程】

一、引入新

演示实验：用力推一个木块在水平桌面上前进，当停止用力时，木块就停了下来。

多媒体动画模拟、局部放大：展示木块与水平桌面之间是凹凸不平的，木块受到推力的作用向前运动，同时木块还受到摩擦力的作用；撤销推力后，在摩擦力的作用下，木块慢慢地停止下来。

鼓励学生提出问题：物体不受力的作用时如何运动?

二、开展探究

鼓励学生进行大胆猜想与假设，得出如下几种观点： ①物体将运动得越来越快； ②物体保持原来的运动状态； ③物体将慢慢停下来。

按照不同的观点，将学生进行分组，指导学生设计出各自的探究方案。在小组讨论交流的基础上，学生开展科学探究活动。为了保证学生探究方案的顺利实施，教师要尽可能帮助学生准备足够的器材。

针对不同认知水平的学生，在学习资源库中链接“开展科学探究活动的一般步骤”“学会提出问题”“怎样设计科学探究方案”“开展科学探究活动的优秀案例”等内容，启发指导学生开展科学探究活动。学生也可以上网搜寻相关信息，发现有价值的内容可以通过链接、粘贴等方式补充到学习资源库里，其他学生都可以在线浏览，实现资源共享。

例如，某小组学生进行了如图2所示的科学探究实验，让一辆小车（或小球）从同一斜面的同一高度处滑下来，分别在毛巾、棉布、木板表面上以相同的速度运动，观察小车的运动情况，将实验现象填在下面的表格内。

通过实验结果的分析，得出初步的实验结论：小车在水平面上运动，受到的摩擦力越小，运动的距离就越长。接触面

小车受到摩擦力的大小（填“大”“较小”或“最小”）小车运动的距离（填“短”“较长”或“最长”）毛巾

面布

木板

如果小车受到的摩擦力减小为0，它将怎样运动呢? 学生进行推理，得出结论。不同小组得出的结论可能不一样，例如：

①小车受到的摩擦力减小为0时，小车将一直运动下去，不会停下来；

②小车受到的摩擦力减小为0时，小车将运动得越来越快； ③小车受到的摩擦力减小为0时，小车将做匀速直线运动； ④小车受到的摩擦力减小为0时，小车的运动状态保持不变。教师指导学生通过小组协作对话、人机交互和网络交互等多元化的信息交互方式，进行信息搜寻、反馈、矫正、补充、完善，得出全面、完整的结论，即牛顿第一运动定律的内容。要重视学生在研究过程中提出的新问题、新题，从而进一步激发学生对科学探究的兴趣，保持学习动力的持续性和进取性。

对开展科学探究实验有困难的学生，也可以不动手做实验，而是直接利用资源库中的多媒体资源，动画模拟实验，完成探究实验的全过程。

三、牛顿第一运动定律

动画模拟伽利略理想实验，如图3所示。

视频播放物理学史，牛顿第一运动定律发现的过程。三百多年前，著名的物理学家伽利略就是这样通过实验推理得出来运动物体不受阻力时的运动状态的。后来，又经笛卡儿的补充，牛顿的进一步研究整理，使整个理论更加全面和完整。这种建立在实验的基础上，通过逻辑推理得到的理想状态下的结论，也是物理中的一种重要的研究方法。对牛顿第一运动定律的说明：牛顿第一运动定律不能直接用实验证明，而是在实验的基础上，通过推理、归纳得出来的。这恰是科学家丰富的想像力与科学分析相结合的伟大之处。他们抓住了更本质的内容，且在分析其他现象时，都经住了实践的检验。因此，这一结论是科学的，正确的。

四、知识的应用与创新

情境1：宇航员在宇宙太空中生活和工作的场面。情境2：下雨天，雨滴从伞边滴落下来，若将伞旋转起来，雨滴的运动情况。

通过设计贴近生活、有利于揭示知识内在联系、有利于知识的应用与创新的学习情境，要求学生依据自主学习的原则尝试用所学到的知识去解决生活中的一些实际问题，完成对知识的应用，达到对所学知识的深化和巩固，并为知识的创新打下基础。

第二篇：牛顿运动定律单元教学设计

牛顿运动定律单元教学设计

作者： 沈宇芳(高中物理 赤峰物理五班)评论数/浏览数： 1 / 199 发表日期： 2011-06-30 08:31:59 牛顿第一定律，实验：探究加速度与力、质量的关系，牛顿第二定律，力学单位制，牛顿第三定律

牛顿运动定律

全章概述

本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。

为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。新课标要求

1、通过实验，探究加速度与质量、物体受力之间的关系。

2、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。

3、通过实验认识超重和失重。

4、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。

1、牛顿第一定律

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、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、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。

★教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。★教学用具：

小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。★教学过程

一、引入新课 开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。

二、进行新课

教师活动： 人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样吗？

学生活动：人推着车子，汗流侠背，推车的人放下车，一边擦汗，一边叹气。思考问题。教师活动：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。

教师巡回指导，提出问题：物体的运动是不是一定需要力？

学生活动：利用桌子上的器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验：

1、桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

2、撤去毛巾，让小车在桌面上，推一下小车，小车运动一段才停下来。教师活动：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？

学生活动：学生举例讨论，比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。

点评：通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。

教师活动：引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那小球会怎样？ 学生活动：用小球做对比实验

A、使斜槽和桌面吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距离。B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。［总结得出］小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。

点评：

1、对比实验，找出问题的本质．从而理解物体的运动和力的关系．

2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理．

教师活动：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（并板书）

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。伽利略是怎么研究这个问题的呢？ 教师活动：边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效果：（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越远。（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

学生活动：观察并回答提出的问题：

运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。

点评：通过观察伽利略的理想实验，启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。教师活动：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度。学生活动：学生记录数据并比较。确信他的正确性。教师活动：引导学生认识、总结力和运动的关系。让学生阅读课文找出： l、伽利略的观点。

2、笛卡儿的补充和完善。

3、牛顿第一定律。

对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？ 学生活动：阅读课文，回答问题。

1、伽利略：物体不受力时，运动的物体一直作匀速直线运动。

2、笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态。

教师活动：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？

在学生回答的基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变运动状态的原因。运动状态是指什么？

学生讨论回答：两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态。运动状态：速度的大小和方向。

点评：培养学生理解问题时能力。

教师活动：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。

学生活动：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。点评：培养学生刨根问底的严谨态度。

教师活动：牛顿定律又叫惯性定律，惯性是指什么？ 你又怎样理解这种性质呢？举例说明。

因为这是一个新概念，学生刚接受可能不是很好理解。通过实验来进一步的理解。

在小车上放一高的木块，让小车在光滑的玻璃上运动，前面固定一物块，当车运动到物块时被挡住，车上的木块前倾。为什么？

再如，人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起，仍会落到原地。这都是惯性。

再让学生举例，学生就必然入门了。

学生活动：学生观察并思考，再进一步理解惯性：是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。

举例。

点评：通过生活中的例子进一步理解惯性。

教师活动：进一步总结：物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态，理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的，如果某个方向不受力，那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。

教师活动：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢？比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时？你还能举出什么例子来？

学生活动：学生思考

比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。

从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。点评：通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关．

三、课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究 ☆对惯性的理解

1、被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力？为什么能够向前运动？

2、船在水中匀速行驶，一人站在船尾向上竖直跳起，它会落入水中吗？为什么？

3、为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些？

4、在一向北匀速直线行驶的火车车厢中，一小球静止在水平桌面上，当坐在桌旁的人看到小球向南滚动时，火车做什么运动？

5、一铅球 3千克，静止在地面上，把它水平扔出后，做加速运动，它的惯性如何变化？ ☆受力分析

6、一物块滑上了光滑的斜面，受几个力？ 附录1

牛顿简介

牛顿，是英国伟大的数学家、物理学家、大文学家和自然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村，1727年3月20日在伦敦病逝。

牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。正象他自己所说的那样“如果说我看得远，那是因为我站在巨人的肩上”。

牛顿的研究领域非常广泛，他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外，他还花费大量精力进行化学实验。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。附录2

教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是非常重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会。附录3

学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。

2、实验：探究加速度与力、质量的关系

一、知识与技能

1、理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关。

2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。

3、培养学生动手操作能力。

二、过程与方法

1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现。

2、指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论．

3、帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律。

三、情感、态度与价值观

1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。

2、使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

3、培养学生的合作意识，相互学习，交流，共同提高的学习态度． ★教学重点

1、怎样测量物体的加速度

2、怎样提供和测量物体所受的力 ★教学难点

指导学生选器材，设计方案，进行实验。作出图象，得出结论 ★教学方法

1、提出问题，导入探究原理――自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳――进行交流。

2、对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。

★教学用具：

小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。★教学过程

一、引入新课 教师活动：

定性讨论：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同质量物体上，物体加速度有什么不同？

物体运动状态改变快慢取决哪些因素？定性关系如何？

学生活动：学生讨论后回答：第一种情况，受力大的产生加速度大，第二种情况：质量大的产生加速度小。学生再思考生活中类似实例加以体会。

点评：教师还可举日常生活中一些实例，如赛车和普通小汽车质量相仿，但塞车安装了强大的发动机，牵引力巨大，可产生很大加速度。再如并驾齐驱的大货车和小汽车在同样大的制动力作用下，小汽车容易刹车．通过类似实例使学生获得感性认识：加速度大小既与力有关，也与质量有关，为下一步定量研究做好铺垫．

二、进行新课

1、物体加速度与它受力的定量关系探究

教师活动：现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系（用控制变量法）。保持物体的质量不变，测量物体在不同力的作用下的加速度，探究加速度与力的定量关系。请同学生据上述事例，猜测一下它们最简单关系。

学生猜测回答：加速度与力可能成正比。

教师活动：如何测量加速度a？需什么器材？请同学样设计方案。

学生回答：第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律，可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动，利用打出纸带求加速度。

教师活动：现实中，除了在真空中抛体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎不存在，但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力？如何测？请同学们想办法。

教师引导：可利用前边测加速度的器材，在钩码质量远小于小车质量条件下，钩码重力大小等于对小车拉力（至于为什么以后再讨论），但必须设法使木板光滑，或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估，筛选出最佳方案进行实验。学生活动：学生思考，设计可行方案测量，也可借鉴教师提供案例进行设计。教师活动：指导学生分组实验，把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。学生活动：学生设计实验步骤，进行分组实验，取得数据。

教师活动：如何直观判断加速度a与F的数量关系？指导学生以a为纵坐标，以F为横坐标建立坐标系，利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象，让大家评价。

学生活动：学生在事先发给的坐标纸上描点，画图象，看图象是否是过原点的直线，就能判断a与F是否成正比。分析研究表格中数据，得出结论。

2、物体的加速度与其质量的定量关系探究

教师活动：保持物体所受力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，探究加速度与质量关系，请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系？教师解释：若a与m成反比，其实是a与1／m成正比，a－l／m的图象应是什么？

学生猜测回答：加速度与质量可能成反比。应该是过原点直线。

教师活动：保持钩码质量一定，即拉力大小一定，如何改变小车质量？

将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中，建立a一1／m坐标系作图象。

学生回答：在小车上加砝码。

学生设计实验步骤，进行分组实验，测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点，作a－l／m图象，据a－l／m图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。

点评：由于学生刚开始从事探究实验，缺乏经验，需要教师指导，比如设计方案，利用图象处理数据，学生一无经历，二不习惯，所以宜采用定向探究，逐步使学生走向自由探究。

3、对实验可靠性进行评估

教师活动：如果同学们猜想是正确的，那么根据实验数据，以a为纵坐标，以F横坐标，或以a为纵坐标，1／m为横坐标，作出图象都应该是过原点的直线，但实际描的点并不严格在某直线上，也不一定过原点。若真是a∝F，a∝l／m得需多次实验才能证实。附录1

实验分析

牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。该实验的器材选取、方案设定，因第二章使用过，学生自然会想到用该器材测加速度。但测力有一定困难，还需平衡摩擦。为此可借助气垫导轨避免这一点。另外，测加速度可在气垫导轨上安放两个光电计时门，通过微机辅助系统记录，小车通过两个计时门的时间间隔，测出两计时门间距离，可由 求加速度a，数据完全可由微机处理，甚至a－F，a－1／m图象由微机处理作出，收到事半功倍的效果。附录2

学生分析

该实验是探索规律的实验，学生对加速度与力和质量的关系的定量关系是未知的，但通过实例，对加速度与力和质量的定性关系是可以理解的。怎样定量研究需在教师指导下，学生动手、动脑进行设计研究，教师只是一个引导者、评判者，只要学生的设计方案合理，亲身体验探究过程，至于能否得出正确结果并不重要。

3、牛顿第二定律

一、知识与技能

1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式；

2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

二、过程与方法

1、以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律。

2、培养学生的概括能力和分析推理能力。

三、情感、态度与价值观

1、渗透物理学研究方法的教育。

2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点

牛顿第二定律的意义

★教学方法

1、复习回顾，创设情景，归纳总结；

2、通过实例的分析、强化训练，使学生理解牛顿第二定律的意义。★教学过程

一、引入新课

教师活动：利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题，启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定？

学生活动：学生观看，讨论其可能性。

点评：通过实际问题及现象分析，激发学生学习兴趣，培养学生发现问题的能力 教师活动：提出问题让学生复习回顾：

l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系？

2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系？ 学生活动：学生回顾思考讨论。

教师活动：（进一步提出问题，完成牛顿第二定律探究任务的引入）物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢？

学生活动：学生思考讨论，并在教师的引导下，初步讨论其规律． 点评；通过多媒体演示及学生的讨论，复习回顾上节内容，激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的能力。

二、进行新课

教师活动：学生分析讨论后，教师进一步提出问题： l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述？

2、它的比例式如何表示？

3、各符号表示什么意思？

4、各物理量的单位是什么？其中，力的单位“牛顿”是如何定义的？

学生活动：学生讨论分析相关问题，记忆相关的知识。

教师活动：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述规律又将如何表述？ 学生活动：学生讨论分析后教师总结：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

点评：培养学生发现一般规律的能力

教师活动：讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对？为什么？ A、只有物体受到力的作用，物体才具有加速度．

B、力恒定不变，加速度也恒定不变。

C、力随着时间改变，加速度也随着时间改变。D、力停止作用，加速度也随即消失。

E、物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小。F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

学生活动：学生讨论分析后教师总结：力是使物体产生加速度的原因，力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性

点评：牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的，但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况，以及应用于变力作用的某一瞬时。

教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。

例题1：某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km／h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000 N，产生的加速度应为多大？ 假定试车过程中汽车受到的阻力不变。

例题 2：一个物体，质量是2 kg，受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N，这两个力产生的加速度是多大？

学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答．并相互讨论；教师总结用牛顿第二定律求加速度的常用方法。点评：通过分析实例，培养学生进行数据分析，加深对规律的理解能力，加强物理与学生生活实践的联系。

三、课堂总结、点评

教师活动：教师引导学生总结所研究的内容。

牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力为零，加速度为零。即合外力决定了加速度，而加速度影响着物体的运动情况。因此，牛顿第二定律把前几章力和物体的运动构成一个整体，其中的纽带就是加速度。

学生活动：学生自己总结后作答，其他同学补充。点评：培养学生的概括和总结能力。

四、实例探究

☆对牛顿第二定律的理解

1、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，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比； B、由m＝F／a可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比； C．由a＝F／m可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比；

D、由m＝F／a可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

2、在牛顿第二定律公式F＝kma中，有关比例常数k的说法正确的是： 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 ☆力和运动的关系

3、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

4、设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比．则雨滴的运动情况是 A、先加速后减速，最后静止 B、先加速后匀速

C、先加速后减速直至匀速 D、加速度逐渐减小到零

☆对牛顿第二定律的应用

5、地面上放一木箱，质量为40kg，用100N的力与水平方向成37°角推木箱，如图所示，恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱，木箱的加速度多大？（取g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8）附录1

牛顿第二定律——教材分析

高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握。作为教师首先要对新标准做出自己的分析和判断，结合新标准要求，认识到，要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第二定律的内容，更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性，以及如何利用该定律来解决实际问题，更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养。

本课以必修1教材为依据。通过定律的探求过程，渗透物理学研究方法，是整个物理教学的重要内容和任务。这是人类认识世界的常用方法。所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律，更应知道定律是如何得出的。

定义力的单位“牛顿”使得k＝l，得到牛顿第二定律的简单形式F＝ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一，但应知道它所对应的文字内容和意义。

牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系，使前三章构成一个整体，这是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的内涵和外延，避免重公式、轻文字的现象。数学语言可以简明地表达物理规律，使其形式完善、便于记忆，但它不能替代文字表述，更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。否则就会将活的规律变为死的公式。附录2

学生分析

牛顿第二定律的数学表达式简单完美，记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互联系，牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景，对学生来说是较困难的。这一难点在本课中可以通过定律的辨析和有针对性的练习加以深化和突破，另外，还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。

4、力学单位制

一、知识与技能

1、了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位

2、认识单位制在物理计算中的作用

二、过程与方法

通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法

三、情感、态度与价值观

通过一些单位的规定方式，了解单位统一的必要性，并能运用单位制对运算过程或结果进行检验。★教学重点

知道单位制的作用，即清楚物理公式和物理量的关系，掌握国际单位制中的基本单位和导出单位。★教学难点

单位制的实际应用 ★教学方法

教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。★教学过程

一、引入新课

教师活动：引导启发学生回忆所学过的主要公式，并说出这些公式中各物理量的单位。学生活动：认真思考，回想并写出学过的物理公式。

2教师活动：投影学生写出的公式以及式中涉及的物理量的单位讲解并点评： 提出问题：物理学的关系式确定了哪几个方面的关系？请同学们阅读教材并回答。学生活动：学生阅读教材并思考老师的问题，讨论后回答。

教师活动：总结点评：物理学的关系式确定了物理量之间的关系，也确定了各物理量单位之间的关系。今天我们就来学习有关单位的知识――力学单位制。

二、进行新课

教师活动：引导学生阅读教材，从课本中找出这几个概念：

l、什么是基本单位？力学中的基本单位都有哪些，分别对应什么物理量？

2、什么是导出单位？你学过的物理量中哪些是导出单位？借助物理公式来推导。

3、什么是国际单位制？国际单位制中的基本单位共有几个？它们分别是什么？对应什么物理量？ 学生活动：带着老师提出的问题认真阅读教材，讨论交流，选出代表发言。点评：培养学生独立阅读教材获取信息的能力；阐述自己的看法，语言表达能力。教师活动：倾听学生的回答，适当点评。投影84页表“国际单位制的基本单位”。

学生活动：倾听老师的点评；观看投影，了解国际单位制的基本单位。

教师活动：出示例题引导学生一起分析、解决。

例题：一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s内通过的位移是多少？ 学生活动：学生在实物投影仪上讲解自己的解答．并相互讨论；教师总结采用统一的国际单位制给计算带来的方便，使学生体会学习力学单位制的意义。

点评：通过分析实例，培养学生分析问题、解决问题的能力，同时体会单位制的意义。教师活动：引导学生阅读教材85页“说一说”，并回答文中提出的问题。学生活动：阅读教材，讨论并回答问题。

点评：通过这一实例，再次让学生体会到学习单位制的意义。

三、课堂总结、点评

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，计学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究

☆单位制在力学计算中的作用

一个原来静止在光滑水平面上的物体，质量是20kg，在两个大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下，3s末物体的速度是多大？3s内物体的位移是多少

解析：两个大小都是50N且互成120°角的水平外力的合力大小为50N，方向在这两个力的角平分线上，且与水平面平行，由于水平面光滑，故水平方向上没有滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有 m/s2＝2.5m/s2 由运动学公式得

v=at=2.5×3m/s=7.5m/s

m=11.25m 点拨：在整个计算过程中所有物理量都采用国际单位制。就不要在运算过程中每一步都将物理量代入进行计算。这样可以使计算过程简化。

5、牛顿第三定律

一、知识与技能

1、知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。

2、理解牛顿第三定律的确切含义，能用它解决简单的问题。

3、能区分平衡力与作用力和反作用力

二、过程与方法

1、通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。

2、通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。

3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。

三、情感、态度与价值观

1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。

2、激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。★教学重点

1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。

2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。★教学难点

正确区分平衡力和作用力、反作用力 ★教学方法

实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 ★教学过程

一、引入新课

教师活动：让学生利用身边的器材自己设计实验，验证以前学过的“力的作用是相互的” 学生活动：积极思考设计实验。

点评：开门见山，让学生进入主动思考状态。

二、进行新课

教师活动：

1、教师巡视，观察各组设计试验的情况。

2、鼓励学生大胆演示自己设计的实验，并说明如何证明此结论。

3、根据需要，引导、补充学生发言。

学生活动：各小组积极动手做实验，并踊跃发言，展示成果。学生可能设计的实验：

实验一：将两个皮球对压（二者均发生形变）

实验二：用手拉弹簧（弹簧形变，手也受到弹簧的拉力）

实验三：将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指，用右手掌心竖直向下压迫左手食指。（左手食指受压，右手掌心被扎疼）点评：实验具有开放性，可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力。教师活动：提出问题：

1、力是一个物体对另一个物体的作用，这种作用是相互的还是单方面的？一个力应与几个物体相联系？

2、如果把左手食指受到的力叫作用力，那么右手掌心受到的力叫什么合适？叫反作用力好吗？

（注意，教师不一定用这个例子，要看学生回答情况而定）

学生活动：得出实验结论：力的作用是相互的，有施力物体必有受力物体，一个力应与两个物体相联系。点评：

1、设计实验可激发学生的学习动机和内在的学习兴趣

2、课堂上可能会出现教师意料不到的情况，教师要驾驭好课堂。

教师活动： 提出问题：

1、我们生活中还有哪些现象能证明这一点？

2、与同学一起分析、补充这些事例，并印证“力的作用是相互的”，并给出作用力和反作用力的概念。

3、引导学生分类，弹力、磁力、摩擦力均是相互的，使学生注意到从多角度证明问题更全面。学生活动：学生思考，通过小组举例、做实验、讨论：

1、用力拍手，两手都疼

2、磁铁相吸、相斥

3、碰碰车

4、滑旱冰的人相推，均后退（事先做好多媒体课件）

5、用橡皮擦铅笔字，字被擦掉了橡皮也掉了一层皮 „„

点评：

1、在课桌上，事先尽可能多的将一些合适的器材提供给学生，让学生边讨论边做实验。

2、学生举例，教师不可能完全预料到，但对常见的事例要作充分的准备（如：器材、课件）教师活动：提出问题：我们研究的是力，我们可以从哪些方面研究呢？

学生活动：学生通过小组讨论、补充，认为应该研究力的三要素：作用点、大小、方向。

点评：让学生回忆并讨论从哪些方面研究二者之间的关系。将学生引向更深入的问题，找出问题的突破点。教师活动：让学生自己举例分析。比如学生作了下面的实验：在右车上放一条形磁铁，在车上放一质量近似相等的铁块。用手调整两车间的距离，使放手后左车刚好能在右车吸引力作用下运动。观察实验现象 教师鼓励学生并注意纠错：

1、如把右车上铁块受到的力叫作用力，找出这个力的施力物体是谁？作用点在哪里？这个力的方向如何？这个力的作用效果怎样？

2、反作用力的施力物体是谁？受力物体是谁？作用点在哪里？方向如何？这个反作用力的作用效果如何？ 学生活动：小组分析实例，讨论得出： 作用点分别在两个物体上。

点评：研究作用力和反作用力的作用点

教师活动：鸡蛋碰石头会怎样？由此你认为他们之间的作用力大小有什么关系？请你设计实验定量证明你的结论。学生活动：学生提出自己的看法并积极动手操作，加以证明。可能出现两种意见：

1、等大。

2、石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力

点评：研究作用力与反作用力的大小关系，先提出一个问题，激发学生兴趣

教师活动：引导学生观察要仔细、思考要全面，比如为了使实验更具一般性，可以变化多个位置，重复实验。

假如学生做了这个实验：取两个弹簧秤，把甲秤的圆环固定，手拿乙秤与甲秤钩住，再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下，读出两秤的读数。提出问题：

1、读出两秤的读数。把甲乙两秤视作质点，画出各自的受力图。

2、乙秤受到的作用力的效果是？甲秤受到的作用力的效果是？

3、将其中一弹簧秤的读数减小到零，观察另一弹簧秤的读数。让学生复述实验器材、实验步骤、演示操作、读取数据并说明结论。学生活动：学生积极设计实验、讨论分析现象，找出规律：

1、两个弹簧秤对拉，二力等大

2、两弹簧均被拉伸，二力反向

3、同时为零，说明二者同时产生，同时消失。

点评：

1、让学生自己动手实验，定量去证明结论，不被现象所迷惑，用数据说明问题。

2、学生不一定一次性得出上述正确、简练的结论，教师再去引导。

教师活动：介绍传感器系统，用传感器进一步探究作用力与反作用力的大小关系（见课本87页做一做）。

让多个学生自己拉动传感器，学生可能会有不同的拉法：拉力逐渐增大、拉力逐渐减小、拉力大小随意变化、手停止和手运动等等。

教师要求学生仔细观察屏幕上的图像。你得到了那些结论？ 学生活动：学生观察讨论，得出结论并汇总：

1、作用力与反作用等大反向。

2、同时存在同时消失。

3、这种关系与物体的运动状态无关。

教师活动：问学生“那为什么鸡蛋碰石头，鸡蛋破而石头无恙？”

学生活动：学生应能考虑到是鸡蛋与石头的承受能力不一样而导致的。

点评：

1、用传感器系统给学生演示，指导学生去操作，进一步验证结论，提高可信度。

2、不要低估学生，经过讨论、补充，他们能得到较全面的结论，所以应放手让他们去想、去做。

教师活动：让学生完成实验：取一个长约3cm刚充过磁的小磁针和一张15cm×15cm的白纸，在纸上如图所示，画出一组邻圆直径相差0.5cm的同心圆，将圆12等分。另取一枚大头针垂直插入一根火柴杆的尾部。实验时，将磁针置于圆心处，待磁针稳定后，用手指捏住火柴杆并使大头针与磁针成一条直线。缓慢沿直线向磁针移动大头针，使磁针的一极对大头针产生吸引力。在保持磁针与大头针之间虽不接触却具有明显吸引力的条件下，用手沿圆移动火柴杆至大头针的针身重合在同心圆的非南北方向的任意一条平分线上，移动中保持磁针对大头针的吸引，观察现象。

1、仔细观察，看大头针与小磁针稳定后的方位关系怎样？

2、变换圆的另一条平分线重复上述实验，你找到了什么规律？

3、作用力与反作用力的方向有何关系？

学生活动：学生积极实验，讨论、分析得出结论：作用力与反作用力在同一直线上。

点评：研究作用力与反作用力的方向。仪器两人一组，更能发挥学生的积极性和主体作用，更应该发动学生课前预习后自制一些简易仪器，外形粗劣无所谓，只要能达目的即可。教师活动：提出问题让学生讨论：

1、作用力与反作用力性质是否相同？

2、找出作用力与反作用力跟平衡力的区别。

3、用牛顿第三定律揭示许多生活现象。比如：喷气式飞机、船前进的原理。学生活动：学生积极讨论分析得出结论：

1、作用力与反作用力性质相同。

2、作用力与反作用力不是平衡力，尽管都是大小相等方向相反，但是作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一个物体上。

3、师生共同讨论得出：

点评：

1、让学生更全面的了解二者的性质。

2、培养学生会用学过的规律解释物理现象的能力。

三、课堂总结、点评

教师活动：教师利用局域网将事先准备好的Powpoint课堂小结呈现给学生。学生活动：教师与学生一起回想、整理、消化。点评：教师利用幻灯片进行课堂总结，提高授课效率。

四、实例探究

☆对作用力、反作用力及平衡力的认识

1、挂在竖直悬绳上的物体受到两个力的作用，这两个力的反作用力各作用在什么物体上？在这四个力中，哪两对是作用力和反作用力？哪两对力是平衡力？

2、放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着，并处于静止状态，木块在水平方向上受到哪两个力的作用？试分别说出两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性质和方向。☆对平衡条件和牛顿第三定律的应用

3、一个物体静止的放在水平支持物上，试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的重力的大小，在证明过程中说出你的依据。

☆用牛顿第三定律解释生活现象

4、分析判断下面说法是否正确并说明理由。

“甲乙两对拔河，甲胜乙败，则甲对乙的作用力大于乙队甲的作用力。” 附录一

牛顿第三定律――教材分析

本节重点是作用力和反作用力的概念和牛顿第三定律，学生在初中和高中第三章中已学过：力是物体间的相互作用，所以，理解牛顿第三定律的内容并不困难。应帮助学生理解作用力和反作用力是一对性质相同的力，二者同时产生、同时消失。本节的难点为正确区分平衡力跟作用力和反作用力，应让学生自主发现它们的区别，这样印象深刻。本节还适当安排了证明题，让学生独立完成，对培养学生的推理能力大有好处。附录二

牛顿第三定律――学生分析

学生在以前的学习中，容易形成死记硬背的习惯，所以对学生所学内容很可能只是机械记忆，而没有深入的思考，因此教师应尽量放手让学生自己发现、探索、总结、例证等等，才能让学生真正的抓住重点，突破难点。对于应用牛顿第三定律的证明题，学生更容易眼高手低，总觉得很简单，但大部分学生证明过程不严格，语言叙述也不规范，这也是高考证明题得分不高的原因，所以教师应让学生独立完成，培养其推理能力。

第三篇：牛顿运动定律教案

三、牛顿运动定律

教学目标 1．知识目标：

（1）掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式；（2）掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性；（3）了解牛顿运动定律的适用范围． 2．能力目标：

（1）培养学生正确的解题思路和分析解决动力学问题的能力；（2）使学生掌握合理选择研究对象的技巧． 3．德育目标：

渗透物理学思想方法的教育，使学生掌握具体问题具体分析，灵活选择研究对象，建立合理的物理模型的解决物理问题的思考方法．

教学重点、难点分析

1．在高

一、高二的学习中，学生较系统地学习了有关动力学问题的知识，教师也介绍了一些解题方法，但由于学生掌握物理知识需要有一个消化、理解的过程，不能全面系统地分析物体运动的情境，在高三复习中需要有效地提高学生物理学科的能力，在系统复习物理知识的基础上，对学生进行物理学研究方法的教育．本单元的重点就是帮助学生正确分析物体运动过程，掌握解决一般力学问题的程序．

2．本单元的难点在于正确、合理地选择研究对象和灵活运用中学的数学方法，解决实际问题．难点的突破在于精选例题，重视运动过程分析，正确掌握整体—隔离法．

教学过程设计

一、引入

牛顿运动定律是经典力学的基础，应用范围很广．

在力学中，只研究物体做什么运动，这部分知识属于运动学的内容．至于物体为什么会做这种运动，这部分知识属于动力学的内容，牛顿运动定律是动力学的支柱．我们必须从力、质量和加速度这三个基本概念的深化理解上掌握牛顿运动定律．这堂复习课希望学生对动力学的规律有较深刻的理解，并能在实际中正确运用．

二、教学过程 教师活动

1．提问：叙述牛顿第一定律的内容，惯性是否与运动状态有关？ 学生活动

回忆、思考、回答：

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． 教师概括．

牛顿第一定律指明了任何物体都具有惯性——保持原有运动状态不变的特性，同时也确定了力是一个物体对另一个物体的作用，力是改变物体运动状态的原因．

应该明确：

（1）力不是维持物体运动的原因；

（2）惯性是物体的固有性质．惯性大小与外部条件无关，仅取决于物体本身的质量．无论物体受力还是不受力，无论是运动还是静止，也无论是做匀速运动还是变速运动，只要物体质量一定，它的惯性都不会改变，更不会消失，惯性是物体的固有属性．

放投影片：

[例1]某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见：

A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体产生加速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 讨论、思考、回答： 经讨论得出正确答案为：C． 2．提问：牛顿第二定律的内容及数学表达式是什么？ 学生回忆、回答：

物体受到外力作用时，所获得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同．

ΣF=ma

理解、思考． 教师讲授： 牛顿第二定律的意义

（1）揭示了力、质量、加速度的因果关系．（2）说明了加速度与合外力的瞬时对应关系．（3）概括了力的独立性原理

提问：怎样应用牛顿第二定律？应用牛顿第二定律解题的基本步骤如何？ 讨论：归纳成具体步骤．

应用牛顿第二定律解题的基本步骤是：（1）依题意，正确选取并隔离研究对象．

（2）对研究对象的受力情况和运动情况进行分析，画出受力分析图．（3）选取适当坐标系，一般以加速度的方向为正方向．根据牛顿第二定律和运动学公式建立方程．

（4）统一单位，求解方程组．对计算结果进行分析、讨论． 在教师的引导下，分析、思考． 依题意列式、计算．

[例2]有只船在水中航行时所受阻力与其速度成正比，现在船由静止开始沿直线航行，若保持牵引力恒定，经过一段时间后，速度为v，加速度为a1，最终以2v的速度做匀速运动；若保持牵引力的功率恒定，经过另一段时间后，速度为v，加速度为a2，最终也以2v的速度做匀速运动，则a2=______a1．

放投影片，引导解题： 牵引力恒定：

牵引力功率恒定：

提问：通过此例题，大家有什么收获？随教师分步骤应用牛顿第二定律列式． 学生分组讨论，得出结论：

力是产生加速度的原因，也就是说加速度与力之间存在即时直接的因果关系．被研究对象什么时刻受力，什么时刻产生加速度，什么时刻力消失，什么时刻加速度就等于零．这称做加速度与力的关系的同时性，或称为瞬时性．

放投影片：

[例3]已知，质量m=2kg的质点停在一平面直角坐标系的原点O，受到三个平行于平面的力的作用，正好在O点处于静止状态．已知三个力中F2=4N，方向指向负方向，从t=0时起，停止F1的作用，到第2秒末物体的位置坐标是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若从第2秒末起恢复F1的作用，而同时停止第三个力F3的作用，则到第4秒末质点的位置坐标是多少？（3）第4秒末质点的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？

读题，分析问题，列式，求解． 画坐标图：

经启发、讨论后，学生上黑板写解答．

（1）在停止F1作用的两秒内，质点的位置在x轴负方向移动，应

所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X轴方向．

（2）当恢复F1的作用，而停止F3的作用的2秒内，因为F1在x轴正方向，F2在y轴负方向，直接用F1和F2列的动力学方程

所以第4秒末的位置坐标应是

其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s

（3）第4秒末质点沿x轴和y轴方向的速度分别为v2x和v2y，有

即第4秒末质点的速度为4m/s，沿y轴负方向．

限，设F3与y轴正向的夹角为θ，则有

对照解题过程理解力的独立作用原理． 教师启发、引深：

大量事实告诉我们，如果物体上同时作用着几个力，这几个力会各自产生自己的加速度，也就是说这几个力各自产生自己的加速度与它们各自单独作用时产生的加速度相同，这是牛顿力学中一条重要原理，叫做力的独立作用原理，即：

3．提问：叙述牛顿第三定律的内容，其本质是什么？ 回忆，思考，回答：

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，作用在一条直线上． 放投影片：

牛顿第三定律肯定了物体间的作用力具有相互作用的本质：即力总是成对出现，孤立的单个力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也给施力者以力的作用．这一对作用力和反作用力的关系是：等大反向，同时存在，同时消失，分别作用于两个不同的物体上，且具有相同的性质和相同的规律．

[例4] 如图1-3-2，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则：

[

]

A．A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 B．A对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的 C．绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力

D．A受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力 思考、讨论、得出正确结论选B，并讨论其它选项错在何处． 放投影片：

4．牛顿运动定律的适用范围

牛顿运动定律如同一切物理定律一样，都有一定的适用范围．牛顿运动定律只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子；只适用于物体的低速（远小于光速）运动问题，不能用来处理高速运动问题．牛顿第一定律和第二定律还只适用于惯性参照系．

理解，记笔记．

三、课堂小结

提问：你怎样运用牛顿运动定律来解决动力学问题？ 组织学生结合笔记讨论并进行小结．

由牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬时力及作用效果的问题；判断质点的运动性质的问题，都可用牛顿运动定律解决．

解决动力学问题的基本方法是：

（1）根据题意选定研究对象，确定m．

（2）分析物体受力情况，画受力图，确定F合．（3）分析物体运动情况，确定a．

（4）根据牛顿定律，力的概念、规律、运动学公式等建立有关方程．（5）解方程．（6）验算、讨论．

四、教学说明

1．作为高三总复习，涉及概念、规律多．因此复习重点在于理解概念、规律的实质，总结规律应用的方法和技巧．

2．复习课不同于新课，必须强调引导学生归纳、总结．注意知识的连贯性和知识点的横向对比性．如一对作用力和反作用力与一对平衡力有什么不同？

3．复习课可以上得活跃些，有些综合题可以由学生互相启发，互相讨论去解决，这样既可以提高学生的学习兴趣又可提高学生分析问题的能力．

同步练习

一、选择题

1．如图1-3-3所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B间动摩擦因数μ=0.2．A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，下述中正确的是（g=10m/s2）

[

]

A．当拉力F＜12N时，A静止不动 B．当拉力F＞12N时，A相对B滑动 C．当拉力F=16N时，B受A摩擦力等于4N D．无论拉力F多大，A相对B始终静止

2．如图1-3-4所示，物体m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑动，设加速度为a1；若只在物体m上再放上一个物体m′，则m′与m一起下滑的加速度为a2；若只在m上施加一个方向竖直向下，大小等于m′g的力F，此时m下滑的加速度为a3，则

[

]

A．当a1=0时，a2=a3且一定不为零 B．只要a1≠0，a1=a2＜a3 C．不管a1如何，都有a1=a2=a3 D．不管a1如何，都有a1＜a2=a3

3．如图1-3-5所示，在光滑的水平面上放着两块长度相等，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全相同的物块．开始都处于静止状态，现分别对两物体施加水平恒力F1、F2，当物体与木板分离后，两木板的速度分别为v1和v2，若已知v1＞v2，且物体与木板之间的动摩擦因数相同，需要同时满足的条件是

[

]

A．F1=F2，且M1＞M2 B．F1=F2，且M1＜M2 C．F1＞F2，且M1=M2 D．F1＜F2，且M1=M2

二、非选择题

4．如图1-3-6所示，一质量为M=4kg，长为L=3m的木板放在地面上．今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地上匀速运动，某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板的最右端，不计铁块与木板间的摩擦，且小铁块视为质点，求小铁块经多长时间将离开木板？（g=10m/s2）

5．一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员着手进行预定的考察工作．宇航员能不能仅仅用一只表通过测定时间来测定该行星的平均密度？说明理由．

6．物体质量为m，以初速度v0竖直上抛．设物体所受空气阻力大小不变，已知物体经过时间t到达最高点．求：

（1）物体由最高点落回原地要用多长时间？（2）物体落回原地的速度多大？

7．如图1-3-7所示，质量均为m的两个梯形木块A和B紧挨着并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做匀加速运动．为使运动过程中A和B之间不发生相对滑动，求推力F的大小．（不考虑一切摩擦）

8．质量m=4kg的质点，静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用F1=8N的力沿x轴作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置．

参考答案

1．CD

2．B

3．BD

4．2s

7．0＜F≤2mgtanθ

第四篇：牛顿运动定律 机械能

牛顿运动定律 机械能

【教学结构】

牛顿运动定律

一、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。又称为惯性定律。

惯性：物体有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。一切物体都有惯性。与运动状态无关，静止状态、匀速直线运动状态、匀变速运动等，物体都有惯性，且不变。惯性的大小是由质量量度的。物体的速度不需要力来维持。

二、牛顿第二定律

1.运动状态变化：物体运动速度发生变化，运动状态就变化。速度是矢量，有大小，有方向，大小和方向一个变化或同时都变，都叫速度变化，加速度描述物体运动状态变化快慢。

2.力的作用效果：改变物体运动状态，使物体形状或体积发生变化。

3.质量：质量是惯性的量度。质量越大，惯性越大，阻碍物体改变运动状态作用越大。

4.牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受外力成正比，跟物体质量成反比。∑F=ma 等号左边是物体所受的合外力，等号右边是物体质量和加速度的乘积。在使用牛顿第二定律时，（1）选择研究对象，（2）分析物体受力，（3）利用正交分解方法求物体的合力，建立xoy坐标系，根据解题方便确立x、y方向，（4）列牛顿第二定律方程，∑Fy=may，∑Fx=max（5）解方程。关键是正确分析物体受力，求合力。

5.力的平衡：当物体所受合外力为零时，物体为平衡状态，即静止状态或匀速直线运动状态。静止状态应是υ=0,a=0。单一速度为零不叫静止状态，使牛顿第二定律解题时，往往是一个方向运动状态不变化，需列平衡方程，另一方向有加速度列第二定律方程，然后联立求解。

6.牛顿第二定律的应用：（1）根据物体受力情况，使用牛顿第二定律求得加速度，然后结合运动学公式，求解位移，速度等。（2）根据运动学规律利用题给定的条件求出加速度再利用牛顿第二定律，求解力或质量。

三、牛顿第三定律：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，作用在一条直线上。作用力和反作用力与二力平衡的区别：作用力与反作用力作用在两个物体上不能使物体平衡，二力平衡一定是作用在一个物体上。作用力与反作用力一定是同种性质的力，是摩擦力都是摩擦力，二力平衡则可是不同性质的力。在确定作用力的反作用力时，一定发生在两个物体之间，A给B的力为作用力，反作用力一定是B给A的力。

四、单位制：

基本单位：选定几个物理量的单位为基本单位。

导出单位：利用基本单位导出的单位，例如：基本单位位移m，时间s，速s度单位：根据υ=，速度单位为m/s，即为导出单位。

t单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制。

国际单位制：基本单位：位移：m, 质量：kg, 时间：s。又称：米，千克，秒制。导出单位：加速度：m/s2，力：1牛顿（N）=1kgm/s2等。机械能

一、功：物体受力的作用，在力的方向上

发生位移，这个力对物体做了功。如图1所示：W=Fscosα，物体 在F1方向上发生位移S。

α＜90°时，cosα＞0，力对物体做正功

α=90°时，cosα=0，力对物体不做功，这是很重要的情况，必须重视；带电沿等势面移动，电场力不做功，洛仑兹力对运动电荷不做功。90°＜α≤180°时，cosα＜1，力对物体做负功，也可理解为物体克服某力做功。

功是标量只有大小而无方向，做正功、负功只反映做功的效果。功是能量转化的量度，做功过程是能量转化过程。功的单位：焦耳。1焦耳=1Nm。

w功率：描述做功快慢的物理量，定义：功跟完成这些功所用时间的比值，P=。

t功率的单位1瓦（W）=1J / S，1千瓦（KW）=1000 J / S，功率是标量。

P=Fυ，F大小方向不变，υ在变化，某时刻功率P=Fυt，称为即时功率。若

w时间t完成功为W，P=，又称为在t时间内的平均功率，或表示为PFV。

t额定功率：机械在正常工作时的最大功率。机械的实际功率可以小于额定功率。当机械在额定功率下工作：P额=Fυ，速度越大，牵引力越小，在汽车起动时，速度很小，牵引力很大，且大于阻力，汽车加速运动，υ增大，F减小，加速度随之减小，当F=f时，加速度为零，汽车有最大速度υm，汽车开始的υm做匀速运动，P额=F·υm=fυm。

二、机械能

11.动能：物体动能等于它的质量跟它的速度平方乘积的一半。Ek=m2，动

2能是标量，动能单位：焦耳（J），静止物体动能量为零。动能大小由m、2共同决定。

2.重力势能：物体的重力势能就等于物体所受重力和它的高度的乘积。EP=mgh。势能是标量，单位：焦耳。在研究物体重力势能时，首先要确定重力势能0势能参考平面。h是相对零势能参数面的高度，物体在“0”势能面上面h为正，重力势能为正表示比零重力势能大。在0势能面下面h为负，重力势能为负，表示0重力势能小。零势能面的选择是任意的，在解决具体问题时，以方便为选零势能面的原则。

重力功与重力势能的关系：重力做正功重力势减小，做多少正功重力势能减少多少。重力做负功，重力势能增加，重力做多少负功，重力势增加多少。

3.弹性势能：被拉伸或压缩的弹簧，内部各部分之间的相对位置发生变化，而具有的势能。其它弹性物体形变时也能产生弹性势能。我们主要考虑弹簧的形变势能。

势能：指弹性势能和重力势能。机械能：动能和势能的总和。

三、机械能守恒定律：如果没有摩擦和介质阻力（空气阻力、水的阻力等），物体只发生动能和势能的相互转化，机械能总量保持不变。

对于机械能守恒条件可以理解为：只有重力和产生弹性势能弹力做功，其它力都不做功或其它力做功总和为零，能量转化过程中，机械能守恒。重点要求会用机械能解释一些比较简单的物理过程。例如：单摆在忽略空气阻力情况下，机械能守恒，竖直上抛物体机械能守恒，它们都是动能与势能之间的转化。

【课余思考】

1.牛顿三定律内容是什么？第一定律与第二定律关系？在使用牛顿第二定律时应注意什么？物体的平衡条件是什么？

2.什么叫机械能守恒？机械能守恒条件是什么？

【解题要点】

例

一、下面说法正确的是（）A.物体受的合外力越大，动量越大 B.物体受的合外力越大，动量变化量越大

C.物体受的合外力越大，动量变化率越大 D.物体动量变化快慢与合外力没关系

解析：运动物体的质量与运动速度的乘积叫做物体动量，是矢量，用P表示。P=mυ,其单位为：kgm/s，其方向与速度方向相同，设物体受的合外力F合作用

t0时间为t，在此时间内物体速度由υ0变到υt，其加速度a，代入牛顿第tt0二定律式F合=ma=m

tmtm0PtP0PtP0==，PtP0为动量变化量，为动量变化率。可知C选ttt项正确。

牛顿第二定律又可表述为：作用在物体上的合外力等于单位时间动量的变化。

例

二、质量为10kg的物体，原来静止在水平面上，当受到水平拉力F后开始沿直线做匀加速运动，设物体经过时间t位移为x，且x、t的关系为x=t2，物体所受合外力大小为 第4S末的速度是 当4S末时撤去F，则物体再经过10S停止，运动物体受水平拉力F =，物体与平面摩擦因数=。

1解析：依题意，物体做初速度为零的匀加速运动，位移公式为S=at2，与

2x=2t2比较可知a=4m / s2，F合=ma=10×4=40N。4S末的速度υ 4=4×4=16 m / s。撤掉F后在水平方向上受摩擦力f，物体做初速为16m / s的匀减速运动，经10S

2停止运动，υ ′t，a′=1.6m / s，f=ma=10×1.6=16N，F－f=40，F=40＋16=56N，4=υ 0－af又f=mg，== mg16 / 100=0.16。

例

三、如图2所示，质量为m的工件，随传送带运动，工件与传送带间无滑动，求下列情况下工件所受静摩擦力，（1）传送带匀速上升，（2）以a=g / 2的加速度向下加速运动，（3）以a=g的加速度向下

加速运动。解析：选工件为研究对象，分析工件受力，如图3所示，受重力、斜面支持力N，斜面给的静摩擦力f，其方向

可设为沿斜面向上，建立xoy坐标，x平行斜面向上 为正，y与斜面垂直，向上为正，分解mg为

1Gx=mgsin30°=mg，沿－x方向，23Gy=mgcos30°=mg沿－y方向。

2（1）物体处于平衡状态，合外力为零，13即f－mg=0 N－mg=0，解方程

221可得f=mg沿斜面向上。第二个方程可不解。

（2）物体以a=g / 2沿斜面向下加速运动，在x方向列牛顿第二定律方程

1f－mg=－ma，y方向方程可不列，但在很多题目中列y方向方程也是必要2的。方程中的正、负是以x轴方向而决定的，a方向向－x，故为负，将a=g / 2代入方程解得：f=0。

1（3）当a=g时，其它情况同于（2），f=－mg此负号表示与原设定方向相

21反，f大小为mg，方向沿斜面向下。

2例

四、在某次实验中获得的纸带上 每5个点取为一个计数点0、1、2、3、4、5，每个计数点相对于起点距离 如图4所示，由纸带测量数据可知，从起点O到第5个计数点的时间间隔为

S，这段时间里小车的平均速度为

cm / s，在连续相等的时间内位移差均为

，所以小车运动可看作为

，小车的加速度为

计数点4处小车的速度为

cm / s。

解析：打点计时器每打两个点所用时间t0=0.02S，所以每两个计数点之间的时间间隔T=0.1S，从O点到第5个计数点所时间t=0.5S。这段时间内小车位移

s14.30为14.30 cm，平均速度V=28.6 cm / s。

t0.5第一个T内位移S1=12.6 mm，第二个T内位移S2=33.2－12.6=20.6 mm，S3=61.8－33.2=28.6 mm，S4=98.4－61.8=36.6 mm，S5=143.0－98.4=44.6 mm，连续相等时间位移差S=20.6－12.6=28.6－20.6=36.6－28.6=44.6－36.6=8mm。根据匀加速直SnSn1线运动：a=，可知aT2为恒量，连续相等时间内位移差一定时，此运动2T便为匀加速直线运动。

S0.8a=2280cm/s2。在匀加速直线运动中，时间中点的即时速度即等于T01.S4S536.644.6这段时间的平均速度，V4==40.6 cm / s。2T201.例

五、如图5所示，质量为m的物体静止在水平面上，物体与平面间摩擦因数为，在与水平成

角的恒力F作用下，做直线运动，当

位移为S时，F对物体做功为

，摩擦力做功为

，重力做功为。

解析：WF=F·Scos直接可求得F做功。摩擦力 的做功，首先分析物体受力，如图6所示，在 竖直方向上无加速度处于平衡

N＋F2－mg=0，N=mg－F sin，f=N=(mg－F sin)摩擦力功Wf=(mg－F sin)S。重力功W重=0重力与

位移方向垂直。解决功的问题关键是确定力的大小

和方向，位移的大小和方向，然后根据功的定义计算功。

例

六、自高为H处，以速度υ0抛出一个质量为m的小球，在不计空气阻力的情况下，小球落地时速度大小为多少？若以相同的速度向不同方向抛出不同质量的小球，它们落地时速度大小关系是什么

解析：在忽略空气阻力情况下，小球自抛出点落地过程机械能守恒，抛出时11机械能为E1=mgH＋m02，落地时只有动能而无重力势能，机械能E2=m2。

221

1mgH＋m02=m2 022gh

22从上式知物体落地时的速度与物体的质量无关，与抛出的方向无关，只要抛出时速度大小相等，抛出高度相同，落地时速度应相等。

【同步练习】

1.如图7所示，把质量为m的物体沿倾角不同斜面拉至 同一高度，若物体与不同斜面摩擦系数相同，倾角 θ1＜θ2＜θ3

（1）拉m从坡底到坡顶过程中，克服重力做 功为W1、W2、W3则（）

A.W1＞W2＞W3、B.W1＜W2＜W

3C.W1=W2=W3

D.无法确定

（2）在此过程中克服摩擦力的功为W1、W2、W3则（）

A.W′′′B.W′′′1＞W2＞W1＜W2＜W3

C.W′′′ D.不知运动状态无法确定。1=W2=W3

2.在有空气阻力情况下，竖直上抛一物体，到达最高点又落回原处，若过程中阻力不变，则（）

A.上升过程中重力对物体做功的大小大于下降过程中重力做功的大小

B.上升过程和回落过程阻力做功相等

C.上升过程和回落过程合力做功前者大于后者

D.上升过程重力做功平均功率大于回落过程重力做功的平均功率

3.质量为m的物体，受到位于同一平面内的共点力F1、F2、F3、F4的作用，并处于平衡状态，当其中F2变为F2＋F，且方向不变时，则（）

A.物体一定做匀加速直线运动 B.物体一定做变加速直线运动

C.物体的加速度一定是F/m D.在任何相等时间内物体速度变化一定相同

4.如图8所示，升降机静止时弹簧伸长8cm，运动时弹簧伸长4cm，则升降机运动状态可能是（）

A.a=1m/s2，加速下降

B.以a=1m/s2，加速上升

C.以a=4.9m/s2，减速上升

2D.以a=4.9m/s，加速下降

5.对于质量相同的甲、乙两个物体，下列说法正确 的是（）

A.当甲、乙两物体的速度相同时，它们所受的合外力一定相等

B.当它们受到合外力相同时，它们的动量改变得快慢相同

C.当甲、乙两物体的加速度相同时，它们所受的合外力一定相等

D.当甲、乙两物体的位移相等时，它们所受的合外力一定相等 6.以υ=5m/s的速度匀速上升的气球，吊篮连同重物的质量为10kg，在500m的高空，从吊篮中落下一重物为2kg，经过10S钟，气球离开地面高度为多少？（g取10m/s2）

[参考答案] 1.(1)C(2)A 2.B C D 3.C D 4.C D 5.B C 6.675m

第五篇：4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)教学设计

保山曙光学校 高一年级物理 教学设计 2010年12月25日

第四章 牛顿运动定律

七 用牛顿运动定律解决问题

（二）主备教师：曾光芬

一、内容及其解析

1、内容：共点力的平衡条件、超重和失重、从动力学看自由落体运动。

2、解析：牛顿运动定律是经典力学的基础，它在科学研究和生产技术中有着广泛的应用.上一节课主要是以理论的分析为主，研究如何根据已知运动情况求解物体的受力情况和已知受力情况求解物体的运动情况.本节课是从应用角度学习牛顿运动定律，举例说明了牛顿运动定律的两个具体应用.物体的平衡是物体加速度为零的一种特殊情况，分析物体平衡时应该紧紧地抓住这一点，主要利用力的分解知识列出方程进行求解，主要用到的方法是力的正交分解和建立直角坐标系.超重和失重研究的是在竖直方向上物体的受力情况和物体运动情况的关系，要注意引导学生区别视重和实际重力.了解加速下落和减速上升其实加速度的方向是一样的。

二、目标及其解析

1、目标定位：

（1）理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件。

（2）会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题。

（3）通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质。（4）进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤。

2、目标解析：

（1）理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件就是指培养学生的分析推理能力和实验观察能力。

（2）会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题就是指培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力。

（3）通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质就是指引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质。

（4）进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤就是指培养学 保山曙光学校 高一年级物理 教学设计 2010年12月25日

生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神。

三、问题诊断分析

在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是对超重和失重现象的理解不太容易，产生这一问题的原因是学生习惯于分析平衡状态，要解决这一问题就要通过多媒体播放超重和失重演示实验，其中关键是引导学生通过观看和分析实验自己总结出超重和失重。

四、教学支持条件分析

在本节课的教学中，准备使用多媒体，使用多媒体播放超重和失重演示实验可以让学生更好的理解超重和失重现象。

五、教学过程设计

［新课导入］

师：上一节课中我们学习了用牛顿运动定律解决问题的两种方法，根据物体的受力情况确定物体的运动情况和根据物体运动情况求解受力情况.这一节我们继续学习用牛顿运动定律解题.师：我们常见的物体的运动状态有哪些种类？

生：我们常见的运动有变速运动和匀速运动，最常见的是物体静止的情况.师：如果物体受力平衡，那么物体的运动情况如何？

生：如果物体受力平衡的话，物体将做匀速直线运动或静止，这要看物体的初速度情况.［新课教学］

问题1 那么共点力作用下物体的平衡条件是什么？

设计意图：通过举例画图分析得出共点力作用下物体的平衡条件。师生活动：

师：那么共点力作用下物体的平衡条件是什么？

生：因为物体处于平衡状态时速度保持不变，所以加速度为零，根据牛顿第二定律得：物体所受合力为零.师：同学们列举生活中物体处于平衡状态的实例.生1：悬挂在天花板上的吊灯，停止在路边的汽车，放在地面上的讲桌以及放在讲桌上的黑板擦等等.2 保山曙光学校 高一年级物理 教学设计 2010年12月25日

生2：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间.师：大家讨论一下竖直上抛的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态.学生讨论，回答提问

生1：竖直上抛的最高点物体应该处于平衡状态，因为此时物体速度为零.生2：我不同意刚才那位同学的说法，物体处于平衡状态指的是物体受合力为零的状态，并不是物体运动速度为零的位置.处于竖直上抛最高点的物体只是在瞬间速度为零，它的速度立刻就会发生改变，所以不能认为处于平衡状态.师：刚才的同学分析得非常好，大家一定要区分到底是速度为零还是合外力为零时物体处于平衡状态，经过讨论分析我们知道应该是合外力为零时物体处于平衡状态.为了加深同学们对这个问题的理解，我们通过一个例子来进一步探究物体的平衡是怎样进行研究的.多媒体投影课本中的例题、三角形的悬挂结构及其理想化模型 师：轻质细绳中的受力特点是什么？

生：轻质细绳中的受力特点是两端受力大小相等，内部张力处处相等.师：节点O的受力特点是什么？

生：节点O的受力特点是一理想化模型，所受合外力为零.师：我们分析的依据是什么？

生：上面的分析借助牛顿第二定律进行，是牛顿第二定律中合力等于零的特殊情况.师：同学们把具体的解答过程写出来.投影学生的解答过程

解答：如图4－7－1所示，F1、F2、F3三个力的合力为零，表示这三个力在x方向的分矢量之和及y轴方向的分矢量之和也都为零，也就是：

图4－7－1 F2－F1cosθ=0 3 保山曙光学校 高一年级物理 教学设计 2010年12月25日

F1sinθ－F3=0 由以上两式解出钢索OA受到的拉力F1

F1=F3G= sinsin硬杆OB的支持力F2

F2=F1cosθ=G tan师：在这个同学解题的过程中，他采用的是什么方法？

生：正交分解法：将其中任意一个力沿其余两个力的作用线进行分解，其分力必然与其余两个力大小相等.师：除了这种方法之外，还有没有其他的方法？

生1：可以用力的合成法，任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反.生2：也可以用三角形法，将其中任意两个力进行平移，使三个力首尾依次连接起来，应构成一闭合三角形.师：总结：处理多个力平衡的方法有很多，其中最常见的就是刚才几位同学分析的这三种方法，即正交分解法、力的合成法和三角形定则.这几种方法到底采用哪一种方法进行分析就要看具体的题目，在实际操作的过程中大家可以灵活掌握.例题1 如图4－7－2所示，质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，F的方向与水平方向成θ角斜向下.那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个（BD）

图4－7－2 A.μmg

B.μ（mg＋Fsinθ）

D.Fcosθ C.μ（mg－Fsinθ）

解析：物体受力如图4－7－3所示，水平方向有f=Fcosθ，故D正确.竖直方向有FN=Fsinθ+G，由于匀速运动，f=μFN=μ（Fsinθ+G），故选项B正确.点评：要注意问题的多解性.4 保山曙光学校 高一年级物理 教学设计 2010年12月25日

图4－7－3 变式练习在一个封闭装置中，用弹簧秤称一物体的重力，根据读数与实际重力之间的关系，以下说法中正确的是（C）

A.读数偏大，表明装置加速上升 B.读数偏小，表明装置减速下降

C.读数为零，表明装置运动加速度等于重力加速度，但无法判断是向上还是向下运动

D.读数准确，表明装置匀速上升或下降

问题2 当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢？

设计意图：让学生带着问题观察演示实验，理解超重和失重现象。师生活动：

【演示实验】

一位同学甲站在体重计上静止，另一位同学说出体重计的示数.注意观察接下来的实验现象.学生活动：观察实验现象，分析原因

师：甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化？怎样变化？ 生：体重计的示数发生了变化，示数变小了.师：甲突然站起时，体重计的示数是否变化？怎样变化？ 生：体重计的示数发生了变化，示数变大.师：当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢？

生：这是因为当人静止在体重计上时，人处于受力平衡状态，重力和体重计对人的支持力相等，而实际上体重计测量的是人对体重计的压力，在这种静止的情况下，压力的大小是等于重力的.而当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中，运动状态发生了变化，也就是说产生了加速度，此时人受力不再平衡，压力的大小不再等于重力，所以体重计的示数发生了变化.保山曙光学校 高一年级物理 教学设计 2010年12月25日

这位同学分析得非常好，我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重，当物体运动状态发生变化时，视重就不再等于物体的重力，而是比重力大或小.大家再看这样一个问题：

多媒体投影例题：人站在电梯中，人的质量为m.如果当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力为多大？

学生思考解答

生1：选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到两个力的作用，分别是人的重力和电梯地板对人的支持力.由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，只要求出地板对人的支持力就可以求出人对地板的压力.生2：取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程F－G=ma，由此可得：F=G+ma=m（g+a）

人对地板的压力F′与地板对人的支持力大小相等，即F′=m（g+a）由于m（g+a）>mg，所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力大.师：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体受到的重力的现象称为超重现象.物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢？

生：物体的加速度方向向上.师：当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态是怎样的？ 生：应该是加速上升.师：大家看这样一个问题：

投影展示：人以加速度a减速下降，这时人对地板的压力又是多大？ 学生讨论回答

生1：此时人对地板的压力也是大于重力的，压力大小是：F=m（g+a）.生2：加速度向上时物体的运动状态分为两种情况，即加速向上运动或减速向下.师：大家再看这样几个问题： 【投影展示】

1.人以加速度a加速向下运动，这时人对地板的压力多大？ 2.人随电梯以加速度a减速上升，人对地板的压力为多大？

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3.人随电梯向下的加速度a＝g，这时人对地板的压力又是多大？ 师：这几种情况物体对地板的压力与物体的重力相比较哪一个大？ 生：应该是物体的重力大于物体对地板的压力.师：结合超重的定义方法，这一种现象应该称为什么现象？

生：应该称为失重现象.当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重.师：第三种情况中人对地板的压力大小是多少？ 生：应该是零.师：我们把这种现象叫做完全失重，完全失重状态下物体的加速度等于重力加速度g.师：发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化？ 生：没有发生变化，只是物体的视重发生了变化.师：为了加深同学们对完全失重的理解，我们看下面一个实验，仔细观察实验现象.课堂演示实验：取一装满水的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一小孔，让其做自由落体运动.生：观察到的现象是水并不从小孔中喷出，原因是水受到的重力完全用来提供水做自由落体运动的加速度了.师：现在大家就可以解释人站在台秤上，突然下蹲和站起时出现的现象了.例题2 某人站在台秤的底板上，当他向下蹲的过程中（D）

A.由于台秤的示数等于人的重力，此人向下蹲的过程中他的重力不变，所以台秤的示数也不变

B.此人向下蹲的过程中，台秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以台秤的示数将增大

C.台秤的示数先增大后减小 D.台秤的示数先减小后增大

变式练习如图4－7－4所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，A和C（包括支架）的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻绳上拉力F的大小为（D）

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图4－7－4 A.F=mg

C.F=（M+m）g

六、本课小结

本节课是牛顿运动定律的具体应用，分别是两种特殊情况，一种是物体受合力为零时物体处于平衡状态时的分析，应该注意三力合成与多力合成的方法，注意几种方法的灵活运用，另一种情况就是物体在竖直方向上做变速运动时超重和失重现象.对于这两种现象，我们应该注意以下几个问题：物体处于“超重”或“失重”状态，并不是说物体的重力增大了或减小了（甚至消失了），地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化.即使是完全失重现象，物体的重力也没有丝毫变大或变小.当然，物体所受重力会随高度的增加而减小，但与物体超、失重并没有联系.超（失）重现象是指物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于（小于）重力的现象。“超重”“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向。

B.Mg

D.F>（M+m）g