第四章牛顿运动定律备课讲座--陈立其
高中物理第四章 牛顿运动定律 第2节 实验 探究加速度与力质量的关系课件 新人教版必修1
(2)在 a－m1 坐标系中描点连线得 a－m1 图线如图所示，可得 a＝ 21m.
(3)由 a－F 图线知 F 增大至某值时物体开始有加速度，说明实 验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分． [答案] (1)3.2 (2)见解析图所示 a＝21m (3)实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不充分
实验中作出的 a－F 图象有时不过原点，如图所示，造成这种 现象的主要原因是：实验中没有考虑所挂重物的托盘的质量， 误将重物的重力等于拉力 F，或是平衡摩擦力时垫得太高了， 会出现图象甲的情况；实验中没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不 充分，会出现图象乙的情况．
某同学设计了如图甲所示的装置来探究加速度与力的 关系．弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个 光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连 接．在桌面上画出两条平行线 P、Q，并测出间距 d.开始时将 木块置于 P 处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为 止，记下弹簧秤的示数 F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将 木块放回原处并按住，
大家好
1
第四章 牛顿运动定律
第ห้องสมุดไป่ตู้节 实验：探究加速度与力、质量的关系
一、实验目的 1．学会用控制变量法探究物理规律． 2．探究加速度与力、质量的关系． 3．掌握利用图象处理数据的方法． 二、实验原理 采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，先让 其中一个量保持不变来探究其他两个量之间的关系． 1．控制小车的质量 M 不变，分析加速度 a 与力 F 的关系． 2．控制砝码和小盘的质量不变，即力 F 不变，改变小车的质 量 M，分析加速度 a 与 M 的关系．
知识点一 对实验操作的考查 (2016·淄博高一检测)“探究加速度与力、质量的关系” 实验中： (1)当质量 m 一定时，a 与 F 合成________；当力 F 一定时，a 与 M 成________． (2)如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置图， 以下做法正确的是________．
高中物理必修一,第四章牛顿运动定律,全章课件汇总
思 牛顿第一定律能不能用实验来验证？ 考 这个结论虽然不能通过实验来证实，但它是 建立在可靠的事实基础之上，通过科学推理 而得到的，因此它的结论是符合科学道理的。
这种实验方法叫做：科学推理法。 以前还在哪里接触过类似实验？ 真空不能传声 自由落体运动
物体不受力时，原来静止总保持静止， 原来运动就总保持原来的速度和方向匀 速直线运动下。物体具有这种把原来 运动状态保持下去的性质。
惯性只和物体质量有关，和其他因素无关。 质量大，惯性大。
课堂练习：
1.关于伽利略理想实验，以下说法正确 的是（ B ） A．完全是理想的，没有事实为基础 B．是以可靠事实为基础的，经科学 抽象深刻反映自然规律的 C．没有事实为基础，只是理想推理 D．以上说法都不对
• 2、下列说法正确的是 A 静止或做匀速直线运动的物体，一定 不受外力作用 B 当物体的速度等于零时，物体一定不 受外力作用 C 当物体的速度发生变化时，物体一定 受到了外力作用 D 当物体受到的合外力为零时，物体的 运动状态一定保持不变
运动和力有什么关系？
维持运动需要力吗？
• 你一定有过这样的生活经验：在平地上 骑自行车的时候，即使不踩踏板，车会 前进一段距离，但因为没有继续用力， 它最终还是要停下来。
生活中常会遇到这类现象。
例如：关闭的发动机的列车会停下来
自由摆动的秋千会停下来
还有打出去的球也会停下来
一、历史回顾：
1、亚里士多德的观点：
实验 次数 1 2 3 想象 表面材料 毛巾 粗布条 木板 光滑表面 阻力大小 最大 较大 较小 阻力为零 滑行距离 最短 较长
最长
？
伽利略的理想实验和推论
1.如图所示,两斜面对接,让静止的小球沿 一个斜面滚下来,小球将滚上另一个斜面. 如果没有摩擦,,小球将上升到原来静止时 的高度. 等 高
高中物理必修1课件第4章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律
有力的作用,物体就静要止
在一个地方
力不是 维持 物体运动的原因
如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续 以同一速度
沿同一直线运动,既不停下来也不 偏离原来的方向
二、理想实验的魅力 1.伽利略理想实验:让小球沿斜面从静止状态开始向下运动,小球将“冲” 上另一斜面,如果没有摩擦,小球将上升到原来 的高度.减小第二个斜面 的倾角,小球在这个斜面上仍将达到同一 高度,但它要运动得远些.继续 减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度时就会离得更远 .若将第二个 斜面放平,球将永远运动下去. 2.结论:力不是 维持 物体运动的原因. 想一想 有人认为伽利略的斜面实验为理想实验,无法在实验中验证,故不 能揭示自然规律.该说法是否正确? 答案:该说法是错误的.伽利略的理想斜面实验反映了一种物理思想,它建 立在可靠的事实基础上,抓住主要因素,忽略次要因素,从而深刻揭示了自 然规律.
(教师备用) 例1-1:(多选)关于牛顿第一定律,下面说法中正确的是( AD ) A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律 B.运动物体速率不变时可能不受力 C.不受外力作用的物体一定做匀速直线运动 D.运动的物体状态发生变化时,物体必定受到外力的作用
〚核心点拨〛解答该题时应把握牛顿第一定律的三层含义: (1)不受外力时物体的运动状态. (2)受外力时物体的运动状态. (3)速度与运动状态变化的关系.
答案:1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.√ 6.×
课堂探究
要点一 对牛顿第一定律的理解 【问题导学】
核心导学·要点探究
答案:(1)沿斜面向下,小车做加速运动;水平面上时合力方向向左,做减速 运动;说明力改变物体的运动状态.
(2)三图中,由上到下小车沿水平面运动距离逐渐变远,原因是小车受到 的阻力逐渐减小,可以猜想,如果水平面光滑,小车将做什么运动? 答案:(2)一直运动下去.
高一物理必修课件第四章牛顿运动定律的应用
汇报人：XX 20XX-01-23
目录
• 牛顿运动定律概述 • 牛顿运动定律在力学中的应用 • 牛顿运动定律在曲线运动中的应用 • 牛顿运动定律在碰撞和动量守恒中的应用 • 牛顿运动定律在万有引力与航天中的应用
01
牛顿运动定律概述
牛顿第一定律
定律内容：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态 ，直到外力迫使它改变运动状态为止。
物体所受合外力的方向与速度方向不在同一 直线上。
曲线运动的轨迹特点
物体做曲线运动时，其轨迹向合外力方向弯 曲，且位于速度方向和合外力方向所构成的 平面内。
曲线运动的性质
曲线运动是变速运动，具有加速度，且加速 度的方向与速度方向不在同一直线上。
曲线运动中的牛顿运动定律
01
牛顿第一定律在曲线运动中的应用
万有引力定律的适用范围
适用于两质点间的相互作用，当两物体间的距离远大于物 体本身的大小时，此公式也近似适用。
天体运动的描述
天体运动的基本形式
包括匀速圆周运动和椭圆运动等。
天体运动的描述参数
如轨道半径、周期、线速度、角速度、向心加速度等。
开普勒三定律
描述了行星绕太阳运动的轨道、速度和周期等规律。
航天器中的牛顿运动定律
物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。在曲线
运动中，物体所受合外力不为零，因此物体的运动状态将发生改变。
02 03
牛顿第二定律在曲线运动中的应用
物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比。在曲线运动中 ，物体所受合外力不为零，因此物体具有加速度，且加速度的方向与合 外力的方向相同。
根据牛顿第二定律 F=ma，计算研究 对象的加速度。
《第四章牛顿运动定律》人教版高中物理(必修一)单元课件
D.这个实验直接得出了牛顿第一定律
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第1节：牛顿第一定律
5.一颗弹珠在水外力都消失，那么它将( )
C
牛顿 A.立即停止运动
运动
谢谢观看！
B.沿竖直方向匀速直线运动
提示：由牛顿第一
C.沿水平方向匀速直线运动 D.做曲线运动往下掉
定律可知，运动的 物体在不受任何外 力时将沿原来的方
向做匀速直线运动。
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第2节：探究加速度、力、质量的关系
2 实验：探究加速度与力、质量
牛顿 运动
谢 谢的关观系 看 ！
返回
第2节：探究加速度、力、质量的关系
【思考与交流】
1.用大小不同的力去推小车，哪一个速度变化
谢 谢 观 看 ！ 得快？ 力大的
牛顿
运动 2.用相同的力去推空车和满载的车，哪一个速
D.它是以实验事实为基础，通过推理、想象而总结
出来的
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第1节：牛顿第一定律
2.下列说法中错误的是( ) D A.正在运动的物体，如果所受的外力同时消失，将沿直线继续运动
谢 谢 观 看 ！ 牛顿 B.原来静止的物体，只有受到力的作用才会运动起来
运动
C.原来静止的物体，不受外力作用仍保持静止 D.原来静止的物体，如果所受的外力突然同时消失，将停止运动
运动
准确性，可多选几个计数点，采用逐差法计算加速度。
返回
第2节：探究加速度、力、质量的关系
【实验步骤】 1.用天平测出小车和砝码的总质量M,
谢 谢 观 看 ！ 小盘和砝码的总质量m,把数值记录下
牛顿
运动 来。 2.按如图所示把实验器材安装好,只 是不把悬挂小盘的细绳系在车上,即 不给小车施加牵引力。
A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静
高一物理第四章牛顿运动定律知识点总结讲解.doc
高一物理第四章《牛顿运动定律一、夯实基础知识1 、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为止。
理解要点：（ 1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持；（ 2）它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体运动状态的原因，（运动度定义： a v，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因t生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度的原因”（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性；一切物体都有保持原有运动状态惯性。
惯性反映了物体运动状态改变的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）量度。
（ 4）牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的，牛用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律（ 5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关地给出力与运动的关系。
2 、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
公式理解要点：（ 1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计m i ，对应的加速度为a i ，则有： F 合=m 112233,,n na +m a +m a + +m a对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：∑ F 1=m 1a 1， ∑ F 2 =m 2a 2 ， ,, ∑ F n =m n a n ，将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所力的， 总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的和，即合外力F 。
高中物理第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律教案教科版必修第一册
2021-4-29 20XX年复习资料教学复习资料班级：科目：牛顿第一定律【教学目标】（一）知识与技能1．借助伽利略的理想实验理解力和运动的关系，知道其主要推理过程及结论。
2．理解牛顿第一定律及其意义。
3．理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度，会正确解释有关的惯性现象。
（二）过程与方法让学生经历实验探究的过程，理解由真实实验推广到理想实验的科学思想，体会分析归纳、推理总结的思维方法。
（三）情感、态度和价值观通过物理学史的简介，对学生进行严密的科学态度教育，让学生了解人类认识事物本质的曲折，培养学生追求真理、勇于探索真理的科学精神。
【教学重难点】教学重点：牛顿第一定律。
教学难点：力和运动的关系，惯性。
【教学过程】一、导入新课出示图片：推小车在实际生活中我们观察到一些现象：我们推车时，给车施加推力，车就运动，而且推力越大车运动越快；不给车推力，车就停止。
出示图片：运动的汽车但有时我们又观察到：让车达到一定速度后，即使不再给车施力，车还会运动。
那么力和运动有关系吗？今天我们一起来探讨这个问题。
二、讲授新课（一）历史回顾1．古希腊哲学家亚里斯多德观点：运动分为两大类——自然运动和受迫运动，且物体的运动需要力来维持。
必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。
在探究运动原因的“侦探小说”里，这正是由明显的线索引出错误判断的案例，而且这个“错案”维持了很久。
2．意大利物理学家伽利略的观点：物体的运动不需要力来维持。
出示图片：伽利略物体的运动并不需要力来维持，运动之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力。
（二）伽利略的理想实验出示图片：现代人所做伽利略斜面实验的频闪照片。
让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。
如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。
出示动画：伽利略理想实验如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。
当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
南京市教研室中学组2008-2009学年度第一学期第七、九周教
2．9年级13、14、15章
主讲教师：王少坤
全市初中物理教师
（请各区县初中物理教师到本区县指定地点集中收看远程直播。各区县教研员负责现场调试和组织）
10月31日上午9：00
高淳县第二中学
研究课：
8年级：
内容：人眼看不见的光
主讲教师：刑斌
9年级：（同课异构）
内容：电阻
主讲教师：许万松、吴科华
也可从火车站坐157路车到达浦口西门站。）
10月17日上午9：00至下午3：00
高淳砖墙中学
1、教学观摩（同课异构）：
课题《今生今世的证据》
授课人：邢华雷（砖墙中学）
授课人：张健（南湖一中）
2、点评：杨剑春（高淳德圣中学）、孙进泉（高淳研训中心）
3、讲座：化学用语与化学概念教学的策略
主讲人：马菊华（建邺教研室）
江宁、白下、雨花三区初三化学教师、教研员
10月21日上午
7：50-11：30
金中河西分校
初三化学新课程研讨课：
课题：根据化学式的计算
授课人：安惠琴
课题：质量守恒定律
授课人：茅亚娟
点评：马菊华
讲座：初中化学教学中的问题与对策
（李雪梅）
建邺、秦淮初三化学教师，欢迎其他区县老师参加
10月14日上午8:30
高一《酶和酶促反应》人民中学樊晓鸣
高二《群落的结构》南师附校沈敏
玄武区、栖霞区全体高、初中生物教师，欢迎其他区生物教师参加
10月28日下午1；40
金陵中学
分片实验活动：
探究酵母菌种群数量变化的实验等
金陵中学生物教研组
直属学校、县中、三、五、七、九等同层次学校，
及其他高三生物老师
第四章牛顿运动定律第一节牛顿第一定律探究式导学类教学设计
学校：包头市百灵庙中学学科：高一物理编写人：史殿斌审稿人：4-1牛顿第一定律探究式导学类教学设计【学习目标】1．能大致叙述发现牛顿第一定律的历史过程，并能作出初步评述2．能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念，以及对应设计出理想实验和相应的推理结论3．能准确表述牛顿第一定律（惯性定律），并能对定律有较为深入地理解，体会定律深刻的思想性和认识问题的本质性4.能举例说明物体的质量是惯性大小的量度【教学重点】1．能清楚地描述伽利略关于力与运动的思想观念，以及对应设计出理想实验和相应的推理结论2．能举例说明物体的质量是惯性大小的量度3.知道牛顿第一定律适用于惯性参照系【教学难点】能准确表述牛顿第一定律（惯性定律），并能对定律有较为深入地理解，体会定律深刻的思想性和认识问题的本质性【合作探究】知识点一：伽利略的理想实验1.亚里士多德的观点古希腊哲学家亚里士多德根据一些简单的生活经验认为力是________________________的原因．这一错误判断持续了近两千年，直到17世纪，意大利著名物理学家伽利略，根据理想实验打破了凭直觉得出的力是________________的原因的错误观点对人们的束缚．2.理想实验：①如图甲所示，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将________________________．②如果第二个斜面倾角变小，如图乙所示，让小球再次沿斜面从静止滚下来，如果没有摩擦，小球在这个斜面上仍将，但要通过更长的路程．③继续减小第二个斜面的倾角，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，________________________________________________________________________.④伽利略的结论：水平面上运动的物体之所以停下，是物体________________的缘故，也就是说，力是________________________________．⑤所谓理想实验，又叫假想实验，它是人们在思想中塑造的一种理想过程，是科学猜想和逻辑推理的一种方法和形式．知识点二：牛顿第一定律1．牛顿第一定律的内容：_____________________________________________ .这就是牛顿第一定律。
2024届高考物理强基计划专题讲座课件：牛顿运动定律
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二、力学中的常见力
1. 万有引力（universal gravitation）
存在于任何 两个物体间的相互吸引力。
牛顿万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
其中m1和m2为两个质点的引力质量，r为两个质点
的距离，G叫做引力常量。
G 6.672 59 1011 N m2 / kg2
合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速
度的方向与合外力的方向相同。
数学形式： F ma
或
F
dp
m
dv
讨论
dt dt
（1）力是产生加速度的原因。
（2）惯性质量：平动惯性大小的量度
（3）瞬时性，矢量性
分量式： Fx=max , Fy=may , Fz =maz 或 Ft=mat , Fn=man （自然坐标系） （4）在惯性系中成立
FT
2m1m2 m1 m2
(a
g)
讨论
当a =-g时，ar=0，T=0，即滑 a1 轮、质点都成为自由落体，两 个物体之间没有相对加速度。
FT
m1 a2
m1 g
y
FT
m2
m2 g
O
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例1-10 一个质量为m、悬线长度为l 的摆锤，挂在架 子上，架子固定在小车上，如图所示。求在下列情况
下悬线的方向(用摆的悬线与竖直方向所成的角表示)
v 2Rg cos
圆轨道的作用力
FN
m
v2 R
mg cos
3mg cos
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2. 变力作用下的单体问题 例1-12 计算一小球在水中竖直沉降的速度。已知小 球的质量为m，水对小球的浮力为Fb，水对小球的粘 性力为Fv= -Kv，式中K是和水的黏性、小球的半径有 关的一个常量。
教科版高中物理必修第一册精品课件 第4章 牛顿运动定律 第2节 探究加速度与力、质量的关系
B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动;
C.取下细绳和砝码盘,记下砝码盘中砝码的质量m;
D.将小车置于打点计时器旁,先接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由
纸带求得小车的加速度a;
E.重新挂上细绳和砝码盘,改变砝码盘中砝码的质量,重复B~D步骤,求得
(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即Δx=aT2,
将Δx=(7.75+8.64)×10-2 m-(6.00+6.87)×10-2 m=3.52×10-2 m,T=0.2 s代
入解得a=0.88 m/s2。
(3)由图像可知,当外力为零时,物体有加速度,这说明在计算小车所受的
合外力时未计入砝码盘的重力,根据数学函数关系可知由该图线延长线与
像,则得到一条直线,便于分析),看图像是否为过原点的倾斜直线,若是则说
明a与M成反比。
二、误差分析
误差类型 产生原因
偶然
误差
质量测量不准确、计数点间距
测量不准确、纸带不严格与木
板平行等
减小方法
(1)测量长度时,可进行多次测量
取平均值
(2)采用逐差法求加速度,用图像
法分析 a 与 F,a 与 M 的关系
一、数据处理
1.探究加速度与力的关系:以拉力F为横坐标,加速度a为纵坐标,根据用逐
差法求出的加速度描点,描绘a-F图像,看图像是否为过原点的倾斜直线,若
是则说明a与F成正比。
1
1
2.探究加速度与质量的关系:以 为横坐标,加速度a为纵坐标,描绘a- 图
1
像(如果作a-M图像,那么得到的图形是双曲线,不便于分析图像,而作a- 图
2024-2025学年高中物理第四章牛顿运动定律4力学单位制教案教科版必修第一册
-教学评价：评价方式较为单一，需要引入多元化的评价方式，如小组合作、课堂表现等，全面评估学生的学习成果。
3.改进措施：
-加强课堂管理：制定明确的课堂纪律和规定，加强对学生的监督和管理，确保教学活动的顺利进行。
2.拓展要求：
-鼓励学生利用课后时间进行自主学习和拓展，将所学知识应用于实际问题中，提高学生的知识运用能力。
-教师可提供必要的指导和帮助，如推荐阅读材料、解答疑问等，协助学生完成拓展学习任务。
-学生应主动记录拓展学习的心得体会，撰写学习报告或读后感，以加深对力学单位制的理解。
-学生可以通过小组讨论、学术沙龙等形式，分享自己的拓展学习成果，促进学生之间的交流和合作。
-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。
-通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。
3.课后拓展应用
教师活动：
-布置作业：教师根据力学单位制课题，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
-提供拓展资源：教师提供与力学单位制课题相关的拓展资源，如书籍、网站、视频等，供学生进一步学习。
-反馈作业情况：教师及时批改作业，给予学生反馈和指导。
1.科学探究能力：通过自主学习和合作交流，学生能够运用科学方法研究力学单位制，提高科学探究能力。
2.逻辑思维能力：学生将通过对力学单位制的理解和运用，培养分析问题和解决问题的逻辑思维能力。
3.知识运用能力：学生能够将所学的力学单位制知识运用到实际问题中，提高知识的运用能力。
4.科学态度与价值观：通过学习力学单位制的重要性和作用，学生能够树立正确的科学态度和价值观，认识科学对于社会和人类发展的意义。
2024-2025学年高中物理第四章牛顿运动定律4力学单位制教案教科版必修第一册
2.难点：牛顿运动定律在复杂情况下的应用。
解决办法：采用案例分析和讨论的方式，让学生学会将复杂问题简化，并运用牛顿运动定律进行分析和解决。
3.重点：力学单位制与实际问题的关联。
解决办法：通过生活实例和实际问题，让学生理解力学单位制在现实生活中的应用，提高学生的知识运用能力。
-学生可以参与一些与力学单位制相关的科学竞赛或项目，如物理实验竞赛、科技创新项目等，提高自己的实践能力和创新思维。
课堂
1.课堂评价：
-在课堂上，我会通过提问来检查学生对力学单位制的理解和掌握程度，鼓励学生积极参与讨论和思考。
-观察学生在实验操作和案例分析中的表现，了解他们在实际应用中是否能够正确使用力学单位制。
-实验法：通过实验观察和数据分析，让学生亲身体验力学单位制的建立过程，增强学生的实践操作能力。
2.教学手段：
-多媒体设备：利用PPT、视频等现代化教学手段，直观展示力学单位制的实验过程和应用实例，提高学生的学习兴趣和理解程度。
-教学软件：运用物理模拟软件或在线教学平台，让学生进行互动学习和问题解决，提高教学效果和学生的参与度。
2.鼓励学生进行课后自主学习和探究，例如：
-让学生进一步了解力学单位制在各个领域的应用，如航空航天、机械工程、建筑结构等，搜集相关的实例或案例，加深对力学单位制的理解和认识。
-学生可以进行一些简单的力学单位制计算练习，如速度、加速度、力等的计算，巩固所学的知识，并提高解决问题的能力。
-学生可以探讨力学单位制在未来可能的发展方向，例如量子力学单位制的研究和应用，以及力学单位制在探索宇宙和微观世界中的作用。
板书设计
高一物理上学期优秀教案第四章牛顿运动定律
高一上学期优秀教案第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律本章设计本章是在前面三章对力和运动分别研究的基础上，进一步探讨物体的运动状态变化和物体的受力情况间的关系，在物理学上把本章内容称为动力学.牛顿运动定律是动力学的基础，也是整个经典物理理论的基础.正确地理解惯性的概念，理解物体间相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章学习的重点，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，牛顿运动定律的应用是本章的难点，也是高考的热点.本章还涉及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.对这些方法要让学生认真体会、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. 物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用.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.整体设计牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念，是物理学理论的支柱和基石.在教学中，不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况，它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用.本课程的教学设计，主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例，达到突破重难点的目的.教学重点1.理解力和运动的关系.2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.教学难点惯性与质量的关系.课时安排1课时三维目标知识与技能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.过程与方法培养分析问题的能力，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.正确地认识力和运动的关系.情感态度与价值观1.培养科学研究问题的态度.2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用.课前准备教具准备：多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等.知识准备：力的概念及力的作用效果.教学过程导入新课常识导入1.我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人〔包括司机〕必须系好安全带，为什么？2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量，这是为什么呢？你能解释一下吗？情景导入用多媒体播放牛耕地的画面：牛耕地时，牛拉着犁前进；牛停止拉犁，犁也停止运动.边播放边介绍，牛拉犁，犁前进；牛停犁也停.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——两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论，这个结论正确吗？学生讨论，教师借机导入新课.推进新课一、理想实验的魅力自主探究让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：1.力推物动，力撤物停.2.力撤物不停.供选用器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等.学生操作时，教师巡回指导学生完成以下操作：1.桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停；2.将毛巾换成玻璃板，或直接用桌面，把小车在桌面或玻璃板上推一下，它运动一段时间才停下来.学生操作结束后，教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象，由此可以得到结论.结论：物体的运动不需要力来维持.为了证明这个结论的正确性，再让学生举出一些其他的实例来说明.如：蹬一段时间自行车后停止蹬车，自行车还会滑行一段距离；在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动；空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔；射出枪蹚的子弹等等.既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验.实验探究图4-1-1A.使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合，让小球从斜槽上自由滚下，标出小球在毛巾上滚动的距离；B.使斜槽下端直接与桌面吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在桌面上滚动的距离；C.使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在玻璃上滚动的距离.通过观察对比实验，让学生分析实验，总结实验：接触面越光滑，小球滚动的距离越远.结论：运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用.为了引出伽利略的理想实验，教师可继续设疑：假设接触面光滑无摩擦小球会怎样？学生讨论、交流，大胆猜想.〔充分发挥学生的想象空间，发散思维〕在学生讨论交流的基础上，结合实验进一步总结.结论：物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是因为摩擦力.假设无摩擦力，运动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，他是怎样研究这个问题的呢？〔课件展示〕用多媒体播放伽利略的理想实验〔边播放边介绍〕要动态出以下效果：图4-1-2A.对称斜面，无摩擦小球滚到等高.B.减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高，滚动距离越远.C.把另一侧斜面放平，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：运动的物体假设不受力，物体将匀速运动下去.为了验证这个理论的正确性，下面通过气垫导轨实验来验证一下：〔介绍气垫导轨、光电门工作原理〕演示1：利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.学生记录数据并比较，感受伽利略理论的正确性.让学生阅读课本找出：1.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，他们都是表达力和运动关系的，谁的更全面？学生回答以下问题：1.伽利略：物体不受力时，运动的物体一直做匀速直线运动.2.笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动.3.牛顿：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.综上所述，牛顿第一定律更全面、更完善.二、牛顿物理学的基石——惯性定律为了进一步加深对牛顿第一定律的理解，培养学生理解问题的能力，教师可继续设疑：既然牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？让学生讨论交流并回答：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.在学生回答基础上，进一步总结：力不是维持物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因.设疑：牛顿第一定律能否用实验来验证？结论：不能，因为不受力作用的物体是不存在的.受力但合力为零可看作不受力.在学生回答的基础上，作出肯定，并指出：牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态，但它却正确揭示了自然规律.三、惯性与质量演示2：在小车上竖放一长条木块，让小车在光滑玻璃板上运动，前面固定一个物体，当车被物块挡住时，车上的木块向前倾倒，为什么？图4-1-3引导学生分析：木块随车一起运动，当车被挡住时，车停止运动，木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒.物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性.举例说明：①木块立在静止的车上，忽然拉动小车，木块后倾.②人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起，仍落回原地.总结：惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.从牛顿第一定律我们得知，一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律.当力迫使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的“本领〞.这个“本领〞与什么因素有关？请大家通过实例分析.讨论交流：载重货车启动时，由静止到高速得需要较长一段时间；百米冲刺到终点后，体重大的运动员较难停下来.通过这样的实例分析，使学生总结出：运动状态变化的难易程度与质量有关.结论：惯性大小与质量有关，质量大的物体惯性大；质量小的物体惯性小.课堂训练1.以下关于惯性的说法中，正确的选项是〔〕A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B.百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关解析：惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关.一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变.当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生变化.答案：D2.如图4-1-4所示，当你在平直路面上骑自行车时，是否觉得用力不停地蹬，车才会匀速前进，一旦不用力蹬，车子就会减速，甚至停下呢？这与牛顿第一定律矛盾吗？试解释之.图4-1-4解答：对比用力蹬和不用力蹬两种情况，发现不蹬车时，车减速，运动状态改变，这是因为有阻力作用；而蹬车时，虽用力蹬车，但合外力为零，因此可以匀速前进，仍然符合牛顿第一定律.3.有一仪器中电路如图4-1-5所示，其中M是质量较大的一个金属块，两端与弹簧相连接，将仪器固定在一辆汽车上，当汽车启动时，哪只灯亮？当汽车急刹车时，哪只灯亮？为什么？图4-1-5解答：当汽车启动时，汽车的速度变大了，而金属块由于惯性，将保持原来的静止状态，而相对于汽车向后运动，从而使绿灯所在的电路被接通，所以启动时绿灯亮；反之，刹车时，汽车的速度变小了，而金属块由于惯性，将保持原来的速度运动，而相对于汽车向前运动，从而使红灯所在的电路被接通，所以刹车时红灯亮.当汽车匀速行驶时，弹簧将使金属块复位，两灯均不亮.课堂小结通过本节的学习，我们知道了：1.历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究.2.伽利略得到力和运动关系的研究方法.3.牛顿第一定律的内容.4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法.布置作业1.教材第71页“问题与练习〞1、2、3题.2.阅读科学漫步，思考讨论惯性参考系.板书设计1 牛顿第一定律理想实验的魅力牛顿物理学的基石——惯性定律惯性与质量内容(或定义) １.亚里士多德的观点２.伽利略的观点３.笛卡儿的观点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物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性说明通过学习人类对运动和力关系的认识，体会科学家对人类的贡献和正确思想的来之不易(1)物体不受外力时，运动状态保持静止或匀速直线运动,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(1)一切物体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活动与探究课题：比较惯性大小与质量的关系方法：在相同的路面上，穿相同运动鞋的甲、乙两人进行拔河比赛.原理：双方与地面间的动摩擦因数相同，那么双方与地面间的最大静摩擦力取决于各方的质量，而最大静摩擦力大的一方易获胜.结论：质量大的物体惯性大.习题详解1.解答：〔1〕不能击中目标.因为投下的炸弹由于惯性水平方向保持匀速直线运动.〔2〕跳起后，水平方向由于惯性始终与地球的速度相同.2.解答：刹车停止时，人下部随车停止，而上部身体由于惯性保持匀速直线运动，致使向前倾倒而易发生事故.3.解答：该同学的错误在于认为力是维持物体运动的原因.实际上向上抛出的物体是由于惯性继续向上运动的，不需要向上的作用力.4.解答：地球是一个惯性系，小车相对于地面向右以加速度a做匀加速运动，如图4-1-6所示，小车内的光滑平台上有一小球相对于地面静止.假设选小车为参考系，那么小球相对于小车这一非惯性系，是做向左的匀加速直线运动，不是静止，也不是匀速直线运动，即惯性定律在非惯性系中不成立.图4-1-6设计点评本节课先通过多媒体播放画面引出束缚人类思想近两千年的亚里士多德的观点，通过让学生亲自实验操作，并举例分析认识到他的观点是错误的，引出伽利略的观点，并通过实验来验证它的正确性.在此基础上引出牛顿的观点，即牛顿第一定律的内容及惯性的概念.对惯性的理解对学生来说是一个难点，本节课是通过实验来增强学生的感性认识，并通过实例分析让学生理解质量是物体惯性大小的量度，实现从感性认识到理性认识的过渡.一、实验分析与学生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x=21at 2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.该实验是探索规律的实验，学生对加速度与力和质量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.二、气垫导轨实验装置简介气垫导轨实验装置(图4-2-6)主要是由导轨、滑块、气源、光电门、光电数字计时器组成的.导轨由一定长度全封闭的金属制成，其横截面是直角三角形.导轨内部中空，气体由导轨顶端的进气孔进入导轨，从导轨面上的小孔喷出，喷出的气流在导轨和滑块之间形成气垫，使滑块在运动过程中的摩擦力达到可以忽略的程度.图4-2-6滑块〔图4-2-7〕是一个金属块，底部是两个平整且互成直角的平面，上面可接配套砝码或用于挡光的挡光片的装置.气源是一个用于将气体压入导轨的装置.光电门是一个接在导轨上方用于采集测量数据的工具.通电后一束光从光电门的一边经过“门〞的中间到达另一边，光线被挡住或未被挡住所采集的数据是不一样的.光电门由电源供电采集的数据以电信号的方式输入到光电计时器中.光电数字计时器是一个可以将采集信息的时间显示出来的仪器，仪器处于“计〞时状态时，有两种测量方式：一种是测量挡光片挡光的时间〔从挡光开始到挡光结束〕，通过这种方式可以算出物体经过光电门的速度；另一种是测量物体经过两个光电门的时间间隔，在仪器上会有相应的装置供选择计时的方式，数字显示的时间可以通过选择“自动清零〞按钮或“手动清零〞按钮开关使数字重新为零，以便显示下一次的计时结果.改进后的光电计时器不但有计时功能，还可以将物体通过光电门时的速度直接显示出来，这样可以借助仪器简化实验数据的处理过程.使用仪器J0201系列数字计时器，J21261型小型气源探究加速度与物体质量、合外力关系的一组数据及误差.三、测定加速度的仪器1.加速度仪：利用压电晶体的压电效应的加速度仪.可以测量运动物体线加速度和振动参数的仪器.它由加速度传感器和放大器组成.用压电晶体制成的加速度传感器，其输出端产生的电码与它所承受的加速度成正比.敏感元件由两片压电晶体圆片〔锗钛酸铅〕组成.圆片上安有一质量块.质量块由一个弹簧预先加载，整个组件安装在厚基座的金属壳体内.当传感器随运动物体做加速运动时，质量块向压电晶体圆片施加一个与质量块加速度精确地成比例的力.由于压电效应，在两个压电晶体圆片的两端产生一个电势差〔电压〕.这个电势差也与质量块的加速度成正比.2.加速度计——测量运载体线加速度的仪表基本模型：加速度计由检测质量〔也称敏感质量〕、支承、电位器、弹簧、阻尼和壳体组成.检测质量受支承约束只能沿一条轴线移动.这个轴常称为输入轴或敏感轴.当仪表壳体随着运载体沿敏感轴方向做加速运动时，根据牛顿定律，具有一定惯性检测质量力图保持其原来的运动状态不变.它与壳体之间将产生相对运动，使弹簧变形，于是检测质量在弹力作用下随之加速运动.当弹簧弹力与检测质量加速运动时产生的惯性力相平衡时，检测质量与壳体之间便不再有相对运动，这时弹簧形变反映被测加速度的大小.电位器作为位移传感元件，加速度信号转换为电信号，以供输出.加速度计本质上是一个自由度的振荡系统，须采用阻尼器来改善系统的动态品质.2 实验：探究加速度与力、质量的关系整体设计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.本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的.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.课时安排1课时三维目标知识与技能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.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.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.课前准备带有滑轮的长木板2个、小车2个、打点计时器、秒表、钩码、夹子、刻度尺、细线、气垫导轨、数字计时器、光电门两个.教学过程导入新课情景导入多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面.图4-2-1通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？复习导入复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量. 通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关.推进新课既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系.学生讨论后回答：1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间少.2.受力大的物体加速度大.如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快.点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系.加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？学生思考后回答：可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系. 教师总结：当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关系.一、加速度与力的关系让学生阅读课本，明确以下两个方面内容：。
高中物理第四章牛顿运动定律2探究加速度与力质量的关系课件教科版必修第一册
小车 纸带
打点计 时器
C．保证小车最终能够做匀速直线运动
D．使细线拉力等于小车受到的合力
2021/4/17
高中物理第四章牛顿运动定律2探究加
22
课堂练习
C
2021/4/17
高中物理第四章牛顿运动定律2探究加
23
课堂练习
4、在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，
我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的
小车质量 M = kg
次数 1
牵引力 F/N F = (m+mi )g
加速度 a /（m/s2）
2
3
4
5
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高中物理第四章牛顿运动定律2探究加
10
数据处理
2 数据分析 次数 牵引力F/N 加速度a
a/m·s－2
0.40
1 0.20
0.10
0.30
2 0.30
0.15
3 0.40
0.21
m 一定时，F 大，加速度大 猜 a ∝ F F 一定时，m 大，加速度小 猜 a ∝ —m1
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高中物理第四章牛顿运动定律2探究加
5
实验探究一
加速度 a 与合外力 F 的关系
实验设计Βιβλιοθήκη 小车 纸带1 控制变量 保持物体质量不变，改变物体所受外力，分析加
2
装置设计
速度 a 与外力 F 的关系
托盘
问题1 如何测量加速度？
问题2 如何测量小车受到的拉力？
问题3 如何减小摩擦力的影响？
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高中物理第四章牛顿运动定律2探究加
6
3 实验过程
高中物理 第四章 牛顿运动定律 4.1 牛顿第一定律教案6 新人教版必修1
牛顿第一定律一、三维目标1.知识与技能⑴理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要外力来维持。
⑵理解牛顿第一定律知道它是逻辑推理的结果，不受外力的物体是不存在的。
⑶理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度。
2.过程与方法⑴培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，对物理问题决不能主观臆断。
正确地认识力和运动的关系。
3.情感态度与价值观⑴培养科学研究问题的态度。
⑵利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。
鼓励学生大胆发言，并学以致用。
二、教材分析牛顿运动定律是整个力学体系的基石，而牛顿第一定律定性地揭示了力和运动的关系，提出惯性的概念，为定量研究力和运动的关系拉开了序幕。
与初中相比，主要有四方面的不同。
一是定律内容深浅不同：初中教材叙述为“一切物体在没有受到外力作用的时候，总是保持静止状态或匀速直线运动状态”；高中教材叙述为“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”。
高中教材中的表述具有更为丰富的内涵，它强调了力是改变物体运动状态的原因，突出了第一定律的独立性和重要意义，也为学习牛顿第二定律做了一定的铺垫。
二是惯性的认识层次不同：初中强调一切物体都有惯性，高中侧重惯性与质量的关系。
三是实验的设计、探究及思维深度不同：初中为斜面小车实验；高中为伽利略理想实验，突出了理想实验这种科学方法的价值所在。
四是情感、态度、价值观的体现不同：初中对牛顿第一定律建立的历史一语带过，高中教材回顾了历史，让学生体会一个规律的获得是几代人努力的结果，能够激发学生追求科学，勇于创新的情感。
三、学情分析经过初中的学习，学生初步知道了牛顿第一定律的内容和惯性的概念，但是对牛顿第一定律的建立缺乏了解，对内容也是一知半解。
学生对于“质量是惯性唯一的量度”更是缺乏认识，凭借自己的生活经验，认为速度也是惯性的量度。
教师要在课堂上充分引导，配合实验、结合生活事例来澄清概念。
教学实践表明，学生在头脑中建立正确的力和运动关系的过程，常常形成与亚里士多德相似的观点，且根深蒂固。
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5.如图所示为高速照相机连拍的自行车极限运动中某运动员在空中的 情形，P为该运动员运动的最高点.关于这个现象下列说法正确的是 （）
A.运动员能在空中运动一段距离，是靠空气推力维持的 B.运动员在空中运动的过程中，其惯性先变小后变大 C.运动员做曲线运动说明力是改变物体运动状态的原因 D.若运动到P点时所有外力都消失，则立即沿PA方向竖直下落
第四章 牛顿运动定律
学习目标
STSE情境导学
1．知道伽利略“理想实验”的意
义，了解伽利略以实验事实为基
础，将实验与逻辑推理相结合的
思想方法．(难点)
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．
铁榔头松了倒过来敲
一下就紧了，靠的是
3．掌握牛顿第一定律，理解惯性 惯性
的概念，能具体解释惯性现象，
解析：若对接斜面不光滑，则不会“冲”上对接斜面等高的位置， 故A错误；通过题图甲实验得出：力不是维持物体运动的原因，故B 正确；题图乙实验中，运用斜面“冲淡”了重力的作用，使运动时 间变长，便于测量，故C正确；通过题图乙实验，再通过合理外推， 得到自由落体运动的速度是均匀变化的，故D错误.故选BC. 答案：BC
【典例3】 下列关于惯性的说法，正确的是（ ） A.高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客 都具有惯性 B.短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大， 惯性越大 C.《道路交通安全法》中规定：各种小型车辆前后排乘坐的人（包 括司机）必须系好安全带，这是因为系好安全带可以防止因车的惯 性而造成的伤害 D.把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的 缘故
知识点二 牛顿第一定律 1.内容. 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. 2.牛顿第一定律的意义. 揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是 维持物体运动状态的原因. 3.惯性. （1）物体具有的保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质称 为惯性. （2）惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关.
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力是维持物体运动的原因。
人教版《物理》必修①
伽利略
观察 小球沿斜面向下滚动时，速度增加 小球沿斜面向上滚动时，速度减小
？
猜想 小球沿水平面滚动，速度不增不减
人教版《物理》必修①
实验设计
理想实验
结论：
物体运动不需要力来维持
人教版《物理》必修①
笛卡儿(R.Descartes,1596-1650)
物体不受到外力的作用，物体将永远保持其 静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动， 而只保持在直线上运动，除非物体受到外力作用。
人教版《物理》必修①
亚里斯多德(Aristotle约
公元前384-前322)，在对运动的中 我们看到，物体在水平面上的运动， 需要借助外力才能维持，如果外力 停止作用，物体就要静止下来。这 是因为地面上的物体都跟地球一样， 它们的“自然本性”是静止；而天体 却与地球不同，它们的“自然本性”是以地球为中 心 做圆周运动。
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*【例4】 一个质量为2.0Kg的木块，放置在水平
地面上，它与地面间的动摩擦因数 3 3 ，用 一个大小为F=20N力作用在木块上，欲使木块 的加速度最大，则该力将如何作用在木块上， 木块的最大加速度为多少？（g=10m/s2)
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牛顿第二定律
物体的加速度跟作用力成正比，跟物体 的质量成反比。 数学表达：
F=kma
如果k取1，那么 F=ma。这样，当物体的 质量是m=1kg，在某力作用下获得的加速度是 a=1m/s2,那么F=1kg· 2。为了纪念牛顿，把 m/s 这“一个单位的力”称为“牛顿”。
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牛顿第二定律
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动力学：研究力与运动的关系的理论。 只有懂得了动力学的知识，才能根据物体所受 的力确定物体的位置、速度变化规律，才能够创造 条件来控制物体的运动。 神舟号之所有能成功发射、稳定运行、准确安 全着陆，都是因为人们掌握了力与运动的关系。
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目录
①
②
③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
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描点作图： a与F关系
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描点作图：
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实验参考方案一： 原理：x=at2/2
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实验参考方案二： 原理：x=at2/2
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实验参考方案三： 用DIS处理实版《物理》必修①
由牛顿第一定律可知：
力是物体改变运动状态的原因 力是产生加速度的原因
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提出问题：
(1)加速度的大小与哪些因数有关？ (2)加速度与质量、外力存在什么定量关系？
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猜想与假设：
(1)质量越大，加速度越小；外力越大，加速 度越大 (2)加速度与外力成正比，与质量成反比。
【例1】下列关于惯性的说法中正确的是
( D) A．物体只有静止或做匀速运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性 C．物体的运动速度大，惯性大？ D．物体在任何情况下都有惯性
速度大的物 体不易停下 来，所以惯 性大？
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概念辨析： 惯性，抵抗物体运动状态变化的“本领”P69 完全相同汽车甲和乙，制动力相同时，加速度相 同，运动状态改变的难易程度相同。
计量基准 实物基准
自然基准
实物基准很难保 证不随时间改变，也 很难防止意外（如被 战争、地震或其他自 然灾害所毁坏）。科 学家想到用长度的自 然基准代替实物基准。
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长度计量基准 实物基准
…1799年，一些国家在巴黎开会 公认“米”为通用的长度单位。科学家把 最后测量的结果铸成一个米原器，作为长 度的基准存放在法国档案局里。 1983年国际计量大会重新定义 米为：光在真空中传播，1/299 792 458 秒的时间间隔内运行路程的长度。
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牛顿(Isaac Newton,16421727):天上的运动与地上的运动遵 从同样的规律，大自然就像一只精 确运转的时钟，一旦启动之后，就 会按照一定的规律运转下去。因此， 找到这种规律，就知道大自然的过 去、现在和未来。 “站在巨人的肩膀上”的牛顿，总结了17世纪以前的力 学和天文学研究成果，经过自己20多年的实验观察和理论 研究，创立了以三大运动定律为基础的经典力学体系，为 一个全新科学发明时代奠定了基础，为伟大 的工业革命铺 平了道路。
DIS实验数据记录表格设计与数据处理：
探究加速度与质量的关系
1/M S 1/cmS 2/cm T/ s a/ ms^-2 0.10 12 18 6 0.13 14 34 20 0.17 16 48 0.1 32 0.25 20 64 44 0.50 30 87 57
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牛顿第一定律 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 用牛顿第二定律解决问题(一) 用牛顿第二定律解决问题(二)
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亚里斯多德观点：
(1)地球上的物体与地球一样， “天然本性”是静止的 。 (2)天体的“天然本性”是以地球 为中心做圆周运动。
牛顿第一定律不成立的参考系为非惯性参考系。 (相对于地面加速运动的参考系)
关 联 地 理 学 科
物 理 要 求 低
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离心惯性力和科里奥利力
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北半球沿经线运动的物体偏转分析 “北右南左”
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北半球以纬线运动的物体偏转分析
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汽车甲 汽车乙 110km/h 130km/h 停下来 哪一个容易？ 20km/h
区分：“停下来的快慢”和“速度变化的快 慢”
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【例2】 如图所示，在一辆表面光滑的小车上有质
量分别为m1、m2的两个小球（m1＞m2）随车一 起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻 力，设车无限长，则两个小球： ( B ) A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．不能确定是否相碰
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牛顿
惯性定律-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。
“总”可以写成“都”吗
牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行 分析的产物，不可能用实验直接验证。
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气垫实验
阻力足够小
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惯性与质量
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1．本章可以分为四个单元： 第一单元（第1节），牛顿第一定律 第二单元（第2～4节），牛顿第二定律 第三单元（第5节），牛顿第三定律 第四单元（第6、7节），牛顿定律的应用
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实验设计：
1.需要测量的物理量： 加速度、力、质量 2.测量仪器： 加速度通过打点计时器，所以除打点计时器， 还要电源、纸带、刻度尺； 力的测量可以通过已知钩码的质量计算出力的 大小； 质量通过天平。
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实验设计：
3.实验过程： 用控制变量法：先控制小车的质量不变，研 究加速度与外力的关系；再控制拉力不变， 研究加速度与小车质量的关系。
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伽利略(Galileo Galilei,
1564-1642):我们在实验中看到,表 面越光滑，物体就会运动得越远。 设想在完全光滑的理想情况下，物 体沿斜面下滑会越滑越快；沿斜面 上滑会越滑越慢；沿水平面运动既 不变快也不变慢，会永远运动下去。因此，在水平 面运动中，当外力停止作用时物体要静止下来，这 不是“自然本性”，而是因为接触面不光滑。
F=ma
注意： (1)是力与质量决定了物体的加速度，所以不 能说力与加速度成正比；
(2)此式中的力表示物体所受的合外力；
(3)加速度与力它们不仅大小存在这样的关系， 加速度的方向始终与合成力的方向相同。 (4)如果式中的力是某一个方向的合力，那么 求得的加速度为某一个方向的分加速度
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单位与单位制
在物理学中．描述各种物态的变化，有各 种各样的物理量，对每一个物理量都要独立的 单位
随着科学的发展，在不同时期，不同地域， 人们采取过不同的单位制，这给社会发展、学术 交流带来了很大的麻烦，鉴于国际交流的需要， 国际物理协会提出统一的单位制，为计量准确， 首先需要规定单位。
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F
t=0s
t=4s
t=6s
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【例2】质量为800g的物体在一个水平面上运动，
图示两条直线分别表示出该物体受到水平拉力作 用和不受拉力作用时的速度—时间关系，则水平 拉力大小。
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【例3】 质量为30kg的雪橇与水平面成30°角的拉
力F作用下，沿水平地面向右做直线运动，经过 0.5s，速度由0.6m/s均匀地减到0.4m/s。已知雪橇 与地面的动摩擦因数μ=0.2,求作用力F的大小。
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【例3】 伽利略的理想实验证明了
( D ) A．要物体运动必须有力的作用，没有力的作用 物体将要静止 B．要改变物体的运动，必须有外力的作用 C．物体不受力时，一定保持静止状态 D．物体不受力的作用时，总是保持原来的匀速 度直线运动状态
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【例4】 关于牛顿第一定律下列说法中正确的是