牛顿的力学与思维doc
牛顿第一定律说课稿
牛顿第一定律说课稿牛顿第一定律说课稿集合五篇牛顿第一定律说课稿篇1一、教材分析牛顿运动定律是经典力学的基本定律，构成了经典力学的核心。
而本节要学习的牛顿第一定律又是正确理解和掌握牛顿第二、第三定律乃至整个动力学知识的基础和关键。
教材把本节安排在第六章的第一节，前面五章的内容分别是运动学和力学知识，这样安排就把学生由表面的物体是如何运动的感性认识引入到物体为什么会做这样的运动的思考中来，且符合高一学生正处在由形象思维向抽象思维转变的过渡阶段。
本节的特点是教材内容以大量的文字陈述，没有涉及到数学计算，着重物理学史教育、理想化实验思想和坚持真理、不迷信权威的科学态度的熏陶。
于是，根据对课标的要求和教材的理解，我制定的三维目标如下①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、掌握牛顿第一定律，并理解其意义3、明确惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度.②过程与方法1、培养学生在实验的基础上通过推理得到结论的方法2、通过伽利略的理想实验，使学生受到科学方法论的教育3、通过对惯性现象的解释，培养学生灵活运用所学知识的能力③情感、态度与价值观1、通过对物理学史的简介，对学生进行严谨的科学态度的教育，了解人类认识事物的曲折性。
2、通过介绍伽利略对力和运动关系的研究，培养学生科学探究精神。
(3)、教学重点及依据牛顿第一定律是牛顿运动定律的基石，对后续学习牛顿运动定律和动力学有着重要的作用，因此，毫无疑问，正确理解牛顿第一定律是本节的教学重点;伽利略的理想实验对学生来说比较抽象陌生，需要打破常识去假设和推理，成为本节的教学难点。
二、学情分析本节内容学生在初中阶段虽然已经学习过，但还只是停留在认识的层次上，在高中阶段学习中，除了要保持新鲜感，还需加大思维强度，注意知识的深化和科学研究方法、情感态度的教育，让学生对牛顿第一定律有更深的理解。
三、教学方法、学法及依据“教学有方，但无定法”。
牛顿发现万有引力的思维过程探析
牛顿发现万有引力的思维过程探析牛顿被认为是物理学史上最伟大的科学家之一，他的万有引力定律无疑是其物理学成就中最为杰出的一部分。
牛顿在1687年发表了《自然哲学的数学原理》（Principia），在这部作品中提出了万有引力定律，从而彻底改变了我们对物质世界的认识。
那么，牛顿是如何发现万有引力的？这需要我们对牛顿的思维过程进行一定的探索和分析。
对于牛顿而言，万有引力定律的发现并非是一时的灵光乍现，而是经过长时间的思考和实验才得以完成的。
牛顿在考察开普勒三定律的基础上，开始思考行星运动背后的力学原理。
而对他而言，最大的挑战是图解质点万有引力做圆周运动的轨迹。
在数学层面，他用解析几何的方法解决了不定积分，从而才得以求解动力学问题。
牛顿的思维过程不仅包括了物理学和数学的思考，更重要的是一种非常深刻的哲学思考。
他试图借助推理和思辨的方式，寻找物质世界的真相。
牛顿的思维过程表现出对精细实验和观察的强调，他从天文观测数据中找到了一些规律，但这些规律并没有直接指向真理，而需要用数学和物理的框架来解释。
正是在这些观测数据的基础上，牛顿开始思考行星运动的原因，他认为行星之间的相互吸引力能够解释这一现象，因此提出了质点受到的引力与距离的平方成反比的定律。
这并不是一帆风顺的过程，牛顿经历了多次失败和挫折，他在不断的尝试和反思中，才终于找到了万有引力定律的正确表述。
牛顿的思维过程还表现出对于数学和物理之间关系的深刻思考。
他运用了微积分学的原理，将万有引力问题转化为了对物体运动情况的描述，这使得他得以通过数学模型来解释自然界的现象。
而关于引力的本质，牛顿也提出了假设，他认为是通过一种透明的物质来传递引力的。
这种假设虽然在今天看来是错误的，但牛顿的思维方式值得我们深思，他试图从数学和物理的结合中得出自然界的规律。
在万有引力定律的发现过程中，牛顿的思维方式也表现出了对哲学和形而上学的深刻思考。
牛顿试图通过推理和思辨的方法，寻找行星运动的规律，并试图解释这些规律背后的原因。
牛顿发现万有引力的思维过程探析
牛顿发现万有引力的思维过程探析1679年，英国科学家牛顿提出了著名的万有引力定律，开创了古典力学的新纪元。
牛顿的研究成果深刻地改变了人们对自然界运动规律的认识，为人类认识宇宙的发展做出了重大贡献。
牛顿是怎样发现万有引力的呢？他的思维过程又是怎样的呢？本文将对牛顿发现万有引力的思维过程进行探析。
第一阶段：对自然界的观察和思考牛顿小时候就展现出了对自然界的浓厚兴趣，他常常静静地坐在园子里，思考着落叶为什么会飘浮在空中，为什么苹果会掉下来，为什么月亮不会掉到地上。
这一阶段的思维过程，无疑是牛顿发现万有引力的思维基础。
通过对自然界现象的观察和思考，牛顿培养了对自然规律的敏锐感知，并逐渐形成了自己独特的科学思维方式。
这种对自然现象的观察与思考，激发了牛顿对宇宙运动规律的求索欲望，为他后来的科学研究奠定了坚实的基础。
第二阶段：受到伽利略影响的研究在牛顿接受剑桥大学教育期间，他受到了伽利略的影响。
伽利略是近代物理学的奠基人之一，他提出了地球轨道上落体运动规律，并对力的研究做出了重要贡献。
伽利略的研究成果对牛顿有着深远的影响，激发了牛顿对自然界力的研究兴趣。
牛顿在伽利略的启发下，开始钻研自然界的力学原理，并逐渐展现出了非凡的科学才华。
这一阶段的思维过程，彰显了牛顿的科学好奇心和勇于探索的精神，也为其后来的万有引力研究打下了良好的基础。
第四阶段：总结和宣布万有引力定律牛顿在完成万有引力定律的研究后，对相关问题进行了深入思考，并通过实验和计算验证了自己的结论。
最终，他将自己的研究成果总结为“万有引力定律”，并于1687年在《自然哲学的数学原理》一书中公之于众。
这一阶段的思维过程，展现了牛顿的科学严谨性和全面性，也为他在科学史上确立了自己不朽的地位。
牛顿发现万有引力的思维过程是一个不断探索和思考的过程。
从对自然界的观察和思考开始，受到伽利略的影响，再到在万有引力问题上的不断探索，最终总结出了万有引力定律，牛顿展现出了非凡的科学才华和对科学事业的坚定信念。
从万有引力定律的导出看牛顿科学的思维精神
开普勒第二定律 ( 面积定律 ) : 对太阳的一个行星来说, 它对太阳的位矢在相等的时间内扫过的面积相
等.
开普勒第三定律 ( 周期定律 ) : 太阳的各个行星运行的周期 T 的平方与其轨道半长轴 a的三次方成正
比:
即:
T2 a3
=
C
(
C
是一个与行星无关的常量
).
那么, 为什么行星的运动会服从开普勒三定律? 牛顿在总结了伽利略、惠更斯等人的研究成果后运用它 的运动定律和微积分原理解决了这个问题.
检验,
并且由此三定律得到了角动量定理
(
dL0 dt
= M0 ) 和角动量守恒定律
(若
M0=
0, 则
L0 = 常量
).
在 1664- 1665两年间, 牛顿在数学上作出了巨大的贡献 证明向心力平方反比定律做好了准备.
发明了二项式定理及微积分理论, 这为其
开普勒 ( 1571- 1630) 在丹麦天文学家第谷 ( 1546 - 1601) 的观察基础上分别于 1609年和 1619年对行
牛顿认为:
! 适合于地面现象的物理规律同样适用于宇宙过程 ∀. 在当时这是一个相当大胆的观念上的突破, 因
为自从亚里土多德严格区分 ! 天上运动 ∀和 ! 地面运动 ∀以来, 不能以地面的规律来衡量天体运行的观念已统
治人们的思维近 2000年.
收稿日期: 2010 01 03 作者简介: 刘平昌 ( 1967- ), 男, 山西柳林人, 讲师, 研究方向为力学与光学.
& 0, r是在太阳恒星系中行星相对于太阳的位置矢量, 所以 r& 0, 只有 sin = 0即 = 0∋或 180∋, 而 = 0∋表 现为斥力, 不符合圆周运动所需向心力的方向, 所以只有一种可能 = 180∋, 即行星与太阳之间存在的是引
物理教研活动牛顿定律-概述说明以及解释
物理教研活动牛顿定律-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下内容：引言：物理教研活动是一项重要的教育活动，其目的是通过教师之间的合作和交流，提高物理教学的质量和效果。
本文旨在探讨物理教研活动的意义和牛顿定律在教研活动中的应用。
教研活动是指教师在教学过程中主动研究和探索教育问题，分享经验和方法，并进行教学改进的一种形式。
通过参与教研活动，教师们可以互相启发，交流教学理念和实施方式，共同提高教学水平。
牛顿定律是经典力学的基础，它由物理学家艾萨克·牛顿在17世纪提出并总结，描述了物体运动和力的关系。
应用牛顿定律可以解释和推导出许多力学问题，对于物理教学有着重要的指导意义。
本文将以牛顿定律为核心，探讨物理教研活动的意义和启示。
首先，将对牛顿定律的基本概念进行介绍，包括牛顿第一定律和牛顿第二定律。
然后，将详细阐述物理教研活动的意义，包括提高教学效果、促进教师专业成长、推动教育改革等方面。
最后，将总结物理教研活动对教师的启示，以及如何将牛顿定律应用于实际的教学中，提高学生对物理知识的理解和应用能力。
通过本文的阐述，我们希望能够增加人们对物理教研活动的认识和重视，并进一步推动优质物理教学的发展。
同时，也希望能够通过牛顿定律在教研活动中的应用，为其他学科的教研活动提供一定的参考和借鉴。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包含以下信息：文章结构是指文章的整体框架和组织方式，合理的结构可以使读者更容易理解和消化文章的内容。
本文的结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对本篇文章的主题进行概述，明确文章的目的和意义。
本文引言包括概述、文章结构和目的三个方面的内容。
概述部分简要介绍了本文讨论的主题，即物理教研活动中的牛顿定律。
可以提到牛顿定律是描述物体运动规律的基础，对于理解力学和物理学的基本原理具有重要意义。
文章结构部分则是对本文的组织方式进行说明。
本文按照引言、正文和结论三个部分进行组织。
物理学家牛顿的思维方法和成果
、
收稿 日期 ：
作者简介：
在那个时代 ， 哥Ａ尼的日心说， 开普勒的行星运动三大 定律， 伽利略的惯性定律和自由落体定律等还是相互独立 的。牛顿在前人的基础上， 对行星运动、 地面上的物体运动 作了 整体的 考察， 用数学方法创建了经典力 学体系 ——力学 三大运动定律和万有引力定律。 牛顿总结出了机械运动的三大基本定律： 定律一 ， 每个 物体继续保持其静止或沿直线做等速运动的状态， 除非有 力 加于其上迫使它改变这种状态。定律二， 运动的改变和所加 的动力成正比， 且发生在所加力的那个直线方向。定律三， 每个 作用总 是有个相等的 反作用和它相对抗， 两物体彼此 或 之问的相互作用永远相等， 并且各自只向其对方。这就是著 名的牛顿三定律。 牛顿对万有引力的态度是十分严肃认真的， 他不是孤立 的 处理这 个定律， 是从 而 建立总的 力学 体系出发， 处理力、 惯 性、 质量、 向心力等问题， 从方法上采用暂时排除次要因素研 究天 体中的 两体问 并且引 题， 入了 新的 数学方法处理变量问 题。他还在前人已知平方反比定律的基础上， 把向心力与天 体的质 量联系 起来， 从而推广成为普遍的万 有引 力定律。牛 顿建立了 万有引 力理论后， 人们利 用其 预测了 海王星 和冥王 星的存在， 证明了万有引力定律的严密性和可靠性， 它是天 体力学和宇宙航行计算的基础。 １６ ６ 年底， 顿写成划时 ８ 牛 代的伟大著作——《 然哲学 自 的数学原理》 。牛顿在这部书中明确提出了力学的三大运动 定律和万 有引 力定律， 精确描 述了 物体的运 动。 这部书把地 面上 物体的 运动和太阳系内 行星的运动统一在相同的物理 定律之中， 从而完成了人类文明史上的第一次 自 然科学的大 综合。它不仅标志了十六、 十七世纪科学革命的顶点 ， 也是 人类文明、 进步的划时代标志。 三、 牛顿的质量概念 牛 顿在《 原理》 建立的“ 中 质量” 概念是牛顿力学体系的 重要基石。牛顿之前力学虽然已经发展起来 ， 但是还没有明 确建立起“ 质量” 这一基本概念。牛顿首先使用这一概念，
牛顿第三定律说课稿
牛顿第三定律说课稿说课流程图一、教材分析：本节《牛顿第三定律》选自人教版必修1第四章第五节。
本章牛顿运动定律作为动力学的核心内容，是经典力学的基础，更是整个高中物理学习所必须掌握的重要知识。
其中，牛顿第一、二定律的研究对象多是单个的受力物体，它们只能解决一个物体、一个系统的力与运动的关系，牛顿第三定律则揭示了自然界物体之间普遍存在的联系性和相互性，就像一座桥梁，把一个物体受到的力与其它物体受到的力联系起来，独立的反映了力学规律的另一侧面，是对牛顿第一、二定律有效的补充，拓宽了我们解题的视野。
同时，牛顿第三定律与前面第三章学习的力紧密相关，是在其基础上对相互作用力的更深入的探究，也是我们以后研究碰撞问题、学习动量守恒定律等知识的基础。
可见，牛顿第三定律，承前而启后，地位非常重要。
并且在日常生活、社会生产、科学技术等方面牛顿第三定律应用极其广泛，学习它有重要的现实意义。
在高考考纲中，牛顿运动定律及其应用，是Ⅱ级要求。
牛顿第二定律是考察的重点，而牛顿第一定律和牛顿第三定律在牛顿第二定律的应用中得到完美的体现，与斜面、轻绳、轻杆、轻弹簧、圆周运动等内容综合的题目紧密相连。
二、学情分析：从知识角度分析，学生对相互作用力并不陌生，他们有足够的生活经验，并且，初中阶段，学生已经对物体间的相互作用问题有了定性地学习，也知道相互作用和一对平衡力是不同的，但是，他们对这一知识的了解，基本上处于记忆的层面，缺乏深入的理解和灵活的应用。
因此迫切需要进一步的学习，来弥补认知的不足。
从能力角度分析，高一年级大部分学生已经有了初步的观察思考能力、实验探究能力、分析解决问题能力和归纳总结能力，他们主动性较强，学习热情高，有参与意识，利于本节的实验探究教学。
三、设计理念：本节课以学案为前导，根据新课标的要求，开展探究式教学，创造性地使用教材，灵活地使用教学设计，充分发挥学生的主体地位和教师的主导作用，采取由定性到定量，逐步深入、分层探究的设计思路，教师通过引导、实验、提问的形式，引起学生对知识的思考，对实验现象的观察、分析、讨论，同时又让学生自行设计实验并进行探索，培养学生独立思考、勇于创新、团结协作的科学态度。
牛顿第一定律说课稿(优秀10篇)
牛顿第一定律说课稿(优秀10篇)《牛顿第一定律》说课稿篇一一、教材分析牛顿第二定律是动力学的核心规律，是第四章牛顿运动定律的中心内容，更是本章的教学重点。
本节在第二节实验探究结果的基础上分析得出牛顿第二定律，它具体的、定量的回答了运动物体速度的变化率，即加速度和力、质量的关系。
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。
此定律是联系力与运动的桥梁，所以本节课的教学在整个教材教学中处于相当重要的地位。
二、重点、难点在确定本节的重点、难点时我认为不只是让学生停留在掌握牛顿第二定律的内容，更应注重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。
故重点是理解并运用牛顿第二定律；难点是通过简单应用正确理解牛顿第二定律的内涵。
三、教学目标根据课程的要求和学生的实际需要，确定本节课的三维目标1、知识与技能掌握牛顿第二定律的文字内容及数学表达式；理解公式中各物理量的意义及相互因果关系；知道国际单位制中力的单位牛顿的定义；会用牛顿第二定律的公式进行有关计算。
2、过程与方法以实验为基础归纳出物体的加速度跟它的质量、所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律；培养学生的概括能力和分析推理能力。
3、情感态度与价值观通过定律的探索过程，渗透物理学研究方法；体验物理方法的魅力；从认识到实验归纳总结出物理规律并加以运用，让学生体验成功的喜悦，树立学好物理学科的信心。
四、教法与学法教无成法，但教要得法,高一学生创造力比较欠缺，对于利用已有的知识创造出新理论的能力很弱，在学习过程中对知识的把握还不是很准确，数学推理能力较弱，根据实验数据总结归纳规律能力不强。
牛顿第二定律的数学表达式虽简单完美，记住也不难，但要全面、深入理解该定律中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，尤其对于我们偏远地区的城步苗乡学生来说是较为困难的。
浅析牛顿哲学思想
浅析牛顿哲学思想伊萨克·牛顿(1642-1727)是近代首屈一指的英国物理学家,他继承了开卜勒和伽利略对天上和地上的运动成果,经过长期的实验研究和数学演算,总结出了机械运动的三条物理学基本定律和万有引力定律,整理了动力学整个体系,创立了反映宏观低速运动的牛顿力学(也称经典力学)。
任何自然科学家在其从事科学研究过程中,都要受到一定哲学思想的支配,牛顿也一样。
恩格斯指出:“许许多多自然科学的范围内,是坚定的唯物主义者,但是在这以外就不仅是唯心主义者,而且甚至是虔诚的宗教教徒。
”这也是对牛顿哲学思想的总的写照。
牛顿的唯物主义思想是不彻底的,其根本缺陷在于它的机械性、形而上学性和经验论性质。
对牛顿的哲学思想进行分析有助于我们坚定辩证唯物主义世界观,批判唯心主义和形而上学观点。
牛顿的哲学思想是极其丰富的,首先表现在他具有自发的唯物主义思想。
自然科学本质上是唯物主义的,即自然科学研究必须以承认自然界及其发展规律的客观实在性为前提,牛顿在其从事的科学研究领域中,他承认物质、时间和空间的客观存在,并提出了独立于人的感觉之外的“绝对空间”和“绝对时间”的观念;他承认物质运动规律的客观性,并且能被我们所认识,另外牛顿关于“质量”概念的提出,也是以唯物主义的原子假说为基础的。
牛顿在《原理》第三编的开头写出了“哲学中的推理法则”其内容是:“除那些真实而得已足够说明其现象者外,不必须去寻求自然界事物的其他原因。
”“对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于同一种原因。
”“物体之属性,凡既不能增强也不能减弱者,又为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者,就应视为所有物体的普遍属性。
”“物体的属性只有通过实验才能为我们所了解,……在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或者是非常接近于正确的。
”这些推理法则中,第一条表明:牛顿承认物质的基本属性是物体所固有的;第二、三条表明牛顿坚信自然界的统一性;第四条表明牛顿对于在观察、实验的基础上通过归纳而得出自然规律这一方法的信念。
牛顿的科学思想方法
牛顿的科学思想方法牛顿定律及其世界体系的建立，是人类认识客观世界过程中的一次飞跃。
美国科学史家Kuhn(科赫)把它称为科学革命。
如果日心说是第一次科学革命，牛顿力学就是第二次科学革命。
科学革命是技术革命的先导，在牛顿的科学革命之后大约一百年，出现了18世纪末19世纪初的工业革命或产业革命。
牛顿在《原理》中提出了力学的三大定律和万有引力定律，把地面上物体的运动和太阳系内的行星的运动统一在相同的物理定律之中，从而完成了人类文明史上第一次自然科学的大综合。
它不仅标志了16，17世纪科学革命的顶点，也是人类文明、进步的划时代标志。
它不仅总结和发展了牛顿之前物理学的几乎全部重要成果，而且也是后来所有科学著作和科学方法的楷模。
牛顿的科学思想和科学方法对他以后三百年来自然科学的发展产生了极其深远的影响。
牛顿的科学观是因果决定论的科学观。
他认为天体运动的原因就是万有引力，行星运动的规律是由万有引力定律决定的。
他根据万有引力定律成功地解释了行星、卫星和彗星的运动，直至最微小的细节，同样也解释了潮汐和地球的进动。
在牛顿力学中只要知道质点在初始时刻的位移和速度，根据牛顿定律就可以预言其后时刻的运动情况，这是典型的因果描写。
但是，在牛顿以前往往并不用因果论来解释自然现象，而用目的论来解释自然现象，即按照某种目的或结果来解释运动现象，而不是用力的原因作解释。
牛顿采用因果性的解释在物理学的发展中是重要的一步。
爱因斯坦指出：“在牛顿以前还没有实际的科学成果来支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念。
”牛顿建立了物理因果性的完整体系，从而揭示了物理世界的深刻特征。
在决定论科学观的基础上，牛顿确立了他的物理框架，所谓物理框架就是对物理现象解释的一种标准。
牛顿框架的核心是力和力所决定的因果性，认为找到了力的规律就是找到了对运动现象的解释。
然而，在牛顿以前并不使用力的框架，而是“和谐性”的框架。
在哥白尼—开普勒时期，他们追求的是和谐性，即寻找运动的和谐，认为找到了和谐就找到了解释，这种思想在这一时期发展到了顶峰。
牛顿发现万有引力的思维过程探析
牛顿发现万有引力的思维过程探析众所周知，牛顿是历史上最重要的物理学家之一，他对力学、光学和数学的贡献为人类的科学发展带来了革命性的变革。
而他发现了万有引力定律更是让后人敬仰不已。
牛顿发现万有引力的思维过程对于他日后成为伟大的物理学家来说，具有非常重要的意义。
下面我们就来探讨一下牛顿是如何发现万有引力定律的过程。
我们需要了解一下牛顿在发现万有引力之前的思想基础。
牛顿在发现引力定律之前，已经对力学有了深入的研究和思考。
1666年，牛顿在家乡农村的果园里看到了一只苹果从树上落下，这一幕给了他极大的启发。
他开始思考为什么苹果会落下来，而不是向上飞。
通过对此现象的思考，他最终形成了万有引力定律的基本思路。
在此之前，牛顿曾经接触过开普勒的行星运动定律，这对他形成了一定的启发作用。
我们牛顿发现万有引力的思维过程并不是突然产生的，而是在他长时间的思考和研究基础上逐渐形成的。
牛顿在发现万有引力的过程中遇到了哪些困难和挑战。
牛顿在整个研究过程中遇到了来自多个方面的困难。
就是数学工具的不足。
牛顿需要借助数学工具才能够准确描述引力的作用方式，但是当时的数学工具并不够完善。
为了解决这个问题，牛顿要不断地深入研究数学，并且发明了微积分等数学工具。
就是科学观念的局限。
在牛顿那个时代，人们对于引力等力学现象的认识还非常有限，这就给了牛顿很大的困难。
为了解决这些困难，牛顿需要打破时代的束缚，大胆地提出新的理论，这需要极大的勇气和毅力。
接下来，我们来详细分析牛顿是如何克服这些困难，最终完成了对于万有引力的发现。
牛顿意识到了数学的重要性。
在整个研究过程中，牛顿不断地深入到数学的研究中去，最终发明了微积分等数学工具，这为他后来完成对于引力现象的描述提供了非常有力的数学工具支撑。
牛顿意识到了科学观念的重要转变。
在整个研究过程中，牛顿需要不断地跳出传统的科学观念，大胆地提出新的理论。
就拿万有引力定律来说，牛顿需要提出质点对质点的引力作用公式，这在当时是非常大胆的。
高中物理：第四章 第1节 牛顿第一定律 Word版含答案 _1
第1节牛顿第一定律必考要求：c一、理想实验的魅力1．人类对运动与力的关系的认识历程 代表人物主要观点 亚里士多德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 伽利略 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 笛卡儿 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(1)斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。
当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。
(2)推理结论：力不是(选“是”或者“不是”)维持物体运动的原因。
二、牛顿第一定律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使它改变这种状态。
2．惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
牛顿第一定律也叫做惯性定律。
三、惯性与质量对于任何物体，在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的唯一因素就是它们的质量。
1．力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。
2．一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。
3．一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫惯性。
4．质量是物体惯性大小的唯一量度。
1．自主思考——判一判(1)亚里士多德认为物体的自然状态是静止，只有当它受到力的作用才会运动。
(√)(2)伽利略认为力不是维持物体运动的原因。
(√)(3)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动。
(×)(4)伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去。
(√)(5)运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大。
(×)(6)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小。
牛顿发现万有引力的思维过程探析
牛顿发现万有引力的思维过程探析1. 引言1.1 牛顿的伟大成就牛顿的伟大成就在科学史上具有深远的影响。
他是物理学、数学和天文学领域的一位杰出学者，被誉为“近代科学之父”。
牛顿在他的一生中取得了许多重要的成就，其中最著名的就是他发现了万有引力定律。
这一成就重新定义了人们对于宇宙运行规律的理解，被认为是科学史上最伟大的突破之一。
牛顿的发现揭示了地球和其他天体之间存在的普遍引力相互作用，解释了行星的运动和地球上物体的运动。
这一发现深刻地改变了人们对于自然界的认识，引起了一场科学革命，开启了现代物理学的发展。
牛顿的伟大成就不仅体现在他的天才智慧和独特见解上，更体现在他对于科学方法的坚持和追求。
通过严谨的实验观察、精密的数学推导和理论构建，牛顿最终揭示了自然界隐藏的规律，为后人树立了科学探索的楷模。
牛顿的伟大成就不仅在于发现了万有引力定律，更在于他对科学的贡献和影响。
他为后世科学家提供了宝贵的研究范本和方法论，开辟了现代科学的道路。
牛顿的成就不仅对于当时的科学界产生了深远的影响，也为后代的科学发展奠定了坚实的基础。
【字数不够，继续添加内容】。
1.2 引力之谜引力之谜一直以来是物理学家们的困惑。
在古代，人们已经开始观察到物体之间存在着一种神秘的力量，可以使它们相互吸引或排斥。
关于这种力量的本质和原理一直是一个未解之谜。
直到牛顿的万有引力定律问世，才让人们对这个谜团有了更深入的了解。
引力之谜的存在源远流长，不仅包括对于物体之间吸引或排斥的力的研究，还涉及到宇宙中的星体运动和行星轨道的形成等问题。
科学家们在试图解开这个谜团的过程中，不断提出假设和理论，但始终无法找到一个完整且能解释所有现象的理论。
直到牛顿提出了万有引力定律，才让这个谜团变得清晰起来。
万有引力定律揭示了物体之间的吸引力与它们的质量和距离的关系，为解释地球引力、行星运动和天体运动等现象提供了重要的理论支持。
牛顿通过他的科学方法和深刻的思考，成功揭示了引力之谜的本质，使得人类对宇宙中万有引力的现象有了更深入的认识。
牛顿第二定律及应用(一)牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题
学案12 牛顿第二定律及应用(一)牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题一、概念规律题组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，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B.由m ＝Fa 可知，物体的质量与其所受的合力成正比，与其运动的速度成反比C.由a ＝Fm 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D.由m ＝Fa可知，物体的质量可以通过测量经的加速度和它所受的合力而求出2．下列说法正确的是( )A ．物体所受合力为零时，物体的加速度可以不为零B ．物体所受合力越大，速度越大C ．速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D ．速度方向可与加速度方向成任何夹角，但加速度方向总是与合力方向相同图13．如图1所示，质量为20 kg 的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10 N 的水平向右的力的作用，则该物体(g 取10 m /s 2)( ) A ．受到的摩擦力大小为20 N ，方向向左 B ．受到的摩擦力大小为20 N ，方向向右 C ．运动的加速度大小为1.5 m /s 2，方向向左 D ．运动的加速度大小为0.5 m /s 2，方向向右 4．关于国秒单位制，下列说法正确的是( ) A ．kg ，m /s ，N 是导出单位 B ．kg ，m ，h 是基本单位C ．在国际单位制中，质量的单位可以是kg ，也可以是gD ．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F ＝ma二、思想方法题组图25．(2011·淮南模拟)如图2所示，两个质量相同的物体1和2紧靠在一起，放在光滑水平面上，如果它们分别受到水平推力F 1和F 2的作用，而且F 1>F 2，则1施于2的作用力大小为( ) A ．F 1 B ．F 2 C .12(F 1＋F 2) D .12(F 1－F 2)图36．如图3所示，在光滑水平面上，质量分别为m 1和m 2的木块A 和B 之下，以加速度a 做匀速直线运动，某时刻空然撤去拉力F ，此瞬时A 和B 的加速度a 1和a 2，则( ) A ．a 1＝a 2＝0 B ．a 1＝a ，a 2＝0C ．a 1＝m 1m 1＋m 2a ，a 2＝m 2m 1＋m 2aD ．a 1＝a ，a 2＝－m 1m 2a一、对牛顿第二定律的理解矢量性公式F＝ma是矢量式，任一时刻，F与a总同向瞬时性a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合外力因果性F是产生加速度a的原因，加速度a是F作用的结果同一性有三层意思：(1)加速度a是相对同一个惯性系的(一般指地面)；(2)F＝ma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；(3)F＝ma中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足F＝ma(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)力和加速度在各个方向上的分量也满足F＝ma即F x＝ma x，F y＝ma y【例1】(2010·上海·11)将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体()A．刚抛出时的速度最大B．在最高点的加速度为零C．上升时间大于下落时间D．上升时的加速度等于下落时的加速度[规范思维]【例2】(2009·宁夏理综·20)如图4所示，一足够长的木板静止在光滑水平面上，一物块静止在木板上，木板和物块间有摩擦．现用水平力向右拉木板，当物块相对木板滑动了一段距离但仍有相对运动时，撤掉拉力，此后木板和物块相对于水平面的运动情况为()图4A．物块先向左运动，再向右运动B．物块向左运动，速度逐渐增大，直到做匀速运动C．木板向右运动，速度逐渐变小，直到做匀速运动D．木板和物块的速度都逐渐变小，直到为零[规范思维][针对训练1] (2009·上海综合·7)图5如图5所示为蹦极运动的示意图．弹性绳的一端固定在O点，另一端和运动员相连．运动员从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起．整个过程中忽略空气阻力．分析这一过程，下列表述正确的是()①经过B点时，运动员的速率最大②经过C点时，运动员的速率最大③从C点到D点，运动员的加速度增大④从C点到D点，运动员的加速度不变A．①③B．②③C．①④D．②④二、动力学两类基本问题1．分析流程图2．应用牛顿第二定律的解题步骤(1)明确研究对象．根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体．(2)分析物体的受力情况和运动情况．画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程．(3)选取正方向或建立坐标系．通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向．(4)求合外力F合．(5)根据牛顿第二定律F合＝ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论．特别提醒(1)物体的运动情况是由所受的力及物体运动的初始状态共同决定的．(2)无论是哪种情况，加速度都是联系力和运动的“桥梁”．(3)如果只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般用正交分解法求其合力．如果物体做直线运动，一般把力分解到沿运动方向和垂直于运动方向；当求加速度时，要沿着加速度的方向处理力即一般情况不分解加速度；特殊情况下当求某一个力时，可沿该力的方向分解加速度．【例3】如图6图6所示，一质量为m的物块放在水平地面上．现在对物块施加一个大小为F的水平恒力，使物块从静止开始向右移动距离x后立即撤去F，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，求：(1)撤去F时，物块的速度大小；(2)撤去F后，物块还能滑行多远．【例4】(2010·安徽理综·22)图7质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图7所示．g取10 m/s2，求：(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；(2)水平推力F的大小；(3)0～10 s内物体运动位移的大小．[规范思维][针对训练2] (2009·江苏·13)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2 kg，动力系统提供的恒定升力F＝28 N．试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升．设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，g取10 m/s2.(1)第一次试飞，飞行器飞行t1＝8 s时到达高度H＝64 m，求飞行器所受阻力f的大小．(2)第二次试飞，飞行器飞行t2＝6 s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度h.(3)为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.【基础演练】1．(2011·海南华侨中学月考)在交通事故的分析中，刹车线的长度是很重要的依据，刹车线是汽车刹车后，停止转动的轮胎在地面上发生滑动时留下来的痕迹．在某次交通事故中，汽车的刹车线的长度是14 m，假设汽车轮胎与地面间的动摩擦因数恒为0.7，g取10 m/s2，则汽车开始刹车时的速度为()A．7 m/s B．10 m/s C．14 m/s D．20 m/s2．(2011·吉林长春调研)竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设整个运动过程中，子弹受到的阻力与速度的大小成正比，则子弹在整个运动过程中，加速度大小的变化是()A．始终变大B．始终变小C．先变大后变小D．先变小后变大3．如图8甲所示，在粗糙水平面上，物体A在水平向右的外力F的作用下做直线运动，其速度—时间图象如图乙所示，下列判断正确的是()图8A．在0～1 s内，外力F不断增大B．在1～3 s内，外力F的大小恒定C．在3～4 s内，外力F不断增大D．在3～4 s内，外力F的大小恒定图94．(2009·广东理基·4)建筑工人用图9所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A．510 N B．490 NC．890 N D．910 N图105．如图10所示，足够长的传送带与水平面间夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ.则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是()图116．(2011·福建福州质检)商场搬运工要把一箱苹果沿倾角为θ的光滑斜面推上水平台，如图11所示．他由斜面底端以初速度v0开始将箱推出(箱与手分离)，这箱苹果刚好能滑上平台．箱子的正中间是一个质量为m的苹果，在上滑过程中其他苹果对它的作用力大小是()A．mg B．mg sinθC．mg cosθ D．0题号 1 2 3 4 5 6答案7.在某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2)．问：(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F f为多大？(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？(3)设游客滑下50 m后进入水平草坪，试求游客在水平面上滑动的最大距离．【能力提升】图128．如图12所示，有一长度x＝1 m、质量M＝10 kg的平板小车静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m＝4 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25，要使物块在2 s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？(g取10 m/s2)图139．质量为10 kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37°，如图13所示．力F作用2 s后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25 s后，速度减为零．求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和物体的总位移x.(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)10.(2010.天星调研)图14如图14所示，长为L的薄木板放在长为L的正方形水平桌面上，木板的两端与桌面的两端对齐，一小木块放在木板的中点，木块、木板质量均为m，木块与木板之间、木板与桌面之间的动摩擦因数都为μ.现突然施加水平外力F在薄木板上将薄木板抽出，最后小木块恰好停在桌面边上，没从桌面上掉下．假设薄木板在被抽出的过程中始终保持水平，且在竖直方向上的压力全部作用在水平桌面上．求水平外力F的大小．学案12牛顿第二定律及应用(一)牛顿第二定律的理解及动力学两类基本问题【课前双基回扣】1．CD[牛顿第二定律的表达式F＝ma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量，但物体的质量是由物体本身决定的，与受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关．故排除A、B，选C、D.]2．D [由牛顿第二定律F ＝ma 知，F 合为零，加速度为零，由惯性定律知速度不一定为零；对某一物体，F 合越大，a 越大，由a ＝ΔvΔt知，a 大只能说明速度变化率大，速度不一定大，故A 、B 项错误；F 合、a 、Δv 三者方向一定相同，而速度方向与这三者方向不一定相同，故C 项错误，D 项正确．] 3．AD4．BD [所谓导出单位，是利用物理公式和基本单位推导出来的，力学中的基本单位只有三个，即kg 、m 、s ，其他单位都是由这三个基本单位衍生(推导)出来的，如“牛顿”(N)是导出单位，即1 N ＝1 kg·m/s 2(F ＝ma )，所以题中A 项错误，B 项正确．在国际单位制中，质量的单位只能是kg ，C 错误．在牛顿第二定律的表达式中，F ＝ma (k ＝1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立，D 项正确．]5．C [将物体1、2看做一个整体，其所受合力为：F 合＝F 1－F 2，设质量均为m ，由第二定律得F 1－F 2＝2ma ，所以a ＝F 1－F 22m以物体2为研究对象，受力情况如右图所示．.由牛顿第二定律得F 12－F 2＝ma ，所以F 12＝F 2＋ma ＝F 1＋F 22.] 6．D [两物体在光滑的水平面上一起以加速度a 向右匀速运动时，弹簧的弹力F 弹＝m 1a ，在力F 撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m 1a ，因此对A 来讲，加速度此时仍为a ；对B 物体，取向右为正方向，－m 1a ＝m 2a 2，a 2＝－m 1m 2a ，所以只有D 项正确．]思维提升1．牛顿第二定律是一个实验定律，其公式也就不能像数学公式那样随意变换成不同的表达式．2．a ＝Δv Δt 是a 的定义式，a ＝Fm 是a 的决定式，a 虽可由a ＝Δv Δt进行计算，但a 决定于合外力F 与质量m .3．在牛顿运动定律的应用中，整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法． 4．对于弹簧弹力和细绳弹力要区别开．5．在牛顿运动定律的应用中，整体法与隔离法的结合使用是常用的一种方法，其常用的一种思路是：利用整体法求出物体的加速度，再利用隔离法求出物体间的相互作用力． 【核心考点突破】例1 A [最高点速度为零，物体受重力，合力不可能为零，加速度不为零，故B 项错．上升时做匀减速运动，h ＝12a 1t 21，下落时做匀加速运动，h ＝12a 2t 22，又因为a 1＝mg ＋f m ，a 2＝mg －f m，所以t 1<t 2，故C 、D 错误．根据能量守恒，开始时只有动能，因此开始时动能最大，速度最大，故A 项正确．][规范思维] 物体的加速度与合外力存在瞬时对应关系；加速度由合外力决定，合外力变化，加速度就变化． 例2 BC [由题意可知，当撤去外力，物块与木板都有向右的速度，但物块速度小于木板的速度，因此，木板给物块的动摩擦力向右，使物块向右加速，反过来，物块给木板的动摩擦力向左，使木板向右减速运动，直到它们速度相等，没有了动摩擦力，二者以共同速度做匀速运动，综上所述，选项B 、C 正确．][规范思维] 正确建立两物体的运动情景，明确物体的受力情况，进而确定加速度的大小方向，再进行运动状态分析．例3 (1) 2(F －μmg )x m (2)(Fμmg－1)x解析 (1)设撤去F 时物块的速度大小为v ，根据牛顿第二定律，物块的加速度 a ＝F －μmg m又由运动学公式v 2＝2ax ，解得v ＝ 2(F －μmg )xm(2)撤去F 后物块只受摩擦力，做匀减速运动至停止，根据牛顿第二定律，物块的加速度a ′＝－μmg m ＝－μg 由运动学公式v ′2－v 2＝2a ′x ′，且v ′＝0解得x ′＝(Fμmg－1)x[规范思维] 本题是已知物体的受力情况，求解运动情况，受力分析是求解的关键．如果物体的加速度或受力情况发生变化，则要分段处理，受力情况改变时的瞬时速度即是前后过程的联系量．多过程问题画出草图有助于解题．例4 (1)0.2 (2)6 N (3)46 m解析 (1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt 2、初速度为v 20、末速度为v 2t 、加速度为a 2，则a 2＝v 2t －v 20Δt 2＝－2 m/s 2①设物体所受的摩擦力为F f ，根据牛顿第二定律，有 F f ＝ma 2② F f ＝－μmg ③联立②③得μ＝－a 2g＝0.2④(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt 1、初速度为v 10、末速度为v 1t 、加速度为a 1，则a 1＝v 1t －v 10Δt 1＝1 m/s 2⑤根据牛顿第二定律，有F ＋F f ＝ma 1⑥ 联立③⑥得F ＝μmg ＋ma 1＝6 N(3)解法一 由匀变速直线运动位移公式，得x ＝x 1＋x 2＝v 10Δt 1＋12a 1Δt 21＋v 20Δt 2＋12a 2Δt 22＝46 m 解法二 根据v －t 图象围成的面积，得x ＝(v 10＋v 1t 2×Δt 1＋12×v 20×Δt 2)＝46 m[规范思维] 本题是牛顿第二定律和运动图象的综合应用．本题是已知运动情况(由v －t 图象告知运动信息)求受力情况．在求解两类动力学问题时，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析和运动过程分析是两大关键，一般需列两类方程(牛顿第二定律，运动学公式)联立求解． [针对训练]1．B 2.(1)4 N (2)42 m (3)322s(或2.1 s)【课时效果检测】1．C 2.B 3.BC 4.B 5．D [m 刚放上时，mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1.当m 与带同速后，因带足够长，且μ<tan θ，故m 要继续匀加速．此时，mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2，a 2<a 1，故D 正确．]6．C [以箱子和里面所有苹果作为整体来研究，受力分析得，Mg sin θ＝Ma ，则a ＝g sin θ，方向沿斜面向下；再以质量为m 的苹果为研究对象，受力分析得，合外力F ＝ma ＝mg sin θ，与苹果重力沿斜面的分力相同，由此可知，其他苹果给它的力的合力应与重力垂直于斜面的分力相等，即mg cos θ，故C 正确．]7．(1)80 N (2)315(3)100 3 m8．16 N解析 由下图中的受力分析，根据牛顿第二定律有F －F f ＝ma 物① F f ′＝Ma 车②其中F f ＝F f ′＝μmg ③由分析图结合运动学公式有x 1＝12a 车t 2④x 2＝12a 物t 2⑤x 2－x 1＝x ⑥由②③解得a 车＝1 m/s 2⑦ 由④⑤⑥⑦解得a 物＝1.5 m/s 2所以F ＝F f ＋ma 物＝m (μg ＋a 物)＝4×(0.25×10＋1.5) N ＝16 N. 9．0.25 16.25 m解析 设力F 作用时物体沿斜面上升的加速度大小为a 1撤去力F 后其加速度大小变为a 2，则： a 1t 1＝a 2t 2①有力F 作用时，物体受力为：重力mg 、推力F 、支持力F N1、摩擦力F f1，如图所示．在沿斜面方向上，由牛顿第二定律可得： F cos θ－mg sin θ－F f1＝ma 1②F f1＝μF N1′＝μ(mg cos θ＋F sin θ)③撤去力F 后，物体受重力mg 、支持力F N2、摩擦力F f2，在沿斜面方向上，由牛顿第二定律得： mg sin θ＋F f2＝ma 2④F f2＝μF N2′＝μmg cos θ⑤联立①②③④⑤式，代入数据得：a 2＝8 m/s 2 a 1＝5 m/s 2 μ＝0.25物体运动的总位移x ＝12a 1t 21＋12a 2t 22＝⎝⎛⎭⎫12×5×22＋12×8×1.252 m ＝16.25 m 10．6μmg解析 设小木块离开薄木板之前的过程，所用时间为t ，小木块的加速度大小为a 1，移动的距离为x 1，薄木板被抽出后，小木块在桌面上做匀减速直线运动，所用时间为t ′，设其加速度大小为a 2，移动的距离为x 2，有 μmg ＝ma 1① μmg ＝ma 2②即有a 1＝a 2＝μg ③根据运动学规律有x 1＝x 2，t ＝t ′④所以x 1＝12μgt 2⑤x 2＝12μgt 2⑥根据题意有x 1＋x 2＝12L ⑦解得t 2＝L2μg⑧设小木块没有离开薄木板的过程中，薄木板的加速度为a ，移动的距离为x ，有 x ＝12at 2⑨ 根据题意有x ＝x 1＋12L ⑩联立⑤⑧⑨⑩得a ＝3μg ⑪对薄木板，根据牛顿第二定律得F －3μmg ＝ma ， 解得F ＝6μmg . 易错点评1．应用牛顿第二定律时，要注重对定律“四性”的理解．特别是“瞬时性”是常考要点之一；此外“独立性”也是解题中经常用到的．2．解决动力学两类基本问题的关键是找到加速度这一桥梁，除此之外，还应注意受力分析和运动过程分析，最好能画出受力分析图和运动过程草图．。
牛顿发现万有引力的思维过程探析
牛顿发现万有引力的思维过程探析
牛顿是17世纪的一位伟大科学家，他对物理学做出了巨大贡献，其中包括他的万有引力定律的发现。
牛顿在探索这一定律的过程中，经历了多次试验、观察和思考，最终找到
了这一重要的发现。
牛顿首先观察到了地球上物体下落的现象。
他注意到，无论是轻的物体还是重的物体，它们都朝着地面下落。
这引起了他的好奇心，他开始思考是什么力量使物体朝向地面下
落。
然后，牛顿开始进行一系列的试验，以探索物体下落的原因。
他尝试将不同的物体从
不同的高度放下，并观察它们的运动。
通过这些试验，他发现物体下落的速度与其质量和
落地距离有关。
一个质量较大的物体会比一个质量较小的物体下落得更快。
这让牛顿相信，物体下落的速度与其质量有关。
接下来，牛顿开始思考地球、月球和其他天体之间的引力作用。
他注意到，地球能够
把物体吸引到它的表面，而月球也能对物体产生一定的引力。
他开始思考是什么力量使地
球和其他天体之间产生这种引力作用。
通过观察和思考，牛顿提出了一种假设，即地球上的物体和月球之间存在着一种无形
的力量，这种力量会使物体朝向地球或月球移动。
他将这种想法扩展到了其他天体，认为
这种无形的力量贯穿整个宇宙。
牛顿通过数学的方法，将他的思考整理成了一条公式，即著名的万有引力定律。
这个
定律表明，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这个公式解释了地球和其他天体之间的引力作用，也揭示了物体下落的原因。
高中物理力学思维导图(可打印)[参照]
![高中物理力学思维导图(可打印)[参照]](https://img.taocdn.com/s3/m/43d85f825122aaea998fcc22bcd126fff7055d97.png)
高中物理力学思维导图(可打印)[参照]一、力学的基本概念1. 力：力是物体间的相互作用，可以分为接触力和非接触力。
2. 力的单位：力的单位是牛顿（N），1N是使1kg的物体产生1m/s²加速度的力。
3. 力的合成与分解：力的合成是指将多个力合成为一个力，力的分解是指将一个力分解为多个力。
二、牛顿运动定律1. 第一定律（惯性定律）：物体在不受外力作用时，保持静止或匀速直线运动状态。
2. 第二定律（加速度定律）：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比。
3. 第三定律（作用与反作用定律）：两个物体间的相互作用力大小相等、方向相反。
三、功与能1. 功：功是力在物体上所做的功，公式为W=F·s·cosθ，其中F是力，s是位移，θ是力与位移之间的夹角。
2. 功的单位：功的单位是焦耳（J），1J是1N的力使物体产生1m位移时所做的功。
3. 能：能是物体具有的做功的能力，可以分为动能、势能等。
四、动能定理动能定理：合外力对物体做的功等于物体动能的变化。
五、势能1. 重力势能：物体由于受到重力作用而具有的势能，公式为Ep=mgh，其中m是物体质量，g是重力加速度，h是物体的高度。
2. 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的势能，公式为Ep=1/2kx²，其中k是弹簧劲度系数，x是形变量。
六、机械能守恒定律机械能守恒定律：在只有重力或弹簧力做功的系统中，机械能守恒。
七、动量与动量守恒定律1. 动量：物体的动量是物体质量与速度的乘积，公式为p=mv。
2. 动量守恒定律：在封闭系统中，物体的总动量守恒。
八、碰撞1. 碰撞类型：弹性碰撞、非弹性碰撞、完全非弹性碰撞。
2. 碰撞过程：碰撞前、碰撞时、碰撞后。
3. 碰撞守恒量：动量、动能。
九、流体力学1. 流体：流体是指能够流动的物质，如气体、液体。
2. 流体压强：流体单位面积上受到的压力，公式为P=F/A。
3. 伯努利方程：在流动的流体中，流速越大的地方，压强越小。
牛顿第一定律思维导图
牛顿第一定律思维导图
牛顿第一定律思维导图如下：
牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律，又称惯性定律、惰性定律。
常见的表述为：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。
牛顿第一定律是一条重要的力学定律，它给出的惯性系，是牛顿质点力学体系中不可缺少的基本概念。
第二、第三定律以及由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系只对惯性系成立，牛顿第一定律与牛顿第二、第三定律构成了牛顿力学的完整体系。
因此，牛顿第一定律是不可缺少的，是完全独立的一条重要的力学定律。
牛顿物理成就-概述说明以及解释
牛顿物理成就-概述说明以及解释1.引言1.1 概述牛顿是17世纪最杰出的科学家之一，他的物理理论和发现对整个科学界产生了深远的影响。
牛顿的物理成就推动了人类对自然界的认识和理解的飞跃，奠定了经典物理学的基石。
他的贡献主要包括三大运动定律和万有引力定律。
牛顿的三大运动定律为我们解释物体运动的规律提供了基本框架。
第一定律，也称为惯性定律，指出一个物体如果没有外力作用，将保持其匀速直线运动或静止状态。
第二定律则给出了物体在受到力作用时的加速度与力的关系，即力等于物体质量乘以加速度。
第三定律则阐述了相互作用力的存在，即对每一个作用力都存在一个同大小、反方向的反作用力。
这三个定律共同构成了牛顿力学的核心，为解释宏观物体运动提供了基本规律。
而牛顿的万有引力定律被认为是他最重要的成就之一。
这个定律描述了任意两个物体之间的万有引力的作用力与它们质量之间的关系。
根据这个定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这一定律不仅向我们揭示了行星运动背后的规律，还为后来的天体力学奠定了基础。
牛顿的物理成就无疑对科学界产生了深远的影响。
他的理论成果极大地推动了科学方法的发展，开启了物理学的黄金时代。
牛顿的科学方法强调通过观察、实验和数学分析来解释物理现象，这种方法论至今仍然被广泛应用。
此外，牛顿的物理理论在当时也为技术和工程的发展提供了重要的指导，并为后来的科学家和工程师们提供了宝贵的启示。
牛顿的物理成就对今天的科学研究具有持久的影响。
尽管在爱因斯坦相对论的时代，牛顿的理论并没有完全被取代，但它仍然是我们理解和描述大部分日常生活中的物理现象的重要工具。
此外，牛顿的理论也为我们思考更深层次的科学问题提供了框架，如量子力学和相对论的统一等。
总结起来，牛顿的物理成就开辟了人类理解自然界的新纪元，他的三大运动定律和万有引力定律为后来的科学研究奠定了基石。
牛顿的影响和遗产不仅体现在他的理论成果上，更体现在他倡导的科学方法论和对物理学科的整体推动上。
谈对经典力学思想方法的思考
谈对经典力学思想方法的思考作者：王忠明来源：《物理教学探讨》2014年第08期摘要：本文从经典力学思想方法的来源出发，论述了经典力学思想方法对物理学科本身的发展和对其它自然科学发展的贡献，同时论述了经典力学的思想方法给人们对自然的认识及在科学研究自然过程中带来的影响。
最后对经典力学思想方法局限性进行了再思考。
关键词：经典力学；思想方法；局限性；再思考中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0036-4经典力学，也称牛顿力学，是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基础学科。
本文的“思想方法”包含“思想”和“方法”两个层次的概念。
“方法”明确地讲是牛顿在建立牛顿力学时观察问题和处理问题所采用的技巧和方法，这种技巧和方法具有条理性、抽象性、解析性、技巧性和稳定性，它具有启发和解释问题的作用，它相对“思想”这一概念来说是一个下位的概念。
但因为这些方法和技巧带有很强的思想性，因此这些带有思想性的方法不仅在经典力学中用到，在物理的其它领域，甚至在其他学科也常用，而且这些方法会引起或改变人对自然的看法。
本文的“思想”明确地讲应该是“经典力学的思想”，它相对“方法”是一个上位概念、是哲学层次的，它是指由于经典力学知识及其研究方法本身的深刻性而打造出的人思考问题的观念，甚至是看待世界的情感、态度、价值观。
思想，通俗的讲，是指人所信奉的某种观念。
1 经典力学思想方法的主要来源（1）培根的归纳法。
培根的归纳法在研究问题时分三个步骤来进行：第一步收集材料；准备充足完善的自然和实验的历史材料，这是全部工作的基础；第二步整理材料，主要目的是理智地提供例证，有了充分的例证，就为归纳做好了准备工作；第三步进行归纳，即将非本质的、无关紧要的东西抛弃掉，留下那些本质的、肯定的东西。
（2）笛卡尔的演绎法。
其基本观点是（一切）真实可靠的知识，都是从先验的或者是直观把握的原始原理推演出来的，即从普遍性结论推导出个别结论的思维方法。
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牛顿的力学与思维知道牛顿的名字是在小学，尽管那时并不能很好的理解“科学”二字，但是他在某棵苹果树下无辜被砸的故事却早已成为童年中众多故事中的一个。
中学接触物理后，才发现，原来牛顿的名字在课本出现的频率是那么高，才真正意义上知道，原来牛顿对我们的物理界的贡献是如此之大。
牛顿简介Newton（1642～1727，英国科学家）人们普遍认为：牛顿是大科学家，是近代科学的象征.他生前就成为科学界的主宰，几乎被当作偶像崇拜.他作为英国皇家学会连任24年的终身会长，法国科学院至尊的外国院士，还兼任英国造币局局长和国会议员，并前所未有地被封为贵族，获得爵士称号.他死后作为自然科学家又第一个获得国葬，长眠于威斯敏斯特教堂，这是历代帝王和第一流名人的墓地.牛顿身后的声望有增无减。
他不仅以不朽的著作《自然哲学的数学原理》《光学》等流传于世，而且由于后继大师们的发展，他的思想观念长期统率着科学战线上的士卒。
他在物理、数学研究上的主要成果，至今仍是各国大中学生必修的功课。
牛顿力学框架及其贡献在初中我们就接触到了牛顿的第一定律，虽然当时并未有更是可是认识，但是在为了解牛顿力学的起步，对后来进一步学习牛顿的力学知识作了很好的铺垫。
牛顿力学是经典物理学的主要基础，它是在前人工作的基础上建立起来的比较全面而系统的力学体系，他系统地总结了伽利略、开普勒和笛卡儿等人的研究成果，在科学发展史上建立一个伟大的丰碑。
就像牛顿本人所说的，“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上”。
总的来说，牛顿在力学的主要贡献是运动学三大定律以及把推算出万有引力的数学计算公式。
现在就简述一下牛顿的力学框架。
一、牛顿运动学定律1.牛顿第一定律任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体对它作用的力迫使它改变这种状态为止。
Every object in a state of uniform motion tends to remain in that state of motion unless an external force is applied to it.这条定律建立起了惯性这个概念，即惯性是物体本身固有的属性。
为以后人们对惯性的研究提供了一个很好的理论依据。
从第一定律，人们知道了当物体不受力时，惯性表现在保持原来的运动状态上；当物体受力时，惯性表现在运动状态改变难易上。
这就告诉我们了“质量是惯性大小的唯一量度”，而不是以前人们以为的速度是惯性大小的量度那样。
与此同时，第一定律得提出也纠正了我们对力和运动的关系的认识偏差。
它让我们知道，力是改变物体运动状态的原因，即力是物体产生加速度的原因，却不是维持或产生运动状态的原因。
这将对我们对物体的运动状态以及受力分析产生很大的影响。
2.牛顿第二定律物体受到外力作用时，物体所获得加速度的大小与合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。
The relationship between an object's mass m, its acceleration a, and the applied force F is F = ma. Acceleration and force are vectors (as indicated by their symbols being displayed in slant bold font); in this law the direction of the force vector is the same as the direction of the acceleration vector.其数学表达式为：F=ma理解第二定律时，要从下面几点把握：同体性，即对物体进行受力分析时，要注意时对同一物体为对象的分析；矢量性，即F、a是在瞬间对应的关系，同时产生、同时变化、同时消失；独立性，即作用在物体上的每个力都独立产生各自的加速度，合外力产生的加速度及这些加速度的合成；相对性，即注意参考系的选取问题；同一单位制，这是无论从物理上还是从数学上都需要的注意的地方；局限性。
3.牛顿第三定律两物体之间的相互作用力总是大小相等，方向相反，且作用在一条直线上。
For every action there is an equal and opposite reaction.在对第三定律的理解过程中，我们需要强调的是，作用力与反作用力总是等大、反向、共线、同性质、同时性（同时产生、同时变化、同时消失）、作用点不共物的一对力。
这就要求我们必须把作用力和反作用力与平衡力很好的区分开来。
下面我们就有下面这个表格来说明。
二、万有引力定律两物体间引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比Every single point mass attracts every other point mass by a force heading along the line combining the two. The force is proportional to the product of the two masses and inversely proportional to the square of the distance between the point masses.数学表达式：F=GMm/r2牛顿三大定律之间有着紧密的内在联系，共同构成了牛顿力学的完整理论体系。
牛顿三大定律是物理学乃至整个自然科学中第一个完整的理论体系，它把天地间万物的机械运动规律概括在一个严密的统一理论之中，这是人类认识自然进程中第一次理论大综合。
运动三大定律作为一个整体是动力学的基础，它们与万有引力定律一起构成牛顿力学体系的基础。
这个基础，从牛顿奠定以后成为近代动力学和天体力学的基本出发点，因而得到物理学家，甚至所有科学家和自然哲学家的极大重视。
牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及有关的工程技术的理论基础。
牛顿科学的方法论及哲学思想牛顿在《自然哲学之数学原理》的第三篇中，论述了他研究自然的几条方法论原理，牛顿称之为"规律"（或译为法则）：“第一规律，求自然事物的原因时，除了真的及解释现象上必不可少的以外，不再增加其他。
”这一原理可称为“简单性原理”。
“第二规律，所以在可能的状况下，对于同一类的结果，必须给以相同的原因。
”这一原理可称为“因果性原理”。
“第三规律，物体的属性，尚不能减少亦不能使其加强者，而且为一切物体所共有，则必须视之为一切物体所固有的属性。
”这一原理可称为“统一性原理”。
“第四规律，在实验物理学内，由现象经归纳而推得的定理，倘非有相反的假设存在，则必须视之为精确的或近于真的，如果没有发现其他现象，将其修正或容许例外以前，恒当如此视之。
”这一原理可称为“真理性原理”或“否证法原理”。
在此基础上，牛顿建立了他的科学方法。
1.分析──综合方法从整体到部分的方法是分析法：从部分到整体的方法是综合法。
整体和部分不可分割，分析和综合也不能割裂。
伽利略的自由落体定律，开普勒的行星运动三定律（椭圆轨道，面积速度为常数，周期平方与长半径立方之比为常数）都是反映"整体"的规律，在数学上可称为"积分定律"；而牛顿力学第二定律，表明了力与动量律的变化，实际反映"部分"的规律，“微分定律"。
牛顿和莱布尼茨各自独立地找到了微分与积分之间的关系式--牛顿-莱布尼茨公式。
这样便把微分（从整体到部分，是分析法）同积分（从部分到整体，是综合法）联系了起来，沟通了部分与整体之间的联系，把分析法与综合法结合成为不可分割的分析─综合法。
分析─综合法的运用，这同牛顿关于科学方法论的原理，如因果性原理，统一性原理有密切的关系。
因为自然界存在因果性，所以可以进行分析：因为自然界存在统一性，所以可以进行综合。
2.归纳──演绎方法从个别到一般的方法是归纳法：从一般到个别的方法是演绎法。
在《自然科学之数学原理》一书中，每当牛顿在叙述他做的力学实验时，总是自觉地应用归纳法。
他写到："在实验物理学上，一切定理均由现象推得，用归纳法推广之。
实验总是具体的，个别的。
只有能重复的，大量的实验，才能从中归纳出一些可能的规律，这些规律是否正确可靠，还必须通过演绎去具体解决问题，从解决问题中，通过反馈，可以或证实，或否定，或修改归纳的结果。
牛顿在实验时，强调归纳法；在应用力学定律解决问题时，大量地巧妙地运用了数学演绎的方法。
归纳法与演绎法，同分析和综合一样，同样是不可割裂的。
3.数学--物理方法把数学方法与物理研究结合起来，形成数学--物理方法，这是牛顿的《自然哲学之数学原理》的重要特色。
接着牛顿提出了几何学和力学是不可分割的。
他指出，认为几何学是纯理论的，精确的，而力学是实用的，不精确的--这是片面的。
"盖凡工作不精确的，是不完全的力学家，其能极精确的工作者，方是完全的力学家。
"牛顿认为："几何学的基础在实用力学方面，而几何学为广大力学之一部分，能建设并验证其方法。
"牛顿在《自然哲学之数学原理》中，大量应用了几何方法，而在主要的地方运用了微积分的方法。
牛顿还在有些部分应用了几何和代数相结合的方法，牛顿所取得的巨大成就，同他有高深的数学基础，在数学上做出了卓越创造关系十分密切。
正因为他创立了微积分的方法，才使他比同时代的科学家更好地解决物理问题，建立起牛顿力学的宏大体系，发现了万有引力定律。
牛顿把数学与物理结合了起来,创立了数学--物理方法。
因此，麦克斯韦到爱因斯坦，理论物理学的大师们都重视数学--物理方法的应用。
4.实验--抽象方法实验的方法是科学研究的基本方法。
任何实验总是在一定科学理论指导下的实验，而大量的实验总是可以经过科学的抽象，科学的假设上升为理论。
其实，无论在实验物理或者是在理论物理中，科学的假说是一种重要的思维方法。
牛顿力学的方法中，重视实验方法，同时也重视抽象方法。
牛顿第一定律就是科学抽象的结果--这是任何实验所无法直接证明的产物。