高中物理第5章研究力和运动的关系第3节牛顿运动定律的案例分析教案沪科版必修1课件
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析教案沪科版必修1(2021年整理)
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5。
4《牛顿运动定律的案例分析》【教学目标】（一）知识与技能掌握运用牛顿运动定律解动力学问题的一般方法与技巧。
(二）过程与方法1．通过自学与听讲，掌握运用牛顿定律解题的基本规律。
2．通过解题练习，提高运用物理规律求解物理问题的技能.(三）情感、态度与价值观1．通过自学,充分体会自主学习的乐趣。
2．培养学生运用规律解题的严谨态度。
【教学重点】1．牛顿第二定律解题的思维方法。
2．整体法与隔离法在动力学问题中的运用技巧。
【教学难点】．整体法与隔离法在动力学问题中的运用技巧。
【教学方法】自学辅导，启发诱导,练习等方法【教学过程】一、引入新课通过课本114页火箭图片引入新课。
二、新课教学1、学生自主学习课本114页-115页案例，完成《同步练习册》65页主干知识填空。
2、学生展示与交流：A、请两位学生上讲台展示两案例的解答过程。
B、请一位同学展示《同步练习册》65页主干知识填空。
教师对学生展示情况进行适当启发和评价。
3、教师精讲：A、讲解课本114页案例2B、讲解《同步练习册》【调研1】、【调研2】4、课堂训练：⑴质量为2kg的物体静止在光滑的水平面上,某时刻在10N的水平拉力作用下开始向右加速,求它运动3s后的速度和位移。
沪科版必修一5.3《牛顿运动定律的案例分析》WORD教案02
例题2:一个物体，质量是2kg，受到互成120°角的两个力Fi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。
5.2
教 学 目 标
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．
过程与方法
1．通过对上节课实验结论的总结，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，体会大师的做法与勇气．
（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。
2．培养学生的概括能力和分析推理能力．
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．
3．通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习 物理的兴趣．
教学重点
牛顿第二定律的特点．
教学难点
1．牛顿第二定律的理解．
2.理解k=1时，F=ma
高中物理第5章研究力和运动的关系4牛顿运动定律的案例分析沪科沪科高中物理
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第二十五页，共四十页。
[思路点拨] (1)物体的速度小于 1 m/s 时，所受摩擦力的方向水 平向右，物体做匀加速直线运动． (2)物体速度等于 1 m/s 后，物体不再受摩擦力．物体做匀速直 线运动． (3)判断物体速度能否达到 1 m/s.
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第二十六页，共四十页。
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第十五页，共四十页。
解析：(1)撤去力 F 前，对物体进行受力分析，如图甲所示， 则有 Fsin θ＋FN＝mg Fcos θ－Ff＝ma1 又 Ff＝μFN x1＝12a1t2，v＝a1t 代入数据解得 x1＝25 m，v＝5 m/s.
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甲
乙
第十六页，共四十页。
如图所示是一滑雪场示意图，其中 AC 是长 L＝8 m、 倾角 θ＝37°的斜坡，CD 段是与斜坡平滑连接的水平面．人 从 A 点由静止下滑，经过 C 点时速度大小不变，又在水平面 上滑行一段距离后停下，人与接触面间的动摩擦因数均为 μ＝ 0.25，不计空气阻力，(取 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37° ＝0.8)求：
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第八页，共四十页。
(1)正确的受力分析是解答本类题目的关键． (2)若物体受两个力作用，用合成法求加速度往往要简便一些； 若物体受三个或三个以上力作用时，要正确应用正交分解法求 加速度． (3)物体做直线运动时，合外力的方向一定在物体运动方向的直 线上．
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第九页，共四6，cos θ＝0.8
由②～⑤式得：
μ＝gsgincoθs－θ a＝176＝0.437 5 故乘客和气囊间的动摩擦因数不得超过 0.437 5.
[答案] (1)2.5 m/s2 (2)0.437 5
高中物理 5.4 牛顿运动定律的案例分析(一)课件 沪科版必修1
第5章 研究力和运动的关系
5.4 牛顿运动定律的案例分析（一）
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1
1
掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路 和方法.
2 学会处理动力学的两类基本问题．
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2
一、牛顿运动定律的适用范围
宏观 低速 光速
二、动力学的两类基本问题
1. 牛顿第二定律 运动学规律
求得加速度a F=ma
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7
例2.民用航空客机的机舱除通常 的舱门外还设有紧急出口，发生 意外情况的飞机着陆后，打开紧 急出口的舱门，会自动生成一个 由气囊组成的斜面，机舱中的乘 客就可以沿斜面迅速滑行到地面 上来．若某型号的客机紧急出口 离地面高度为4.0 m，构成斜面 的气囊长度为5.0 m．要求紧急 疏散时，乘客从气囊上由静止下 滑到达地面的时间不超过2.0 s(g 取10 m/s2)，则： (1)乘客在气囊上下滑的加速度 至少为多大？
2.运动学公式 牛顿第二定律
三、解决动力学问题的关键
加速度
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一、从受力确定运动情况
已知物体的受力情况F—＝—m→a求得 a，
s＝v0t＋12at2 vt＝v0＋at v2t －v20＝2as
→求得 s、v0、vt、t.
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解析
例1.如图所示，质量m＝2 kg
的物体静止在水平地面上，物
解析 以两物块整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
F1－F2＝(m1＋m2)a
①
隔离物块 m1，由牛顿第二定律得 F1－T＝m1a
②
由①②两式解得 T＝m1mF21＋＋mm22F1
答案
m1F2＋m2F1 m1＋m2
高中物理第5章研究力和运动的关系5.3牛顿第二定律教案沪科版必修1(2021年整理)
陕西省安康市石泉县高中物理第5章研究力和运动的关系5.3 牛顿第二定律教案沪科版必修1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（陕西省安康市石泉县高中物理第5章研究力和运动的关系5.3 牛顿第二定律教案沪科版必修1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为陕西省安康市石泉县高中物理第5章研究力和运动的关系5.3 牛顿第二定律教案沪科版必修1的全部内容。
5.3《牛顿第二定律》一、教学目标1．知识与技能：（1)掌握牛顿第二定律的内容和公式;(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.2．过程与方法：(1)以实验为基础，通过观察、测量、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。
培养学生的实验能力、概括能力和分析推理能力。
(2）渗透物理学研究方法的教育。
实验采用控制变量的方法对物体的a、F、m三个物理量进行研究；运用列表法、图象法处理数据，使学生知道结论是如何得出的；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.3．情感态度与价值观培养学生主动与他人合作、具有团队精神，培养学生具有勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
二、重点、难点分析1．本节的重点内容是做好演示实验。
让学生观察并记录数据,从而有说服力地归纳出a与F和m的关系,即可顺理成章地得出牛顿第二定律的基本关系式.因此，熟练且准确地操作实验就是本课的关键点。
同时，也只有讲清实验装置、原理和圆满地完成实验才能使学生体会到物理学研究的方法，才能达到掌握方法、提高素质的目标。
2．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关联;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.三、教具朗威DIS实验室、微机、铁架台、气垫导轨、学生天平、滑块、细线、小钩码、配重片等。
2016-2017学年高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.4牛顿运动定律的案例分析 沪科版必修1
探究一
探究二
解析:(1)人在斜坡上下滑时,受力如图所示。设人沿斜
坡下滑的加速度为 a,
沿斜坡方向,由牛顿第二定律得
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
B.14 m/s D.20 m/s
解析:设汽车刹车后滑动的加速度大小为 a,由牛顿第二定律得:μmg=ma,解
得:a=μg。由������02=2ax,可得汽车刹车前的速度为:v0= 2������������ = 2������������������ =
2 × 0.7 × 10 × 14 m/s=14 m/s,因此 B 正确。 答案:B
a=
������ 求加速度
������
→由运动学公式求
运动学量
2.一般步骤 (1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图。 (2)根据力的合成与分解,求出物体所受的合力(包括大小和方向)。 (3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体运动的加速度。 (4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动学量 ——任意时刻的位移和速度以及运动轨迹等。
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3.雨滴从高空由静止落下,若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的 增大而增大,图中能正确反映雨滴下落运动情况的是( )
高中物理第5章研究力和运动的关系5.4牛顿运动定律的案例分析课件沪科必修1
则 F=f+ma1=μmg+ma1=15 N。 答案:15 N
探究一
探究二
反思由撤去力 F 前及撤去力 F 后的运动情况以及运动学规律求
出撤去力 F 前的加速度,然后由牛顿第二定律求出恒力 F 的大小。对于过 程较复杂的情况,应分阶段进行运动过程分析,并找出各运动过程的相关量, 从而将各运动过程有机地连接在一起。
5.4 牛顿运动定律的案例分析
情境导入
课程目标 1.进一步学习对物体的受力情 况及运动情况进行分析的方法。 2.初步掌握动力学两类基本问题求 解的基本思路和步骤,理解加速度 是解决两类动力学问题的桥梁。 3.经历牛顿定律解决问题的过程,体 会选择研究对象的重要性。
动力学两类基本问题
1.已知物体的受力情况 ,确定物体的运动情况 根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况可以求出物体的加速度,再知 道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式,就可以求出物体在 任意时刻的位置和速度,也就确定了物体的运动情况。 2.已知物体的运动情况 ,分析物体的受力情况 根据物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律 可确定物体所受的合力,从而求出某些未知力或与力相关的某些量,如动摩 擦因数、劲度系数、力的方向等。
������ ������
警示 (1)正确的受力分析是解答本类题目的关键。(2)已知量的单
位都要统一成国际单位制中的单位。
探究一
探究二
【例题 2 】 如图所示是一滑雪场示意图,其中 AC 是长 L=8 m 、倾角 θ=37° 的斜坡,CD 段是与斜 坡平滑连接的水平面。 人从 A 点由静止下滑,经过 C 点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下。 人与接触面间的 动摩擦因数均为 μ=0.25,不计空气阻力,(g 取 10 N/kg,sin 37° =0.8)求 : (1)人从斜坡顶端 A 滑至底端 C 所用的时间; (2)人停下时离 C 点的距离。 点拨:人沿斜坡做匀加速运动,在水平面上人做匀减速运动。由牛顿第 二定律求出加速度,再根据运动学公式求出下滑时间和运动的距离。 37° =0.6,cos
高中物理-第5章 研究力和运动的关系 5.1牛顿第一定律课件 沪科版必修1
一二三
2.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,直到外力迫使 它改变运动状态为止。 (2)牛顿第一定律的意义: ①指出了物体不受外力(或合力为零)时的运动状态:匀速直线运动或 静止状态。 ②揭示了力与运动状态的关系: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。
探究一
探究二
惯性与外 力作用的 关系
物体原来具有某个速度,则惯性力图使其继续保持这一速度,但 力图保持与能否保持则是不同的。当物体受到的合力为零时,物 体可保持这个速度,当物体所受外力不为零时,物体运动状态就 发生了变化。物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一,形 成了宏观物体的形形色色的各种复杂的运动。如果没有外力,物 体也就没有复杂多样的运动形式;如果没有惯性,物体的运动状 态改变就不需要力的作用
探究一
探究二
反思惯性只与物体的质量有关,与物体的受力、速度、位置等没
有关系。 牛顿第一定律揭示的是物体在不受力时所处的运动状态:静止或匀速
直线运动。力是改变物体运动状态的原因。
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1.关于力和运动状态的改变,下列说法不正确的是( ) A.物体加速度为零,则运动状态不变 B.只要速度的大小和方向二者中有一个发生变化,或者二者都变化,都叫运 动状态发生变化 C.物体运动状态发生改变就一定受到力的作用 D.物体运动状态的改变就是指物体的加速度在改变 解析:加速度为零,说明物体速度不变,运动状态不变,A 正确;速度是矢量,速 度的变化要从大小、方向两方面去考虑,B 正确;物体的运动状态变化,一定 有力的作用,物体一定有加速度,但无法知道加速度是否在改变,所以 C 正 确,D 不正确。 答案:D
(沪科版)物理必修一学案 第5章 研究力和运动的关系 学案6含解析
学案6 超重与失重[学习目标定位] 1.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.2.能应用牛顿运动定律处理超重、失重问题.3.会利用超重、失重知识解释一些现象．一、超重1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支撑物的压力)大于物体重力的现象叫做超重．2．产生条件：物体具有竖直向上的加速度．二、失重1．定义：物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体重力的现象叫做失重．2．产生条件：物体具有竖直向下的加速度．三、完全失重1．定义：物体对悬挂物或支持物完全没有作用力，称为处于完全失重状态．2．产生条件：物体竖直向下的加速度等于g.一、什么是超重和失重[问题设计]小星家住十八楼，每天上学放学均要乘垂直升降电梯上下楼．上学时，在电梯里，开始他总觉得有种“飘飘然”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了．快到楼底时，他总觉得自己有种“脚踏实地”的感觉，背的书包也似乎变“重”了．这是什么原因呢？为了研究超重、失重现象，小星在电梯里放了一台台秤如图1所示．设小星的质量为50 kg，g取10 m/s2.当小星感觉“飘飘然”时，他发现台秤的示数为400 N；当他感觉“脚踏实地”时，他发现台秤的示数为600 N；当电梯门打开时，他发现台秤的示数为500 N.以上三种情况下小星的重力变化了吗？超重、失重时台秤的示数如何变化？图1答案没变；超重时台秤的示数比小星的重力大，失重时台秤的示数比小星的重力小．[要点提炼]1．实重与视重(1)实重：物体实际所受的重力．物体所受重力不会因物体运动状态的改变而变化．(2)视重：当物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力不等于物体的重力时，弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重．2．超重与失重时，视重与实重的关系(1)超重时，视重大于实重．(2)失重时，视重小于实重．二、超重与失重的产生条件[问题设计]小星发现当他下楼时，台称的示数总是分别会按顺序出现400 N、600 N和500 N．而上楼时台称的示数总会按顺序出现600 N、400 N和500 N，你能利用所学的知识分析电梯各阶段所处的运动状态吗？答案下楼的过程当台秤的示数是400 N时，由牛顿第二定律知小星的加速度a＝500－40050m/s2＝2 m/s2，方向竖直向下，因小星与电梯的运动状态相同，所以电梯正以2 m/s2的加速度竖直向下做加速运动．同理可得当台秤示数是600 N 时，电梯以2 m/s2的加速度竖直向下做减速运动，当示数为500 N时，电梯停止运动．上楼的过程，当台秤的示数是600 N时，由牛顿第二定律知小星的加速度a＝600－50050m/s2＝2 m/s2，方向竖直向上，故小星与电梯以2 m/s2的加速度竖直向上做加速运动．同理当示数是400 N时，电梯以2 m/s2的加速度向上做减速运动，当示数为500 N时，电梯停止运动．[要点提炼]判断超重、失重状态的方法1．从受力的角度判断超重：物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力．失重：物体所受向上的拉力(或支持力)小于重力．完全失重：物体所受向上的拉力(或支持力)等于零．。
高中物理：《牛顿运动定律的案例分析》教案(沪科版必修1)
高中物理：《牛顿运动定律的案例分析》教案(沪科版必修1)5.4牛顿运动定律的案例分析I .教学目标1.对物理知识的要求:(1)巩固和记忆牛顿第二定律的内容、公式和物理意义；(2)掌握牛顿第二定律的应用方法。
2.通过实例的分析、讨论和实践，学生可以掌握用牛顿定律解决力学问题的方法，培养他们检验问题、分析和综合问题以及使用数学工具的能力。
3.培养学生以标准化的方式解决问题的能力，画图和分析，完善程序。
二。
重点和难点分析1.这是一节练习课。
关键内容是选择好的例子，解释牛顿第二定律解决的两类力学问题以及解决这类问题的基本方法。
2.应用牛顿第二定律解决问题对于分析过程和建立前景是很重要的。
掌握运动、压力和初始条件；根据定律解方程。
然而，学生往往重视结论而忽视过程，习惯于形成结果。
因此，很难培养学生良好的解决问题的习惯，树立观念和掌握方法。
第三，教具投影仪、幻灯片、彩色笔。
四、主要教学过程(a)开设新课程牛顿第二定律揭示了运动和力之间的内在联系。
因此，牛顿第二定律可以用来解决一些力学问题。
我们将用下面的例子来理解应用牛顿第二定律解决问题的思想、方法和步骤。
(二)教学过程设计1.已知力的情况来解决运动情况例1(投影)放置在水平面上的物体质量为2千克，在水平方向上被拉动5.0牛顿。
物体和水平面之间的滑动摩擦力为2.0牛顿1)在4.0秒结束时找到物体的速度；2)如果拉力在4秒后消失，计算物体的滑动时间。
(1)检查和分析这个题目是根据已知的应力找出物体的运动。
前4秒内的运动:物体在恒定力作用下从静止开始匀速直线运动，t = 4.0s。
应力:F=5.0N，f=2.0N，g = n；初始条件:v0 = 0。
研究对象:m = 2.0千克。
在4秒后求解速度vt。
4秒钟后，拉力消失，物体匀速减速运动，v’t=0。
应力条件:G=N，f = 2.0n初始条件:v’0=vt，求解滑行时间。
(2)解决问题的思维研究对象是一个对象。
如果我们知道力，我们就能得到物体上的外力。
高中物理 第5章 研究力和运动的关系 5.1 牛顿第一定律学案 沪科版必修1
5．1 牛顿第一定律[目标定位] 1.知道关于运动和力的两种对立的观点.2.知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法.3.理解牛顿第一定律的内容及意义.4.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象．一、伽利略的实验和牛顿的总结[问题设计]1．日常生活中，我们有这样的经验：马拉车，车就前进，停止用力，车就停下来．是否有力作用在物体上物体才能运动呢？马不拉车时，车为什么会停下来呢？答案不是．车之所以会停下来是因为受到阻力的作用．2．阅读课本“重新习惯地球上的生活”部分后请思考：如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，水平面上运动的物体会怎样？答案如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力，水平面上运动的物体将保持这个速度永远运动下去．3．伽利略是如何由理想实验得出结论的？答案理想实验再现：如图甲所示，让小球沿一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度．如果减小第二个斜面的倾斜角度，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．继续减小第二个斜面的倾斜角度，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，而将沿水平面以恒定的速度永远运动下去．[要点提炼]1．关于力和运动的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点：力是维持运动的原因，这种错误的观点统治了人们的思维近两千年．(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出)：力不是维持运动的原因，它只是使物体加速或减速的原因．2．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，直到外力迫使它改变运动状态为止．3．对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系．①说明了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态．②说明力是改变物体运动状态即产生加速度的原因．(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律．4．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：(1)速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变．(物体做曲线运动)二、惯性有大小吗？[问题设计]坐在公共汽车里的人，当车突然启动时，有什么感觉？当运动的汽车突然停止时，又有什么感觉？解释上述现象．答案当汽车突然启动时，人身体后倾．当汽车突然停止时，人身体前倾．这是因为人具有惯性，原来人和车一起保持静止状态，当车突然启动时，人的身体下部随车运动了，但身体上部由于惯性保持原来的静止状态，所以会向后倾；原来人和车一起运动，当车突然停止时，人的身体下部随车停止了，但身体上部由于惯性保持原来的运动状态，故向前倾．[要点提炼]1．惯性：物体保持匀速直线运动或静止状态的特性，叫做惯性．2．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．3．质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大．4．惯性与力的关系(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种属性，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的．(2)力是改变物体运动状态的原因．惯性是维持物体运动状态的原因．5．惯性的表现(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思．(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．[延伸思考]人能推动冰面上的重箱子，用同样的力却推不动粗糙地面上不太重的箱子，是不是冰面上的重箱子惯性小于粗糙地面上不太重的箱子呢？为什么？答案不是．质量是物体惯性大小的唯一量度，重箱子的惯性大于轻箱子的惯性．判断物体惯性的大小应在相同情况下比较，比如用同样的力推都处于冰面上或都处于粗糙地面上质量不同的物体，比较哪个物体的运动状态更容易改变．一、对伽利略理想实验的认识例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：图1①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可)．在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列有关事实和推论的分类正确的是( )A．①是事实，②③④是推论B．②是事实，①③④是推论C．③是事实，①②④是推论D．④是事实，①②③是推论解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论．而②是可靠事实，因此放在第一步，③、①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.答案②③①④ B二、对牛顿第一定律的理解例2(多选)由牛顿第一定律可知( )A．物体的运动是依靠惯性来维持的B．力停止作用后，物体的运动就不能维持C．物体做变速运动时，一定有外力作用D．力是改变物体惯性的原因解析物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性，由于惯性的存在，物体才保持原来的运动状态，A对．力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B 错，C 对．惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，D 错． 答案 AC针对训练 如图2所示，小球A 静止放在小车的光滑底板上(设小车底板足够长)，当小车受到水平向右的力F 作用时，小车从静止开始在水平面上做加速直线运动，则小球A 相对于地的运动情况( )图2A ．做匀速直线运动B ．处于静止状态C ．做与小车同方向速度越来越大的直线运动D ．做与小车反方向速度越来越大的直线运动答案 B解析 对小球受力分析可知，车内的小球只受竖直方向的重力和支持力，这两个力是一对平衡力，小球所受合外力为零，所以无论车厢如何运动，小球相对于地面仍然处于静止状态，B 正确．三、惯性的理解例3 关于物体的惯性，下列有关说法正确的是( )A ．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B ．已知月球上的重力加速度是地球上的16，故一个物体从地球移到月球惯性减小为原来的16C ．同一物体运动越快越难停止运动，说明物体的速度越大，其惯性越大D ．由于巨轮惯性很大，施力于巨轮，经过很长一段时间后惯性变小答案 A解析 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，所以物体抵抗运动状态变化的性质是惯性，其大小和物体的质量有关系，与物体的运动状态及是否受力无关，A 正确，C 、D 错误；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一样，所受的重力大小也就不一样了，但质量不变，惯性也不变，B 错误．1．(对伽利略理想实验的认识)(多选)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是( ) A．只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去B．这个实验实际上是永远无法做到的C．使用气垫导轨，就能使实验成功D．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上答案BD解析只要接触面摩擦存在，物体就受到摩擦力的作用，物体在水平面上就不能匀速运动下去，故A错误．没有摩擦是不可能的，这个实验实际上是永远无法做到的，故B正确．若使用气垫导轨进行理想实验，可以提高实验精度，但是仍然存在摩擦力，故C错误；虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，故D正确．2．(对牛顿第一定律的理解)(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是( )A．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变B．物体做变速运动时，一定受外力作用C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D．飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案ABD解析牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A正确；牛顿第一定律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．物体做变速运动说明运动状态在改变，B正确．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了运动状态．飞跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用迫使他改变了原来的运动状态，C错误，D正确．3．(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见( )A．力是维持物体速度不变的原因B．力是维持物体运动的原因C．力是改变物体惯性的原因D．力是改变物体运动状态的原因答案 D解析力是改变物体运动状态的原因，小车原来静止，在力的作用下小车开始运动，是力使其运动状态发生了改变．用较小的力就能使小车做匀速直线运动是推力与摩擦力的合力为零的缘故．4．(对惯性的理解)物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性．下列有关惯性的说法中，正确的是( )A．乘坐汽车时系好安全带可减小惯性B．运动员跑得越快惯性越大C．宇宙飞船在太空中也有惯性D．汽车在刹车时才有惯性答案 C解析乘坐汽车时系好安全带，不是可以减小惯性，而是在紧急刹车时可以防止人由于惯性的作用飞离座椅，所以A错误；质量是物体惯性大小的惟一量度，与物体的速度的大小无关，所以B、D错误；一切物体都有惯性，在太空中宇宙飞船的质量是不变的，所以其惯性也不变，所以C正确．题组一伽利略的理想实验1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是( )A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：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D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案BCD解析亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，A错误；伽利略通过“理想实验”得出：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，B正确；笛卡儿指出：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，C正确；由牛顿第一定律知，D正确．2．(多选)如图1是伽利略的“理想实验”，根据该实验下列说法正确的是( )图1A．该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据B．该实验是理想实验，是在思维中进行的，无真实的实验基础，故其结果并不可信C．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论D．该实验是说明了物体的运动不需要力来维持答案AD解析该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据，故A正确．虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上，其结果是可信的，故B错误．伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，认为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，故C错误．该实验是说明了物体的运动不需要力来维持，故D正确．3．伽利略的理想斜面实验的意义是( )A．证明了力不是维持物体运动的原因B．证明了力是维持物体运动的原因C．证明小球总能滚到另一斜面上的同一高度D．证明小球总能在水平面上做匀速直线运动答案 A解析伽利略的理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因，没有力作用的物体能保持原来的运动状态，故A正确，B错误．伽利略的理想斜面实验证明了运动的物体具有惯性，故C、D错误．题组二对牛顿第一定律的理解4．下列说法正确的是( )A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用答案 C解析牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，虽无法用实验来直接验证，但它是成立的，故A、B错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，故C正确；物体静止时不受外力或合力为零，故D错误．5．(多选)下列物理现象中，可以用牛顿第一定律解释的是( )A．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B．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北C．如果没有外力作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向D．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答案CD解析一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，直到有外力迫使它改变这种状态为止．没有外力作用时，物体可以做匀速直线运动，不一定静止，故A错误；物体向正北方向做匀速直线运动时，可以不受外力，当有向正北方向力的作用时，它向正北运动的速度会变大，当有向正南方向力的作用时，它向正北运动的速度会减小，但仍可以向正北方向运动，B错误；C、D两种说法均符合牛顿第一定律，C、D正确．6．如图2所示，桌面上有一上表面光滑的木块，木块上有一小球，快速向右拉动木块，小球的位置可能落在桌面上的哪点( )图2A．A点B．B点C．O点D．无法确定答案 C解析小球在水平方向上不受摩擦力的作用，水平方向运动状态不变，在重力的作用下，小球落在O点，故选C.7．如图3所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两个小球随车一起运动，当车突然停止运动时，若不考虑其他阻力，则两个小球( )图3A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定答案 B解析小车表面光滑，因此两小球在水平方向上没有受到外力的作用．原来两个小球与小车具有相同的速度，当车突然停止运动时，由于惯性，两个小球的速度不变，所以不会相碰．8. 如图4所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )图4A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线答案 B解析小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体A由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生改变，但由于惯性，小球原来速度为零，没有水平或其他方向上的速度，而小球又光滑，除竖直方向有合力外，其他方向上没有合力，因为力是使物体运动状态改变的原因，故小球只能在竖直方向上运动，在碰到斜面之前，运动轨迹应为一条直线，即竖直向下的直线．题组三对惯性的理解9．下列关于惯性的说法正确的是( )A．质量越大，物体的惯性越大B．物体的运动状态改变了，则惯性大小随之变化C．惯性是物体在匀速直线运动或静止时才表现出来的性质D．由于子弹的速度越大，其杀伤力就越大，所以子弹的惯性大小与其速度大小有关答案 A解析物体在任何状态下均有惯性，并且物体的惯性大小只与质量有关，和物体的速度无关，A正确，B、C、D错误．10．对下列现象解释正确的是( )A．在一定拉力的作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是维持物体运动状态的原因B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒D．质量大的物体运动状态不容易改变，是由于物体的质量越大，惯性越大答案 D解析力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，A错．惯性仅由物体的质量大小决定，与受力无关，B错，D对．车上的乘客质量不一样，故惯性也不一样大，C 错．11．关于惯性，下列说法正确的是( )A．物体自由下落时，速度越来越大，所以物体的惯性消失B．物体被上抛后，速度越来越小，是因为物体具有的惯性越来越大C．质量相同的物体，速度较大的惯性一定大D．质量是物体惯性大小的唯一量度，惯性与速度及物体的受力情况无关答案 D解析质量是物体惯性大小的唯一量度，物体的惯性与速度及受力情况无关，故A、B、C 错误，D正确．12．(多选)小轩很喜欢爸爸新买的数码照相机，在旅途中拍下了火车内桌面上塑料杯瞬间的不同状态，如图5中的甲、乙、丙所示．则下列关于火车运动状态的判断可能正确的是( )图5A．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向左减速B．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右加速，丙图中火车突然向左加速C．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向右减速，丙图中火车突然向右加速D．甲图中火车在匀速运动，乙图中火车突然向左加速，丙图中火车突然向右减速答案AC解析题图甲中，塑料杯相对于桌面的位置没有发生改变，因此它们的运动状态是相同的，说明此时在匀速运动，题图乙中，塑料杯向右倾倒，说明火车突然向左加速(或向右减速)，因为，火车突然向左加速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着加速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会向右倾倒，火车向右减速时的情形也可用类似的方法解释；题图丙中，塑料杯向左倾倒，说明火车突然向左减速(或向右加速)，因为，火车突然向左减速时，塑料杯的下部由于摩擦也随着减速，而上部由于惯性仍保持原来的运动状态，所以才会向左倾倒，火车向右加速时的情形也可用类似的方法解释，所以，题图甲中火车在匀速运动，题图乙中火车突然向左加速(或向右减速)，题图丙中火车突然向左减速(或向右加速)，选项A、C正确．13．(多选)下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是( ) A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行答案ACD。
物理必修一沪科版 5.4牛顿运动定律案例分析导学案
课 题: 第五章 研究力和运动的关系§5.4牛顿运动定律的案例分析设计人 审核人:高一物理备课组 日 期: 【学习目标】1．进一步学习对物体的受力情况及运动情况进行分析的方法。
2．掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解答有关问题的基本思路和方法。
【重点难点】知道动力学的两大问题的解题方法，并会简单的应用.2、 牛顿第二定律的公式3、牛顿第二定律确定了_______的关系，使我们能够把物体的_______情况和______情况联系起来。
4．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的___________，再通过__________就可以确定物体的运动情况。
5．如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的___________。
探究点一：已知物体的受力情况，确定物体的运动情况6物体与平面间的动摩擦因数2.0=μ，求物体2 s 末的速度及2 s 内的位移。
（g 取10 m/s 2）7、一辆小车在水平路面上行驶，车厢内悬挂的小球细线与竖直方向的夹角为θ，求小车的加速度。
探究点二：已知物体的运动情况确定物体的受力情况8、质量为m 的物体放在倾角为θ的斜面上，物体与斜面间动摩擦因数为μ。
用一个水平力F ，使物体沿斜面向上以加速度a 做匀加速直线运动，则力F 的大小为多大？9、一位滑雪者如果以s m /200=υ的初速度沿直线冲上一倾角为30°2 / 2的山坡，从冲坡开始计时，至3.8 s 末，雪橇速度变为零。
如果雪橇与人的质量为m=80 kg 。
求滑雪人受到的阻力是多少。
（g 取10 m/s 2）__________________________________________________________________ 课堂小结： 1．两类动力学问题（1）已知物体的受力情况，求物体的运动情况。
（2）已知物体的运动情况，求物体的受力情况。
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牛顿运动定律的案例分析
思路分析
本节内容是在学习完牛顿第二定律的基础上，练习使用牛顿运动定律解决动力学问题．主要研究利用牛顿第二定律解决的两类问题：已知物体的受力情况分析物体的运动情况；已知物体的运动情况分析物体的受力情况．重点是总结归纳应用牛顿第二定律解决问题的方法步骤，难点是受力分析和运动过程分析．
应用牛顿运动定律解决问题时，首先要进行的是研究对象的确定，而研究对象确定时注意整体法和隔离法的灵活选用；其次是对研究对象进行受力分析或运动过程分析，而无论是受力分析还是运动过程分析，其目的都是写出加速度的表达式或求其值，因为加速度才真正是运动与力间的起桥梁作用的物理量；最后，根据牛顿第二定律和运动学规律列方程，求解验证就可以了．
通过本节的学习，可以提高学生利用所学知识解决实际问题的能力，而且能够激发学生用科学的观点探究世界奥妙的热情．
知识总结
通过本节的学习，我们要总结出牛顿运动定律应用解题的思路和步骤．基本的思路是“两个分析一个桥”．两个分析是受力情况分析和运动情况分析，桥是牛顿第二定律，它使“受力情况分析”和“运动情况分析”连接起来．力和加速度是“桥头堡”．
在解决问题时，要根据问题的情景。
首先明确是从受力情况确定加速度还是用运动状态确定加速度，然后决定解题过程是从受力求加速度，还是从运动状态求加速度．最后求解物体的运动情况，或是求解物体的受力情况．
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牛顿运动定律构架了经典力学的基本框架，展现了力和运动间的关系，使人们的认识发生了巨大的变化．并且，在很大的领域里我们能用来解决实际问题．但是随着科学的发展，人们逐渐认识到牛顿运动定律的使用也是有范围的：它只能在惯性参考系下，解决宏观低速物体的运动．对微观高速粒子的运动规律处理时，却与事实存在着较大的差异．这是为什么呢?我们又如何应对这一问题呢?
原来，在以牛顿运动定律为基础的经典力学中，空间间隔（长度）s、时间t和质量m 这三个物理量都与物体的运动速度无关．一根尺子静止时这样长，当它运动时还是这样长；一只钟不论处于静止状态还是处于运动状态，其快慢保持不变；一个物体静止时的质量与它运动时的质量一样．这就是经典力学的绝对时空观．到了19世纪末，面对高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学遇到了困难，在新事物面前，爱因斯坦打破了传统的绝对时空观，于1905年发表了题为《论运动物体的电动力学》的论文，提出了狭义相对性原理和光速不变原理，创建了狭义相对论．狭义相对论指出：长度、时间和质量都是随运动速度变化的．长
l＝l0（“尺缩效应”）t＝t0（钟慢效应）
m＝m0（质一速关系）
上列各式里的v是物体运动的速度，c是真空中的光速，l0和l分别为在相对静止和运
动系统中沿速度v的方向测得的物体长度；t0和t分别为在相对静止和运动系统中测得的时间；m0和m分别为在相对静止和运动系统中测得的物体质量．
但是，当宏观物体的运动速度远小于光速时（v《c），上面的一些结果就变为l≈l0、t ≈t0、m≈m0，因而对于宏观低速运动的物体，使用牛顿定律来处理问题，还是足够精确的．继狭义相对论之后，1915年爱因斯坦又建立了广义相对论，指出空间一时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布，使人类对于时间、空间和引力现象的认识大大深化了．“狭义相对论”和“广义相对论”统称为相对论．。