高中物理第4章牛顿运动定律章末复习教案(新人教版必修1)

第四章牛顿运动定律章末复习
一、教材剖析
本章是在前方对运动和力分别研究的基础上的延长——研究力和运动的关系，成立起牛顿运动定律。

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
地理解惯性观点，理解物体间的互相作用的规律，娴熟地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习此后的知识，提升剖析解决问题的能力确定基础。

本章还波及到了很多重要的研究方法，如：在牛顿第必定律的研究中采纳的理想实验法；
牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律办理问题经常用的整体法与隔绝法，以及单位的规定方法，单位制的创立等。

对这些方法要仔细领会、理解，以提升认知的境地。

为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：研究加快度与力、质量的关系，并供给了参照事例，实验操作方便，规律性强，结论简单获取，控制变量法在此获取了
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，现代气味浓厚，实验成效很好。

物理知识根源于生活，最后应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用
二、教课目的
1、知识与技术
1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来保持。

2、理解牛顿第必定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的观点，知道质量是惯性大小的量度．
2、过程与方法
1、培育学生剖析问题的能力，要能透过现象认识事物的实质，不可以不加研究、剖析而
只凭经验，对物理问题决不可以主观臆断．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一样的角度对照研究的习惯．
3、培育学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来保持的。

3、感情、态度与价值观
1、利用一些简单的器械，比方：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对照研究力与物体
运动的关系，现象明显，并且更简单推理。

2、培育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。

培育学生勇敢讲话，并学致使用。

三、教课要点
1、惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度；运用惯性观点，解说相关实质问
题。

2、经过实验丈量加快度、力、质量，分别作出加快度与力、加快度与质量的关系图像；根
据图像写出加快度与力、质量的关系式，领会“控制变量法”对研究问题的意义。

3、牛顿第二定律的内容，会用正交分解法和牛顿第二定律解决实质问题。

4、物理公式既确定物理量之间的关系，又确定物理量单位间的关系；基本单位、导出单位
和单位制；国际单位制中力学的三个基本单位；单位制在物理学中的重要意义。

5、经过对详细实例的察看和演示实验，认识力的作用是互相的；能找出某个力对应的反作
使劲，掌握牛顿第三定律的内容, 运用牛顿第三定律解说生活中的相关问题。

6、动力学两类基本问题求解基本思路和一般步骤。

7、共点力均衡条件的应用；应用牛顿运动定律解决超、失重问题。

四、教课难点
1、理想实验的推理过程；对牛顿第必定律的理解。

2、明的确验目的、剖析实验思路、拟订实验方案、得出实验结论；认识数据办理时变换坐
标轴的技巧，认识将”不易丈量的物理量转变为可测物理量”的实验方法，会对实验偏差作初步剖析。

3、加快度与物体所受的协力之间的关系（正比性、同体性、刹时性和矢量性）。

4、利用物理公式得出单位之间的关系；依据物理量单位之间的关系，判断运算表达式能否
错误。

5、运用牛顿第三定律解决受力剖析中的互相作使劲问题；划分均衡力和作使劲与反作使劲。

6、物体的受力剖析与运动状况剖析。

7、超重失重现象的理解。

五、教课过程
一．知识复习
⒈本课学习内容是第三章牛顿运动的第 1 节—第 3 节，即牛顿第必定律；物体运动状
态的改变；牛顿第二定律。

⒉ 本课学习目的是以下三点：
⑴ 知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不一样认识，知道伽利略的理想实验及
其推理过程和结论，知道理想实验是科学研究的重要方法；理解牛顿第必定律的内容和意义；
知道什么是惯性，会正确解说相关惯性的现象。

⑵ 理解力是使物体产生加快度的原由，理解质量是惯性大小的量度。

⑶ 理解加快度与力的关系，理解加快度与质量的关系，知道得出这两个关系的实验；
知道国际单位制中力的单位是怎样定义的；理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式
的确切含义；会用牛顿第二定律进行简单的计算。

二．要要点解说：
1．力不是保持物体运动的原由
(1)伽利略理想实验. 伽利略理想实验说了然物体保持自己的运动其实不需要
. 假如我们
力
能够仔细察看、剖析一些常有物体的运动，也很简单考证伽利略的结论. 转动的足球会停下来，不是由于没有保持它运动的力，而是因遇到摩擦阻力的作用. 瓦片能够在水平冰面上滑
行很远才停止，就是所受摩擦力很小的缘由. 假定冰面对瓦片无阻力且空气阻力也可忽视，
瓦片将会沿冰面向来滑行下去，而无需施加任何沿运动方向的外力.
验环境，这就显示了伽利略理在实质生活中，我们很难找到使物体不受任何阻力的实
想实验的优胜性. 理想实验是科学研究的重要方法.
(2)运动是物质自己的属性 . 自然界中的任何物体都处在永不断止的运动中. 我们看到一
幢大楼是静止的，这实质上是以地面为参照物的察看结果. 若以太阳为参照物，大楼一方面与
地球一同绕地轴转动，另一方面还要随处球一同绕太阳转动. 整个宇宙中，大到恒星、星系，小到原子、电子，都处在永不断止的运动中 . 可见运动是物体自己的属性，只需物体存在，
它就必然要运动. 从这个意义上讲，物体的运动也无需外力去保持.
2．惯性 .
(1)惯性是物体的固有性质 . 牛顿第必定律告诉我们，物体在不受外力作用时将保持自己
本来的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态，这是全部物体所固有的性质即物体的惯性.任何物体都拥有惯性，这与物体是运动着的仍是静止的无关，也与物体正在作何种运动无关.
(2)物体的惯性与物体的受力状况没关. 牛顿第必定律所描绘的状态是一种理想状态，
即物体不受外力作用的状态 . 实质上任何物体均与四周物体发生互相作用, 不受外力作用的
物体是不存在的 . 但物体遇到外力作用其实不会惹起物体惯性的变化. 若物体所受外力的协力
为零，物体将保持自己的运动状态：匀速直线运动或静止. 明显，物体的惯性与不受外力时
,相同 . 若物体作变速运动，也不可以说物体就不拥有惯性. 如物体在重力作用下作自由落体运动
物体的速度不断增添，运动状态不断改变，但其实不说明物体的惯性已经消逝. 在运动中的任
一时辰，若给物体施一大小与重力相等、方向与重力相反的外力，则物体将保持那一时辰的
速度作匀速直线运动. 这说了然，物体的惯性并无发生变化. 运动状态的变化是受外力作用
的结果，但运动状态的变化其实不是物体惯性的变化，物体的惯性与能否受外力以及所受合外
力能否为零均没关.
3．物体运动状态的改变.
物体运动状态的变化与物体所受外力和物体的惯性均相关. 力是物体改变运动状态的原因，而惯性决定着物体改变运动状态的难易程度.
(1)力是物体产生加快度的原由 . 物体在不受外力作用或所受外力的协力为零时均保持
自己本来的运动状态而不会发生运动状态的变化，只有当物体所受合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，力是改变物体运动状态的原由. 当物体运动状态发生变化时，物体的速
度必然发生变化( 大小变化，方向变化或大小、方向均变化)，因此此时物体的协力必然不为零. 这就是说，物体有加快度时，物体所受外力的协力必然不为零，即力是物体产生加快度
的原由 .
(2)质量是物体惯性大小的量度，在相同外力作用下，质量越大的物体，改变其运动状
态就越困难 . 比如，用相同大小的水平力推两辆原静止在水平面上的小车，一辆空车，一辆
装满货物 . 要使它们达到相同的速度，实车比空车所需时间要长 . 物体的惯性是物体保持原有
运动状态的特征，惯性越大，说明物体保持自己本来运动状态的能力越大，亦即改变物体运
动状态就越困难. 可见质量越大，物体的惯性越大. 质量越小，物体的惯性越小. 物体的惯性大小能够用质量去量度.
初中时我们学过“质量是物体所含物质的多少”，这与我们此刻学习的“质量是物体惯
性大小的量度”其实不矛盾，这是质量所拥有两种物理意义.
4．正确理解牛顿第二定律
⑴ 同一性牛顿第二定律中 F 是物体（或系统）所受的合外力， a 是指同物体（或同系统）的加快度，而 m是该物体（或该系统）的质量，即 F 、m、a对应与同一研究对象，这就是研究对象的同一性。

⑵ 矢量性合外力 F 和加快度 a 均是矢量，因此牛顿第二定律 F =ma是一个矢量关系式。

物体的加快度 a 的方向一直与物体所受的合外力 F 的方向一致，此即 a、 F 的同向性（或矢量性），而决不可以理解为与物体的速度方向相同或相反。

⑶ 因果性物体遇到的合外力不为零就必定产生加快度，力是产生加快度的原由。

F =ma中的“=”说明 F 与ma的数目相等，方向相同，不可以把ma与 F 看作是相同的物理量， ma不是一个力。

⑷ 刹时性牛顿第二定律所揭露的规律拥有刹时性，表现为：加快度与合外力对应于
同一时辰，即合外力为零时，加快度为零，物体保持静止或匀速直线运动；合外力为恒力
时，加快度不变，物体做匀速直线运动；而当合外力为变力或物体变质量时，加快度跟着变
化，物体做变加快运动。

注意：由于力能够发生突变，因此加快度也能够发生突变，而速度
不可以突变。

⑸独立性牛顿第二定律 F =ma中，若物体同时遇到几个外力的作用，一个外力对
应产生一个加快度，某方向的合外力对应在该方向产生一个加快度，每个加快度的方向与所
对应的外力方向相同。

求解某方向的问题时就只考虑该方向的力所产生的加快度，这就是a 和 F 的独立性。

⑹相对性在牛顿第二定律中，加快度 a 与参照物的选用相关。

在办理问题时，一定选用
相关于地球保持静止或做匀速直线运动的物体为参照物，这就是牛顿第二定律的相对
性。

往常我们选用地球为参照物，若物体的加快度不是相对与地球的，则一定将其转变为相
对与地球的加快度，而后才可代入 F =ma中求解。

⑺ 一致性在国际单位制中， F 的单位为牛（ N），质量的单位为千克（ kg），加快度的单位为米 / 秒2（ m/s 2）只有采纳国际单位制，才存在关系式 F =ma，因此应用牛顿第二定律时一定注意单位的一致性。

⑻ 合用性牛顿第二定律只合用与宏观物体相对惯性参照系做低速运动的情况。

所谓
惯性参照系是指参照物自己没有加速度，相关于地面静止或匀速直线运动的参照物能够看
作惯性系。

所谓低速是指物体运动速度比光速小得多，当研究电子、质子等靠近光速运动时，
牛顿第二定律就不再合用了。

⒌ 牛顿第二定律的初步应用
应用牛顿第二定律解题时，常有的较简单的问题有两类：第一类是已知物体的受力状
况，应用牛顿第二定律求出加快度，再进一步去研究物体的运动；第二类是已知物体的运动状况，应用运动学公式求出加快度，再应用牛顿第二定律去求解未知力 . 关于这两类问题，都应在剖析研
究对象的受力状况和运动状况的基础上列方程 . 往常可采纳以下的基本解题步骤：
(1)确定研究对象，并剖析其受力状况；
(2)剖析运动状况，确定加快度方向；
(3)成立适合的直角坐标系，用正交法分解物体所受的各外力. 往常使加快度方向与
某一坐标轴重合 .
(4)以速度方向为正方向成立以下方程组( 设 a 与 x 轴重合 ) 并解之：
六、讲堂小结。