06第一章 运动与力 第五节 牛顿运动定律

课题第一章运动与力第五节牛顿运动定律2课时

教学目标知识目标

1.理解牛顿第一定律，知道质量是物体的惯性大小的量度；

2.掌握牛顿第二定律，知道加速度与力和质量的关系；

3.理解牛顿第三定律，进一步了解作用力与反作用力的性质；

4.理解国际单位制中力学的基本量和基本单位。

能力目标

1.能够利用牛顿第一定律，解释一些惯性现象；

2.能运用牛顿第二定律，进行简单的计算；

3.通过对牛顿运动定律的学习，说出其在生产、生活中的一

些应用。

情感目标

1.通过对牛顿第一定律的学习，增加自身的创造性思维品质；

2.学习科学家敢于质疑、坚持真理的献身精神。

重点牛顿第二定律

难点牛顿第二定律、牛顿第三定律

教具多媒体展示系统、牛顿第二定律实验演示仪器、牛顿第三定律实验演示系统

主要教学过程学生活动

教学过程设计

一、引入课题

用多媒体展示系统展示教材图1-55，展示出“嫦娥一

号”探月卫星奔月的轨道图。

提问：同学们通过观看这幅图片，能说出的大致过程吗？

（一般情况下，学生能回答出卫星在此过程中，做什么

运动，但是不知道卫星为什么能这样运动。）

引入课题：

我们今天就来讨论一下有关力和运动之间的关系问题

——第五节牛顿运动定律。

二、牛顿第一定律

教师从历史的角度来讲述人类对力和运动关系的认识过

程。

公元前4世纪，古希腊的哲学家亚里士多德得出结论：

学生观看

图片

学生思考

并尝试回

答

板书

必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止。

16世纪末，教师展示伽利略的理想实验——教材图1-56。给学生说明如果没有摩擦，小球将要沿着水平面以恒定的速度持续运动下去的推理过程。

英国的物理学家牛顿总结出：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律，又叫惯性定律。

结合生活，列举一些实例，如：带球上篮、汽车上的安全带的作用，等等。

三、牛顿第二定律

牛顿第一定律告诉我们，物体如果不受外力，它将保持原来的运动状态。由此可以知道，如果物体受到外力作用，物体的运动状态必将改变。牛顿第二定律就是描述外力与运动的改变之间的定量关系。

教师通过几个实例说明：力是物体运动状态改变的原因。

例如：火车的加速、减速；抛物体做的曲线运动。

下面研究在直线运动中物体受力与加速度之间的关系。

演示实验一：加速度与物体受力的关系。

放在光滑的水平滑道上的两个质量相同的小车，在不同的水平拉力下做匀加速运动。（其中一个拉力是另一个的2倍）让学生注意观察两辆小车产生的位移的不同。（学生能发现位移之比也是1︰2，从而可以推断出加速度之比也是1︰2）教师总结：通过大量实验，我们可以归纳出：质量相同的物体，加速度与其所受的外力成正比。即

F

a

结合生活：不同的汽车加速性能不同，就是因为它们的牵引力不同。

演示实验二：加速度与物体质量的关系。学生观察板书

板书

学生观察板书

在相同的拉力作用下，演示不同质量的小车的加速情况。（可以让一辆小车的质量是另一辆质量的2倍）让学生注意

观察两辆小车产生的位移的大小。（进一步推出加速度与物体

质量的关系。）

教师总结：在大量实验的基础上，可以归纳出：在相同

外力作用下，物体的加速度与其质量成反比，即

m a 1

∝物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反

比，加速度的方向跟外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。

通过选择合适的单位，牛顿第二定律可用数学公式表示

为

ma

F =合说明：由牛顿第二定律可以看出，质量不同的物体，运

动状态改变的难易程度不同，或者说它们的惯性大小不同。

因此，质量是物体惯性大小的量度。

生活中的实例：多级火箭、歼击机的副油箱、锻工的铁

砧、车床被固定在地面上、火车道口提前限行等。

例题：吊车要在10s 内将地面上的货物吊到10m 高处，

货物的质量是2.0×103kg ，假设货物被匀加速吊起，问吊车缆

绳对货物的拉力是多少？

本题是向学生演示牛顿第二定律的应用方法，因此要引

导学生学习分析问题的方法，了解牛顿第二定律的重要性。

用多媒体展示系统展示教材图1-59。

分析以货物为研究对象。货物匀加速向上运动，可判断货物受到的合力向上。由货物的运动状态和匀变速直线运

动的规律，可以求出它的加速度。再对货物进行受力分析，

如图所示，货物受到两个力的作用：竖直向上的拉力F 和竖

直向下的重力G ，应用牛顿第二定律即可解出拉力的大小。

学生观察板书

板书板书板书

解由匀变速直线运动的位移公式2012s t at =+v 及00=v ，得

2210

1022⨯==t s a m/s 2=0.20m/s 2由货物的受力分析，可知

F 合＝F －

G =ma

F ＝

G +ma

＝mg +ma

＝（2.0×103×9.8+2.0×103×0.20）N

＝2.0×104N

结论由本题可以看出，在吊车向上加速吊起货物时，

货物对缆绳的拉力要超过货物的重力，这种现象叫作超重现

象。

举例说明超重现象是生活中常见的现象，例如，在升降

电梯里可以体验到超重现象，也可以体验到失重现象。教材

中以凡尔纳设计的巨型大炮发射的宇宙飞船为例，让学生明

白有些小说、影视作品中的情节在真实的生活中是不可能实

现的。同时让学生了解现代宇航员工作的艰辛以及他们的献

身精神，培养学生对科学工作的正确的态度。

做一做：布置一个课后作业，即制作加速度计，下次上

课时展示、讨论、计分。

四、牛顿第三定律

力是物体间的相互作用。两个物体之间的作用总是相互

的，一个物体对另一个物体有力的作用，后一个物体一定同

时对前一个物体有力的作用。物体间相互作用的这一对力，

通常叫作作用力和反作用力。

演示实验：用传感器研究作用力与反作用力的关系（也

可以用两个弹簧秤进行演示）。

板书板书学生自己设计、制作学生观察