第四章牛顿运动定律.pptx

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1、第一节第一节第一节第一节 牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第一定律牛顿第一定律 重点：重点：重点：重点：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概念，解释有关实际问题 难点：难点：难点：难点：理想实验的推理过程;对牛顿第一定律的理解 疑点：疑点：疑点：疑点：牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形 易错点：易错点：易错点：易错点：力和运动关系实际应用 第1页/共94页学生对于惯性和牛顿第一定律有关的错误认识：学生对于惯性和牛顿第一定律有关的错误认识：惯性即牛顿第一定律；惯性即牛顿第一定律；物体只有在运动状态变化时，才存在惯性；物体只有在运动状态变化时，才存在惯性；物体只有在运动状态变

2、化时，才显示出惯性；物体只有在运动状态变化时，才显示出惯性；物体运动速度越大，它的惯性也越大；物体运动速度越大，它的惯性也越大；自然界不存在不受力的物体，因此第一定律没有什么意义；自然界不存在不受力的物体，因此第一定律没有什么意义；可以由第二定律推出第一定律，因此第一定律的重要性值得怀疑。可以由第二定律推出第一定律，因此第一定律的重要性值得怀疑。第2页/共94页1.1.关于伽利略理想实验关于伽利略理想实验什么是什么是“理想实验理想实验”？所谓所谓“理想理想实验实验”：又叫：又叫“假想实假想实验验”、“抽象实验抽象实验”或或“思想上的实验思想上的实验”，它是人们在思想中塑造的理想过程，是，它是人

3、们在思想中塑造的理想过程，是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。要方法。第3页/共94页 “理想实验理想实验”与科学实验的区别与科学实验的区别？真实的科学实验是一种实践的活动真实的科学实验是一种实践的活动。“理想实验理想实验”则是一种思维的活动。则是一种思维的活动。真实的科学实验是可以将设计通过物化真实的科学实验是可以将设计通过物化过程而实现的实验。过程而实现的实验。“理想实验理想实验”则是由人们在抽象思维中则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的设想出来而实际上无法做到的“实验实验”。第4页/共94页 “理想实验理想实验”的局限性？的局限性

4、？“理想实验理想实验”只是一种逻辑推理的思维过只是一种逻辑推理的思维过程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，程，它的作用只限于逻辑上的证明与反驳，而不能用来作为检验认识正确与否的标准。而不能用来作为检验认识正确与否的标准。由由“理想实验理想实验”所得出的任何推论，都必所得出的任何推论，都必须由观察或实验的结果来检验。须由观察或实验的结果来检验。第5页/共94页 伽利略斜面实验无法实现的原因？伽利略斜面实验无法实现的原因？永远也无法将摩擦完全消除。永远也无法将摩擦完全消除。没有无限长的水平板没有无限长的水平板。第6页/共94页2.2.对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解 牛顿第一定律阐述了三

5、点物理思想牛顿第一定律阐述了三点物理思想物体不受力匀速直线运动状态或静止状态力不是维持物体运动状态的原因 有力的作用迫使物体的运动状态发生改变任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这个性质叫做惯性。力是改变物体运动状态的原因第7页/共94页 牛顿第一定律的意义牛顿第一定律的意义澄清了力的概念澄清了力的概念指出了力和运动的定性关系指出了力和运动的定性关系提出了惯性的概念提出了惯性的概念牛顿第一定律是大量的直观经验和牛顿第一定律是大量的直观经验和实验事实的抽象概括，不能由实验实验事实的抽象概括，不能由实验直接证明。直接证明。第8页/共94页惯性是一切物体所共有的属性，大至宇宙间的星球，

6、小至分子、原子等，都具有惯性。惯性是物体的固有属性，不是力。物体的惯性与其所在的地理位置、运动状态、时间次序以及是否受力均无关。惯性大小的量度是质量，与物体 运动速度的大小无关。惯性表现为物体运动状态改变的难易程度不同。惯性的本质是物体机械运动不可创造不可改变的表现静者恒静，动者恒动。3.3.什么是物体的惯性？什么是物体的惯性？第9页/共94页惯性是物体固有的、基本的属性，而惯性定律则是涉及物体运动的一条动力学规律。惯性与物体是否受力及物体的运动状态无关，物体不受外力时惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态，受外力时惯性表现为物体运动状态改变的难易程度不同；而牛顿第一定律则是有条件的，其

7、成立的条件是物体不受外力的作用。惯性的大小决定于物体的质量，而牛顿第一定律所描述的物体的匀速直线运动状态或静止状态，则决定于物体是否受力，决定于是否有力迫使它改变这种状态。4.4.惯性与惯性定律的区别？惯性与惯性定律的区别？第10页/共94页教学资源教学资源 教材中值得重视的题目：教材中值得重视的题目：问题与练习第问题与练习第4 4题题 教材中的思想方法：教材中的思想方法：理想实验的方法理想实验的方法 第11页/共94页第二节第二节第二节第二节 实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系实验：探究加速度与力、质量的关系 重点：重点：探究加速

8、度与力、质量的关系 难点：难点：实验方案的确立、实验数据的分析 疑点：疑点：为什么要作a-1/m图象易错点：易错点：实验的方法与步骤第12页/共94页 力是物体产生加速度的原因，有力作用在物体上，就有加速度产生，且力越大，产生的加速度也越大。在相同力的作用下，加速度的大小还与物体的质量有关。因此，本实验要探究的内容是寻找加速度与力、质量三者间的关系。1.1.实验要探究的内容实验要探究的内容第13页/共94页控制变量法：控制变量法：首先保持物体的首先保持物体的质量不变质量不变，研究加速度与力的关系；，研究加速度与力的关系；然后保持物体所受的然后保持物体所受的外力不变外力不变，研究加速度和质量的关

9、系；，研究加速度和质量的关系；最后经过总结推理，得出加速度与力、质量的关系。最后经过总结推理，得出加速度与力、质量的关系。2.2.探究实验的设计思路探究实验的设计思路第14页/共94页为实验研究对象小车（连同车内的砝码）提供恒力的是小盘和砝码。必须满足以下两个实验条件：水平板应尽可能光滑，最好将水平板的一端垫高成为倾角不大的斜面，轻轻推动小车（未挂小盘），使小车能在板上匀速运动，即用小车重力沿斜面方向的分力平衡摩擦力。小盘和砝码的质量要比小车的质量小很多。3.3.怎样提供和测量物体所受的恒力怎样提供和测量物体所受的恒力 第15页/共94页教学资源教学资源 教材中值得重视的题目：教材中值得重视的

10、题目：教材中的思想方法：教材中的思想方法：控制变量法、图像法处理数据控制变量法、图像法处理数据 第16页/共94页第三节第三节第三节第三节 牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律 重点：重点：重点：重点：理解牛顿第二定律的内容理解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际问题会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题 难点：难点：难点：难点：认识加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）认识加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）疑点：疑点：疑点：疑点：牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系 易错点

11、：易错点：易错点：易错点：受力分析受力分析 第17页/共94页1.1.对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解涵义：涵义：“受受”研究对象所受力而不是所施力研究对象所受力而不是所施力“合合”物体所受合力而不是分力物体所受合力而不是分力“外外”物体所受外力而不是内力物体所受外力而不是内力第18页/共94页同时性合力合力F合合与加速度与加速度a同时产生、同时消失、同同时产生、同时消失、同时变化、同时恒定时变化、同时恒定因果性矢量性合力合力F合合与加速度与加速度a均为矢量，二者的方向均为矢量，二者的方向永远相同。永远相同。外力是原因，加速度是结果。外力是原因，加速度是结果。第19页/共94页相对性加

12、速度加速度a是相对于地面的（或相对于地面静止是相对于地面的（或相对于地面静止和匀速运动的物体），即相对于惯性参考系的和匀速运动的物体），即相对于惯性参考系的同体性独立性F合合、m、a三个物理量是对同一研究对象而三个物理量是对同一研究对象而言的言的物体的实际加速度是各力单独产生的加速度物体的实际加速度是各力单独产生的加速度的矢量和，即的矢量和，即a=a1+a2+a3+an第20页/共94页实验性牛顿第二定理是一个实验定律，可以用实验加牛顿第二定理是一个实验定律，可以用实验加以验证以验证统一性条件性式式F合合=ma中的各量必须统一使用国际制中的各量必须统一使用国际制（SI）单位）单位只适用宏观物体

13、、低速运动；只适用宏观物体、低速运动；只适用质点的运动或刚体的平动；只适用质点的运动或刚体的平动；只适用于惯性系只适用于惯性系第21页/共94页2.2.牛顿第一定律和牛顿第二定律的关牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系系牛顿第一定律和牛顿第二定律是力学体系中两个牛顿第一定律和牛顿第二定律是力学体系中两个牛顿第一定律和牛顿第二定律是力学体系中两个牛顿第一定律和牛顿第二定律是力学体系中两个完全相互独立的定律。完全相互独立的定律。完全相互独立的定律。完全相互独立的定律。不应把牛顿第一定律看作是牛顿第二定律的一不应把牛顿第一定律看作是牛顿第二定律的一个特例，牛顿第一定律的重要性不容忽视。个特例，牛顿第一定

14、律的重要性不容忽视。牛顿第一定律揭示了物理的一个内在属性，这牛顿第一定律揭示了物理的一个内在属性，这是第二定律无法概括的。是第二定律无法概括的。牛顿第一定律为整个力学体系选定了一个特殊牛顿第一定律为整个力学体系选定了一个特殊的参考系的参考系惯性参考系，是整个力学体系的惯性参考系，是整个力学体系的基础。基础。第22页/共94页牛顿第一定律给出了物体运动状态的改变和力牛顿第一定律给出了物体运动状态的改变和力牛顿第一定律给出了物体运动状态的改变和力牛顿第一定律给出了物体运动状态的改变和力之间的定性关系，提出了惯性的定性概念；牛顿之间的定性关系，提出了惯性的定性概念；牛顿之间的定性关系，提出了惯性的定

15、性概念；牛顿之间的定性关系，提出了惯性的定性概念；牛顿第二定律对力之间的相互作用关系作出了定量的第二定律对力之间的相互作用关系作出了定量的第二定律对力之间的相互作用关系作出了定量的第二定律对力之间的相互作用关系作出了定量的描述，对物体惯性大小给出了定量的描述，描述，对物体惯性大小给出了定量的描述，描述，对物体惯性大小给出了定量的描述，描述，对物体惯性大小给出了定量的描述，m=F/am=F/a。第23页/共94页 3.3.用动力学方法测质量用动力学方法测质量 第24页/共94页 4.4.力的单位力的单位“牛顿（牛顿（N N）”的定的定义义 F=kma根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，规规定定国国

16、际际单单位位制制中中力力的的单单位位“牛牛顿顿”（简简称称“牛牛”，符符号号是是N）为为：使使质质量量是是1kg的的物物体体产产生生1m/s2的的加加速速度度的的力力为为1N，即即1N=1kgm/s2。从而，从而，k=1，牛顿第二定律的表达式就简化为，牛顿第二定律的表达式就简化为F=ma。第25页/共94页教学资源教学资源 教材中值得重视的题目：教材中值得重视的题目：动力学方法测量质量动力学方法测量质量 问题与练习问题与练习1 1 教材中的思想方法：教材中的思想方法：正交分解法进行力的计算正交分解法进行力的计算 第26页/共94页第四节第四节第四节第四节 力学单位制力学单位制力学单位制力学单位

17、制 重点：重点：重点：重点：知道物理公式既确定物理量之间的关系，又知道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确定物理量单位间的关系.知道什么是基本单位、导出单位和单位制知道什么是基本单位、导出单位和单位制.了解国际单位制的基本单位，知道国际单了解国际单位制的基本单位，知道国际单位制中力学的三个基本单位位制中力学的三个基本单位.认识单位制在物理学中的重要意义，知道认识单位制在物理学中的重要意义，知道中学物理计算中都采用国际单位制的单位中学物理计算中都采用国际单位制的单位 .难点：难点：难点：难点：会利用物理公式得出单位之间的关系会利用物理公式得出单位之间的关系.根据物理量单位之

18、间的关系，判断运算表根据物理量单位之间的关系，判断运算表达式是否错误达式是否错误.第27页/共94页1.1.基本物理量、基本单位和导出单基本物理量、基本单位和导出单位位 q反映物理学基本问题的物理量称之为反映物理学基本问题的物理量称之为反映物理学基本问题的物理量称之为反映物理学基本问题的物理量称之为基本物理量基本物理量基本物理量基本物理量。如如如如力力力力学学学学中中中中有有有有三三三三个个个个基基基基本本本本物物物物理理理理量量量量质质质质量量量量（物物物物质质质质的的的的多多多多少少少少，物物物物质质质质“抵抵抵抵抗抗抗抗”运运运运动动动动状状状状态态态态变变变变化化化化的的的的本本本本领

19、领领领）、时时时时间间间间和和和和长长长长度度度度（空间位置改变的量度）（空间位置改变的量度）（空间位置改变的量度）（空间位置改变的量度）q所选定的基本物理量的所有单位都叫做所选定的基本物理量的所有单位都叫做所选定的基本物理量的所有单位都叫做所选定的基本物理量的所有单位都叫做基本单位基本单位基本单位基本单位。q根根根根据据据据物物物物理理理理公公公公式式式式中中中中其其其其他他他他物物物物理理理理量量量量和和和和基基基基本本本本物物物物理理理理量量量量的的的的关关关关系系系系，推推推推导导导导出出出出来来来来的的的的其其其其他他他他物物物物理理理理量量量量（导导导导出出出出量量量量）的的的的单

20、单单单位位位位叫叫叫叫做做做做导导导导出出出出单单单单位位位位。第28页/共94页基本物理量的单位就是基本物理量的单位就是基本单位基基本本单单位位导导出出单单位位由基本单位组合而成的单位就是由基本单位组合而成的单位就是导出单位、km、cm、g、mg、min、hourmkgs长度长度质量质量时间时间速度速度加速度加速度力力密度密度kgm/s2N、km/h、g/cm3m/sm/s2kg/m3、cm/s2物理量物理量基基本本量量单单位位制制第29页/共94页2.2.单位制和国际单位制单位制和国际单位制 由基本单位和导出单位一起组成了由基本单位和导出单位一起组成了单位制单位制。1960年第年第11届国

21、际计量大会制定了一种国际通用的、届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制叫做包括一切计量领域的单位制叫做国际单位制（国际单位制（SI）。第30页/共94页m/sdm/minkm/h冲刺速度谁快？冲刺速度谁快？终点线终点线思考：思考：思考：思考：都是速度的单位都是速度的单位11720036第31页/共94页 20 20世纪末美国曾发射一个火星探测世纪末美国曾发射一个火星探测器器,在设定环绕轨道半径时，没有在设定环绕轨道半径时，没有进行单位换算，导致探测器离火星进行单位换算，导致探测器离火星过近过近,温度过高而起火，随后脱离温度过高而起火，随后脱离轨道坠入火星的大气层轨道坠入火

22、星的大气层 .致使美国致使美国损失价值损失价值1.251.25亿亿美元的火星探测器美元的火星探测器 .一次因单位失误而导致的事故一次因单位失误而导致的事故血的教训血的教训需要制定国际需要制定国际上统一的标准上统一的标准第32页/共94页七个基本量七个基本量长度长度质量质量时间时间力力学学电流电流电电学学mkgs国国 际际 单单 位位 制制单位单位AKmolcd物质的量物质的量温度温度热热学学发光强度发光强度光光学学思考：思考：请请把把下下列列物物理理量量与与单单位位一一一一对应起来（用直线连接）对应起来（用直线连接）力力A.kgm2/s3压强压强B.kgm/s2功功C.kgm2/s2功率功率D

23、.kg/(s2m)第33页/共94页3.3.单位制在计算中的应用单位制在计算中的应用 问题中的已知量的单位都用同一单位制表示问题中的已知量的单位都用同一单位制表示时，计算的结果也是用同一单位制表示的。因此，时，计算的结果也是用同一单位制表示的。因此，用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各用同一单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位，只在数字后面写出正确的单位个已知量的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了，这样可以简化计算。就可以了，这样可以简化计算。第34页/共94页 4.4.根据物理量的单位发现错误根据物理量的单位发现错误 说一说栏目：说一说栏目：说一说栏目：说一说栏目：

24、RhOneday小小刚刚老师在老师在高中数高中数学公式大全学公式大全上发现圆锥体积上发现圆锥体积公式如下：公式如下：V13Rh3小小刚刚老师立即判断它是错误的。老师立即判断它是错误的。聪明的同学们，你们知道他是怎样快速判断的吗？聪明的同学们，你们知道他是怎样快速判断的吗？打击盗版书籍打击盗版书籍第35页/共94页 5.5.关于量纲关于量纲 在选定单位制体系之后，导出量的量度单位就在选定单位制体系之后，导出量的量度单位就可由基本单位表达出来，这种表达式称为该导出量可由基本单位表达出来，这种表达式称为该导出量的的“量纲式量纲式”。如速度。如速度v=LT-1，加速度，加速度 a=LT-2，力，力 F

25、=LMT-2，其中指数称为该导出量的，其中指数称为该导出量的“量纲量纲”。如力。如力 F 的量纲为（的量纲为（1，1，-2），加速度的量），加速度的量纲为（纲为（1，0，-2）。若量纲为）。若量纲为0，则称为无量纲。，则称为无量纲。第36页/共94页写出下列单位词冠所表示的数量级：写出下列单位词冠所表示的数量级：兆（兆（M），千（，千（k），厘（，厘（c），毫（，毫（m），微（微（），皮（，皮（p）。第37页/共94页教学资源教学资源 教材中值得重视的题目：教材中值得重视的题目：说一说说一说 问题与练习问题与练习3 3 教材中的思想方法：教材中的思想方法：第38页/共94页第五节第五节第五节第

26、五节 牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿第三定律牛顿第三定律 重点：重点：重点：重点：通过对具体实例的观察和演示实验，认识力通过对具体实例的观察和演示实验，认识力的作用是相互的的作用是相互的 能找出某个力对应的反作用力能找出某个力对应的反作用力 掌握牛顿第三定律的内容掌握牛顿第三定律的内容,运用牛顿第三定运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题律解释生活中的有关问题难点：难点：难点：难点：会运用牛顿第三定律解决受力分析中的相互会运用牛顿第三定律解决受力分析中的相互作用力问题作用力问题 会区分平衡力和作用力与反作用力会区分平衡力和作用力与反作用力 疑点：疑点：疑点：疑点：作用力和反作用力的关系是否受物体运

27、动状态作用力和反作用力的关系是否受物体运动状态和参考系等的影响和参考系等的影响 易错点：易错点：易错点：易错点：拔河中的作用力与反作用力拔河中的作用力与反作用力第39页/共94页1.1.1.1.牛顿第三定律的重要意义牛顿第三定律的重要意义牛顿第三定律的重要意义牛顿第三定律的重要意义从本质上说明每一个实际存在的力都有它的孪生力反作用力。即说明力是物体的相互作用。第40页/共94页2.2.实验探究作用力与反作用力的关实验探究作用力与反作用力的关系系 作用力和反作用力的大小关系？用手拉弹簧秤用手拉弹簧秤A A，可以看到两个弹簧秤的指针，可以看到两个弹簧秤的指针同时同时运动，且两个弹簧秤的运动，且两个

28、弹簧秤的示示数是相等的，数是相等的，改变手拉弹簧的拉力，弹簧秤的示数也随着改变，但改变手拉弹簧的拉力，弹簧秤的示数也随着改变，但两个示数总两个示数总相等相等。说明：说明：作用力和反作用力大小总是相等的，作用力和反作用力大小总是相等的，也是同时变化的也是同时变化的。第41页/共94页3.3.3.3.对牛顿第三定律的理解对牛顿第三定律的理解对牛顿第三定律的理解对牛顿第三定律的理解两两个个物物体体之之间间的的作作用用力力和和反反作作用用力力总总是是大大小小相相等等，方方向向相相反反，作作用用在在用用一一条条直直线线上上。这这就就是是牛牛顿顿第第三三定定律律。用用公公式式表表示示，即即F=F(负负号号

29、表表示示方方向向相相反反)。异体性异体性同时性同时性作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，所以这一对力是作作用力与反作用力是两个物体间的相互作用，所以这一对力是作用在两个物体上，而不是作用在同一物体上，它们产生的作用效用在两个物体上，而不是作用在同一物体上，它们产生的作用效果永远不会抵消。果永远不会抵消。这一对力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。有作用这一对力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。有作用力，就有反作用力，它们总是成对出现的，同时产生、同时变化、力，就有反作用力，它们总是成对出现的，同时产生、同时变化、同时消失。同时消失。第42页/共94页同一性同一性作用力与反作用

30、力必定是同一性质的力，即如果作用力是弹力，作用力与反作用力必定是同一性质的力，即如果作用力是弹力，则反作用力也是弹力；如果作用力是摩擦力，则反作用力也是摩则反作用力也是弹力；如果作用力是摩擦力，则反作用力也是摩擦力。擦力。普遍性普遍性物体间的相互作用力可以是接触力，也可以是非接触力。物体间的相互作用力可以是接触力，也可以是非接触力。作用力与反作用力的关系适用于静止物体之间，也适用于运动物作用力与反作用力的关系适用于静止物体之间，也适用于运动物体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。体之间，与物体的运动状态无关，与参考系的选择也无关。在经典力学讨论的范围，牛顿第三定律有其普遍意义。在

31、经典力学讨论的范围，牛顿第三定律有其普遍意义。第43页/共94页4.4.一对作用力与反作用力和一一对作用力与反作用力和一对平衡力的区别对平衡力的区别涉及的物体数涉及的物体数两个物体两个物体三个物体三个物体力的性质力的性质必相同必相同 可以相同可以不同可以相同可以不同力的变化力的变化相互依存相互依存一般相互独立一般相互独立力的作用点力的作用点不同物体不同物体同一物体同一物体作用效果作用效果分别使两个不同分别使两个不同 物体发生形变及物体发生形变及运动状态改变运动状态改变使物体处于平衡状态使物体处于平衡状态第44页/共94页5.5.5.5.澄清几个模糊的认识澄清几个模糊的认识澄清几个模糊的认识澄清

32、几个模糊的认识（1）关于马拉车第45页/共94页（2）弹簧秤示数的物理意义mm1 1mm2 2如图：如图：m1=5kg，m2=3kg，弹簧秤示数是，弹簧秤示数是80N？20N？还是？还是30N？弹簧秤示数是弹簧环之间的相互张力弹簧秤示数是弹簧环之间的相互张力第46页/共94页（3）关于拔河比赛的受力分析 拔河比赛比什么？队员的总质量队员的总质量队员脚蹬力的大小队员脚蹬力的大小脚与地面间的摩擦系数脚与地面间的摩擦系数队员握力的大小队员握力的大小手与绳间的摩擦系数手与绳间的摩擦系数第47页/共94页（4）关于苹果落地问题）关于苹果落地问题 为什么苹果为什么苹果落向地面，而落向地面，而不是地面落向不

33、是地面落向苹果？苹果？第48页/共94页教学资源教学资源 教材中值得重视的题目：教材中值得重视的题目：说一说：解释说一说：解释“掰腕子掰腕子”是一个开放性的问题，可以让学生各抒己见这里没是一个开放性的问题，可以让学生各抒己见这里没有采用拔河的例子，是因为拔河的胜负还涉及脚与地面之间的作用力，情景比有采用拔河的例子，是因为拔河的胜负还涉及脚与地面之间的作用力，情景比较复杂较复杂 问题与练习问题与练习2 2、3 3 教材中的思想方法：教材中的思想方法：实验探究的方法实验探究的方法第49页/共94页第六节第六节第六节第六节 用牛顿定律解决问题（一）用牛顿定律解决问题（一）用牛顿定律解决问题（一）用牛

34、顿定律解决问题（一）重点：重点：重点：重点：动力学两类基本问题求解基本思路和一般步骤动力学两类基本问题求解基本思路和一般步骤 难点：难点：难点：难点：物体的受力分析与运动情况分析物体的受力分析与运动情况分析 疑点：疑点：疑点：疑点：易错点：易错点：易错点：易错点：第50页/共94页基本类型1:受力情况 加速度 运动情况基本类型2:运动情况 加速度 受力情况超重和失重问题牛顿运动定律的适用范围1.1.1.1.力和运动关系的基本问题力和运动关系的基本问题力和运动关系的基本问题力和运动关系的基本问题（1）知识结构）知识结构第51页/共94页（2）基本类型）基本类型牛顿运动定律的两种基本类型：牛顿运动

35、定律的两种基本类型：由因求果由因求果由果索因由果索因关键是关键是加速度加速度,它是联系力和运动的桥梁和它是联系力和运动的桥梁和纽带。纽带。关于超重和失重关于超重和失重现象是现象是“视重视重”与与“重力重力”不相等不相等本质是物体在竖直方向有加速度，而且物体本质是物体在竖直方向有加速度，而且物体速度无关速度无关强调：物体的强调：物体的重力重力没有变没有变第52页/共94页2.2.解决力和运动关系问题的一般步解决力和运动关系问题的一般步骤骤确定研究对象；确定研究对象；分析研究对象的受力情况，必要时画受力示分析研究对象的受力情况，必要时画受力示意图；意图；分析研究对象的运动情况，必要时画运动过分析研

36、究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；程简图；利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量。要求的物理量。第53页/共94页教学资源教学资源 教材中值得重视的题目：教材中值得重视的题目：问题与练习问题与练习3 3、4 4 教材中的思想方法：教材中的思想方法：动力学问题分类动力学问题分类 正交分解法正交分解法 第54页/共94页3.3.3.3.应用牛顿运动定律解题的问题应用牛顿运动定律解题的问题应用牛顿运动定律解题的问题应用牛顿运动定律解题的问题问题问题1 1 1 1：必须弄

37、清牛顿第二定律的矢量性：必须弄清牛顿第二定律的矢量性,巧建坐标系通常我们建立坐标系是以加速度的方向作为坐通常我们建立坐标系是以加速度的方向作为坐标轴的正方向，有时为减少力的分解，也可巧妙地建标轴的正方向，有时为减少力的分解，也可巧妙地建立坐标轴，而将加速度分解，应用牛顿第二定律的分立坐标轴，而将加速度分解，应用牛顿第二定律的分量式求解。量式求解。第55页/共94页例例1 1：如图：如图4-14-1所示，电梯与水平面的夹角为所示，电梯与水平面的夹角为3030，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是其重力的力是其重力的6 65 5，求人对梯面的摩擦力是其，求人对

38、梯面的摩擦力是其重力的多少倍？重力的多少倍？a300图图4-1第56页/共94页问题问题2 2 2 2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性 牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果的是力的瞬时作用效果产生加速度。物体在某产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，发

39、生变化，F=ma对运动过程的每一瞬间成立，加速对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。化、同时消失。第57页/共94页例例2：如图：如图4-2（a）所示，一质量为）所示，一质量为m的物体系于长的物体系于长度分别为度分别为L1、L2的两根细线上，的两根细线上，L1的一端悬挂在天花的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为板上，与竖直方向夹角为，L2水平拉直，物体处于水平拉直，物体处于平衡状态。现将平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。L1L2图图4-2(a)若将图若

40、将图2(a)中的细线中的细线L1改为长度相同、质量不计改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图的轻弹簧，如图4-2(b)所示，其他条件不变，求解的所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（步骤和结果与（l）完全相同，即）完全相同，即agtan，你认为，你认为这个结果正确吗？请说明理由。这个结果正确吗？请说明理由。L1L2图图4-2(b)第58页/共94页问题3 3：必须弄清牛顿第二定律的独立性 当物体受到几个力的作用时，各力将独立地当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），产生与其对应的加速度（力的独立作用原理），而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产而物体

41、表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个生加速度叠加的结果。那个方向的力就产生那个方向的加速度。方向的加速度。第59页/共94页例例3：如如图图4-3所所示示，一一个个劈劈形形物物体体M放放在在固固定定的的斜斜面面上上，上上表表面面水水平平，在在水水平平面面上上放放有有光光滑滑小小球球m，劈劈形形物物体体从从静静止止开开始始释释放放，则则小小球球在在碰碰到斜面前的运动轨迹是：到斜面前的运动轨迹是：A.沿斜面向下的直线沿斜面向下的直线B.抛物线抛物线C.竖直向下的直线竖直向下的直线D.无规则的曲线。无规则的曲线。Mm图图4-3第60页/共94页问题4 4：必

42、须弄清牛顿第二定律的同体性 加速度和合外力加速度和合外力(还有质量还有质量)是同属一个物体的，是同属一个物体的，所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象所以解题时一定要把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。全过程的受力情况都搞清楚。第61页/共94页例例4：一人在井下站在吊台上，用如图：一人在井下站在吊台上，用如图4-4所示的所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量台的质量m=15kg,人的质量为人的质量为M=55kg,起动时吊起动时

43、吊台向上的加速度是台向上的加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的求这时人对吊台的压力。压力。(g=9.8m/s2)图图4-4第62页/共94页问题5 5：必须弄清面接触物体分离的条件及应用 相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。相互接触的物体间可能存在弹力相互作用。对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，对于面接触的物体，在接触面间弹力变为零时，它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条它们将要分离。抓住相互接触物体分离的这一条件，就可顺利解答相关问题。件，就可顺利解答相关问题。第63页/共94页例例5:一根劲度系数为一根劲度系数为k,质量不计的轻弹簧，上端质量不计的轻弹簧，上端固定固

44、定,下端系一质量为下端系一质量为m的物体的物体,有一水平板将物有一水平板将物体托住体托住,并使弹簧处于自然长度。如图并使弹簧处于自然长度。如图4-5所示。所示。现让木板由静止开始以加速度现让木板由静止开始以加速度a(ag匀加速向匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。图图4-5第64页/共94页问题6 6：必须会分析临界问题 在物体运动状态的变化过程中，往往在在物体运动状态的变化过程中，往往在达到某个特定状态时，有关的物理量将发生达到某个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态称为临界状态。利用临界状态突变，此状态称为临界状态。利用临界状态

45、的分析作为解题思路的起点，是一条有效的的分析作为解题思路的起点，是一条有效的思考途径。思考途径。第65页/共94页例例6:如如图图4-6，在在光光滑滑水水平平面面上上放放着着紧紧靠靠在在一一起起的的两两物物体体，的的质质量量是是的的2倍倍，受受到到向向右右的的恒恒力力B=2N，受受到到的的水水平平力力A=(9-2t)N，(t的的单单位位是是s)。从从t0开始计时，则：开始计时，则：A.物体在物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的末时刻的加速度是初始时刻的511倍；倍；B.t4s后后,物体做匀加速直线运动；物体做匀加速直线运动；C.t4.5s时时,物体的速度为零；物体的速度为零；D.t4.5s后后

46、,的加速度方向相反。的加速度方向相反。图图4-6第66页/共94页问题7 7：必须会用整体法和隔离法解题 当问题涉及几个物体时，我们常常将这几个物当问题涉及几个物体时，我们常常将这几个物体体“隔离隔离”开来，对它们分别进行受力分析，根据开来，对它们分别进行受力分析，根据其运动状态，应用牛顿第二定律或平衡条件列式求其运动状态，应用牛顿第二定律或平衡条件列式求解。特别是问题涉及物体间的相互作用时，隔离法解。特别是问题涉及物体间的相互作用时，隔离法不失为一种有效的解题方法。不失为一种有效的解题方法。将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个将相互作用的两个或两个以上的物体组成一个整体（系统）作为研究对

47、象，去寻找未知量与已知整体（系统）作为研究对象，去寻找未知量与已知量之间的关系的方法称为整体法。整体法能减少和量之间的关系的方法称为整体法。整体法能减少和避开非待求量，简化解题过程。整体法和隔离法是避开非待求量，简化解题过程。整体法和隔离法是相辅相成的。相辅相成的。第67页/共94页例例7:用用质质量量为为m、长长度度为为L的的绳绳沿沿着着光光滑滑水水平平面面拉拉动动质质量量为为M的的物物体体，在在绳绳的的一一端端所所施施加加的的水水平平拉拉力力为为F，如图，如图4-7所示，求：所示，求：(1)物体与绳的加速度；物体与绳的加速度；(2)绳中各处张力的大小绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀

48、，下假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。垂度可忽略不计。)图图4-7FmM第68页/共94页问题8 8：必须会分析与斜面体有关的问题 例例8：如图：如图4-8所示，水平粗糙的地面上放置一质所示，水平粗糙的地面上放置一质量为量为M、倾角为、倾角为的斜面体，斜面体表面也是粗糙的斜面体，斜面体表面也是粗糙的有一质量为的有一质量为m的小滑块以初速度的小滑块以初速度v0由斜面底端滑由斜面底端滑上斜面上经过时间上斜面上经过时间t到达某处速度为零，在小滑块到达某处速度为零，在小滑块上滑过程中斜面体保持不动。求此过程中水平地上滑过程中斜面体保持不动。求此过程中水平地面对斜面体的摩擦力与支持力各为多大？面对

49、斜面体的摩擦力与支持力各为多大？v0Mm图图4-84-8第69页/共94页问题9 9：必须会分析传送带有关的问题 例例9:如图如图4-9所示，某工厂用水平传送带传送零件，所示，某工厂用水平传送带传送零件，设两轮子圆心的距离为设两轮子圆心的距离为S，传送带与零件间的动摩，传送带与零件间的动摩擦因数为擦因数为，传送带的速度恒为，传送带的速度恒为v，在，在P点轻放一质点轻放一质量为量为m的零件，并使被传送到右边的的零件，并使被传送到右边的Q处。设零件处。设零件运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时运动的后一段与传送带之间无滑动，则传送所需时间为间为，摩擦力对零件做功为，摩擦力对零件做功为.图图

50、4-9SPQv第70页/共94页第七节第七节第七节第七节 用牛顿定律解决问题（二）用牛顿定律解决问题（二）用牛顿定律解决问题（二）用牛顿定律解决问题（二）重点：重点：重点：重点：共点力平衡条件的应用共点力平衡条件的应用 应用牛顿运动定律解决超、失重问题应用牛顿运动定律解决超、失重问题难点：难点：难点：难点：超重失重现象的理解超重失重现象的理解 疑点：疑点：疑点：疑点：加速度向下一定是失重吗？加速度向下一定是失重吗？易错点：易错点：易错点：易错点：超重、失重时重力是否变化超重、失重时重力是否变化 第71页/共94页1.1.1.1.物体的平衡条件物体的平衡条件物体的平衡条件物体的平衡条件平面一般力