本章复习与测试教学活动设计方案

第4章

牛顿运动定律

一、复习目标

（1）理解牛顿第一定律的内容及意义．

（2）知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象。

（3）知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义. （4）知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念；

（5）知道牛顿第三定律的内容，能用牛顿运动定律解决问题。

2. 预习范围

教材第四章节内容

二、题型、技巧归纳

1. 火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为( ) A. 人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动

B. 人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动

C. 人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来

D. 人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度

2. 如图所示，将两弹簧秤a、b联结在一起，当用力缓慢拉a弹簧秤时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧秤的示数总是相等，这个实验说明( )

A. 这是两只完全相同的弹簧秤

B. 弹力的大小与弹簧的形变量成正比

C. 作用力与反作用力大小相等、方向相反

D. 力是改变物体运动状态的原因

3. 一物体质量为m，该物体所受合力的大小为F，获得加速度为a，那么在下图中，正确表示了它们之间函数关系的是( )

A.

B.

C.

D.

4、如图甲所示，细绳跨过光滑的轻质定滑轮连接A、B两球，滑轮悬挂在一个传感器正下方，B球换用质量m不同的球，而A球始终不变，通过计算机描绘得到传感器拉力F随B球质量m变化的关系如图乙所示，F=F0直线是曲线的渐近线，已知轻质定滑轮质量可看成零，重力加速度为g，则（

）

A. 根据图线可以确定A球质量m0=

B. 根据图线可以计算B球为某一质量m时其运动的加速度α

C. A、B球运动的加速度α一定随B质量m的增大而增大

D. 传感器读数F一定小于A、B球总重力

5、固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向的推

力F作用下向上运动，推力F与小环速度v随时间变化规律如图所示，取重力加速度g=10m/s．求：

（1）小环的质量m；

（2）细杆与地面间的倾角α．

2

三、

归纳小结

（一）惯性

1．定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性．

2.

惯性的量度：惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度．质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小．

3、惯性的性质：①一切物体都具有惯性，其本质是任何物体都有惯性．②惯性与运动状态无关：不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的．当物体本来静止时，它一直“想”保持这种静止状态．当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动．

（二）牛顿运动定律

1.牛顿第一定律：

（1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，在总结前人的研究成果之上，加之丰富的想而推理得出的一条理想条件下的规律；

（2）牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，是理想条件下物体所遵从的规律．在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的．

（3）牛顿第一定律的意义在于它揭示了一切物体都具有的一种基本属性--惯性，还揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因．

2.牛顿第二定律

（1）牛顿第二定律适用条件：

①物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．表达式：F合=ma

②适用范围：

牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系）．

牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）的情况．

（2）应用牛顿第二定律的解题步骤：

应用牛顿第二定律解答动力学问题时，首先要对物体的受力情况及运动情况进行分析，确定题目属于动力学中的哪类问题，不论是由受力情况求运动情况，还是由运动情况求受力情况，都需用牛顿第二定律列方程．

①通过审题灵活地选取研究对象，明确物理过程．

②分析研究对象的受力情况和运动情况，必要时画好受力示意图和运动过程示意图，规定正方向．

③根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解．（列牛顿第二定律方程时可把力进行分解或合成处理，再列方程）

3、牛顿第三定律：

（1）两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．

（2）应用牛顿第三定律分析问题时应注意以下几点

不要凭日常观察的直觉印象随便下结论，分析问题需严格依据科学理论．

理解应用牛顿第三定律时，一定抓住“总是”二字，即作用力与反作用力的这种关系与物体的运动状态无关．与平衡力区别应抓住作用力和反作用力分别作用在两个物体上．

（三）牛顿定律的应用

1．解连接体问题的基本方法

连接体：两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体，在我们运用牛顿运动定律解答力学问题时经常会遇到．

（1）整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体，此时不必考虑物体之间的作用内力．

（2）隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各个物体隔离出来单独分析．解决实际问题时，将隔离法和整体法交叉使用，有分有合，灵活处理．在使用隔离法解题时，所选取的隔离对象可以是连接体中的某一个物体，也可以是连接体中的某部分物体（包含两个或两个以上的单个物体），而这“某一部分”的选取，也应根据问题的实际情况，灵活处理．

（3）选用整体法或隔离法可依据所求的力来决定，若为外力则应用整体法；若所求力为内力则用隔离法．但在具体应用时，绝大多数的题目要求两种方法结合应用，且应用顺序也较为固定，即求外力时，先隔离后整体；求内力时，先整体后隔离．先整体或先隔离的目的都是为了求解共同的加速度．

（四）超重与失重

1、超重：

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的情况．

（2）产生条件：物体具有向上的加速度．

（3）超重时，物体向上加速或向下减速；

2、失重

（1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的情况．

（2）产生条件：物体具有向下的加速度．

（3）失重时，物体向下加速或向上减速．

四、拓展练习

1. 如图，在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车向右做匀减速运动．则下列哪个图能正确表示刹车期间车内的情况（

）

A.

B.

C.

D.

2. 如图所示，容器中盛满水，水中放入P和Q两个小球，P球为铁球，Q球为木球，它们用细线分别系于容器的上、下底部，当容器静止时，细线均伸直处于竖直方向，现使容器以一定加速度向右匀加速运动，则此时P、Q两球相对容器（

）

A. P球向右偏移

B. 两球均向左偏移

C. Q球向右偏移

D. 两球均向右偏移

3．如图所示，课本放在水平桌面上，下列说法正确的是（

A. 力F1和力F2是一对平衡力

B. 力F1就是课本的重力

C. 力F1和力F2是一对作用力和反作用力

D. 力F1的大小大于力F2的大小

）

参考答案

二、题型、技巧归纳

1.

【答案】A 【解析】人跳起后，由于惯性在水平方向上人和车具有相同的速度，所以仍落回到原处，ABC错，D对。

2．【答案】C 【解析】A、a、b两弹簧秤的示数分别显示b弹簧的拉力和a弹簧的拉力，这是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律得知，它们的示数总是相等，与弹簧称无关，故两只弹簧称不一定完全相同．故A错误．

B、此实验不能说明弹力的大小与弹簧的形变量成正比．故B错误．

C、a、b两弹簧秤的示数分别显示b弹簧的拉力和a弹簧的拉力，这是一对作用力与反作用力，两弹簧称的示数相等，说明了作用力与反作用力大小相等、方向相反．故C正确．

D、弹簧称的运动没有改变，故此实验不能说明力是改变物体运动状态的原因．故D错误．

故选C 3.【答案】AD 【解析】根据牛顿第二定律F=ma可得a=F/a，在物体质量一定的情况下，物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比．故A正确．

B中F与a不是正比例关系，故B错误．

由于物体的质量与物体所受合外力大小无关，与物体的加速度的大小无关，仅仅由物体所含物质的多少决定．故C错误，而D正确．

故选A、D．

4、【答案】B 5、【答案】（1）小环的质量m为1kg；

（2）细杆与地面间的倾角α为30°．

【解析】：（1）由图得：a=v/t=0.5m/s，

前2s，物体受到重力、支持力和拉力，根据牛顿第二定律，有：F1-mgsinα=ma

①

2s后物体做匀速运动，根据共点力平衡条件，有：F2=mgsinα

②

由①②两式，代入数据可解得：m=1kg，α=30°．

2

故小环的质量m为1kg．

（2）由第一问解答得到，细杆与地面间的倾角α为30°．

四、拓展练习：

1.【答案】D 【解析】开始时金属球、车厢及氢气球有向右的相同速度，突然刹车使车厢做减速运动时，由于金属球比车厢内同体积的空气质量大，惯性大，运动状态不易改变，相对车厢还是向右运动，因此B向右偏，故B、C错误．氢气虽然有惯性因为氢气密度小空气的密度大（惯性比气球大），所以向前会撞到空气，力的作用相互的，被空气向后推开，相对车厢向左运动，故A错误、D正确，

故选D 2．【答案】C 3.【答案】C 【解析】：A、力F1是书对桌面的压力，力F2是桌面对书的支持力，是一对作用力和反

作用力，大小相等，故AD错误，C正确；

B、重力的施力物体是地球，F1就的施力物体是书本，两个力不是同一个力，故B错误；

故选C．