本章复习与测试板书设计及意图

第四章 牛顿运动定律 复习与测试

【教学目标】

1.掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式.

2.掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性. 3.掌握牛顿运动定律和运动学公式解决简单力学问题的方法. 【教学重点】

1.掌握牛顿运动定律和运动学公式解决简单力学问题的方法. 2.掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性.

【教学难点】

1.掌握牛顿运动定律和运动学公式解决简单力学问题的方法. 【过程与方法】

1.培养学生分析问题的能力，逻辑推理的能力．

2.帮助学生养成研究问题的方法和习惯．

3. 帮助学生建立本章知识体系，形成基本技能。

【情感、态度与价值观】

1.培养科学研究问题的态度.掌握人类认识自然规律的科学方法。 2.感悟科学是人类进步不竭的动力. 【教学过程】

合作探究一：牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律的理解

1.火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为

（ ）

A．人跳起后，车厢内空气给他向前的力，带着他随同火车一起向前运动．

B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动．

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已．

D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度．

知识回顾：

一、牛顿第一定律

1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止。

2.牛顿第一定律的理解：

（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 的理想实验为基础，在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。

1

（2）牛顿第一定律成立的条件是 ，是理想条件下物体所遵从的规律，在实际情况中，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

①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性 惯性。

②它揭示了运动和力的关系：力是 的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动的原因，即力是产生加速度的原因。

2.甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜，则比赛过程中(

)

A．甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力

B．甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力

C．甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等，方向相反

D．甲、乙两队拉绳子的力大小相等，方向相反

知识回顾：牛顿第三定律

1.内容

两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

2.理解

（1）物体各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失、无先后之分。

（2）作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

（3）作用力与反作用力是同一性质的力。

（4）作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的，既不能合成，也不能抵消，分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。

3.作用力与反作用力和二力平衡的区别

内容

作用力和反作用力

二力平衡

受力物体

作用在两个相互作用的物体上

作用在同一物体上

依赖关系

同时产生，同时消失，相互依存，不可单无依赖关系，撤除一个、另一个独存在

可依然存在，只是不再平衡

叠加性

两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可两力运动效果可相互抵消，可叠求合力

加，可求合力，合力为零；形变效果不能抵消

力的性质

一定是同性质的力

可以是同性质的力也可以不是同性质的力

3.在水平面上有一质量为5kg的物体，它受到与水平方向成530角并斜向上的25N的拉力时，恰好做匀速直线运动，取g=10m/s，问：

（1）当拉力为50N时，加速度多大？

（2）当拉力为62.5N时，加速度多大？

2

一、牛顿第二定律

1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟

比，加速度的方向跟

2.公式：

方向相同。

成正比，跟

成反3.理解要点：

（1）F=ma这种形式只是在国际单位制中才适用

一般地说F＝kma，k是比例常数，它的数值与F、m、a各量的单位有关。在国际单位制中，即F、m、a分别用N、kg、m/s作单位，k=1，才能写为F=ma. （2）牛顿第二定律具有“四性”

①矢量性：物体加速度的方向与物体所受 的方向始终相同。

②瞬时性：牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化，所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度的关系问题。

③独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度的各个方向上的分量关系

④相对性：物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的。

4.牛顿第二定律的适用范围

（1）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。）

（2）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。

二、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

根据物体的受力情况求出物体受到的合外力，然后应用牛顿第二定律F=ma求出物体的加速度，再根据初始条件由运动学公式就可以求出物体的运动情况––物体的速度、位移或运动时间。

2.已知物体的运动情况求物体的受力情况

根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度，然后再应用牛顿第二定律3

2

求出物体所受的合外力，进而求出某些未知力。

求解以上两类动力学问题的思路，可用如下所示的框图来表示：

第一类 第二类

在匀变速直线运动的公式中有五个物理量，其中有四个矢量v0、v1、a、s，一个标量t。在动力学公式中有三个物理量，其中有两个矢量F、a，一个标量m。运动学和动力学中公共的物理量是加速度a。在处理力和运动的两类基本问题时，不论由力确定运动还是由运动确定力，关键在于加速度a，a是联结运动学公式和牛顿第二定律的桥梁。

【典型例题】

1．如图所示，质量为4 kg的物体静止于水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为0.5，物体受到大小为20Ｎ与水平方向成30°角斜向上力F作用,物体沿水平面做匀加速运动，求物体2s末的速度是多大?（g取10 m/s2）

2．如图所示地面上放一物体，质量为2kg，用20N的力与水平方向成37°角推物体，物2体与水平面间的动摩擦因数为0.25，求物体的加速度多大？（取g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

3.如图所示，一物体滑块沿倾角为θ的斜面加速下滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，求滑块的加速度？

4

4.一斜面AB长为10m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端A点由静止开始下滑，如图所示（g取10 m/s2）

（1）若斜面与物体间的动摩擦因数为0.5，求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间．

（2）若给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能沿斜面匀速下滑，则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少?

5.如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg．（g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况．

（2）求悬线对球的拉力．

6图所示，质量m=4kg的物体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，在与水平成θ=37°角的恒力F作用下，从静止起向右前进t1=2.0s后撤去F，又经过t2=4.0s物体刚好停下。求：F的大小、最大速度vm、总位移x。

5

7.如图所示.质量为2kg的物体静止在水平面上，用20N的力F与水平方向成37°角推物体，4.0s后物体达到斜面底端且撤去F，物体将冲上斜面。物体与水平面间及物体与斜面2间的动摩擦因数均为0.25，斜面倾角为37。（g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）

求物体达到斜面底端时的速度为多大？

（2）

物体沿斜面上滑的最大距离？

8.图所示是娱乐场所滑梯的简化模型，物体与水平面间及物体与斜面间的动摩擦因数均为0.5，物体从A点开始下滑，最终停在C点，若斜面倾角为37°，人的质量为60kg，A与C的水平距离为50m。求：为保证安全斜坡的高度不能超过多少？（g=10m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

9．质量为2.0 kg的物体，其水平推力F作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图如图所示。

（g=10m/s）

（1）物体与水平面间的动摩擦因数为μ？

（2）水平推力F的大小？

6

22

10.如图甲所示，质量为m＝1kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定且足够长的斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力F, t1＝1s时撤去拉力，物体运动的部分v—t图像如图乙所示．试求：(g取10m/s2) （1）拉力F的大小．

（2）t＝4s时物体的速度v的大小．

．

v/m·F

210 甲

-1 1 乙

2 t/

11.图所示，一质量M=0.2kg的长木板静止在光滑的水平地面上，另一质量m=0.2kg的小滑块，以V0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板。已知小滑块与长木板间的动摩擦因数μ1=0.4， g=10m/s, 问：

（1）经过多少时间小滑块与长木板速度相等？

（2）从小滑块滑上长木板，到小滑块与长木板相对静止，小滑块运动的距离为多少？（滑块始终没有滑离长木板）

2V0

7

12．如图，水平传送带两个转动轴轴心相距20m，正在以v＝4.0m/s的速度匀速传动，某物块儿（可视为质点）与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块儿从传送带左端无初速地轻放在传送带上，则经过多长时间物块儿将到达传送带的右端（g=10m/s2）

？

13.如图所示，传送带与地面成夹角θ=37°，以10m/s的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.9，已知传送带从A→B的长度L=50m，则物体从A到B需要的时间为多少？

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