本章复习与测试教学设计(第二课时)

第三章

牛顿运动定律

知识网络：

单元切块：

按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：牛顿第一定律、惯性、牛顿第三定律；牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用。其中重点是对牛顿运动定律的理解、熟练运用牛顿运动定律分析解决动力学问题。难点是力与运动的关系问题。

牛顿第一定律

惯性

牛顿第三定律

教学目标：

1．理解牛顿第一定律、惯性；理解质量是惯性大小的量度

2．理解牛顿第三定律，能够区别一对作用力和一对平衡力

3．掌握应用牛顿第一定律、第三定律分析问题的基本方法和基本技能

教学重点：理解牛顿第一定律、惯性概念

教学难点：惯性

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

一、牛顿第一定律

1．牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

这个定律有两层含义：

（1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力

来维持。

（2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因。

点评：

①牛顿第一定律导出了力的概念

力是改变物体运动状态的原因。（运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：

av，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。

t（不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加

速度的原因”。）

②牛顿第一定律导出了惯性的概念

一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变

的难易程度（惯性大的物体运动状态不容易改变）。质量是物体惯性大小的量度。

③牛顿第一定律描述的是理想化状态

牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在

的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成

牛顿第二定律在F=0时的特例。

2．惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。对于惯性理解应注意以下三点：

（1）惯性是物体本身固有的属性，跟物体的运动状态无关，跟物体的受力无关，跟

物体所处的地理位置无关。

（2）质量是物体惯性大小的量度，质量大则惯性大，其运动状态难以改变。

（3）外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服了物体的惯性。

二、牛顿第三定律

1．

对牛顿第三定律理解应注意：

（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，作用在一条上

（2）作用力与反作用力总是成对出现．同时产生，同时变化，同时消失

（3）作用力和反作用力在两个不同的物体上，各产生其效果，永远不会抵消

（4）作用力和反作用力是同一性质的力

（5）物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“场”力

定律内容可归纳为：同时、同性、异物、等值、反向、共线

2．区分一对作用力反作用力和一对平衡力

一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。

作用对象

作用时间

力的性质

力的大小关系

力的方向关系

3．一对作用力和反作用力的冲量和功

一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。

一对作用力和反作用力

一对平衡力

两个物体

同时产生，同时消失

一定是同性质的力

大小相等

方向相反且共线

同一个物体

不一定同时产生或消失

不一定是同性质的力

大小相等

方向相反且共线

牛顿第二定律

教学目标：

1．理解牛顿第二定律，能够运用牛顿第二定律解决力学问题

2．理解力与运动的关系，会进行相关的判断

3．掌握应用牛顿第二定律分析问题的基本方法和基本技能

教学重点：理解牛顿第二定律

教学难点：

力与运动的关系

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

一、牛

顿

第

二

定

律

1．定律的表述

物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma

（其中的F和m、a必须相对应）

点评：特别要注意表述的第三句话。因为力和加速度都是矢量，它们的关系除了数量大小的关系外，还有方向之间的关系。明确力和加速度方向，也是正确列出方程的重要环节。

若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。

2．对定律的理解：

（1）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为：合外力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也为零。

（2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式aF只表示加速度与合外力的大小m关系.矢量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致. （3）同一性：加速度与合外力及质量的关系，是对同一个物体（或物体系）而言。即

F与a均是对同一个研究对象而言。

（4）相对性：牛顿第二定律只适用于惯性参照系。

（5）局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子。

3．牛顿第二定律确立了力和运动的关系

牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。

4．应用牛顿第二定律解题的步骤

（1）明确研究对象。可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi，对应的加速度为ai，则有：

F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan

对这个结论可以这样理解：

先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律：

∑F1=m1a1，∑F2=m2a2，……∑Fn=mnan，

将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F。

（2）对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。

（3）若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则（或三角形定则）解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题（注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。

（4）当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时，那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。

解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。