本章复习与测试教案教学设计导入设计

教学设计

课题名称：牛顿运动定律复习

姓名

学科年级

一、课程标准要求

马金萍

高一

工作单位

教材版本

北方民族大学附属中学

人教版必修一

1.通过实验，探究加速度与质量、物体受力之间的关系。

2.理解牛顿运动规律，用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。

3.认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的问题

二、教材地位作用

本章是在前面对运动和力研究的基础上的延伸----研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也是进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。本章还涉及到许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。

三、教学目标确定

1、知识目标：（1）掌握牛顿第一、第二、第三运动定律的文字表述和数学表达式；

（2）能结合物体的运动情况进行受力分析；

（3）掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法，学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题。

2、能力目标：培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表达能力。

3、情感目标：培养严谨的科学态度，养成良好的思维习惯。

四、重点、难点

教学重点

帮助学生正确分析物体运动过程，掌握解决一般力学问题的程序。

教学难点

正确、合理地选择研究对象和灵活应用中学的数学方法，解决实际问题。难点的突破在于精选例题，重视运动过程分析，正确掌握整体隔离法。

五、教学过程

知识点回顾：

1、牛顿第一定律

（1）内容：一切物体总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。

（2）惯性：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。一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。

（3）牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止，所以说力不是维持物体运动状态的原因，而是使物体改变运动状态的原因，即产生加速度的原因。

2、牛顿第二定律

（1）内容：物体运动的加速度与所受的合力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合力相同。表达式为。

（2）牛顿第二定律的瞬时性与矢量性

对于一个质量一定的物体来说，它在某一时刻加速度的大小和方向，只由它在这一时刻所受到的合力的大小和方向来决定。当它受到的合力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义。

（3）运动和力的关系

牛顿运动定律指明了物体运动的加速度与物体所受外力的合力的关系，即物体运动的加速度是由合力决定的。但是物体究竟做什么运动，不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关。比如一个正在向东运动的物体，若受到向西方向的外力，物体即具有向西方向的加速度，则物体向东做减速运动，直至速度减为零后，物体再在向西方向的力的作用下，向西做加速运动。由此说明，物体受到的外力决定了物体运动的加速度，而不是决定了物体运动的速度，物体的运动情况是由所受的合力以及物体的初始运动状态共同决定的。

3、牛顿第三定律

（1）内容：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）作用力和反作用力与一对平衡力的区别与联系

关系

类

别

作用力和反作用力

一对平衡力

相同

大

小

相等

相等

方

向

相反、作用在同一条直线上

相反、作用在同一条直线上

不同

作用点

作用在两个不同的物体上

作用在同一个物体上

性

质

相同

不一定相同

作用时间

同时产生同时消失

一个力的变化，不影响另一个力的变化

4、牛顿运动定律的应用

1、有关运用牛顿运动定律解决的问题常常可以分为两种类型：

已知物体的受力情况，求物体的运动情况（物体运动的位移、速度及时间等）；

已知物体的运动情况，求物体的受力情况（求力的大小和方向）。

不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案。也就是说加速度是解决问题的桥梁。

2、运用牛顿第二定律解决问题的一般步骤是：

（1）确定研究对象；

（2）分析物体的受力情况和运动情况，画出被研究对象的受力分析图；

（3）用平行四边形定则或正交分解法求出合力；

（4）根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解。

3、受力分析

对物体进行正确的受力分析是分析、求解力学问题的关键，受力分析就是要明确周围物体对研究对象施加的性质力的方向，并画出力的示意图。能够对物体进行受力分析的基础是正

确而深刻地理解力的概念。对物体进行受力分析，一般有两种途径：其一是从力的概念出发，根据力的产生条件，判断力是否存在以及力的方向等；其二是根据物体的运动状态来判断物体的受力情况。

通常采用隔离法分析，具体方法是：

（1）确定研究对象：即确定所研究的问题中，要研究的是哪一个物体；

（2）隔离研究对象；

（3）分析物体受力：按照重力、弹力、摩擦力的次序依次进行受力分析，防止漏力和添力；

（4）画好受力图。

说明：

①所有的力都是周围物体给研究对象的，而不是研究对象给周围物体的。不要错把其他物体受到的力画在该物体上；

②注意不要多画力。常见的错误有：将不存在的力画入；合力或分力重复画入等。如分析斜面上向下滑动的物体受力时，在画了重力时，又画出了沿斜面向下的“下滑力”（该力不存在），或者在分析了重力时，又分析了它的两个分力即沿斜面向下的力和垂直斜面的力（合力和分力重复画出）。要知道，分析受力时，考虑了合力就不要再考虑它的分力，若考虑了分力就不要再考虑它的合力。

③防止“缺力”和“多力”的方法是：牢记研究对象，按正确顺序进行受力分析，一般是“一重，二弹，三摩擦”的顺序，所画的每一个力都必须同时找到受力物体和施力物体。

④三种常见的力中，较难分析的是摩擦力，尤其是静摩擦力。滑动摩擦力的大小可

由求出，在复习过程中要注意理解正压力是两接触面之间的弹力。静摩擦力分析较为困难的原因是它的大小在一定数值范围内变化，方向与相对运动的趋势方向相反。而相对运动的趋势又必须通过物体所受其他外力的状况或物体的运动状态来判定。因此从物体的运动状态和牛顿运动定律来分析静摩擦力更容易些，即从物体的运动情况去分析物体受力或根据物体的受力去分析物体的运动状态，这就是动力学的基本思路，也是对“力是使物体运动状态改变的原因”这句话的深刻理解。

习题练习

一、选择题

1．有关惯性大小的下列叙述中，正确的是(

)

A．物体跟接触面间的摩擦力越小，其惯性就越大

B．物体所受的

合力越大，其惯性就越大

C．物体的质量越大，其惯性就越大

D．物

体的速度越大，其惯性就越大

2.

如右图所示，A、B两物体叠放在一起，用手托住，

让它们静止靠在墙边，然后释放，使它们同时沿竖直墙面下滑，已

知mA>mB，则物体B(

) A．只受一个重力

B．受到重力、摩

擦力各一个

C．受到重力、弹力、摩擦力各一个

D．受到重力、摩

擦力各一个，弹力两个

3．下列说法正确的是(

)

A．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态

B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中

都处于失重状态

C．举重运动员在举

起杠铃后不

动的那段时间内处于超重状态

D．体操运动员

双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态

4.

用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的

受力如图

所示，下列说法正确的是(

)

A．F1的施力物体是弹簧

B．F2的反作用力是F3 C．F 3的施力

物体是小球

D．F4的反作用力是F1

5．如右

图所示，重10 N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左

运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1，现给物体施加水平向右的

拉力F，其大小为20 N，则物体受到的摩擦力和加速度大小分别为

(取g＝10 m/s2)(

) A．1 N,20 m/s2

B．0,21 m/s2 C．1

N,21 m/s2 D．条件不足，无法计算

6. 如图所示，质量为m的物体在粗糙斜面上以加速度a加速下滑，

现加一个竖直向下的力F作用在物体上，则施加恒力F后物体的加

速度将(

) A．增大 B．减小

C．不变 D．无法判断

7．如下图所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块

A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度a做匀加速

直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1 和a2，则(

) A．a1＝a2＝0 B．a1＝a，a2＝0 C．a1＝m1m1 ＋m2a，a2＝m2m1＋m2a D．a1＝a，a2＝－m1m2a

8. 汶川大地震后，为解决灾区群众的生活问题，党和国家派出大

量直升机空投救灾物资．有一直升机悬停在空中向地面投放装有物

资的箱子，如右图所示．设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力

与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿

态．在箱子下落过程中，下列说法正确的是(

) A．箱内物体对箱

子底部始终没有压力

B．箱子刚投下时，箱内物体受到的支持力最

大

C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大

D．若

下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”

9．质量为1 kg，初速度v0＝10 m/s的物体，受到一个与初速度v0 方向相反，大小为3 N的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑动，物

体与地面间的动摩擦因数为0.2，经3 s后撤去外力直到物体停下来，

物体滑行的总位移为(取g＝10 m/s2)(

) A．7.5 m B．9.25 m

C．9.5 m D．10 m

10．在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如下图所示的实

验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用

m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算

出．

(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对

小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的

重力．

(2)一组同学在做加速

度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车

及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为

了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与________ 的图象．

(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a －1M图线如右图所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不

同？车及车上的砝码的总质量相等时，由图象知乙的加速度大，故

乙的拉力F大(或乙中盘及盘中砝码的质量大)．

11. 如右图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个幼儿用与

水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面做直线运动，已知拉力F＝

3.0 N，玩具的质量m＝0.5 kg，经时间t＝2.0 s，玩具移动

了x＝4 m，

这时幼儿松开手，问玩具还能运动多远？(取g＝10 m/s2，sin 53°

＝0.8，cos 53°＝0.6)：

12.

质量为2 kg的物体在水平推力F的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图象如右图所示．g取10 m/s2，

求：

(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ；

(2)水平推力F的大小；

(3)0～10 s内物体运动位移的大小．