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牛顿运动定律实验
来源:莲生三十二
作者:开心麻花
2025-09-19
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牛顿运动定律实验(精选8篇)

牛顿运动定律实验 第1篇

牛顿运动定律·牛顿第二定律·教案

一、教学目标

1.在学生实验的基础上得出牛顿第二定律,并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。

2.通过学生分组实验,锻炼学生的动手实验能力。3.渗透科学的发现、分析、研究等方法。

二、重点、难点分析

1.牛顿第二定律本身是力学的重点内容,所以在学生最初接触这个规律时就应打好基础。

2.由于采用新的教学方法,在课堂密度加大的情况下如何完成教学进度,成为教学过程中的一个难点。

三、教具

1.学生分组实验牛顿第二定律器材(木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等)。

2.计算机及自编软件,电视机(作显示)。3.投影仪,投影片。

四、教学过程(一)引入新课

1.复习提问:物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述,物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么?(学生回答:物体运动状态改变快慢用加速度来描述;加速度与物体质量及物体受力有关,关系是:物体受力越大,物体加速度越大;物体质量越大,物体加速度越小。)2.引课提问:物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在,其关系是什么?请同学猜一猜。(当学生提出物体加速度可能与物体受力成正比,与物体的质量成反比时,教师予以表扬。)我们的猜想是否正确呢,需要用实验来检验。这就是我们这节课所要研究的牛顿第二定律。

(二)教学过程 1.实验介绍 投影:实验装置图

讲解:我们用小车作为研究对象,通过在小车上增减砝码可以改变小车质量。在小车上挂一根细线,细线通过定滑轮拴一个小桶,小桶内可以放重物,这时小车受到的拉力大致是小桶及重物的重力,我们可以通过改变小桶内的重物来改变小车受到的拉力。我们研究小车的加速度a与拉力F及小车质量M的关系时,可先保持M一定,研究a与F的关系;再保持F一定,研究a与M的关系。这是物理学中常用的研究方法。

下面我们先保持小车质量不变,拉力F取几次不同的数值,测出每一次小车的加速度a,从而研究a与F的关系。

提问:如何测出小车的加速度?(学生回答:可用打点计时器。)再追问:测加速度的公式是什么?(学生回答公式,若学生回答不清时,可帮助其答出。)

讲解:怎样才能直观地反映出a与F是否成正比呢?我们可以借助图象:用横轴表示拉力,用纵轴表示加速度,若加速度随拉力的变化图线是一条过原点的直线,就可以说明a与F成正比。我们改变几次拉力的大小,并测出每次拉力所对应的小车加速度,就可以得到几组数据,每组数据对应图象中的一个点,根据这几个点就可以连出加速度随拉力变化的图象,并根据图象作出是否成正比的判断。

板图:

讲解:在小车运动过程中不可避免的要受到摩擦力的作用,这个摩擦力也会影响到小车的加速度,如何消除摩擦力的影响呢?我们可以把木板的一端垫高,使小车在没有受到拉力时恰能够在木板上做匀速运动,就是用重力的下滑分力与摩擦力平衡,这时再加拉力,小车的加速度就只由拉力而产生了。

由于一节课时间有限,所以我们共同完成这个实验:每组只做一个拉力作用下小车产生加速度的情况,但不同的组取的拉力值不同,如第一组拉力为0.1N、第二组拉力为0.2N、第三组拉力为0.3N„„而我们所用的小车质量是相同的,这样我们把大家的数据综合起来,就得到质量相同的小车在若干个不同拉力作用下的加速度了。

另外为了节约时间,我们采用计算机处理数据。

开机并讲解:这个数据处理软件功能是这样的:我们只要把s1、s2、s3、s4、s5、s6及记数点的时间间隔T输入,计算机就会自动算出小车的加速度a,并且根据输入的对应拉力F的数值,作出a随F变化的图线。

2.学生实验

实验:(约8至10分钟)教师巡视; 提问:学生实验数据报出并输入计算机; 操作:由数据得出图线;

讲解:由实验可知,物体的加速度与所受拉力成正比。板书:a∝F 3.实验介绍

讲解:下面再保持拉力不变,研究a与M的关系。刚才我们猜测a与M可能是反比关系,怎样才能从图象上反映a与M是否反比呢?我们可以以1/M为横轴,以a为纵轴,若所得图线为过原点的直线,则表明a与1/M成正比,也就是a与1/M成反比。

下面我们仍然分组来进行实验,我们都选拉力为0.1N,通过在小车上增加砝码来改变小车质量,第一组取小车的质量为0.2kg、第二组取小车的质量为0.3kg、第三组取小车的质量为0.4kg„„实验数据的处理也与刚才相似,只是此时不再输入拉力,而是输入小车的质量M并自动换算出质量的倒数1/M,并根据几组质量值及对应的加速度作出a随1/M变化的图线。4.学生实验

实验:(约7到8分钟)教师巡视; 提问:学生实验数据报出并输入计算机; 操作:由数据得出图线;

讲解:由实验可知,物体的加速度与物体质量成反比。板书:a∝1/M 5.结论分析

根据实验我们证实了我们的猜想:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比。这就是著名的牛顿第二定律。

板书:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体质量成反比。用公式表示为 a∝F/M F∝Ma 若改写为等式,应乘一系数k F=kMa 如果我们把1牛顿定义为:使质量1千克的物体产生1米/秒2加速度的力为1牛顿,这时等式左侧为1,等式右侧为k。也就是说我们采用这种定义方式可以使k=1,此时牛顿第二定律的表达式为

板书:F=Ma 讲解:下面我们对牛顿第二定律进行进一步的讨论:首先我们可以注意刚才小车所受到的拉力,实际是小车所受到的合外力,所以牛顿第二定律中的F应为物体受到的合外力。

板书:(1)F为合外力

其次我们可以注意到小车的加速度方向与拉力方向是一致的,这就是牛顿第二定律的方向性。

板书:(2)a的方向与 F一致

另外,物体某一时刻的加速度,只由它此刻的受力决定,而与其他时刻的受力无关,这就是牛顿第二定律的即时性。

板书:(3)即时性(三)课堂小结:这节课我们通过实验得出了牛顿第二定律,并且对这个规律有了初步的了解。牛顿第二定律是力学中的一个很重要的规律,今后我们还要进一步学习和讨论。

五、说明

1.设计思路:本节课的设计出发点在于更多地调动学生参与,使其动手动脑,以提高其能力。本节课的关键在于电脑辅助实验数据处理,提高了课堂密度,有可能在一节课内完成讲授与实验。本节课设计时隐含了“假说”——“实验验证”的科学研究方法,电脑辅助实验数据处理,烘托了科学研究气氛。2.本节课学生实验器材即学生分组验证牛顿第二定律器材,电脑软件系自制软件:包括表格(输入s1至s6及T即可算出a,根据a和F或1/M的值即可在图象中描点连线)和图象,也可以用一些现成的软件如Excel等。

(北京市第156中学 王方毅)

牛顿运动定律实验 第2篇

2.控制变量法

3.整体与隔离法

4.图解法

5.正交分解法

6.关于临界问题

处理的基本方法是:

根据条件变化或过程的发展,分析引起的受力情况的变化和状态的变化,找到临界点或临界条件(更多类型见错题本)

高一物理牛顿运动定律考点三:应用牛顿运动定律解决的几个典型问题

1.力、加速度、速度的关系:

(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的关系,合力只要不为零,无论速度是多大,加速度都不为零

(2)合力与速度无必然联系,只有速度变化才与合力有必然联系

(3)速度大小如何变化,取决于速度方向与所受合力方向之间的关系,当二者夹角为锐角或方向相同时,速度增加,否则速度减小

2.关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题:

(1)轻绳:

①拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向

②同一根绳上各处的拉力大小都相等

③认为受力形变极微,看做不可伸长

④弹力可做瞬时变化

(2)轻杆:

①作用力方向不一定沿杆的方向

②各处作用力的大小相等

③轻杆不能伸长或压缩

④轻杆受到的弹力方式有:拉力、压力

⑤弹力变化所需时间极短,可忽略不计

(3)轻弹簧:

①各处的弹力大小相等,方向与弹簧形变的方向相反

②弹力的大小遵循的关系

③弹簧的弹力不能发生突变

3.关于超重和失重的问题:

(1)物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力

(2)物体超重或失重与速度方向和大小无关。根据加速度的方向判断超重或失重:加速度方向向上,则超重;加速度方向向下,则失重

(3)物体出于完全失重状态时,物体与重力有关的现象全部消失:

①与重力有关的一些仪器如天平、台秤等不能使用

②竖直上抛的物体再也回不到地面

牛顿运动定律解题常用“十法” 第3篇

合成法是根据物体所受到的力, 用平行四边形定则求出合力, 再根据要求进行计算的方法.这种方法一般适用于物体只受两个力的作用.

例1一辆小车在水平地面上沿直线行驶, 在车厢上悬挂的摆球相对小车静止.其悬线与竖直方向成θ角, 如图1甲所示.问小车的运动情况如何?加速度多大, 方向怎样?

解析:小球受重力和细线拉力作用, 因这两个力互成角度, 故合力必不为零, 且合力方向与加速度方向相同, 由图1甲可知小球和小车有共同的水平向左的加速度, 因此合力必然水平向左, 加速度方向也水平向左.

小球的受力情况如图1乙所示, 由图可知, F=mgtanθ, 则加速度:a==gtanθ

且a为恒量, 小车做匀变速直线运动, 且有两种情况:

(1) 向左做匀加速直线运动;

(2) 向右做匀减速直线运动.

二、正交分解法

当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时, 通常采用正交分解法解题, 为减少矢量的分解, 建立坐标系时, 确定x轴的正方向常用二种方法:

.分解力而不分解加速度

分解力而不分解加速度, 通常以加速度a的方向为x轴正方向, 建立直角坐标系, 将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上, 分别求得x轴和y轴上的合力.根据力的独立作用原理, 各个方向上的力分别产生各自的加速度, 得方程组:Fx=ma, Fy=0.

例2如图2甲所示, 小车在水平面上以加速度a向左做匀加速直线运动, 车厢内用OA、OB两细绳系住一个质量为m的物体, OA与竖直方向夹角为θ, OB是水平的, 求二绳的拉力各是多少?

解析:m的受力情况及直角坐标系的建立如图2乙所示 (这样建立只需分解一个力) .注意到ay=0, 得:

解得:T1=mg/cosθ, T2=mgtanθ-ma.

2.分解加速度而不分解力

若物体受几个互相垂直的力作用, 应用牛顿定律求解时, 若分解的力太多, 比较繁琐, 所以在建立直角坐标系时, 可根据物体受力情况, 使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a, 得ax和ay, 根据牛顿第二定律得方程组:

Fx=max (1) , Fy=mQy (2) 求解.这种方法一般是在以某个力的方向为x轴正方向时, 其它力都落在两个坐标轴上而不需再分解的情况下应用.

例3如图3甲所示, 电梯与水平面夹角为30°, 当电梯加速向上运动时, 人对梯面的压力是其重力的6/5, 人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?

解析:对人受力分析, 重力mg, 支持力FN, 摩擦力Ff (摩擦力的方向一定与接触面平行, 由加速度的方向推知Ff水平向右) .

建立直角坐标系:取水平向右 (即Ff的方向) 为x轴正方向, 竖直向上为y轴正方向, 如图3乙所示.此时只需分解加速度, 其中ax=acos30°, ay=asin30°, 如图3丙所示.

根据牛顿第二定律:

x方向:Ff=max=macos30° (1)

y方向:FN-mg=may=masin30° (2)

又因为FN=

解 (1) (2) (3) 得:Ff=mg, 即人与梯面间的摩擦力是其重力的倍.

三、隔离法

若系统内各物体加速度的大小或方向不同时, 一般采用隔离法进行分析比较方便.

例4如图4所示, mA=0.3kg, mB=0.2kg, 两物体与地面动摩擦因数均为0.2, 当水平拉力F=4N作用在物体A上时, 滑轮质量不计, 求物体B的加速度及绳对它的拉力.

解析:对A进行受力分析, 物体A受到重力mAg, 支持力FNA, 地面对A的摩擦力FfA (FfA=μmAg) 和绳对物体A的拉力FTA的作用, 产生一个向右的加速度aA.由牛顿第二定律得:

对B进行受力分析, 物体B受到重力mBg, 支持力FNB, 地面对B的摩擦力FfB (FfB=μmBg) 和向右的绳对物体B的拉力FTB的作用, 产生一个向右的加速度aB.由牛顿第二定律得:

根据题意有:FTA=2FTB (3)

解以上四式得:aB=4.72m/s2, FTB=1.35N.

四、整体法

如果系统是由几个物体组成, 这几个物体的质量分别为m1、m2, 加速度分别为a1、a2, 这个系统受到的合外力为F, 则这个系统的牛顿第二定律的表达式为:F=m1a1+m2a2+, 利用这种思路进行分析和计算的方法叫整体法.

例5如图5所示, 质量为mA的物体沿直角斜面C下滑, 质量为mB的物体B上升, 斜面与水平面成θ角, 滑轮与绳的质量及一切摩擦均忽略不计, 求斜面作用于地面凸出部分的水平压力的大小.

解析:设物体A沿斜面下滑的加速度大小为aA, 物体B上升的加速度大小为aB, 根据题意知:aA=aB, 根据牛顿第二定律可得:

以A、B、C整体为研究对象, 整体在水平方向上只受到凸出部分的水平压力F, 取水平向右为正方向, C静止, 其加速度aC=0, B竖直向上加速, 在水平方向上aB′.根据牛顿第二定律得:

根据牛顿第三定律可以判断出, 斜面作用于地面凸出部分的水平压力为:

五、整体法和隔离法

如果系统是由几个物体组成, 它们有相同的加速度, 在求它们之间的作用力时, 往往是先用整体法求它们的共同加速度, 再用隔离法求它们之间的作用力.

例6如图6所示, 质量为2m的物体A与水平地面的摩擦可忽略不计, 质量为m的物体B与地面的动摩擦因数为μ, 在已知水平推力F的作用下, A、B作加速运动, 则A对B的作用力为多大?

解析:以A、B整体为研究对象进行受力分析, 重力G、支持力FN、水平向右的推力F、水平向左的摩擦力FfB (FfB=μmg) .设加速度为a, 根据牛顿第二定律得:

以B为研究对象进行受力分析, 重力GB、支持力FNB、水平向右的A对B的作用力FAB、水平向左的摩擦力FfB (FfB=μmg) .根据牛顿第二定律得:

解方程组 (1) (2) 得:

六、极限分析法

在处理临界问题中为了把临界现象尽快暴露, 一般用极限分析法, 特别是某些题目的文字比较隐蔽, 物理现象过程又比较复杂时, 用极限分析法往往使临界现象很快暴露出来.

例7如图7所示, 质量为M的木板上放着一质量为m的木块, 木块与木板间的动摩擦因数为μ1, 木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2, 加在木板上的力F为多大时, 才能将木板从木块下抽出?

解析:M和m以摩擦力相联系, 只有当二者发生相对滑动时, 才有可能将M从m下抽出, 此时对应的临界状态是:M与m间的摩擦力必定是最大静摩擦力Ffm (Ffm=μmg) , 且m运动的加速度必定是二者共同运动时的最大加速度amax, 以m为研究对象, 根据牛顿第二定律得:

amax也就是系统在此临界状态的加速度, 设此时作用在M上的力为F0, 取M、m整体为研究对象, 则有:

解方程组 (1) (2) 得:

当F﹥F0时, 必能将M抽出, 即:F﹥ (M+m) (μ1+μ2) g时, 才能将木板从木块下抽出.

七、程序法

按顺序对题目给出的物体运动过程进行分析的方法简称“程序法”.“程序法”要求我们从读题开始, 注意题中能划分多少个不同的过程或多少个不同的状态, 然后对各个过程或各个状态进行分析.

例8密度为ρ=0.4103kg/m 3的木球, 从离水面高h=0.5m处由静止开始自由下落, 然后落入一足够深的水池中, 如图8所示.不计空气和

水的阻力, 木球在与水面撞击时无机械能损失, 则木球落入水池中能下沉多深? (g=10m/s2)

解析:本题分两个过程:过程1, 木球在水面以上做自由落体运动.过程2, 木球进入水中以后由于浮力作用, 木球做匀减速运动.设木球自由下落到水面时的速度为v, 根据自由落体运动的规律应有:

木球落入水中后, 木球受到重力和浮力两个力的作用, 设水的密度为ρ0=1.0103kg/m 3, 木球的体积为V, 加速度为a, 根据牛顿第二定律得:

木球在水中下沉的深度为H, 应有:

由方程 (1) (2) (3) 得:H=0.33m.

八、假设法

假设法是解物理问题的一种重要方法.用假设法解题, 一般依题意从某一假设入手, 然后用物理规律得出结果, 再进行适当讨论, 从而得出正确答案.

例9如图9所示, 火车厢中有一个倾角为30°的斜面, 当火车以10m/s2的加速度沿水平方向向左运动时, 斜面上的物体m还是保持与车厢相对静止, 求物体所受到的静摩擦力. (g=10m/s2)

解析:m受三个力作用, 重力mg、支持力FN和静摩擦力Ff, 因静摩擦力的方向难以确定, 且静摩擦力的方向一定与斜面平行, 所以假设静摩擦力的方向沿斜面向上.根据牛顿第二定律得:在水平方向上:

在竖直方向上:

由 (1) (2) 两式得:Ff=-mN, 负值说明Ff的方向与假设的方向相反, 即沿斜面向下.

九、等效法

效果相同的条件下, 把研究的实际问题用简单、易懂的理想化模型、物理现象等效, 使陌生问题变得熟悉, 从而用现成的思维方法、结论去解.

例10如图10甲所示, 在水平地面上有一辆运动的小车, 车上固定一个盛水的杯子, 杯子的直径为L, 当车向右做加速度为a的匀加速运动时, 水面呈如图中的状态, 求液面的高度差h是多少?

解析:此题乍看不知从何下手, 但细看插图不难和斜面联系起来.假设可以在杯中水面上取一小水滴A, 并把它等效为一个放在斜面上的小物体, 如图10乙所示.设A的质量是m, 则mgtanθ=ma, 又tanθ=可得:h=

十、图象法

在用图象分析问题时, 首先要明确该图象的物理意义, 横坐标代表什么量, 纵坐标代表什么量, 单位各是什么, 图象的斜率表示什么等.然后再把题目描述的物理过程与图象具体结合起来分析, 按遵循的物理规律 (或公式) 列式求解或作出正确判断.

例11如图11甲所示, 地面上有一质量为M的重物, 用力F向上提它, 力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图11乙所示, 则以下说法中正确的是 ()

(1) 当F小于图中A点值时, 物体的重力Mg﹥F, 物体不动

(2) 图中A点值即为物体的重力值

(3) 物体向上运动的加速度和力F成正比

(4) 图线延长和纵轴的交点B的数值等于该地的重力加速度

(A) (1) (2) (3) (B) (1) (2) (4)

牛顿运动定律实验 第4篇

,α为系统受到的外力与运动平面间的夹角,其大小与系统受到的重力以及因重力引起的摩擦力大小无连接体之间的相互作用关。

【关键词】连接体;外力;系统

在《验证牛顿运动定律实验》中,为了给小车提供外力,常用的方案是采用沙盘给小车提供外力。在研究加速度与外力关系时,逐渐增加沙盘中沙子的质量,得到了小车的加速度与外力的关系。可以看出将沙盘的重力作为小车的合外力是实验不可避免的系统误差。为此试验中特别强调沙盘的质量要远小于小车的质量。本文针对这一问题进行探讨和延伸。

如图为实验原理图:

将沙盘与沙总质量设为m;小车质量设为M;绳子的拉力设为F。

平衡阻力之后,以整体为研究对象可得:

加速度,这是小车的真实加速度;以小车为研究对象,

,这也是小车的真实加速度;试验中将mg作为小车的外力,加速度

,这是小车的实验加速度;当

时,显然存在,即的条件。

现在,我们分析绳子的拉力F的大小,以M为研究对象可得

分析式中各个量在本例中的含义:

由此可知,连接体之间的相互作用力大小,取决于系统的总质量、未受外力物体的质量和系统受到的外力大小。这样对于连接体之间的相互作用力我们可做出如下推论:

设连接体的质量分别为M、m,可用轻绳、轻杆、轻弹簧或者直接相互作用。外力大小为F,连接体之间的作用力为F0,则可得

1.若m受外力F则,

2.若M受外力F则,

例1 将质量为M和质量为m的两个物块,放在光滑水平面上。现给M施加水平推力F,则M、m之间的弹力大小为多少?

解析:

对整体可得,对m可得

例2 在例1中,如果物块与水平面之间粗糙接触,动摩擦因素相同,则给M施加水平推力F,则(设物体对地滑动)M、m之间的弹力大小为

解析:对整体可得

,对m可得

可得

。可见摩擦力对结果没有影响

例3 将质量为M和质量为m的两个物块,放在光滑固定斜面上(倾斜角θ)。现给M施加沿斜面向上推力F,使它们一起沿斜面上滑,则M、m之间的弹力大小为

解析:

对整体可得,对m可得可得

。可见在斜面上对结果没有影响

例4 在例3中将质量为M和质量为m的两个物块,放在粗糙固定斜面上(倾斜角θ),且两物块与斜面动摩擦因素相同。现给M施加沿斜面向上推力F,使它们一起沿斜面上滑,则M、m之间的弹力大小为

解析:

对整体可得

,对m可得可得

,可见物块与斜面有无摩擦力对结果没有影响。

那么,我们就可以得到这样的结论:

质量为M和m的连接体,无论是在斜面上还是在水平面上;无论接触面是光滑的还是粗燥的,当有平行接触面的外力F作用在M上时,连接体之间的作用力大小都是

例5 如图所示,质量为M和m的两个物块放在水平面上,中间用轻质弹簧连接。第一次用平行水平面的外力F拉M,弹簧型变量为x1;第二次用同样的力F推M,弹簧型变量为x2;第三次用同样的力F拉M,弹簧型变量为x3;第四次用同样的力F推M,弹簧型变量为x4。已知前两次水平面光滑,后两次水平面与滑块有相同的动摩擦因素,且物块均向力的方向运动。则关于四次型变量大小的关系,下列说法正确的是

答案很显然就是x1=x3,x2=x4

接下来我们再讨论,作用在系统上的外力与运动方向不平行的情况下,系统之间的作用力又会满足什么关系。

例4 如图所示,将质量为M和质量为m的两个物块,放在固定斜面上(倾斜角θ),物块与斜面间的动摩擦因素相同。现给M施加与斜面成α角的推力F,使它们一起沿斜面上滑,则M、m之间的弹力大小为

解析:

对整体可得

,对m可得可得

。当为零就是前边我们所讨论的结果了。当μ为零时,结果

。而F和为系统受到的外力。

研究表明,连接体之间的作用力的大小

,α为系统受到的外力与运动平面间的夹角,其大小与系统受到的重力以及因重力引起的摩擦力大小无连接体之间的相互作用关。

参考文献

[1]董传华.大学物理实验[M].上海:上海大学出版社,2003.

牛顿运动定律典型题 第5篇

例1.如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上。一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是()

A、小球刚接触弹簧瞬间速度最大

B、从小球接触弹簧起加速度就变为竖直向上

C、从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小

D、从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先减小后增大

变型:如右图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点,如果物体受到的摩擦力恒定,则:()

A、物体从A到O先加速后减速B、物体从A到O加速,从O到B减速

C、物体在AO间某点时所受合力为零D、物体运动到O点时所受合力为零。

例2:如图所示,传送带与地面倾角θ=370,从A到B长度为16m,传送带以10m/s的速率逆时针转动,在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5Kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.75,求:物体从A运动到B所需时间是多少?若上题中物体与传送带之间的动摩擦因数为0.5,则物体从A运动到B所需时间又是多少 ?

(sin370=0.6,cos370=0.8)

例3:如图所示,在箱内倾角为α的固定光滑斜面上用平行于斜面的细线 固定一质量为m的木块。求:

(1)箱以加速度a匀加速上升时,线对木块的拉力和斜面对箱的支持各多大?

(2)箱以加速度a向左匀加速运动时,线对木块的拉力和斜面对箱的支持力各多大?

拓展:如图所示, m =4kg的小球挂在小车后壁上,细线与竖直方向成37°角。求:小车以5m/s2的加速度向右加速时,细线对小球的拉力和后壁对小球的压力各为多大?

变形:自动电梯与地面的夹角为300,当电梯沿这个方向向上做匀加速直线运动时,放在电梯平台上的箱子对平台的压力是其重力的 1.2倍,如右图所示,设箱子质量为m,则箱子与平台间的静摩擦力是多大?

例4:.如图,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的摩擦系数μ。已知水平推力F的作用下,A、B作加速运动。A对B的作用力为_____。

练习1、一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示.在物体始

终相对于斜面静止的条件下,下列说法中正确的是()

(A)当θ 一定时,a 越大,斜面对物体的正压力越小

(B)当θ 一定时,a 越大,斜面对物体的摩擦力越大

(C)当a 一定时,θ 越大,斜面对物体的正压力越小

(D)当a 一定时,θ 越大,斜面对物体的摩擦力越小

2、如图示,倾斜索道与水平方向夹角为θ,已知tan θ=3/4,当载人车厢匀加速向上运动时,人对厢底的压力为体重的1.25倍,这时人与车厢相对静止,则车厢对人的摩擦力是体重的()

11牛顿运动定律的应用 第6篇

教学目标:

1、掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。

2、学会如何已知受力情况求解运动情况

3、学会如何已知运动情况求受力情况 教学重点

用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法 教学难点

正确分析受力并恰当地运用正交分解法 探究模式

帮助学生学会运用实例总结归纳一般解题规律的能力 教学模式

创设情景——导入目标一一分析推理——归纳总结 教学方式

“实验——探究” 教学工具:

制作投影片

(一)复习

牛顿运动定律的两类应用问题: 1.已知受力情况求运动情况 2.已知运动情况求受力情况

(二)新课引入

关于斜面上物体的加速运动

例3一木块在倾角为37°的斜面上,=10m/s2.

(1)若斜面光滑,求木块下滑时加速度大小;

(2)若斜面粗糙,木块与斜面间的动摩擦因数为0.2,则当木块以某一初速度下滑时,其加速度的大小;

(3)若斜面粗糙,木块与斜面间的动摩擦因数为0.2,则当木块以某一初速度上滑时,其加速度的大小;

(4)若斜面粗糙,木块与斜面间的动摩擦因数为0.2,木块质量为3Kg,木块受到沿斜面向上的大小为25.8N的推力作用,则木块由静止开始运动的加速度大小为多少;

(5)其它条件同上问,若木块受到沿斜面向上的大小为4.2N的推力作用,则木块由静止开始运动的加速度大小为多少? 分析与解答:

(1)对木块的受力分析如(图1)所示.

进行正交分解后,依据牛顿第二定律可得:

m/s2

(2)对木块的受力分析如图示2所示.

进行正交分解后,依据牛顿第二定律可得:

(3)对木块的受力分析如图示3所示.

进行正交分解后,依据牛顿第二定律可得:

(4)对木块的受力分析如图示4所示.进行正交分解后,首先判断摩擦力和加速度的方向:

(N)<

∴摩擦力的方向沿斜面向下,加速度的方向沿斜面向上.

m/s2

(5)对木块的受力分析如图示5所示.进行正交分解后,首先判断摩擦力和加速度的方向:

(N)>

∴摩擦力的方向沿斜面向上,加速度的方向沿斜面向下.

m/s2

说明:(1)这是一道关于斜面上物体运动的问题.在这类问题中要特别注意摩擦力方向的问题,必要时必须通过一定的运算才能确定(如本题).(2)在做第二问时可以进行讨论:设斜面倾角为,当 时,物体沿斜面匀速下滑;当

时,物体沿斜面加速下滑.

时,物体沿斜面减速下滑;当 关于连接体问题的求解

例4 如图1所示,物体A和B靠在一起放在光滑水平面上,物体A受到水平向右的推力,大小为10N,已知物体A的质量为2kg,物体B的质量为3kg,求物体A运动的加速度及物体A、B间的相互作用力.

分析与解答:

(1)由题意可知物体A、B将以共同的加速度运动,因此求解加速度的问题可以选用隔离法和整体法两种.

法一:用隔离法,分别以物体A和B为研究对象进行受力分析,如图9所示.依据牛顿第二定律可知:

对A:

对B:

联立解得:

(m/s2)方向:水平向右

法二:用整体法,以物A和B整体为研究对象进行受力分析,如图10所示.依据牛顿第二定律可知:

对整体:

(m/s2)方向:水平向右

(2)求解物体间相互作用力,即求解图示中的 时,必须用隔离法.以物体A为研究对象,依据牛顿第二定律可知:

(m/s2)

∴物体间的相互作用力大小为6N.或以物体A为研究对象,依据牛顿第二定律可知:

(m/s2)

∴物体间的相互作用力大小为6N. 说明:

(1)这是一道关于连接体运动的基本问题,学生应该掌握关于这类问题的解题思路和方法.在处理这类问题时,要学会灵活地选取研究对象.

(2)在对这类题进行受力分析时,学生常会犯两类错误,一类是把力 画到物体 上,要让学生清除力是不可以传递的;

(3)在分析物体 受力时丢掉物体 给它的作用力,要强调力是物体间的相互作用.

(4)此题可以扩展为地面有摩擦的情况;或把、两物体摞在一起,用一个力推其中一个物体,并设计相关问题.

(5)如果学生情况允许,可以涉及整体加速度不同的问题,交给学生如何快速、简单地处理问题的方法.

(三)小结

(四)布置作业

(五)教后札记

牛顿运动定律单元教学设计 第7篇

作者: 沈宇芳(高中物理 赤峰物理五班)评论数/浏览数: 1 / 199 发表日期: 2011-06-30 08:31:59 牛顿第一定律,实验:探究加速度与力、质量的关系,牛顿第二定律,力学单位制,牛顿第三定律

牛顿运动定律

全章概述

本章是在前面对运动和力分别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,也为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。本章还涉及到了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。

为了更扎实地理解牛顿第二定律,本章第二节安排了实验:探究加速度与力、质量的关系,并提供了参考案例,实验操作方便,规律性强,结论容易获得,控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合,现代气息浓厚,实验效果很好。新课标要求

1、通过实验,探究加速度与质量、物体受力之间的关系。

2、理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。

3、通过实验认识超重和失重。

4、认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。

1、牛顿第一定律

一、知识与技能

1、理解力和运动的关系,知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律,知道它是逻辑推理的结果,不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念,知道质量是惯性大小的量度.

二、过程与方法

1、培养学生分析问题的能力,要能透过现象了解事物的本质,不能不加研究、分析而只凭经验,对物理问题决不能主观臆断.正确的认识力和运动的关系.

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯.

3、培养学生逻辑推理的能力,知道物体的运动是不需要力来维持的。

三、情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材,比如:小球、木块、毛巾、玻璃板等,来对比研究力与物体运动的关系,现象明显,而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验,帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言,并学以致用。★教学重点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律,知道惯性与质量的关系。★教学难点

惯性与质量的关系。

★教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例,理解惯性与质量的关系,贴近生活更易理解。★教学用具:

小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。★教学过程

一、引入新课 开门见山,阐述课题:前面几章学习了运动和力基础知识,这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。

二、进行新课

教师活动: 人推车走,不推车停,由此看来必须有力作用在物体上,物体才运动,没有力作用在物体上,物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的,不是我说的。是这样吗?

学生活动:人推着车子,汗流侠背,推车的人放下车,一边擦汗,一边叹气。思考问题。教师活动:下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。让学生利用桌子上的器材,自主设计实验,分别研究: l、力推物动,力撤物停。

2、力撤物不停。

教师巡回指导,提出问题:物体的运动是不是一定需要力?

学生活动:利用桌子上的器材:小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做实验:

1、桌子上铺毛巾,小车放在毛巾上,推它就动,不推就停。

2、撤去毛巾,让小车在桌面上,推一下小车,小车运动一段才停下来。教师活动:你还能举出其他的例子来说明这个问题吗?

刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢?矛盾出在哪呢?

学生活动:学生举例讨论,比如:自行车蹬一段时间后停止蹬车,自行车会滑行一段距离;溜冰;冰面上踢出去的冰块。等等。

点评:通过举例进一步理解物体的运动不需要力来维持。

教师活动:引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理,如果接触面非常光滑没有摩擦,那小球会怎样? 学生活动:用小球做对比实验

A、使斜槽和桌面吻合,让小球从斜槽上滚下,标出滚动距离。B、在桌面上放玻璃板,使斜槽和玻璃板吻合,让小球从同样的高度滚下,标出滚动的距离。

对比发现,接触面越光滑,滚动距离越远。[总结得出]小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停止。

点评:

1、对比实验,找出问题的本质.从而理解物体的运动和力的关系.

2、在对比实验的基础上进行合理的逻辑推理.

教师活动:在学生回答的基础上,结合实验进一步总结:(并板书)

物体的运动是不需要力来维持的。(力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力,运动的物体会一直运动下去)。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢? 教师活动:边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效果:(1)对称斜面,没有摩擦小球滚到等高。

(2)减小另一侧斜面倾角,小球从同一位置释放要滚到等高,滚动距离就会越远。(3)把另侧斜面放平,小球要到等高,就会一直滚下去。根据这一现象伽利略得出了什么样的结论?

学生活动:观察并回答提出的问题:

运动的物体如果不受力物体将匀速运动下去。

点评:通过观察伽利略的理想实验,启发学生在研究科学问题时大胆的设想和科学的推理都是很有必要的。教师活动:用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动,利用光电门测出滑块在不同位置的速度。学生活动:学生记录数据并比较。确信他的正确性。教师活动:引导学生认识、总结力和运动的关系。让学生阅读课文找出: l、伽利略的观点。

2、笛卡儿的补充和完善。

3、牛顿第一定律。

对比三个人的观点,他们都是叙述力和运动关系的,谁的更全面? 学生活动:阅读课文,回答问题。

1、伽利略:物体不受力时,运动的物体一直作匀速直线运动。

2、笛卡儿:物体不受力时,物体将永远保持静止或运动状态。

教师活动:既然牛顿第一定律是最完善的,那么它从几个方面阐述了力和运动的关系?

在学生回答的基础上,进一步总结:力不是维持物体运动状态的原因,力是改变运动状态的原因。运动状态是指什么?

学生讨论回答:两个方面:不受力时,物体保持匀速直线运动状态或静止状态;受力时,力迫使它改变运动状态。运动状态:速度的大小和方向。

点评:培养学生理解问题时能力。

教师活动:牛顿第一定律可不可以用实验来验证?

什么时候可以看作不受力并举例说明。

学生活动:学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合力为零时。比如:冰面上的滑动的冰块。冰壶球。点评:培养学生刨根问底的严谨态度。

教师活动:牛顿定律又叫惯性定律,惯性是指什么? 你又怎样理解这种性质呢?举例说明。

因为这是一个新概念,学生刚接受可能不是很好理解。通过实验来进一步的理解。

在小车上放一高的木块,让小车在光滑的玻璃上运动,前面固定一物块,当车运动到物块时被挡住,车上的木块前倾。为什么?

再如,人站在匀速行使的车厢内竖直向上跳起,仍会落到原地。这都是惯性。

再让学生举例,学生就必然入门了。

学生活动:学生观察并思考,再进一步理解惯性:是指物体具有保持原来运动状态或静止状态的性质。

举例。

点评:通过生活中的例子进一步理解惯性。

教师活动:进一步总结:物体不受力时将保持匀速直线运动状态或静止状态,理解时可认为不受力和合力为零效果是一样的,如果某个方向不受力,那么在这个方向物体也会保持匀速直线运动状态或静止状态。培养学生灵活运用物理规律解决问题的能力。

教师活动:一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,当力使它改变这种状态时,它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢?比如货车启动时,由静止到运动得需要一段时间,是空车好启动还是满载时?你还能举出什么例子来?

学生活动:学生思考

比如骑自行车,单人时和带人时的感觉相比。

从实例可看出,运动状态变化的难易程度与质量有关。点评:通过生活中的一些例子理解惯性大小与质量有关.

三、课堂总结、点评

教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。

点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。

教师要放开,计学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究 ☆对惯性的理解

1、被踢出去的冰块在摩擦力可以忽略的冰面上运动受没受向前的力?为什么能够向前运动?

2、船在水中匀速行驶,一人站在船尾向上竖直跳起,它会落入水中吗?为什么?

3、为什么跳远运动员要助跑才能跳的远些?

4、在一向北匀速直线行驶的火车车厢中,一小球静止在水平桌面上,当坐在桌旁的人看到小球向南滚动时,火车做什么运动?

5、一铅球 3千克,静止在地面上,把它水平扔出后,做加速运动,它的惯性如何变化? ☆受力分析

6、一物块滑上了光滑的斜面,受几个力? 附录1

牛顿简介

牛顿,是英国伟大的数学家、物理学家、大文学家和自然哲学家。1642年12月25日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村,1727年3月20日在伦敦病逝。

牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。正象他自己所说的那样“如果说我看得远,那是因为我站在巨人的肩上”。

牛顿的研究领域非常广泛,他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外,他还花费大量精力进行化学实验。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。附录2

教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础,正确认识力和运动的关系,是学好物理的关键,教学中应联系生活、贴近实际,以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点,通过实验和生活的例子进一步体会,力不是维持物体运动的原因,而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题,受力分析都是非常重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点,通过举例反复体会。附录3

学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因,人们正确认识这个问题,经历了漫长的历史过程,同样学生要正确认识它,也要克服日常经验带来的错误认识,所以一开始就用了两个实验,让他们通过观察、思考,来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过,但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯性,而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的,需要通过实例分析慢慢接受。

2、实验:探究加速度与力、质量的关系

一、知识与技能

1、理解物体运动状态的变化快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关。

2、通过实验探究加速度与力和质量的定量关系。

3、培养学生动手操作能力。

二、过程与方法

1、使学生掌握在研究三个物理量之间关系时,用控制变量法实现。

2、指导学生根据原理去设计实验,处理实验数据,得出结论.

3、帮助学生会分析数据表格,利用图象寻求物理规律。

三、情感、态度与价值观

1、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。

2、使学生养成实事求是的科学态度,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

3、培养学生的合作意识,相互学习,交流,共同提高的学习态度. ★教学重点

1、怎样测量物体的加速度

2、怎样提供和测量物体所受的力 ★教学难点

指导学生选器材,设计方案,进行实验。作出图象,得出结论 ★教学方法

1、提出问题,导入探究原理――自主选器材,设定方案,进行操作,总结归纳――进行交流。

2、对学生操作过程细节进行指导,对学生实验过程的疑难问题进行解答。

★教学用具:

小车、一端带滑轮长木板、钩码、打点计时器、学生电源、纸带、刻度尺、气垫导轨、微机辅助实验系统一套。★教学过程

一、引入新课 教师活动:

定性讨论:物体质量一定,力不同,物体加速度有什么不同?力大小相同,作用在不同质量物体上,物体加速度有什么不同?

物体运动状态改变快慢取决哪些因素?定性关系如何?

学生活动:学生讨论后回答:第一种情况,受力大的产生加速度大,第二种情况:质量大的产生加速度小。学生再思考生活中类似实例加以体会。

点评:教师还可举日常生活中一些实例,如赛车和普通小汽车质量相仿,但塞车安装了强大的发动机,牵引力巨大,可产生很大加速度。再如并驾齐驱的大货车和小汽车在同样大的制动力作用下,小汽车容易刹车.通过类似实例使学生获得感性认识:加速度大小既与力有关,也与质量有关,为下一步定量研究做好铺垫.

二、进行新课

1、物体加速度与它受力的定量关系探究

教师活动:现在我们探究物体加速度与力、质量的定量关系(用控制变量法)。保持物体的质量不变,测量物体在不同力的作用下的加速度,探究加速度与力的定量关系。请同学生据上述事例,猜测一下它们最简单关系。

学生猜测回答:加速度与力可能成正比。

教师活动:如何测量加速度a?需什么器材?请同学样设计方案。

学生回答:第二章我们已探究过小车速度随时间变化规律,可用该实验器材测加速度。小车在钩码牵引下作匀加速运动,利用打出纸带求加速度。

教师活动:现实中,除了在真空中抛体(仅受重力)外,仅受一个力的物体几乎不存在,但一个单独的力作用效果与跟它等大、方向相同的合力作用效果相同,因此实验中力F的含义可以是物体所受的合力。如何为运动物体提供一个恒定合力?如何测?请同学们想办法。

教师引导:可利用前边测加速度的器材,在钩码质量远小于小车质量条件下,钩码重力大小等于对小车拉力(至于为什么以后再讨论),但必须设法使木板光滑,或使用气垫导轨以减少摩擦直至忽略不计。这样小车受的合力就等于钩码重力。教师对学生设计方案的可行性进行评估,筛选出最佳方案进行实验。学生活动:学生思考,设计可行方案测量,也可借鉴教师提供案例进行设计。教师活动:指导学生分组实验,把小车在不同拉力下的加速度填在设计好的表格中。学生活动:学生设计实验步骤,进行分组实验,取得数据。

教师活动:如何直观判断加速度a与F的数量关系?指导学生以a为纵坐标,以F为横坐标建立坐标系,利用图象找规律。利用实物投影展示某同学做的图象,让大家评价。

学生活动:学生在事先发给的坐标纸上描点,画图象,看图象是否是过原点的直线,就能判断a与F是否成正比。分析研究表格中数据,得出结论。

2、物体的加速度与其质量的定量关系探究

教师活动:保持物体所受力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,探究加速度与质量关系,请同学们用最简单关系猜测一下二者是什么关系?教师解释:若a与m成反比,其实是a与1/m成正比,a-l/m的图象应是什么?

学生猜测回答:加速度与质量可能成反比。应该是过原点直线。

教师活动:保持钩码质量一定,即拉力大小一定,如何改变小车质量?

将不同质量的小车的加速度填入设计好的表格中,建立a一1/m坐标系作图象。

学生回答:在小车上加砝码。

学生设计实验步骤,进行分组实验,测出不同质量时加速度。在坐标纸上描点,作a-l/m图象,据a-l/m图象建否是过原点直线就能判断加速度是否与质量成反比。

点评:由于学生刚开始从事探究实验,缺乏经验,需要教师指导,比如设计方案,利用图象处理数据,学生一无经历,二不习惯,所以宜采用定向探究,逐步使学生走向自由探究。

3、对实验可靠性进行评估

教师活动:如果同学们猜想是正确的,那么根据实验数据,以a为纵坐标,以F横坐标,或以a为纵坐标,1/m为横坐标,作出图象都应该是过原点的直线,但实际描的点并不严格在某直线上,也不一定过原点。若真是a∝F,a∝l/m得需多次实验才能证实。附录1

实验分析

牛顿第二定律是动力学的核心规律,是本章重点和中心内容,而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫。该实验的器材选取、方案设定,因第二章使用过,学生自然会想到用该器材测加速度。但测力有一定困难,还需平衡摩擦。为此可借助气垫导轨避免这一点。另外,测加速度可在气垫导轨上安放两个光电计时门,通过微机辅助系统记录,小车通过两个计时门的时间间隔,测出两计时门间距离,可由 求加速度a,数据完全可由微机处理,甚至a-F,a-1/m图象由微机处理作出,收到事半功倍的效果。附录2

学生分析

该实验是探索规律的实验,学生对加速度与力和质量的关系的定量关系是未知的,但通过实例,对加速度与力和质量的定性关系是可以理解的。怎样定量研究需在教师指导下,学生动手、动脑进行设计研究,教师只是一个引导者、评判者,只要学生的设计方案合理,亲身体验探究过程,至于能否得出正确结果并不重要。

3、牛顿第二定律

一、知识与技能

1、掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式;

2、理解公式中各物理量的意义及相互关系。

3、知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

4、会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算。

二、过程与方法

1、以实验为基础,归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系,进而总结出牛顿第二定律。

2、培养学生的概括能力和分析推理能力。

三、情感、态度与价值观

1、渗透物理学研究方法的教育。

2、认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法。★教学重点 牛顿第二定律 ★教学难点

牛顿第二定律的意义

★教学方法

1、复习回顾,创设情景,归纳总结;

2、通过实例的分析、强化训练,使学生理解牛顿第二定律的意义。★教学过程

一、引入新课

教师活动:利用多媒体播放汽车启动、飞机起飞等录像资料。教师提出问题,启发引导学生讨论它们的速度的变化快慢即加速度由哪些因素决定?

学生活动:学生观看,讨论其可能性。

点评:通过实际问题及现象分析,激发学生学习兴趣,培养学生发现问题的能力 教师活动:提出问题让学生复习回顾:

l、物体的加速度与其所受的作用力之间存在什么关系?

2、物体的加速度与其质量之间存在什么关系? 学生活动:学生回顾思考讨论。

教师活动:(进一步提出问题,完成牛顿第二定律探究任务的引入)物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?

学生活动:学生思考讨论,并在教师的引导下,初步讨论其规律. 点评;通过多媒体演示及学生的讨论,复习回顾上节内容,激发学生的学习兴趣。培养学生发现问题、探究问题的能力。

二、进行新课

教师活动:学生分析讨论后,教师进一步提出问题: l、牛顿第二定律的内容应该怎样表述?

2、它的比例式如何表示?

3、各符号表示什么意思?

4、各物理量的单位是什么?其中,力的单位“牛顿”是如何定义的?

学生活动:学生讨论分析相关问题,记忆相关的知识。

教师活动:上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况,当物体受到几个力作用时,上述规律又将如何表述? 学生活动:学生讨论分析后教师总结: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,加速度的方向跟合外力的方向相同。

点评:培养学生发现一般规律的能力

教师活动:讨论a和F合的关系,并判断下面哪些说法不对?为什么? A、只有物体受到力的作用,物体才具有加速度.

B、力恒定不变,加速度也恒定不变。

C、力随着时间改变,加速度也随着时间改变。D、力停止作用,加速度也随即消失。

E、物体在外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。F、物体的加速度大小不变一定受恒力作用。

学生活动:学生讨论分析后教师总结:力是使物体产生加速度的原因,力与物体的加速度具有矢量性、瞬时性和独立性

点评:牛顿第二定律是由物体在恒力作用下做匀加速直线运动的情形下导出的,但由力的独立作用原理可推广到几个力作用的情况,以及应用于变力作用的某一瞬时。

教师活动:出示例题引导学生一起分析、解决。

例题1:某质量为1100kg的汽车在平直路面试车,当达到100km/h的速度时关闭发动机,经过70s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000 N,产生的加速度应为多大? 假定试车过程中汽车受到的阻力不变。

例题 2:一个物体,质量是2 kg,受到互成 120°角的两个力F1和F2的作用。这两个力的大小都是10N,这两个力产生的加速度是多大?

学生活动:学生在实物投影仪上讲解自己的解答.并相互讨论;教师总结用牛顿第二定律求加速度的常用方法。点评:通过分析实例,培养学生进行数据分析,加深对规律的理解能力,加强物理与学生生活实践的联系。

三、课堂总结、点评

教师活动:教师引导学生总结所研究的内容。

牛顿第二定律概括了运动和力的关系。物体所受合外力恒定,其加速度恒定;合外力为零,加速度为零。即合外力决定了加速度,而加速度影响着物体的运动情况。因此,牛顿第二定律把前几章力和物体的运动构成一个整体,其中的纽带就是加速度。

学生活动:学生自己总结后作答,其他同学补充。点评:培养学生的概括和总结能力。

四、实例探究

☆对牛顿第二定律的理解

1、下列对牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解,正确的是:

A、由F=ma可知,物体所受的合外力与物体的质量成正比,与物体的加速度成反比; B、由m=F/a可知,物体的质量与其所受的合外力成正比,与其运动的加速度成反比; C.由a=F/m可知,物体的加速度与其所受的合外力成正比,与其质量成反比;

D、由m=F/a可知,物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

2、在牛顿第二定律公式F=kma中,有关比例常数k的说法正确的是: A、在任何情况下都等于1 B、k值是由质量、加速度和力的大小决定的 C、k值是由质量、加速度和力的单位决定的 D、在国际单位制中,k的数值一定等于1 ☆力和运动的关系

3、关于运动和力,正确的说法是

A、物体速度为零时,合外力一定为零 B、物体作曲线运动,合外力一定是变力

C、物体作直线运动,合外力一定是恒力 D、物体作匀速运动,合外力一定为零

4、设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是 A、先加速后减速,最后静止 B、先加速后匀速

C、先加速后减速直至匀速 D、加速度逐渐减小到零

☆对牛顿第二定律的应用

5、地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱,如图所示,恰好使木箱匀速前进。若用此力与水平方向成37°角向斜上方拉木箱,木箱的加速度多大?(取g=10m/s,sin37°=0.6,cos37°=0.8)附录1

牛顿第二定律——教材分析

高中物理新课程标准中要求学生对牛顿第二定律有一定的理解和掌握。作为教师首先要对新标准做出自己的分析和判断,结合新标准要求,认识到,要达到该标准不仅要使学生了解牛顿第二定律的内容,更重要的是让学生认识到牛顿第二定律在现实生活中应用的重要性,以及如何利用该定律来解决实际问题,更不能忽略要在教学过程中时刻注意对学生学习能力的培养。

本课以必修1教材为依据。通过定律的探求过程,渗透物理学研究方法,是整个物理教学的重要内容和任务。这是人类认识世界的常用方法。所以本节课不只是让学生掌握牛顿第二定律,更应知道定律是如何得出的。

定义力的单位“牛顿”使得k=l,得到牛顿第二定律的简单形式F=ma。使用简捷的数学语言表达物理规律是物理学的特征之一,但应知道它所对应的文字内容和意义。

牛顿第二定律通过加速度将物体的运动和受力紧密联系,使前三章构成一个整体,这是解决力学问题的重要工具。应使学生明确对于牛顿第二定律应深入理解、全面掌握,即理解各物理量和公式的内涵和外延,避免重公式、轻文字的现象。数学语言可以简明地表达物理规律,使其形式完善、便于记忆,但它不能替代文字表述,更不能涵盖与它关联的运动和力的复杂多变的情况。否则就会将活的规律变为死的公式。附录2

学生分析

牛顿第二定律的数学表达式简单完美,记住并不难。但要全面、深入理解该定律中各物理量的意义和相互联系,牢固掌握定律的物理意义和广泛的应用前景,对学生来说是较困难的。这一难点在本课中可以通过定律的辨析和有针对性的练习加以深化和突破,另外,还有待在后续课程的学习和应用过程中去体会和理解。

4、力学单位制

一、知识与技能

1、了解什么是单位制,知道力学中的三个基本单位

2、认识单位制在物理计算中的作用

二、过程与方法

通过学过的物理量了解单位的重要性,知道单位换算的方法

三、情感、态度与价值观

通过一些单位的规定方式,了解单位统一的必要性,并能运用单位制对运算过程或结果进行检验。★教学重点

知道单位制的作用,即清楚物理公式和物理量的关系,掌握国际单位制中的基本单位和导出单位。★教学难点

单位制的实际应用 ★教学方法

教师启发、引导,学生自主阅读、思考,讨论、交流学习成果。★教学过程

一、引入新课

教师活动:引导启发学生回忆所学过的主要公式,并说出这些公式中各物理量的单位。学生活动:认真思考,回想并写出学过的物理公式。

2教师活动:投影学生写出的公式以及式中涉及的物理量的单位讲解并点评: 提出问题:物理学的关系式确定了哪几个方面的关系?请同学们阅读教材并回答。学生活动:学生阅读教材并思考老师的问题,讨论后回答。

教师活动:总结点评:物理学的关系式确定了物理量之间的关系,也确定了各物理量单位之间的关系。今天我们就来学习有关单位的知识――力学单位制。

二、进行新课

教师活动:引导学生阅读教材,从课本中找出这几个概念:

l、什么是基本单位?力学中的基本单位都有哪些,分别对应什么物理量?

2、什么是导出单位?你学过的物理量中哪些是导出单位?借助物理公式来推导。

3、什么是国际单位制?国际单位制中的基本单位共有几个?它们分别是什么?对应什么物理量? 学生活动:带着老师提出的问题认真阅读教材,讨论交流,选出代表发言。点评:培养学生独立阅读教材获取信息的能力;阐述自己的看法,语言表达能力。教师活动:倾听学生的回答,适当点评。投影84页表“国际单位制的基本单位”。

学生活动:倾听老师的点评;观看投影,了解国际单位制的基本单位。

教师活动:出示例题引导学生一起分析、解决。

例题:一个原来静止的物体,质量是7kg,在14N的恒力作用下,5s末的速度是多大?5s内通过的位移是多少? 学生活动:学生在实物投影仪上讲解自己的解答.并相互讨论;教师总结采用统一的国际单位制给计算带来的方便,使学生体会学习力学单位制的意义。

点评:通过分析实例,培养学生分析问题、解决问题的能力,同时体会单位制的意义。教师活动:引导学生阅读教材85页“说一说”,并回答文中提出的问题。学生活动:阅读教材,讨论并回答问题。

点评:通过这一实例,再次让学生体会到学习单位制的意义。

三、课堂总结、点评

教师活动:让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结,其他同学在笔记本上总结,然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动:认真总结概括本节内容,并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结,看谁的更好,好在什么地方。

点评:总结课堂内容,培养学生概括总结能力。

教师要放开,计学生自己总结所学内容,允许内容的顺序不同,从而构建他们自己的知识框架。

四、实例探究

☆单位制在力学计算中的作用

一个原来静止在光滑水平面上的物体,质量是20kg,在两个大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下,3s末物体的速度是多大?3s内物体的位移是多少

解析:两个大小都是50N且互成120°角的水平外力的合力大小为50N,方向在这两个力的角平分线上,且与水平面平行,由于水平面光滑,故水平方向上没有滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有 m/s2=2.5m/s2 由运动学公式得

v=at=2.5×3m/s=7.5m/s

m=11.25m 点拨:在整个计算过程中所有物理量都采用国际单位制。就不要在运算过程中每一步都将物理量代入进行计算。这样可以使计算过程简化。

5、牛顿第三定律

一、知识与技能

1、知道力的作用是相互的,知道作用力和反作用力的概念。

2、理解牛顿第三定律的确切含义,能用它解决简单的问题。

3、能区分平衡力与作用力和反作用力

二、过程与方法

1、通过学生自己设计实验,培养学生的独立思考能力和实验能力。

2、通过用牛顿第三定律分析物理现象,可培养学生分析解决实际问题的能力。

3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索,可提高学生自信心并养成科学思维习惯。

三、情感、态度与价值观

1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。

2、激发学生探索的兴趣,养成一种科学探究的意识。★教学重点

1、知道力的作用是相互的,掌握作用力和反作用力。

2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。★教学难点

正确区分平衡力和作用力、反作用力 ★教学方法

实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 ★教学过程

一、引入新课

教师活动:让学生利用身边的器材自己设计实验,验证以前学过的“力的作用是相互的” 学生活动:积极思考设计实验。

点评:开门见山,让学生进入主动思考状态。

二、进行新课

教师活动:

1、教师巡视,观察各组设计试验的情况。

2、鼓励学生大胆演示自己设计的实验,并说明如何证明此结论。

3、根据需要,引导、补充学生发言。

学生活动:各小组积极动手做实验,并踊跃发言,展示成果。学生可能设计的实验:

实验一:将两个皮球对压(二者均发生形变)

实验二:用手拉弹簧(弹簧形变,手也受到弹簧的拉力)

实验三:将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指,用右手掌心竖直向下压迫左手食指。(左手食指受压,右手掌心被扎疼)点评:实验具有开放性,可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力。教师活动:提出问题:

1、力是一个物体对另一个物体的作用,这种作用是相互的还是单方面的?一个力应与几个物体相联系?

2、如果把左手食指受到的力叫作用力,那么右手掌心受到的力叫什么合适?叫反作用力好吗?

(注意,教师不一定用这个例子,要看学生回答情况而定)

学生活动:得出实验结论:力的作用是相互的,有施力物体必有受力物体,一个力应与两个物体相联系。点评:

1、设计实验可激发学生的学习动机和内在的学习兴趣

2、课堂上可能会出现教师意料不到的情况,教师要驾驭好课堂。

教师活动: 提出问题:

1、我们生活中还有哪些现象能证明这一点?

2、与同学一起分析、补充这些事例,并印证“力的作用是相互的”,并给出作用力和反作用力的概念。

3、引导学生分类,弹力、磁力、摩擦力均是相互的,使学生注意到从多角度证明问题更全面。学生活动:学生思考,通过小组举例、做实验、讨论:

1、用力拍手,两手都疼

2、磁铁相吸、相斥

3、碰碰车

4、滑旱冰的人相推,均后退(事先做好多媒体课件)

5、用橡皮擦铅笔字,字被擦掉了橡皮也掉了一层皮 „„

点评:

1、在课桌上,事先尽可能多的将一些合适的器材提供给学生,让学生边讨论边做实验。

2、学生举例,教师不可能完全预料到,但对常见的事例要作充分的准备(如:器材、课件)教师活动:提出问题:我们研究的是力,我们可以从哪些方面研究呢?

学生活动:学生通过小组讨论、补充,认为应该研究力的三要素:作用点、大小、方向。

点评:让学生回忆并讨论从哪些方面研究二者之间的关系。将学生引向更深入的问题,找出问题的突破点。教师活动:让学生自己举例分析。比如学生作了下面的实验:在右车上放一条形磁铁,在车上放一质量近似相等的铁块。用手调整两车间的距离,使放手后左车刚好能在右车吸引力作用下运动。观察实验现象 教师鼓励学生并注意纠错:

1、如把右车上铁块受到的力叫作用力,找出这个力的施力物体是谁?作用点在哪里?这个力的方向如何?这个力的作用效果怎样?

2、反作用力的施力物体是谁?受力物体是谁?作用点在哪里?方向如何?这个反作用力的作用效果如何? 学生活动:小组分析实例,讨论得出: 作用点分别在两个物体上。

点评:研究作用力和反作用力的作用点

教师活动:鸡蛋碰石头会怎样?由此你认为他们之间的作用力大小有什么关系?请你设计实验定量证明你的结论。学生活动:学生提出自己的看法并积极动手操作,加以证明。可能出现两种意见:

1、等大。

2、石头对鸡蛋的力大于鸡蛋对石头的力

点评:研究作用力与反作用力的大小关系,先提出一个问题,激发学生兴趣

教师活动:引导学生观察要仔细、思考要全面,比如为了使实验更具一般性,可以变化多个位置,重复实验。

假如学生做了这个实验:取两个弹簧秤,把甲秤的圆环固定,手拿乙秤与甲秤钩住,再用手沿水平方向匀速拉动乙秤的圆环端至某一位置停下,读出两秤的读数。提出问题:

1、读出两秤的读数。把甲乙两秤视作质点,画出各自的受力图。

2、乙秤受到的作用力的效果是?甲秤受到的作用力的效果是?

3、将其中一弹簧秤的读数减小到零,观察另一弹簧秤的读数。让学生复述实验器材、实验步骤、演示操作、读取数据并说明结论。学生活动:学生积极设计实验、讨论分析现象,找出规律:

1、两个弹簧秤对拉,二力等大

2、两弹簧均被拉伸,二力反向

3、同时为零,说明二者同时产生,同时消失。

点评:

1、让学生自己动手实验,定量去证明结论,不被现象所迷惑,用数据说明问题。

2、学生不一定一次性得出上述正确、简练的结论,教师再去引导。

教师活动:介绍传感器系统,用传感器进一步探究作用力与反作用力的大小关系(见课本87页做一做)。

让多个学生自己拉动传感器,学生可能会有不同的拉法:拉力逐渐增大、拉力逐渐减小、拉力大小随意变化、手停止和手运动等等。

教师要求学生仔细观察屏幕上的图像。你得到了那些结论? 学生活动:学生观察讨论,得出结论并汇总:

1、作用力与反作用等大反向。

2、同时存在同时消失。

3、这种关系与物体的运动状态无关。

教师活动:问学生“那为什么鸡蛋碰石头,鸡蛋破而石头无恙?”

学生活动:学生应能考虑到是鸡蛋与石头的承受能力不一样而导致的。

点评:

1、用传感器系统给学生演示,指导学生去操作,进一步验证结论,提高可信度。

2、不要低估学生,经过讨论、补充,他们能得到较全面的结论,所以应放手让他们去想、去做。

教师活动:让学生完成实验:取一个长约3cm刚充过磁的小磁针和一张15cm×15cm的白纸,在纸上如图所示,画出一组邻圆直径相差0.5cm的同心圆,将圆12等分。另取一枚大头针垂直插入一根火柴杆的尾部。实验时,将磁针置于圆心处,待磁针稳定后,用手指捏住火柴杆并使大头针与磁针成一条直线。缓慢沿直线向磁针移动大头针,使磁针的一极对大头针产生吸引力。在保持磁针与大头针之间虽不接触却具有明显吸引力的条件下,用手沿圆移动火柴杆至大头针的针身重合在同心圆的非南北方向的任意一条平分线上,移动中保持磁针对大头针的吸引,观察现象。

1、仔细观察,看大头针与小磁针稳定后的方位关系怎样?

2、变换圆的另一条平分线重复上述实验,你找到了什么规律?

3、作用力与反作用力的方向有何关系?

学生活动:学生积极实验,讨论、分析得出结论:作用力与反作用力在同一直线上。

点评:研究作用力与反作用力的方向。仪器两人一组,更能发挥学生的积极性和主体作用,更应该发动学生课前预习后自制一些简易仪器,外形粗劣无所谓,只要能达目的即可。教师活动:提出问题让学生讨论:

1、作用力与反作用力性质是否相同?

2、找出作用力与反作用力跟平衡力的区别。

3、用牛顿第三定律揭示许多生活现象。比如:喷气式飞机、船前进的原理。学生活动:学生积极讨论分析得出结论:

1、作用力与反作用力性质相同。

2、作用力与反作用力不是平衡力,尽管都是大小相等方向相反,但是作用力与反作用力作用在不同的物体上,平衡力作用在同一个物体上。

3、师生共同讨论得出:

点评:

1、让学生更全面的了解二者的性质。

2、培养学生会用学过的规律解释物理现象的能力。

三、课堂总结、点评

教师活动:教师利用局域网将事先准备好的Powpoint课堂小结呈现给学生。学生活动:教师与学生一起回想、整理、消化。点评:教师利用幻灯片进行课堂总结,提高授课效率。

四、实例探究

☆对作用力、反作用力及平衡力的认识

1、挂在竖直悬绳上的物体受到两个力的作用,这两个力的反作用力各作用在什么物体上?在这四个力中,哪两对是作用力和反作用力?哪两对力是平衡力?

2、放在水平桌面上的木块被一根拉长的轻弹簧水平向右牵引着,并处于静止状态,木块在水平方向上受到哪两个力的作用?试分别说出两个力的反作用力的受力物体以及反作用力的性质和方向。☆对平衡条件和牛顿第三定律的应用

3、一个物体静止的放在水平支持物上,试证明物体对支持面的压力的大小等于物体所受的重力的大小,在证明过程中说出你的依据。

☆用牛顿第三定律解释生活现象

4、分析判断下面说法是否正确并说明理由。

“甲乙两对拔河,甲胜乙败,则甲对乙的作用力大于乙队甲的作用力。” 附录一

牛顿第三定律――教材分析

本节重点是作用力和反作用力的概念和牛顿第三定律,学生在初中和高中第三章中已学过:力是物体间的相互作用,所以,理解牛顿第三定律的内容并不困难。应帮助学生理解作用力和反作用力是一对性质相同的力,二者同时产生、同时消失。本节的难点为正确区分平衡力跟作用力和反作用力,应让学生自主发现它们的区别,这样印象深刻。本节还适当安排了证明题,让学生独立完成,对培养学生的推理能力大有好处。附录二

牛顿第三定律――学生分析

牛顿运动定律间的辩证观 第8篇

1 牛顿第一定律是前提,是一种理想的假设

牛顿在伽利略等人思想的基础之上,得出牛顿第一定律:一切物体在没有受到其他物体作用时,总是保持静止或匀速直线运动状态。从牛顿第一定律可以定义出两个物理量:力和惯性。

1.1 力

如果物体在没有受到其他物体作用叫不受力,则力就是一个物体对另一个物体的作用,如果一个物体不受力,那么这个物体会怎么样呢?牛顿第一定律告诉我们,它原来静止将永远保持静止;它原来做匀速直线运动将永远保持匀速直线运动,二者必居其一。由此可推知,当物体受力时,将破坏物体原有的静止或匀速直线运动状态,物体运动状态将会发生变化.所以可定义:力是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。牛顿第一定律表明:力不是维持物体运动的条件,而是改变物体运动状态的原因,正确的解决了力和运动之间的关系。

1.2 惯性

由牛顿第一定律可知,如果一个物体不受力,则它将永远保持静止或匀速直线运动,即保持原有运动状态不变,这是一切物体的固有属性。物体这种保持原有运动状态不变的属性就叫做惯性。物体的惯性大小与其质量有关。比如,一列火车与一辆汽车,其质量不同,在相同条件下,以相同速度运动到停下来,火车难,汽车易,二者保持原来运动状态的能力不一样,也就是惯性大小不一样。物体加速度的大小与其质量有关.由以上例子可知,火车与汽车因其质量不一样,惯性大小不一样,导致二者以相同速度运动到停下来,速度变化快慢不一样,也就是加速度不相同。

由以上分析可知:(1)-个物体的加速度与力有关.(2)一个物体的加速度与质量有关,这两点是得出牛顿第二定律的前提。(3)力是物体间的相互作用,这是得出牛顿第三定律的前提。在宇宙间不受力的物体是没有的,是无法用实验加以验证的,因此物体不受力是一种理想的假设。

2 牛顿第二定律解决了力、质量、加速度三者之间的定量关系

牛顿第二定律:物体受到外力作用时,其加速度的大小与合外力的大小成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。

数学表达:F-ma

由第一定律可知力是产生加速度的原因。在此前提下,牛顿通过实验得出:在质量一定时,力大加速度大,力小加速小,二者成正比,由此解决了力和加速度大小之间的定量关系:α

由牛顿第一定律可推知,加速度与质量有关。牛顿又通过实验得出,在一定大小的外力作用下,质量不同的物体具有不同的加速度。质量大,加速小;质量小,加速度大,二者之间成反比:

通过定比例系数,注意力和加速度均为矢量,故它们的方向相同。由此得出牛顿第二定律:

F=ma

由第二定律可知,在一定大小的外力作用下,加速度与质量成反比,质量大,加速度小,而加速度小,则意味着速度变化慢,物体运动状态难改变,故惯性大;反之,质量小,加速度大,速度变化快,物体运动状态易改变,惯性小。由此可得出:质量是物体惯性大小的量度。

由以上分析可知,牛顿第二定律是第一定律的必然结果.

加速度是运动状态变化的快慢,是运动现象,是结果。力是产生加速度的原因,是改变运动状态的原因,是改变运动状态本质。第二定律的等号,将原因和结果有机地联系在一起,不愧为一座雄伟的桥梁,牛顿运动定律的核心。

有人认为,由牛顿第二定律F=ma可知,若F=0,即物体不受力,则a=0,故物体保持静止或匀速直线运动状态。所以牛顿第一定律被第二定律包含,第一定律是多余的,此乃大谬也:其一,F=0,是物体所受合外力为零,而非不受力,这与第一定律的物体不受力大相径庭;其二,a=0,是指物体在受到合外力为零的情况下,而处于平衡状态。这与第一定律指出的,物体在不受力时,处于静止或匀速直线运动状态,在前提上不可同日而语,混为一谈。

3 牛顿第三定律解决了物体之间相互作用力间的定量关系

牛顿第三定律: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。

数学表达式:F=-F'

由第一定律定义出力是物体间的相互作用,那么相互作用的两物体间的力是什么关系呢?牛顿通过实验得知,它们是作用力和反作用力,且大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。这一对力:其一,二者分别作用在两个物体上,不是二力平衡,不能相互抵消;其二,在时间上,无先后之分,它们同时产生,同时变化,同时消亡;其三,在大小上,二者相等;其四,在性质上,二者相同。

综上所述,希望大家认识到牛顿第一定律是前提,是出发点,牛顿第二、第三定律是其必然结果。没有牛顿第一定律的巧思,无所谓牛顿第二、第三定律的必然;没有牛顿第二、第三定律的必然,牛顿第一定律不成其为巧思,将不完善。可见,牛顿运动定律是一个有机的、完整的理论架构,有其内在的辩证观。

摘要:通过对牛顿在构建其运动定律时的思想及内在辩证观的分析,针时目前大家在学习物理课程时,对理论构架不够重视或认识不清的问题,给予引导和指导。从而达到提高大家分析、归纳、自学问题的能力。

关键词:物理,力和运动,牛顿运动定律,理论架构,辩证现

参考文献

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