第一篇：“牛頓第一運動定律”教學設計

“牛頓第一運動定律”教學設計

“牛頓第一運動定律”--江蘇高郵市贊化學校 盛榮湖【教學內容】

高中《物理》（必修）第一冊第三章“牛頓第一運動定律”。【教學媒體】

網絡教室、多媒體計算機（學生2～3人組成一個學習小組）。【教學方法】

協作式自主學習方法。【教學過程】

一、引入新

演示實驗：用力推一個木塊在水平桌面上前進，當停止用力時，木塊就停了下來。

多媒體動畫模擬、局部放大：展示木塊與水平桌面之間是凹凸不平的，木塊受到推力的作用向前運動，同時木塊還受到摩擦力的作用；撤銷推力后，在摩擦力的作用下，木塊慢慢地停止下來。

鼓勵學生提出問題：物體不受力的作用時如何運動?

二、開展探究

鼓勵學生進行大膽猜想與假設，得出如下幾種觀點： ①物體將運動得越來越快； ②物體保持原來的運動狀態； ③物體將慢慢停下來。

按照不同的觀點，將學生進行分組，指導學生設計出各自的探究方案。在小組討論交流的基礎上，學生開展科學探究活動。為了保證學生探究方案的順利實施，教師要盡可能幫助學生準備足夠的器材。

針對不同認知水平的學生，在學習資源庫中鏈接“開展科學探究活動的一般步驟”“學會提出問題”“怎樣設計科學探究方案”“開展科學探究活動的優秀案例”等內容，啟發指導學生開展科學探究活動。學生也可以上網搜尋相關信息，發現有價值的內容可以通過鏈接、粘貼等方式補充到學習資源庫里，其他學生都可以在線瀏覽，實現資源共享。

例如，某小組學生進行了如圖2所示的科學探究實驗，讓一輛小車（或小球）從同一斜面的同一高度處滑下來，分別在毛巾、棉布、木板表面上以相同的速度運動，觀察小車的運動情況，將實驗現象填在下面的表格內。

通過實驗結果的分析，得出初步的實驗結論：小車在水平面上運動，受到的摩擦力越小，運動的距離就越長。接觸面

小車受到摩擦力的大小（填“大”“較小”或“最小”）小車運動的距離（填“短”“較長”或“最長”）毛巾

面布

木板

如果小車受到的摩擦力減小為0，它將怎樣運動呢? 學生進行推理，得出結論。不同小組得出的結論可能不一樣，例如：

①小車受到的摩擦力減小為0時，小車將一直運動下去，不會停下來；

②小車受到的摩擦力減小為0時，小車將運動得越來越快； ③小車受到的摩擦力減小為0時，小車將做勻速直線運動； ④小車受到的摩擦力減小為0時，小車的運動狀態保持不變。教師指導學生通過小組協作對話、人機交互和網絡交互等多元化的信息交互方式，進行信息搜尋、反饋、矯正、補充、完善，得出全面、完整的結論，即牛頓第一運動定律的內容。要重視學生在研究過程中提出的新問題、新題，從而進一步激發學生對科學探究的興趣，保持學習動力的持續性和進取性。

對開展科學探究實驗有困難的學生，也可以不動手做實驗，而是直接利用資源庫中的多媒體資源，動畫模擬實驗，完成探究實驗的全過程。

三、牛頓第一運動定律

動畫模擬伽利略理想實驗，如圖3所示。

視頻播放物理學史，牛頓第一運動定律發現的過程。三百多年前，著名的物理學家伽利略就是這樣通過實驗推理得出來運動物體不受阻力時的運動狀態的。后來，又經笛卡兒的補充，牛頓的進一步研究整理，使整個理論更加全面和完整。這種建立在實驗的基礎上，通過邏輯推理得到的理想狀態下的結論，也是物理中的一種重要的研究方法。對牛頓第一運動定律的說明：牛頓第一運動定律不能直接用實驗證明，而是在實驗的基礎上，通過推理、歸納得出來的。這恰是科學家豐富的想像力與科學分析相結合的偉大之處。他們抓住了更本質的內容，且在分析其他現象時，都經住了實踐的檢驗。因此，這一結論是科學的，正確的。

四、知識的應用與創新

情境1：宇航員在宇宙太空中生活和工作的場面。情境2：下雨天，雨滴從傘邊滴落下來，若將傘旋轉起來，雨滴的運動情況。

通過設計貼近生活、有利于揭示知識內在聯系、有利于知識的應用與創新的學習情境，要求學生依據自主學習的原則嘗試用所學到的知識去解決生活中的一些實際問題，完成對知識的應用，達到對所學知識的深化和鞏固，并為知識的創新打下基礎。

第二篇：牛頓運動定律單元教學設計

牛頓運動定律單元教學設計

作者： 沈宇芳(高中物理 赤峰物理五班)評論數/瀏覽數： 1 / 199 發表日期： 2011-06-30 08:31:59 牛頓第一定律，實驗：探究加速度與力、質量的關系，牛頓第二定律，力學單位制，牛頓第三定律

牛頓運動定律

全章概述

本章是在前面對運動和力分別研究的基礎上的延伸——研究力和運動的關系，建立起牛頓運動定律。牛頓運動定律是動力學的基礎，是力學中也是整個物理學的基本規律，正確地理解慣性概念，理解物體間的相互作用的規律，熟練地運用牛頓第二定律解決問題，是本章的學習要求，也為進一步學習今后的知識，提高分析解決問題的能力奠定基礎。本章還涉及到了許多重要的研究方法，如：在牛頓第一定律的研究中采用的理想實驗法；牛頓第二定律中的控制變量法；運用牛頓第二定律處理問題時常用的整體法與隔離法，以及單位的規定方法，單位制的創建等。對這些方法要認真體會、理解，以提高認知的境界。

為了更扎實地理解牛頓第二定律，本章第二節安排了實驗：探究加速度與力、質量的關系，并提供了參考案例，實驗操作方便，規律性強，結論容易獲得，控制變量法在此得到了實踐。第五節牛頓第三定律的研究引入了傳感器――計算機的組合，現代氣息濃厚，實驗效果很好。新課標要求

1、通過實驗，探究加速度與質量、物體受力之間的關系。

2、理解牛頓運動定律，用牛頓運動定律解釋生活中的有關問題。

3、通過實驗認識超重和失重。

4、認識單位制在物理學中的重要意義。知道國際單位制中的力學單位。

1、牛頓第一定律

一、知識與技能

1、理解力和運動的關系，知道物體的運動不需要力來維持。

2、理解牛頓第一定律，知道它是邏輯推理的結果，不受力的物體是不存在的。

3、理解慣性的概念，知道質量是慣性大小的量度．

二、過程與方法

1、培養學生分析問題的能力，要能透過現象了解事物的本質，不能不加研究、分析而只憑經驗，對物理問題決不能主觀臆斷．正確的認識力和運動的關系．

2、幫助學生養成研究問題要從不同的角度對比研究的習慣．

3、培養學生邏輯推理的能力，知道物體的運動是不需要力來維持的。

三、情感、態度與價值觀

1、利用一些簡單的器材，比如：小球、木塊、毛巾、玻璃板等，來對比研究力與物體運動的關系，現象明顯，而且更容易推理。

2、培養科學研究問題的態度。

3、利用動畫演示伽利略的理想實驗，幫助學生理解問題。

4、利用生活中的例子來認識慣性與質量的關系。培養學生大膽發言，并學以致用。★教學重點

1、理解力和運動的關系。

2、理解牛頓第一定律，知道慣性與質量的關系。★教學難點

慣性與質量的關系。

★教學方法

1、對比實驗、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的實例，理解慣性與質量的關系，貼近生活更易理解。★教學用具：

小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木塊、氣墊導軌、滑塊等。★教學過程

一、引入新課 開門見山，闡述課題：前面幾章學習了運動和力基礎知識，這一章開始我們研究力和運動的關系。第一節課我們來學習牛頓第一定律。

二、進行新課

教師活動： 人推車走，不推車停，由此看來必須有力作用在物體上，物體才運動，沒有力作用在物體上，物體就不運動——這是兩千多年前亞里士多德說的，不是我說的。是這樣嗎？

學生活動：人推著車子，汗流俠背，推車的人放下車，一邊擦汗，一邊嘆氣。思考問題。教師活動：下面你就利用桌子上的器材來研究一下這個問題。讓學生利用桌子上的器材，自主設計實驗，分別研究： l、力推物動，力撤物停。

2、力撤物不停。

教師巡回指導，提出問題：物體的運動是不是一定需要力？

學生活動：利用桌子上的器材：小車、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺。做實驗：

1、桌子上鋪毛巾，小車放在毛巾上，推它就動，不推就停。

2、撤去毛巾，讓小車在桌面上，推一下小車，小車運動一段才停下來。教師活動：你還能舉出其他的例子來說明這個問題嗎？

剛才的兩個實驗為什么會出現兩種現象呢？矛盾出在哪呢？

學生活動：學生舉例討論，比如：自行車蹬一段時間后停止蹬車，自行車會滑行一段距離；溜冰；冰面上踢出去的冰塊。等等。

點評：通過舉例進一步理解物體的運動不需要力來維持。

教師活動：引導學生進行實驗對比。通過對比實驗可以進行邏輯推理，如果接觸面非常光滑沒有摩擦，那小球會怎樣？ 學生活動：用小球做對比實驗

A、使斜槽和桌面吻合，讓小球從斜槽上滾下，標出滾動距離。B、在桌面上放玻璃板，使斜槽和玻璃板吻合，讓小球從同樣的高度滾下，標出滾動的距離。

對比發現，接觸面越光滑，滾動距離越遠。［總結得出］小球運動停下來的原因是摩擦力。如果接觸面非常光滑小球會永不停止。

點評：

1、對比實驗，找出問題的本質．從而理解物體的運動和力的關系．

2、在對比實驗的基礎上進行合理的邏輯推理．

教師活動：在學生回答的基礎上，結合實驗進一步總結：（并板書）

物體的運動是不需要力來維持的。（力撤物停的原因是因為摩擦力。如果沒有摩擦力，運動的物體會一直運動下去）。最早發現這一問題的科學家是伽利略。伽利略是怎么研究這個問題的呢？ 教師活動：邊介紹邊用多媒體播放伽利略的理想實驗。要動態出以下效果：（1）對稱斜面，沒有摩擦小球滾到等高。

（2）減小另一側斜面傾角，小球從同一位置釋放要滾到等高，滾動距離就會越遠。（3）把另側斜面放平，小球要到等高，就會一直滾下去。根據這一現象伽利略得出了什么樣的結論？

學生活動：觀察并回答提出的問題：

運動的物體如果不受力物體將勻速運動下去。

點評：通過觀察伽利略的理想實驗，啟發學生在研究科學問題時大膽的設想和科學的推理都是很有必要的。教師活動：用氣墊導軌消除摩擦。讓滑塊在導軌上滑動，利用光電門測出滑塊在不同位置的速度。學生活動：學生記錄數據并比較。確信他的正確性。教師活動：引導學生認識、總結力和運動的關系。讓學生閱讀課文找出： l、伽利略的觀點。

2、笛卡兒的補充和完善。

3、牛頓第一定律。

對比三個人的觀點，他們都是敘述力和運動關系的，誰的更全面？ 學生活動：閱讀課文，回答問題。

1、伽利略：物體不受力時，運動的物體一直作勻速直線運動。

2、笛卡兒：物體不受力時，物體將永遠保持靜止或運動狀態。

教師活動：既然牛頓第一定律是最完善的，那么它從幾個方面闡述了力和運動的關系？

在學生回答的基礎上，進一步總結：力不是維持物體運動狀態的原因，力是改變運動狀態的原因。運動狀態是指什么？

學生討論回答：兩個方面：不受力時，物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態；受力時，力迫使它改變運動狀態。運動狀態：速度的大小和方向。

點評：培養學生理解問題時能力。

教師活動：牛頓第一定律可不可以用實驗來驗證？

什么時候可以看作不受力并舉例說明。

學生活動：學生回答不能。因為不受力作用的物體是不存在的。受力但合力為零時。比如：冰面上的滑動的冰塊。冰壺球。點評：培養學生刨根問底的嚴謹態度。

教師活動：牛頓定律又叫慣性定律，慣性是指什么？ 你又怎樣理解這種性質呢？舉例說明。

因為這是一個新概念，學生剛接受可能不是很好理解。通過實驗來進一步的理解。

在小車上放一高的木塊，讓小車在光滑的玻璃上運動，前面固定一物塊，當車運動到物塊時被擋住，車上的木塊前傾。為什么？

再如，人站在勻速行使的車廂內豎直向上跳起，仍會落到原地。這都是慣性。

再讓學生舉例，學生就必然入門了。

學生活動：學生觀察并思考，再進一步理解慣性：是指物體具有保持原來運動狀態或靜止狀態的性質。

舉例。

點評：通過生活中的例子進一步理解慣性。

教師活動：進一步總結：物體不受力時將保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，理解時可認為不受力和合力為零效果是一樣的，如果某個方向不受力，那么在這個方向物體也會保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。培養學生靈活運用物理規律解決問題的能力。

教師活動：一切物體都具有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，當力使它改變這種狀態時，它就會有抵抗運動狀態改變的的“本領”。這個本領與什么有關呢？比如貨車啟動時，由靜止到運動得需要一段時間，是空車好啟動還是滿載時？你還能舉出什么例子來？

學生活動：學生思考

比如騎自行車，單人時和帶人時的感覺相比。

從實例可看出，運動狀態變化的難易程度與質量有關。點評：通過生活中的一些例子理解慣性大小與質量有關．

三、課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，計學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

四、實例探究 ☆對慣性的理解

1、被踢出去的冰塊在摩擦力可以忽略的冰面上運動受沒受向前的力？為什么能夠向前運動？

2、船在水中勻速行駛，一人站在船尾向上豎直跳起，它會落入水中嗎？為什么？

3、為什么跳遠運動員要助跑才能跳的遠些？

4、在一向北勻速直線行駛的火車車廂中，一小球靜止在水平桌面上，當坐在桌旁的人看到小球向南滾動時，火車做什么運動？

5、一鉛球 3千克，靜止在地面上，把它水平扔出后，做加速運動，它的慣性如何變化？ ☆受力分析

6、一物塊滑上了光滑的斜面，受幾個力？ 附錄1

牛頓簡介

牛頓，是英國偉大的數學家、物理學家、大文學家和自然哲學家。1642年12月25日生于英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村，1727年3月20日在倫敦病逝。

牛頓是經典力學理論的集大成者。他系統的總結了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。正象他自己所說的那樣“如果說我看得遠，那是因為我站在巨人的肩上”。

牛頓的研究領域非常廣泛，他除了在數學、光學、力學等方面做出卓越貢獻外，他還花費大量精力進行化學實驗。牛頓在科學上最卓越的貢獻是微積分和經典力學的創建。附錄2

教材分析

牛頓運動定律是動力學的基礎，正確認識力和運動的關系，是學好物理的關鍵，教學中應聯系生活、貼近實際，以激發學生學習的興趣。

l、理解力和運動的關系是本節課的重點，通過實驗和生活的例子進一步體會，力不是維持物體運動的原因，而是改變運動狀態的原因。這對以后研究問題，受力分析都是非常重要的。

2、慣性與質量的關系是這節課的難點，通過舉例反復體會。附錄3

學生分析

1、力是維持物體運動狀態的原因還是改變物體運動狀態的原因，人們正確認識這個問題，經歷了漫長的歷史過程，同樣學生要正確認識它，也要克服日常經驗帶來的錯誤認識，所以一開始就用了兩個實驗，讓他們通過觀察、思考，來澄清錯誤的認識。

2、慣性是一個重要的概念。雖然學生在初中接觸過，但仍有一些學生誤認為“物體在保持勻速直線運動或靜止時才有慣性”。不理解一切物體都有慣性，而且慣性大小與質量有關。要解決這問題也不是一蹴而就的，需要通過實例分析慢慢接受。

2、實驗：探究加速度與力、質量的關系

一、知識與技能

1、理解物體運動狀態的變化快慢，即加速度大小與力有關，也與質量有關。

2、通過實驗探究加速度與力和質量的定量關系。

3、培養學生動手操作能力。

二、過程與方法

1、使學生掌握在研究三個物理量之間關系時，用控制變量法實現。

2、指導學生根據原理去設計實驗，處理實驗數據，得出結論．

3、幫助學生會分析數據表格，利用圖象尋求物理規律。

三、情感、態度與價值觀

1、通過實驗探究激發學生的求知欲和創新精神。

2、使學生養成實事求是的科學態度，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。

3、培養學生的合作意識，相互學習，交流，共同提高的學習態度． ★教學重點

1、怎樣測量物體的加速度

2、怎樣提供和測量物體所受的力 ★教學難點

指導學生選器材，設計方案，進行實驗。作出圖象，得出結論 ★教學方法

1、提出問題，導入探究原理――自主選器材，設定方案，進行操作，總結歸納――進行交流。

2、對學生操作過程細節進行指導，對學生實驗過程的疑難問題進行解答。

★教學用具：

小車、一端帶滑輪長木板、鉤碼、打點計時器、學生電源、紙帶、刻度尺、氣墊導軌、微機輔助實驗系統一套。★教學過程

一、引入新課 教師活動：

定性討論：物體質量一定，力不同，物體加速度有什么不同？力大小相同，作用在不同質量物體上，物體加速度有什么不同？

物體運動狀態改變快慢取決哪些因素？定性關系如何？

學生活動：學生討論后回答：第一種情況，受力大的產生加速度大，第二種情況：質量大的產生加速度小。學生再思考生活中類似實例加以體會。

點評：教師還可舉日常生活中一些實例，如賽車和普通小汽車質量相仿，但塞車安裝了強大的發動機，牽引力巨大，可產生很大加速度。再如并駕齊驅的大貨車和小汽車在同樣大的制動力作用下，小汽車容易剎車．通過類似實例使學生獲得感性認識：加速度大小既與力有關，也與質量有關，為下一步定量研究做好鋪墊．

二、進行新課

1、物體加速度與它受力的定量關系探究

教師活動：現在我們探究物體加速度與力、質量的定量關系（用控制變量法）。保持物體的質量不變，測量物體在不同力的作用下的加速度，探究加速度與力的定量關系。請同學生據上述事例，猜測一下它們最簡單關系。

學生猜測回答：加速度與力可能成正比。

教師活動：如何測量加速度a？需什么器材？請同學樣設計方案。

學生回答：第二章我們已探究過小車速度隨時間變化規律，可用該實驗器材測加速度。小車在鉤碼牽引下作勻加速運動，利用打出紙帶求加速度。

教師活動：現實中，除了在真空中拋體（僅受重力）外，僅受一個力的物體幾乎不存在，但一個單獨的力作用效果與跟它等大、方向相同的合力作用效果相同，因此實驗中力F的含義可以是物體所受的合力。如何為運動物體提供一個恒定合力？如何測？請同學們想辦法。

教師引導：可利用前邊測加速度的器材，在鉤碼質量遠小于小車質量條件下，鉤碼重力大小等于對小車拉力（至于為什么以后再討論），但必須設法使木板光滑，或使用氣墊導軌以減少摩擦直至忽略不計。這樣小車受的合力就等于鉤碼重力。教師對學生設計方案的可行性進行評估，篩選出最佳方案進行實驗。學生活動：學生思考，設計可行方案測量，也可借鑒教師提供案例進行設計。教師活動：指導學生分組實驗，把小車在不同拉力下的加速度填在設計好的表格中。學生活動：學生設計實驗步驟，進行分組實驗，取得數據。

教師活動：如何直觀判斷加速度a與F的數量關系？指導學生以a為縱坐標，以F為橫坐標建立坐標系，利用圖象找規律。利用實物投影展示某同學做的圖象，讓大家評價。

學生活動：學生在事先發給的坐標紙上描點，畫圖象，看圖象是否是過原點的直線，就能判斷a與F是否成正比。分析研究表格中數據，得出結論。

2、物體的加速度與其質量的定量關系探究

教師活動：保持物體所受力相同，測量不同質量的物體在該力作用下的加速度，探究加速度與質量關系，請同學們用最簡單關系猜測一下二者是什么關系？教師解釋：若a與m成反比，其實是a與1／m成正比，a－l／m的圖象應是什么？

學生猜測回答：加速度與質量可能成反比。應該是過原點直線。

教師活動：保持鉤碼質量一定，即拉力大小一定，如何改變小車質量？

將不同質量的小車的加速度填入設計好的表格中，建立a一1／m坐標系作圖象。

學生回答：在小車上加砝碼。

學生設計實驗步驟，進行分組實驗，測出不同質量時加速度。在坐標紙上描點，作a－l／m圖象，據a－l／m圖象建否是過原點直線就能判斷加速度是否與質量成反比。

點評：由于學生剛開始從事探究實驗，缺乏經驗，需要教師指導，比如設計方案，利用圖象處理數據，學生一無經歷，二不習慣，所以宜采用定向探究，逐步使學生走向自由探究。

3、對實驗可靠性進行評估

教師活動：如果同學們猜想是正確的，那么根據實驗數據，以a為縱坐標，以F橫坐標，或以a為縱坐標，1／m為橫坐標，作出圖象都應該是過原點的直線，但實際描的點并不嚴格在某直線上，也不一定過原點。若真是a∝F，a∝l／m得需多次實驗才能證實。附錄1

實驗分析

牛頓第二定律是動力學的核心規律，是本章重點和中心內容，而探究加速度與力和質量的關系是學習下一節的重要鋪墊。該實驗的器材選取、方案設定，因第二章使用過，學生自然會想到用該器材測加速度。但測力有一定困難，還需平衡摩擦。為此可借助氣墊導軌避免這一點。另外，測加速度可在氣墊導軌上安放兩個光電計時門，通過微機輔助系統記錄，小車通過兩個計時門的時間間隔，測出兩計時門間距離，可由 求加速度a，數據完全可由微機處理，甚至a－F，a－1／m圖象由微機處理作出，收到事半功倍的效果。附錄2

學生分析

該實驗是探索規律的實驗，學生對加速度與力和質量的關系的定量關系是未知的，但通過實例，對加速度與力和質量的定性關系是可以理解的。怎樣定量研究需在教師指導下，學生動手、動腦進行設計研究，教師只是一個引導者、評判者，只要學生的設計方案合理，親身體驗探究過程，至于能否得出正確結果并不重要。

3、牛頓第二定律

一、知識與技能

1、掌握牛頓第二定律的文字內容和數學公式；

2、理解公式中各物理量的意義及相互關系。

3、知道在國際單位制中力的單位“牛頓”是怎樣定義的。

4、會用牛頓第二定律的公式進行有關的計算。

二、過程與方法

1、以實驗為基礎，歸納得到物體的加速度跟它的質量及所受外力的關系，進而總結出牛頓第二定律。

2、培養學生的概括能力和分析推理能力。

三、情感、態度與價值觀

1、滲透物理學研究方法的教育。

2、認識到由實驗歸納總結物理規律是物理學研究的重要方法。★教學重點 牛頓第二定律 ★教學難點

牛頓第二定律的意義

★教學方法

1、復習回顧，創設情景，歸納總結；

2、通過實例的分析、強化訓練，使學生理解牛頓第二定律的意義。★教學過程

一、引入新課

教師活動：利用多媒體播放汽車啟動、飛機起飛等錄像資料。教師提出問題，啟發引導學生討論它們的速度的變化快慢即加速度由哪些因素決定？

學生活動：學生觀看，討論其可能性。

點評：通過實際問題及現象分析，激發學生學習興趣，培養學生發現問題的能力 教師活動：提出問題讓學生復習回顧：

l、物體的加速度與其所受的作用力之間存在什么關系？

2、物體的加速度與其質量之間存在什么關系？ 學生活動：學生回顧思考討論。

教師活動：（進一步提出問題，完成牛頓第二定律探究任務的引入）物體的加速度與其所受的作用力、質量之間存在怎樣的關系呢？

學生活動：學生思考討論，并在教師的引導下，初步討論其規律． 點評；通過多媒體演示及學生的討論，復習回顧上節內容，激發學生的學習興趣。培養學生發現問題、探究問題的能力。

二、進行新課

教師活動：學生分析討論后，教師進一步提出問題： l、牛頓第二定律的內容應該怎樣表述？

2、它的比例式如何表示？

3、各符號表示什么意思？

4、各物理量的單位是什么？其中，力的單位“牛頓”是如何定義的？

學生活動：學生討論分析相關問題，記憶相關的知識。

教師活動：上面我們研究的是物體受到一個力作用的情況，當物體受到幾個力作用時，上述規律又將如何表述？ 學生活動：學生討論分析后教師總結：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

點評：培養學生發現一般規律的能力

教師活動：討論a和F合的關系，并判斷下面哪些說法不對？為什么？ A、只有物體受到力的作用，物體才具有加速度．

B、力恒定不變，加速度也恒定不變。

C、力隨著時間改變，加速度也隨著時間改變。D、力停止作用，加速度也隨即消失。

E、物體在外力作用下做勻加速直線運動，當合外力逐漸減小時，物體的速度逐漸減小。F、物體的加速度大小不變一定受恒力作用。

學生活動：學生討論分析后教師總結：力是使物體產生加速度的原因，力與物體的加速度具有矢量性、瞬時性和獨立性

點評：牛頓第二定律是由物體在恒力作用下做勻加速直線運動的情形下導出的，但由力的獨立作用原理可推廣到幾個力作用的情況，以及應用于變力作用的某一瞬時。

教師活動：出示例題引導學生一起分析、解決。

例題1：某質量為1100kg的汽車在平直路面試車，當達到100km／h的速度時關閉發動機，經過70s停下來，汽車受到的阻力是多大？重新起步加速時牽引力為2000 N，產生的加速度應為多大？ 假定試車過程中汽車受到的阻力不變。

例題 2：一個物體，質量是2 kg，受到互成 120°角的兩個力F1和F2的作用。這兩個力的大小都是10N，這兩個力產生的加速度是多大？

學生活動：學生在實物投影儀上講解自己的解答．并相互討論；教師總結用牛頓第二定律求加速度的常用方法。點評：通過分析實例，培養學生進行數據分析，加深對規律的理解能力，加強物理與學生生活實踐的聯系。

三、課堂總結、點評

教師活動：教師引導學生總結所研究的內容。

牛頓第二定律概括了運動和力的關系。物體所受合外力恒定，其加速度恒定；合外力為零，加速度為零。即合外力決定了加速度，而加速度影響著物體的運動情況。因此，牛頓第二定律把前幾章力和物體的運動構成一個整體，其中的紐帶就是加速度。

學生活動：學生自己總結后作答，其他同學補充。點評：培養學生的概括和總結能力。

四、實例探究

☆對牛頓第二定律的理解

1、下列對牛頓第二定律的表達式F＝ma及其變形公式的理解，正確的是：

A、由F＝ma可知，物體所受的合外力與物體的質量成正比，與物體的加速度成反比； B、由m＝F／a可知，物體的質量與其所受的合外力成正比，與其運動的加速度成反比； C．由a＝F／m可知，物體的加速度與其所受的合外力成正比，與其質量成反比；

D、由m＝F／a可知，物體的質量可以通過測量它的加速度和它所受到的合外力而求得。

2、在牛頓第二定律公式F＝kma中，有關比例常數k的說法正確的是： A、在任何情況下都等于1 B、k值是由質量、加速度和力的大小決定的 C、k值是由質量、加速度和力的單位決定的 D、在國際單位制中，k的數值一定等于1 ☆力和運動的關系

3、關于運動和力，正確的說法是

A、物體速度為零時，合外力一定為零 B、物體作曲線運動，合外力一定是變力

C、物體作直線運動，合外力一定是恒力 D、物體作勻速運動，合外力一定為零

4、設雨滴從很高處豎直下落，所受空氣阻力f和其速度v成正比．則雨滴的運動情況是 A、先加速后減速，最后靜止 B、先加速后勻速

C、先加速后減速直至勻速 D、加速度逐漸減小到零

☆對牛頓第二定律的應用

5、地面上放一木箱，質量為40kg，用100N的力與水平方向成37°角推木箱，如圖所示，恰好使木箱勻速前進。若用此力與水平方向成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）附錄1

牛頓第二定律——教材分析

高中物理新課程標準中要求學生對牛頓第二定律有一定的理解和掌握。作為教師首先要對新標準做出自己的分析和判斷，結合新標準要求，認識到，要達到該標準不僅要使學生了解牛頓第二定律的內容，更重要的是讓學生認識到牛頓第二定律在現實生活中應用的重要性，以及如何利用該定律來解決實際問題，更不能忽略要在教學過程中時刻注意對學生學習能力的培養。

本課以必修1教材為依據。通過定律的探求過程，滲透物理學研究方法，是整個物理教學的重要內容和任務。這是人類認識世界的常用方法。所以本節課不只是讓學生掌握牛頓第二定律，更應知道定律是如何得出的。

定義力的單位“牛頓”使得k＝l，得到牛頓第二定律的簡單形式F＝ma。使用簡捷的數學語言表達物理規律是物理學的特征之一，但應知道它所對應的文字內容和意義。

牛頓第二定律通過加速度將物體的運動和受力緊密聯系，使前三章構成一個整體，這是解決力學問題的重要工具。應使學生明確對于牛頓第二定律應深入理解、全面掌握，即理解各物理量和公式的內涵和外延，避免重公式、輕文字的現象。數學語言可以簡明地表達物理規律，使其形式完善、便于記憶，但它不能替代文字表述，更不能涵蓋與它關聯的運動和力的復雜多變的情況。否則就會將活的規律變為死的公式。附錄2

學生分析

牛頓第二定律的數學表達式簡單完美，記住并不難。但要全面、深入理解該定律中各物理量的意義和相互聯系，牢固掌握定律的物理意義和廣泛的應用前景，對學生來說是較困難的。這一難點在本課中可以通過定律的辨析和有針對性的練習加以深化和突破，另外，還有待在后續課程的學習和應用過程中去體會和理解。

4、力學單位制

一、知識與技能

1、了解什么是單位制，知道力學中的三個基本單位

2、認識單位制在物理計算中的作用

二、過程與方法

通過學過的物理量了解單位的重要性，知道單位換算的方法

三、情感、態度與價值觀

通過一些單位的規定方式，了解單位統一的必要性，并能運用單位制對運算過程或結果進行檢驗。★教學重點

知道單位制的作用，即清楚物理公式和物理量的關系，掌握國際單位制中的基本單位和導出單位。★教學難點

單位制的實際應用 ★教學方法

教師啟發、引導，學生自主閱讀、思考，討論、交流學習成果。★教學過程

一、引入新課

教師活動：引導啟發學生回憶所學過的主要公式，并說出這些公式中各物理量的單位。學生活動：認真思考，回想并寫出學過的物理公式。

2教師活動：投影學生寫出的公式以及式中涉及的物理量的單位講解并點評： 提出問題：物理學的關系式確定了哪幾個方面的關系？請同學們閱讀教材并回答。學生活動：學生閱讀教材并思考老師的問題，討論后回答。

教師活動：總結點評：物理學的關系式確定了物理量之間的關系，也確定了各物理量單位之間的關系。今天我們就來學習有關單位的知識――力學單位制。

二、進行新課

教師活動：引導學生閱讀教材，從課本中找出這幾個概念：

l、什么是基本單位？力學中的基本單位都有哪些，分別對應什么物理量？

2、什么是導出單位？你學過的物理量中哪些是導出單位？借助物理公式來推導。

3、什么是國際單位制？國際單位制中的基本單位共有幾個？它們分別是什么？對應什么物理量？ 學生活動：帶著老師提出的問題認真閱讀教材，討論交流，選出代表發言。點評：培養學生獨立閱讀教材獲取信息的能力；闡述自己的看法，語言表達能力。教師活動：傾聽學生的回答，適當點評。投影84頁表“國際單位制的基本單位”。

學生活動：傾聽老師的點評；觀看投影，了解國際單位制的基本單位。

教師活動：出示例題引導學生一起分析、解決。

例題：一個原來靜止的物體，質量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s內通過的位移是多少？ 學生活動：學生在實物投影儀上講解自己的解答．并相互討論；教師總結采用統一的國際單位制給計算帶來的方便，使學生體會學習力學單位制的意義。

點評：通過分析實例，培養學生分析問題、解決問題的能力，同時體會單位制的意義。教師活動：引導學生閱讀教材85頁“說一說”，并回答文中提出的問題。學生活動：閱讀教材，討論并回答問題。

點評：通過這一實例，再次讓學生體會到學習單位制的意義。

三、課堂總結、點評

教師活動：讓學生概括總結本節的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。

學生活動：認真總結概括本節內容，并把自己這節課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結課堂內容，培養學生概括總結能力。

教師要放開，計學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。

四、實例探究

☆單位制在力學計算中的作用

一個原來靜止在光滑水平面上的物體，質量是20kg，在兩個大小都是50N且互成120°角的水平外力作用下，3s末物體的速度是多大？3s內物體的位移是多少

解析：兩個大小都是50N且互成120°角的水平外力的合力大小為50N，方向在這兩個力的角平分線上，且與水平面平行，由于水平面光滑，故水平方向上沒有滑動摩擦力，根據牛頓第二定律，有 m/s2＝2.5m/s2 由運動學公式得

v=at=2.5×3m/s=7.5m/s

m=11.25m 點撥：在整個計算過程中所有物理量都采用國際單位制。就不要在運算過程中每一步都將物理量代入進行計算。這樣可以使計算過程簡化。

5、牛頓第三定律

一、知識與技能

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、理解牛頓第三定律的確切含義，能用它解決簡單的問題。

3、能區分平衡力與作用力和反作用力

二、過程與方法

1、通過學生自己設計實驗，培養學生的獨立思考能力和實驗能力。

2、通過用牛頓第三定律分析物理現象，可培養學生分析解決實際問題的能力。

3、通過鼓勵學生動手、大膽質疑、勇于探索，可提高學生自信心并養成科學思維習慣。

三、情感、態度與價值觀

1、培養學生實事求是的科學態度和團結協作的科學精神。

2、激發學生探索的興趣，養成一種科學探究的意識。★教學重點

1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。

2、掌握牛頓第三定律并用它分析實際問題。★教學難點

正確區分平衡力和作用力、反作用力 ★教學方法

實驗探究、討論交流、多媒體輔助教學 ★教學過程

一、引入新課

教師活動：讓學生利用身邊的器材自己設計實驗，驗證以前學過的“力的作用是相互的” 學生活動：積極思考設計實驗。

點評：開門見山，讓學生進入主動思考狀態。

二、進行新課

教師活動：

1、教師巡視，觀察各組設計試驗的情況。

2、鼓勵學生大膽演示自己設計的實驗，并說明如何證明此結論。

3、根據需要，引導、補充學生發言。

學生活動：各小組積極動手做實驗，并踴躍發言，展示成果。學生可能設計的實驗：

實驗一：將兩個皮球對壓（二者均發生形變）

實驗二：用手拉彈簧（彈簧形變，手也受到彈簧的拉力）

實驗三：將左手攥拳后僅豎直向上伸出食指，用右手掌心豎直向下壓迫左手食指。（左手食指受壓，右手掌心被扎疼）點評：實驗具有開放性，可培養學生的創新和探索精神和動手實踐能力。教師活動：提出問題：

1、力是一個物體對另一個物體的作用，這種作用是相互的還是單方面的？一個力應與幾個物體相聯系？

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適？叫反作用力好嗎？

（注意，教師不一定用這個例子，要看學生回答情況而定）

學生活動：得出實驗結論：力的作用是相互的，有施力物體必有受力物體，一個力應與兩個物體相聯系。點評：

1、設計實驗可激發學生的學習動機和內在的學習興趣

2、課堂上可能會出現教師意料不到的情況，教師要駕馭好課堂。

教師活動： 提出問題：

1、我們生活中還有哪些現象能證明這一點？

2、與同學一起分析、補充這些事例，并印證“力的作用是相互的”，并給出作用力和反作用力的概念。

3、引導學生分類，彈力、磁力、摩擦力均是相互的，使學生注意到從多角度證明問題更全面。學生活動：學生思考，通過小組舉例、做實驗、討論：

1、用力拍手，兩手都疼

2、磁鐵相吸、相斥

3、碰碰車

4、滑旱冰的人相推，均后退（事先做好多媒體課件）

5、用橡皮擦鉛筆字，字被擦掉了橡皮也掉了一層皮 ??

點評：

1、在課桌上，事先盡可能多的將一些合適的器材提供給學生，讓學生邊討論邊做實驗。

2、學生舉例，教師不可能完全預料到，但對常見的事例要作充分的準備（如：器材、課件）教師活動：提出問題：我們研究的是力，我們可以從哪些方面研究呢？

學生活動：學生通過小組討論、補充，認為應該研究力的三要素：作用點、大小、方向。

點評：讓學生回憶并討論從哪些方面研究二者之間的關系。將學生引向更深入的問題，找出問題的突破點。教師活動：讓學生自己舉例分析。比如學生作了下面的實驗：在右車上放一條形磁鐵，在車上放一質量近似相等的鐵塊。用手調整兩車間的距離，使放手后左車剛好能在右車吸引力作用下運動。觀察實驗現象 教師鼓勵學生并注意糾錯：

1、如把右車上鐵塊受到的力叫作用力，找出這個力的施力物體是誰？作用點在哪里？這個力的方向如何？這個力的作用效果怎樣？

2、反作用力的施力物體是誰？受力物體是誰？作用點在哪里？方向如何？這個反作用力的作用效果如何？ 學生活動：小組分析實例，討論得出： 作用點分別在兩個物體上。

點評：研究作用力和反作用力的作用點

教師活動：雞蛋碰石頭會怎樣？由此你認為他們之間的作用力大小有什么關系？請你設計實驗定量證明你的結論。學生活動：學生提出自己的看法并積極動手操作，加以證明。可能出現兩種意見：

1、等大。

2、石頭對雞蛋的力大于雞蛋對石頭的力

點評：研究作用力與反作用力的大小關系，先提出一個問題，激發學生興趣

教師活動：引導學生觀察要仔細、思考要全面，比如為了使實驗更具一般性，可以變化多個位置，重復實驗。

假如學生做了這個實驗：取兩個彈簧秤，把甲秤的圓環固定，手拿乙秤與甲秤鉤住，再用手沿水平方向勻速拉動乙秤的圓環端至某一位置停下，讀出兩秤的讀數。提出問題：

1、讀出兩秤的讀數。把甲乙兩秤視作質點，畫出各自的受力圖。

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、將其中一彈簧秤的讀數減小到零，觀察另一彈簧秤的讀數。讓學生復述實驗器材、實驗步驟、演示操作、讀取數據并說明結論。學生活動：學生積極設計實驗、討論分析現象，找出規律：

1、兩個彈簧秤對拉，二力等大

2、兩彈簧均被拉伸，二力反向

3、同時為零，說明二者同時產生，同時消失。

點評：

1、讓學生自己動手實驗，定量去證明結論，不被現象所迷惑，用數據說明問題。

2、學生不一定一次性得出上述正確、簡練的結論，教師再去引導。

教師活動：介紹傳感器系統，用傳感器進一步探究作用力與反作用力的大小關系（見課本87頁做一做）。

讓多個學生自己拉動傳感器，學生可能會有不同的拉法：拉力逐漸增大、拉力逐漸減小、拉力大小隨意變化、手停止和手運動等等。

教師要求學生仔細觀察屏幕上的圖像。你得到了那些結論？ 學生活動：學生觀察討論，得出結論并匯總：

1、作用力與反作用等大反向。

2、同時存在同時消失。

3、這種關系與物體的運動狀態無關。

教師活動：問學生“那為什么雞蛋碰石頭，雞蛋破而石頭無恙？”

學生活動：學生應能考慮到是雞蛋與石頭的承受能力不一樣而導致的。

點評：

1、用傳感器系統給學生演示，指導學生去操作，進一步驗證結論，提高可信度。

2、不要低估學生，經過討論、補充，他們能得到較全面的結論，所以應放手讓他們去想、去做。

教師活動：讓學生完成實驗：取一個長約3cm剛充過磁的小磁針和一張15cm×15cm的白紙，在紙上如圖所示，畫出一組鄰圓直徑相差0.5cm的同心圓，將圓12等分。另取一枚大頭針垂直插入一根火柴桿的尾部。實驗時，將磁針置于圓心處，待磁針穩定后，用手指捏住火柴桿并使大頭針與磁針成一條直線。緩慢沿直線向磁針移動大頭針，使磁針的一極對大頭針產生吸引力。在保持磁針與大頭針之間雖不接觸卻具有明顯吸引力的條件下，用手沿圓移動火柴桿至大頭針的針身重合在同心圓的非南北方向的任意一條平分線上，移動中保持磁針對大頭針的吸引，觀察現象。

1、仔細觀察，看大頭針與小磁針穩定后的方位關系怎樣？

2、變換圓的另一條平分線重復上述實驗，你找到了什么規律？

3、作用力與反作用力的方向有何關系？

學生活動：學生積極實驗，討論、分析得出結論：作用力與反作用力在同一直線上。

點評：研究作用力與反作用力的方向。儀器兩人一組，更能發揮學生的積極性和主體作用，更應該發動學生課前預習后自制一些簡易儀器，外形粗劣無所謂，只要能達目的即可。教師活動：提出問題讓學生討論：

1、作用力與反作用力性質是否相同？

2、找出作用力與反作用力跟平衡力的區別。

3、用牛頓第三定律揭示許多生活現象。比如：噴氣式飛機、船前進的原理。學生活動：學生積極討論分析得出結論：

1、作用力與反作用力性質相同。

2、作用力與反作用力不是平衡力，盡管都是大小相等方向相反，但是作用力與反作用力作用在不同的物體上，平衡力作用在同一個物體上。

3、師生共同討論得出：

點評：

1、讓學生更全面的了解二者的性質。

2、培養學生會用學過的規律解釋物理現象的能力。

三、課堂總結、點評

教師活動：教師利用局域網將事先準備好的Powpoint課堂小結呈現給學生。學生活動：教師與學生一起回想、整理、消化。點評：教師利用幻燈片進行課堂總結，提高授課效率。

四、實例探究

☆對作用力、反作用力及平衡力的認識

1、掛在豎直懸繩上的物體受到兩個力的作用，這兩個力的反作用力各作用在什么物體上？在這四個力中，哪兩對是作用力和反作用力？哪兩對力是平衡力？

2、放在水平桌面上的木塊被一根拉長的輕彈簧水平向右牽引著，并處于靜止狀態，木塊在水平方向上受到哪兩個力的作用？試分別說出兩個力的反作用力的受力物體以及反作用力的性質和方向。☆對平衡條件和牛頓第三定律的應用

3、一個物體靜止的放在水平支持物上，試證明物體對支持面的壓力的大小等于物體所受的重力的大小，在證明過程中說出你的依據。

☆用牛頓第三定律解釋生活現象

4、分析判斷下面說法是否正確并說明理由。

“甲乙兩對拔河，甲勝乙敗，則甲對乙的作用力大于乙隊甲的作用力。” 附錄一

牛頓第三定律――教材分析

本節重點是作用力和反作用力的概念和牛頓第三定律，學生在初中和高中第三章中已學過：力是物體間的相互作用，所以，理解牛頓第三定律的內容并不困難。應幫助學生理解作用力和反作用力是一對性質相同的力，二者同時產生、同時消失。本節的難點為正確區分平衡力跟作用力和反作用力，應讓學生自主發現它們的區別，這樣印象深刻。本節還適當安排了證明題，讓學生獨立完成，對培養學生的推理能力大有好處。附錄二

牛頓第三定律――學生分析

學生在以前的學習中，容易形成死記硬背的習慣，所以對學生所學內容很可能只是機械記憶，而沒有深入的思考，因此教師應盡量放手讓學生自己發現、探索、總結、例證等等，才能讓學生真正的抓住重點，突破難點。對于應用牛頓第三定律的證明題，學生更容易眼高手低，總覺得很簡單，但大部分學生證明過程不嚴格，語言敘述也不規范，這也是高考證明題得分不高的原因，所以教師應讓學生獨立完成，培養其推理能力。

第三篇：牛頓運動定律教案

三、牛頓運動定律

教學目標 1．知識目標：

（1）掌握牛頓第一、第二、第三定律的文字內容和數學表達式；（2）掌握牛頓第二定律的矢量性、瞬時性、獨立性和對應性；（3）了解牛頓運動定律的適用范圍． 2．能力目標：

（1）培養學生正確的解題思路和分析解決動力學問題的能力；（2）使學生掌握合理選擇研究對象的技巧． 3．德育目標：

滲透物理學思想方法的教育，使學生掌握具體問題具體分析，靈活選擇研究對象，建立合理的物理模型的解決物理問題的思考方法．

教學重點、難點分析

1．在高

一、高二的學習中，學生較系統地學習了有關動力學問題的知識，教師也介紹了一些解題方法，但由于學生掌握物理知識需要有一個消化、理解的過程，不能全面系統地分析物體運動的情境，在高三復習中需要有效地提高學生物理學科的能力，在系統復習物理知識的基礎上，對學生進行物理學研究方法的教育．本單元的重點就是幫助學生正確分析物體運動過程，掌握解決一般力學問題的程序．

2．本單元的難點在于正確、合理地選擇研究對象和靈活運用中學的數學方法，解決實際問題．難點的突破在于精選例題，重視運動過程分析，正確掌握整體—隔離法．

教學過程設計

一、引入

牛頓運動定律是經典力學的基礎，應用范圍很廣．

在力學中，只研究物體做什么運動，這部分知識屬于運動學的內容．至于物體為什么會做這種運動，這部分知識屬于動力學的內容，牛頓運動定律是動力學的支柱．我們必須從力、質量和加速度這三個基本概念的深化理解上掌握牛頓運動定律．這堂復習課希望學生對動力學的規律有較深刻的理解，并能在實際中正確運用．

二、教學過程 教師活動

1．提問：敘述牛頓第一定律的內容，慣性是否與運動狀態有關？ 學生活動

回憶、思考、回答：

一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止． 教師概括．

牛頓第一定律指明了任何物體都具有慣性——保持原有運動狀態不變的特性，同時也確定了力是一個物體對另一個物體的作用，力是改變物體運動狀態的原因．

應該明確：

（1）力不是維持物體運動的原因；

（2）慣性是物體的固有性質．慣性大小與外部條件無關，僅取決于物體本身的質量．無論物體受力還是不受力，無論是運動還是靜止，也無論是做勻速運動還是變速運動，只要物體質量一定，它的慣性都不會改變，更不會消失，慣性是物體的固有屬性．

放投影片：

[例1]某人用力推原來靜止在水平面上的小車，使小車開始運動，此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運動，可見：

A．力是使物體產生運動的原因 B．力是維持物體運動速度的原因 C．力是使物體產生加速度的原因 D．力是使物體慣性改變的原因 討論、思考、回答： 經討論得出正確答案為：C． 2．提問：牛頓第二定律的內容及數學表達式是什么？ 學生回憶、回答：

物體受到外力作用時，所獲得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向與合外力方向相同．

ΣF=ma

理解、思考． 教師講授： 牛頓第二定律的意義

（1）揭示了力、質量、加速度的因果關系．（2）說明了加速度與合外力的瞬時對應關系．（3）概括了力的獨立性原理

提問：怎樣應用牛頓第二定律？應用牛頓第二定律解題的基本步驟如何？ 討論：歸納成具體步驟．

應用牛頓第二定律解題的基本步驟是：（1）依題意，正確選取并隔離研究對象．

（2）對研究對象的受力情況和運動情況進行分析，畫出受力分析圖．（3）選取適當坐標系，一般以加速度的方向為正方向．根據牛頓第二定律和運動學公式建立方程．

（4）統一單位，求解方程組．對計算結果進行分析、討論． 在教師的引導下，分析、思考． 依題意列式、計算．

[例2]有只船在水中航行時所受阻力與其速度成正比，現在船由靜止開始沿直線航行，若保持牽引力恒定，經過一段時間后，速度為v，加速度為a1，最終以2v的速度做勻速運動；若保持牽引力的功率恒定，經過另一段時間后，速度為v，加速度為a2，最終也以2v的速度做勻速運動，則a2=______a1．

放投影片，引導解題： 牽引力恒定：

牽引力功率恒定：

提問：通過此例題，大家有什么收獲？隨教師分步驟應用牛頓第二定律列式． 學生分組討論，得出結論：

力是產生加速度的原因，也就是說加速度與力之間存在即時直接的因果關系．被研究對象什么時刻受力，什么時刻產生加速度，什么時刻力消失，什么時刻加速度就等于零．這稱做加速度與力的關系的同時性，或稱為瞬時性．

放投影片：

[例3]已知，質量m=2kg的質點停在一平面直角坐標系的原點O，受到三個平行于平面的力的作用，正好在O點處于靜止狀態．已知三個力中F2=4N，方向指向負方向，從t=0時起，停止F1的作用，到第2秒末物體的位置坐標是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若從第2秒末起恢復F1的作用，而同時停止第三個力F3的作用，則到第4秒末質點的位置坐標是多少？（3）第4秒末質點的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？

讀題，分析問題，列式，求解． 畫坐標圖：

經啟發、討論后，學生上黑板寫解答．

（1）在停止F1作用的兩秒內，質點的位置在x軸負方向移動，應

所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X軸方向．

（2）當恢復F1的作用，而停止F3的作用的2秒內，因為F1在x軸正方向，F2在y軸負方向，直接用F1和F2列的動力學方程

所以第4秒末的位置坐標應是

其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s

（3）第4秒末質點沿x軸和y軸方向的速度分別為v2x和v2y，有

即第4秒末質點的速度為4m/s，沿y軸負方向．

限，設F3與y軸正向的夾角為θ，則有

對照解題過程理解力的獨立作用原理． 教師啟發、引深：

大量事實告訴我們，如果物體上同時作用著幾個力，這幾個力會各自產生自己的加速度，也就是說這幾個力各自產生自己的加速度與它們各自單獨作用時產生的加速度相同，這是牛頓力學中一條重要原理，叫做力的獨立作用原理，即：

3．提問：敘述牛頓第三定律的內容，其本質是什么？ 回憶，思考，回答：

兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上． 放投影片：

牛頓第三定律肯定了物體間的作用力具有相互作用的本質：即力總是成對出現，孤立的單個力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也給施力者以力的作用．這一對作用力和反作用力的關系是：等大反向，同時存在，同時消失，分別作用于兩個不同的物體上，且具有相同的性質和相同的規律．

[例4] 如圖1-3-2，物體A放在水平桌面上，被水平細繩拉著處于靜止狀態，則：

[

]

A．A對桌面的壓力和桌面對A的支持力總是平衡的 B．A對桌面的摩擦力的方向總是水平向右的 C．繩對A的拉力小于A所受桌面的摩擦力

D．A受到的重力和桌面對A的支持力是一對作用力與反作用力 思考、討論、得出正確結論選B，并討論其它選項錯在何處． 放投影片：

4．牛頓運動定律的適用范圍

牛頓運動定律如同一切物理定律一樣，都有一定的適用范圍．牛頓運動定律只適用于宏觀物體，一般不適用于微觀粒子；只適用于物體的低速（遠小于光速）運動問題，不能用來處理高速運動問題．牛頓第一定律和第二定律還只適用于慣性參照系．

理解，記筆記．

三、課堂小結

提問：你怎樣運用牛頓運動定律來解決動力學問題？ 組織學生結合筆記討論并進行小結．

由牛頓第二定律的數學表達式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬時力及作用效果的問題；判斷質點的運動性質的問題，都可用牛頓運動定律解決．

解決動力學問題的基本方法是：

（1）根據題意選定研究對象，確定m．

（2）分析物體受力情況，畫受力圖，確定F合．（3）分析物體運動情況，確定a．

（4）根據牛頓定律，力的概念、規律、運動學公式等建立有關方程．（5）解方程．（6）驗算、討論．

四、教學說明

1．作為高三總復習，涉及概念、規律多．因此復習重點在于理解概念、規律的實質，總結規律應用的方法和技巧．

2．復習課不同于新課，必須強調引導學生歸納、總結．注意知識的連貫性和知識點的橫向對比性．如一對作用力和反作用力與一對平衡力有什么不同？

3．復習課可以上得活躍些，有些綜合題可以由學生互相啟發，互相討論去解決，這樣既可以提高學生的學習興趣又可提高學生分析問題的能力．

同步練習

一、選擇題

1．如圖1-3-3所示，物體A放在物體B上，物體B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B間動摩擦因數μ=0.2．A物上系一細線，細線能承受的最大拉力是20N，水平向右拉細線，下述中正確的是（g=10m/s2）

[

]

A．當拉力F＜12N時，A靜止不動 B．當拉力F＞12N時，A相對B滑動 C．當拉力F=16N時，B受A摩擦力等于4N D．無論拉力F多大，A相對B始終靜止

2．如圖1-3-4所示，物體m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑動，設加速度為a1；若只在物體m上再放上一個物體m′，則m′與m一起下滑的加速度為a2；若只在m上施加一個方向豎直向下，大小等于m′g的力F，此時m下滑的加速度為a3，則

[

]

A．當a1=0時，a2=a3且一定不為零 B．只要a1≠0，a1=a2＜a3 C．不管a1如何，都有a1=a2=a3 D．不管a1如何，都有a1＜a2=a3

3．如圖1-3-5所示，在光滑的水平面上放著兩塊長度相等，質量分別為M1和M2的木板，在兩木板的左端分別放有一個大小、形狀、質量完全相同的物塊．開始都處于靜止狀態，現分別對兩物體施加水平恒力F1、F2，當物體與木板分離后，兩木板的速度分別為v1和v2，若已知v1＞v2，且物體與木板之間的動摩擦因數相同，需要同時滿足的條件是

[

]

A．F1=F2，且M1＞M2 B．F1=F2，且M1＜M2 C．F1＞F2，且M1=M2 D．F1＜F2，且M1=M2

二、非選擇題

4．如圖1-3-6所示，一質量為M=4kg，長為L=3m的木板放在地面上．今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地上勻速運動，某一時刻把質量為m=1kg的鐵塊輕輕放在木板的最右端，不計鐵塊與木板間的摩擦，且小鐵塊視為質點，求小鐵塊經多長時間將離開木板？（g=10m/s2）

5．一艘宇宙飛船飛近一個不知名的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道，宇航員著手進行預定的考察工作．宇航員能不能僅僅用一只表通過測定時間來測定該行星的平均密度？說明理由．

6．物體質量為m，以初速度v0豎直上拋．設物體所受空氣阻力大小不變，已知物體經過時間t到達最高點．求：

（1）物體由最高點落回原地要用多長時間？（2）物體落回原地的速度多大？

7．如圖1-3-7所示，質量均為m的兩個梯形木塊A和B緊挨著并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做勻加速運動．為使運動過程中A和B之間不發生相對滑動，求推力F的大小．（不考慮一切摩擦）

8．質量m=4kg的質點，靜止在光滑水平面上的直角坐標系的原點O，先用F1=8N的力沿x軸作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，問最后質點的速度的大小、方向及質點所在的位置．

參考答案

1．CD

2．B

3．BD

4．2s

7．0＜F≤2mgtanθ

第四篇：牛頓運動定律 機械能

牛頓運動定律 機械能

【教學結構】

牛頓運動定律

一、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。又稱為慣性定律。

慣性：物體有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質。一切物體都有慣性。與運動狀態無關，靜止狀態、勻速直線運動狀態、勻變速運動等，物體都有慣性，且不變。慣性的大小是由質量量度的。物體的速度不需要力來維持。

二、牛頓第二定律

1.運動狀態變化：物體運動速度發生變化，運動狀態就變化。速度是矢量，有大小，有方向，大小和方向一個變化或同時都變，都叫速度變化，加速度描述物體運動狀態變化快慢。

2.力的作用效果：改變物體運動狀態，使物體形狀或體積發生變化。

3.質量：質量是慣性的量度。質量越大，慣性越大，阻礙物體改變運動狀態作用越大。

4.牛頓第二定律：物體的加速度跟物體所受外力成正比，跟物體質量成反比。∑F=ma 等號左邊是物體所受的合外力，等號右邊是物體質量和加速度的乘積。在使用牛頓第二定律時，（1）選擇研究對象，（2）分析物體受力，（3）利用正交分解方法求物體的合力，建立xoy坐標系，根據解題方便確立x、y方向，（4）列牛頓第二定律方程，∑Fy=may，∑Fx=max（5）解方程。關鍵是正確分析物體受力，求合力。

5.力的平衡：當物體所受合外力為零時，物體為平衡狀態，即靜止狀態或勻速直線運動狀態。靜止狀態應是υ=0,a=0。單一速度為零不叫靜止狀態，使牛頓第二定律解題時，往往是一個方向運動狀態不變化，需列平衡方程，另一方向有加速度列第二定律方程，然后聯立求解。

6.牛頓第二定律的應用：（1）根據物體受力情況，使用牛頓第二定律求得加速度，然后結合運動學公式，求解位移，速度等。（2）根據運動學規律利用題給定的條件求出加速度再利用牛頓第二定律，求解力或質量。

三、牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。作用力和反作用力與二力平衡的區別：作用力與反作用力作用在兩個物體上不能使物體平衡，二力平衡一定是作用在一個物體上。作用力與反作用力一定是同種性質的力，是摩擦力都是摩擦力，二力平衡則可是不同性質的力。在確定作用力的反作用力時，一定發生在兩個物體之間，A給B的力為作用力，反作用力一定是B給A的力。

四、單位制：

基本單位：選定幾個物理量的單位為基本單位。

導出單位：利用基本單位導出的單位，例如：基本單位位移m，時間s，速s度單位：根據υ=，速度單位為m/s，即為導出單位。

t單位制：基本單位和導出單位一起組成單位制。

國際單位制：基本單位：位移：m, 質量：kg, 時間：s。又稱：米，千克，秒制。導出單位：加速度：m/s2，力：1牛頓（N）=1kgm/s2等。機械能

一、功：物體受力的作用，在力的方向上

發生位移，這個力對物體做了功。如圖1所示：W=Fscosα，物體 在F1方向上發生位移S。

α＜90°時，cosα＞0，力對物體做正功

α=90°時，cosα=0，力對物體不做功，這是很重要的情況，必須重視；帶電沿等勢面移動，電場力不做功，洛侖茲力對運動電荷不做功。90°＜α≤180°時，cosα＜1，力對物體做負功，也可理解為物體克服某力做功。

功是標量只有大小而無方向，做正功、負功只反映做功的效果。功是能量轉化的量度，做功過程是能量轉化過程。功的單位：焦耳。1焦耳=1Nm。

w功率：描述做功快慢的物理量，定義：功跟完成這些功所用時間的比值，P=。

t功率的單位1瓦（W）=1J / S，1千瓦（KW）=1000 J / S，功率是標量。

P=Fυ，F大小方向不變，υ在變化，某時刻功率P=Fυt，稱為即時功率。若

w時間t完成功為W，P=，又稱為在t時間內的平均功率，或表示為P?F?V。

t額定功率：機械在正常工作時的最大功率。機械的實際功率可以小于額定功率。當機械在額定功率下工作：P額=Fυ，速度越大，牽引力越小，在汽車起動時，速度很小，牽引力很大，且大于阻力，汽車加速運動，υ增大，F減小，加速度隨之減小，當F=f時，加速度為零，汽車有最大速度υm，汽車開始的υm做勻速運動，P額=F·υm=fυm。

二、機械能

11.動能：物體動能等于它的質量跟它的速度平方乘積的一半。Ek=m?2，動

2能是標量，動能單位：焦耳（J），靜止物體動能量為零。動能大小由m、?2共同決定。

2.重力勢能：物體的重力勢能就等于物體所受重力和它的高度的乘積。EP=mgh。勢能是標量，單位：焦耳。在研究物體重力勢能時，首先要確定重力勢能0勢能參考平面。h是相對零勢能參數面的高度，物體在“0”勢能面上面h為正，重力勢能為正表示比零重力勢能大。在0勢能面下面h為負，重力勢能為負，表示0重力勢能小。零勢能面的選擇是任意的，在解決具體問題時，以方便為選零勢能面的原則。

重力功與重力勢能的關系：重力做正功重力勢減小，做多少正功重力勢能減少多少。重力做負功，重力勢能增加，重力做多少負功，重力勢增加多少。

3.彈性勢能：被拉伸或壓縮的彈簧，內部各部分之間的相對位置發生變化，而具有的勢能。其它彈性物體形變時也能產生彈性勢能。我們主要考慮彈簧的形變勢能。

勢能：指彈性勢能和重力勢能。機械能：動能和勢能的總和。

三、機械能守恒定律：如果沒有摩擦和介質阻力（空氣阻力、水的阻力等），物體只發生動能和勢能的相互轉化，機械能總量保持不變。

對于機械能守恒條件可以理解為：只有重力和產生彈性勢能彈力做功，其它力都不做功或其它力做功總和為零，能量轉化過程中，機械能守恒。重點要求會用機械能解釋一些比較簡單的物理過程。例如：單擺在忽略空氣阻力情況下，機械能守恒，豎直上拋物體機械能守恒，它們都是動能與勢能之間的轉化。

【課余思考】

1.牛頓三定律內容是什么？第一定律與第二定律關系？在使用牛頓第二定律時應注意什么？物體的平衡條件是什么？

2.什么叫機械能守恒？機械能守恒條件是什么？

【解題要點】

例

一、下面說法正確的是（）A.物體受的合外力越大，動量越大 B.物體受的合外力越大，動量變化量越大

C.物體受的合外力越大，動量變化率越大 D.物體動量變化快慢與合外力沒關系

解析：運動物體的質量與運動速度的乘積叫做物體動量，是矢量，用P表示。P=mυ,其單位為：kgm/s，其方向與速度方向相同，設物體受的合外力F合作用

?t??0時間為t，在此時間內物體速度由υ0變到υt，其加速度a?，代入牛頓第t?t??0二定律式F合=ma=m

tm?t?m?0Pt?P0Pt?P0==，Pt?P0為動量變化量，為動量變化率。可知C選ttt項正確。

牛頓第二定律又可表述為：作用在物體上的合外力等于單位時間動量的變化。

例

二、質量為10kg的物體，原來靜止在水平面上，當受到水平拉力F后開始沿直線做勻加速運動，設物體經過時間t位移為x，且x、t的關系為x=t2，物體所受合外力大小為 第4S末的速度是 當4S末時撤去F，則物體再經過10S停止，運動物體受水平拉力F =，物體與平面摩擦因數?=。

1解析：依題意，物體做初速度為零的勻加速運動，位移公式為S=at2，與

2x=2t2比較可知a=4m / s2，F合=ma=10×4=40N。4S末的速度υ 4=4×4=16 m / s。撤掉F后在水平方向上受摩擦力f，物體做初速為16m / s的勻減速運動，經10S

2停止運動，υ ′t，a′=1.6m / s，f=ma=10×1.6=16N，F－f=40，F=40＋16=56N，4=υ 0－af又f=?mg，?== mg16 / 100=0.16。

例

三、如圖2所示，質量為m的工件，隨傳送帶運動，工件與傳送帶間無滑動，求下列情況下工件所受靜摩擦力，（1）傳送帶勻速上升，（2）以a=g / 2的加速度向下加速運動，（3）以a=g的加速度向下

加速運動。解析：選工件為研究對象，分析工件受力，如圖3所示，受重力、斜面支持力N，斜面給的靜摩擦力f，其方向

可設為沿斜面向上，建立xoy坐標，x平行斜面向上 為正，y與斜面垂直，向上為正，分解mg為

1Gx=mgsin30°=mg，沿－x方向，23Gy=mgcos30°=mg沿－y方向。

2（1）物體處于平衡狀態，合外力為零，13即f－mg=0 N－mg=0，解方程

221可得f=mg沿斜面向上。第二個方程可不解。

（2）物體以a=g / 2沿斜面向下加速運動，在x方向列牛頓第二定律方程

1f－mg=－ma，y方向方程可不列，但在很多題目中列y方向方程也是必要2的。方程中的正、負是以x軸方向而決定的，a方向向－x，故為負，將a=g / 2代入方程解得：f=0。

1（3）當a=g時，其它情況同于（2），f=－mg此負號表示與原設定方向相

21反，f大小為mg，方向沿斜面向下。

2例

四、在某次實驗中獲得的紙帶上 每5個點取為一個計數點0、1、2、3、4、5，每個計數點相對于起點距離 如圖4所示，由紙帶測量數據可知，從起點O到第5個計數點的時間間隔為

S，這段時間里小車的平均速度為

cm / s，在連續相等的時間內位移差均為

，所以小車運動可看作為

，小車的加速度為

計數點4處小車的速度為

cm / s。

解析：打點計時器每打兩個點所用時間t0=0.02S，所以每兩個計數點之間的時間間隔T=0.1S，從O點到第5個計數點所時間t=0.5S。這段時間內小車位移

s14.30為14.30 cm，平均速度V??=28.6 cm / s。

t0.5第一個T內位移S1=12.6 mm，第二個T內位移S2=33.2－12.6=20.6 mm，S3=61.8－33.2=28.6 mm，S4=98.4－61.8=36.6 mm，S5=143.0－98.4=44.6 mm，連續相等時間位移差?S=20.6－12.6=28.6－20.6=36.6－28.6=44.6－36.6=8mm。根據勻加速直Sn?Sn?1線運動：a=，可知aT2為恒量，連續相等時間內位移差一定時，此運動2T便為勻加速直線運動。

?S0.8a=2?2?80cm/s2。在勻加速直線運動中，時間中點的即時速度即等于T01.S4?S536.6?44.6?這段時間的平均速度，V4==40.6 cm / s。2T2?01.例

五、如圖5所示，質量為m的物體靜止在水平面上，物體與平面間摩擦因數為?，在與水平成

?角的恒力F作用下，做直線運動，當

位移為S時，F對物體做功為

，摩擦力做功為

，重力做功為。

解析：WF=F·Scos?直接可求得F做功。摩擦力 的做功，首先分析物體受力，如圖6所示，在 豎直方向上無加速度處于平衡

N＋F2－mg=0，N=mg－F sin?，f=?N=?(mg－F sin?)摩擦力功Wf=?(mg－F sin?)S。重力功W重=0重力與

位移方向垂直。解決功的問題關鍵是確定力的大小

和方向，位移的大小和方向，然后根據功的定義計算功。

例

六、自高為H處，以速度υ0拋出一個質量為m的小球，在不計空氣阻力的情況下，小球落地時速度大小為多少？若以相同的速度向不同方向拋出不同質量的小球，它們落地時速度大小關系是什么

解析：在忽略空氣阻力情況下，小球自拋出點落地過程機械能守恒，拋出時11機械能為E1=mgH＋m?02，落地時只有動能而無重力勢能，機械能E2=m?2。

221

1mgH＋m?02=m?2 ???02?2gh

22從上式知物體落地時的速度與物體的質量無關，與拋出的方向無關，只要拋出時速度大小相等，拋出高度相同，落地時速度應相等。

【同步練習】

1.如圖7所示，把質量為m的物體沿傾角不同斜面拉至 同一高度，若物體與不同斜面摩擦系數相同，傾角 θ1＜θ2＜θ3

（1）拉m從坡底到坡頂過程中，克服重力做 功為W1、W2、W3則（）

A.W1＞W2＞W3、B.W1＜W2＜W

3C.W1=W2=W3

D.無法確定

（2）在此過程中克服摩擦力的功為W1、W2、W3則（）

A.W′′′B.W′′′1＞W2＞W1＜W2＜W3

C.W′′′ D.不知運動狀態無法確定。1=W2=W3

2.在有空氣阻力情況下，豎直上拋一物體，到達最高點又落回原處，若過程中阻力不變，則（）

A.上升過程中重力對物體做功的大小大于下降過程中重力做功的大小

B.上升過程和回落過程阻力做功相等

C.上升過程和回落過程合力做功前者大于后者

D.上升過程重力做功平均功率大于回落過程重力做功的平均功率

3.質量為m的物體，受到位于同一平面內的共點力F1、F2、F3、F4的作用，并處于平衡狀態，當其中F2變為F2＋?F，且方向不變時，則（）

A.物體一定做勻加速直線運動 B.物體一定做變加速直線運動

C.物體的加速度一定是?F/m D.在任何相等時間內物體速度變化一定相同

4.如圖8所示，升降機靜止時彈簧伸長8cm，運動時彈簧伸長4cm，則升降機運動狀態可能是（）

A.a=1m/s2，加速下降

B.以a=1m/s2，加速上升

C.以a=4.9m/s2，減速上升

2D.以a=4.9m/s，加速下降

5.對于質量相同的甲、乙兩個物體，下列說法正確 的是（）

A.當甲、乙兩物體的速度相同時，它們所受的合外力一定相等

B.當它們受到合外力相同時，它們的動量改變得快慢相同

C.當甲、乙兩物體的加速度相同時，它們所受的合外力一定相等

D.當甲、乙兩物體的位移相等時，它們所受的合外力一定相等 6.以υ=5m/s的速度勻速上升的氣球，吊籃連同重物的質量為10kg，在500m的高空，從吊籃中落下一重物為2kg，經過10S鐘，氣球離開地面高度為多少？（g取10m/s2）

[參考答案] 1.(1)C(2)A 2.B C D 3.C D 4.C D 5.B C 6.675m

第五篇：4.7 用牛頓運動定律解決問題(二)教學設計

保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

第四章 牛頓運動定律

七 用牛頓運動定律解決問題

（二）主備教師：曾光芬

一、內容及其解析

1、內容：共點力的平衡條件、超重和失重、從動力學看自由落體運動。

2、解析：牛頓運動定律是經典力學的基礎，它在科學研究和生產技術中有著廣泛的應用.上一節課主要是以理論的分析為主，研究如何根據已知運動情況求解物體的受力情況和已知受力情況求解物體的運動情況.本節課是從應用角度學習牛頓運動定律，舉例說明了牛頓運動定律的兩個具體應用.物體的平衡是物體加速度為零的一種特殊情況，分析物體平衡時應該緊緊地抓住這一點，主要利用力的分解知識列出方程進行求解，主要用到的方法是力的正交分解和建立直角坐標系.超重和失重研究的是在豎直方向上物體的受力情況和物體運動情況的關系，要注意引導學生區別視重和實際重力.了解加速下落和減速上升其實加速度的方向是一樣的。

二、目標及其解析

1、目標定位：

（1）理解共點力作用下物體平衡狀態的概念，能推導出共點力作用下物體的平衡條件。

（2）會用共點力平衡條件解決有關力的平衡問題。

（3）通過實驗認識超重和失重現象，理解產生超重、失重現象的條件和實質。（4）進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟。

2、目標解析：

（1）理解共點力作用下物體平衡狀態的概念，能推導出共點力作用下物體的平衡條件就是指培養學生的分析推理能力和實驗觀察能力。

（2）會用共點力平衡條件解決有關力的平衡問題就是指培養學生處理三力平衡問題時一題多解的能力。

（3）通過實驗認識超重和失重現象，理解產生超重、失重現象的條件和實質就是指引導幫助學生歸納總結發生超重、失重現象的條件及實質。

（4）進一步熟練掌握應用牛頓運動定律解決問題的方法和步驟就是指培養學 保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

生聯系實際、實事求是的科學態度和科學精神。

三、問題診斷分析

在本節課的教學中，學生可能遇到的問題是對超重和失重現象的理解不太容易，產生這一問題的原因是學生習慣于分析平衡狀態，要解決這一問題就要通過多媒體播放超重和失重演示實驗，其中關鍵是引導學生通過觀看和分析實驗自己總結出超重和失重。

四、教學支持條件分析

在本節課的教學中，準備使用多媒體，使用多媒體播放超重和失重演示實驗可以讓學生更好的理解超重和失重現象。

五、教學過程設計

［新課導入］

師：上一節課中我們學習了用牛頓運動定律解決問題的兩種方法，根據物體的受力情況確定物體的運動情況和根據物體運動情況求解受力情況.這一節我們繼續學習用牛頓運動定律解題.師：我們常見的物體的運動狀態有哪些種類？

生：我們常見的運動有變速運動和勻速運動，最常見的是物體靜止的情況.師：如果物體受力平衡，那么物體的運動情況如何？

生：如果物體受力平衡的話，物體將做勻速直線運動或靜止，這要看物體的初速度情況.［新課教學］

問題1 那么共點力作用下物體的平衡條件是什么？

設計意圖：通過舉例畫圖分析得出共點力作用下物體的平衡條件。師生活動：

師：那么共點力作用下物體的平衡條件是什么？

生：因為物體處于平衡狀態時速度保持不變，所以加速度為零，根據牛頓第二定律得：物體所受合力為零.師：同學們列舉生活中物體處于平衡狀態的實例.生1：懸掛在天花板上的吊燈，停止在路邊的汽車，放在地面上的講桌以及放在講桌上的黑板擦等等.2 保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

生2：豎直上拋運動的物體到達最高點的瞬間.師：大家討論一下豎直上拋的物體到達最高點的瞬間是否處于平衡狀態.學生討論，回答提問

生1：豎直上拋的最高點物體應該處于平衡狀態，因為此時物體速度為零.生2：我不同意剛才那位同學的說法，物體處于平衡狀態指的是物體受合力為零的狀態，并不是物體運動速度為零的位置.處于豎直上拋最高點的物體只是在瞬間速度為零，它的速度立刻就會發生改變，所以不能認為處于平衡狀態.師：剛才的同學分析得非常好，大家一定要區分到底是速度為零還是合外力為零時物體處于平衡狀態，經過討論分析我們知道應該是合外力為零時物體處于平衡狀態.為了加深同學們對這個問題的理解，我們通過一個例子來進一步探究物體的平衡是怎樣進行研究的.多媒體投影課本中的例題、三角形的懸掛結構及其理想化模型 師：輕質細繩中的受力特點是什么？

生：輕質細繩中的受力特點是兩端受力大小相等，內部張力處處相等.師：節點O的受力特點是什么？

生：節點O的受力特點是一理想化模型，所受合外力為零.師：我們分析的依據是什么？

生：上面的分析借助牛頓第二定律進行，是牛頓第二定律中合力等于零的特殊情況.師：同學們把具體的解答過程寫出來.投影學生的解答過程

解答：如圖4－7－1所示，F1、F2、F3三個力的合力為零，表示這三個力在x方向的分矢量之和及y軸方向的分矢量之和也都為零，也就是：

圖4－7－1 F2－F1cosθ=0 3 保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

F1sinθ－F3=0 由以上兩式解出鋼索OA受到的拉力F1

F1=F3G= sin?sin?硬桿OB的支持力F2

F2=F1cosθ=G tan?師：在這個同學解題的過程中，他采用的是什么方法？

生：正交分解法：將其中任意一個力沿其余兩個力的作用線進行分解，其分力必然與其余兩個力大小相等.師：除了這種方法之外，還有沒有其他的方法？

生1：可以用力的合成法，任意兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反.生2：也可以用三角形法，將其中任意兩個力進行平移，使三個力首尾依次連接起來，應構成一閉合三角形.師：總結：處理多個力平衡的方法有很多，其中最常見的就是剛才幾位同學分析的這三種方法，即正交分解法、力的合成法和三角形定則.這幾種方法到底采用哪一種方法進行分析就要看具體的題目，在實際操作的過程中大家可以靈活掌握.例題1 如圖4－7－2所示，質量為m的木塊在推力F的作用下，在水平地面上做勻速直線運動.已知木塊與地面間的動摩擦因數為μ，F的方向與水平方向成θ角斜向下.那么木塊受到的滑動摩擦力為下列各值的哪個（BD）

圖4－7－2 A.μmg

B.μ（mg＋Fsinθ）

D.Fcosθ C.μ（mg－Fsinθ）

解析：物體受力如圖4－7－3所示，水平方向有f=Fcosθ，故D正確.豎直方向有FN=Fsinθ+G，由于勻速運動，f=μFN=μ（Fsinθ+G），故選項B正確.點評：要注意問題的多解性.4 保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

圖4－7－3 變式練習在一個封閉裝置中，用彈簧秤稱一物體的重力，根據讀數與實際重力之間的關系，以下說法中正確的是（C）

A.讀數偏大，表明裝置加速上升 B.讀數偏小，表明裝置減速下降

C.讀數為零，表明裝置運動加速度等于重力加速度，但無法判斷是向上還是向下運動

D.讀數準確，表明裝置勻速上升或下降

問題2 當人下蹲和突然站起的過程中人受到的重力并沒有發生變化，為什么體重計的示數發生了變化呢？

設計意圖：讓學生帶著問題觀察演示實驗，理解超重和失重現象。師生活動：

【演示實驗】

一位同學甲站在體重計上靜止，另一位同學說出體重計的示數.注意觀察接下來的實驗現象.學生活動：觀察實驗現象，分析原因

師：甲突然下蹲時，體重計的示數是否變化？怎樣變化？ 生：體重計的示數發生了變化，示數變小了.師：甲突然站起時，體重計的示數是否變化？怎樣變化？ 生：體重計的示數發生了變化，示數變大.師：當人下蹲和突然站起的過程中人受到的重力并沒有發生變化，為什么體重計的示數發生了變化呢？

生：這是因為當人靜止在體重計上時，人處于受力平衡狀態，重力和體重計對人的支持力相等，而實際上體重計測量的是人對體重計的壓力，在這種靜止的情況下，壓力的大小是等于重力的.而當人在體重計上下蹲或突然站起的過程中，運動狀態發生了變化，也就是說產生了加速度，此時人受力不再平衡，壓力的大小不再等于重力，所以體重計的示數發生了變化.保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

這位同學分析得非常好，我們把物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力叫做物體的視重，當物體運動狀態發生變化時，視重就不再等于物體的重力，而是比重力大或小.大家再看這樣一個問題：

多媒體投影例題：人站在電梯中，人的質量為m.如果當電梯以加速度a加速上升時，人對地板的壓力為多大？

學生思考解答

生1：選取人作為研究對象，分析人的受力情況：人受到兩個力的作用，分別是人的重力和電梯地板對人的支持力.由于地板對人的支持力與人對地板的壓力是一對作用力與反作用力，根據牛頓第三定律，只要求出地板對人的支持力就可以求出人對地板的壓力.生2：取向上為正方向，根據牛頓第二定律寫出支持力F、重力G、質量m、加速度a的方程F－G=ma，由此可得：F=G+ma=m（g+a）

人對地板的壓力F′與地板對人的支持力大小相等，即F′=m（g+a）由于m（g+a）>mg，所以當電梯加速上升時，人對地板的壓力比人的重力大.師：物體對支持物的壓力（或對懸掛物的拉力）大于物體受到的重力的現象稱為超重現象.物體處于超重現象時物體的加速度方向如何呢？

生：物體的加速度方向向上.師：當物體的加速度方向向上時，物體的運動狀態是怎樣的？ 生：應該是加速上升.師：大家看這樣一個問題：

投影展示：人以加速度a減速下降，這時人對地板的壓力又是多大？ 學生討論回答

生1：此時人對地板的壓力也是大于重力的，壓力大小是：F=m（g+a）.生2：加速度向上時物體的運動狀態分為兩種情況，即加速向上運動或減速向下.師：大家再看這樣幾個問題： 【投影展示】

1.人以加速度a加速向下運動，這時人對地板的壓力多大？ 2.人隨電梯以加速度a減速上升，人對地板的壓力為多大？

保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

3.人隨電梯向下的加速度a＝g，這時人對地板的壓力又是多大？ 師：這幾種情況物體對地板的壓力與物體的重力相比較哪一個大？ 生：應該是物體的重力大于物體對地板的壓力.師：結合超重的定義方法，這一種現象應該稱為什么現象？

生：應該稱為失重現象.當物體對支持物的壓力和對懸掛物的拉力小于物體重力的現象稱為失重.師：第三種情況中人對地板的壓力大小是多少？ 生：應該是零.師：我們把這種現象叫做完全失重，完全失重狀態下物體的加速度等于重力加速度g.師：發生超重和失重現象時，物體實際受的重力是否發生了變化？ 生：沒有發生變化，只是物體的視重發生了變化.師：為了加深同學們對完全失重的理解，我們看下面一個實驗，仔細觀察實驗現象.課堂演示實驗：取一裝滿水的塑料瓶，在靠近底部的側面打一小孔，讓其做自由落體運動.生：觀察到的現象是水并不從小孔中噴出，原因是水受到的重力完全用來提供水做自由落體運動的加速度了.師：現在大家就可以解釋人站在臺秤上，突然下蹲和站起時出現的現象了.例題2 某人站在臺秤的底板上，當他向下蹲的過程中（D）

A.由于臺秤的示數等于人的重力，此人向下蹲的過程中他的重力不變，所以臺秤的示數也不變

B.此人向下蹲的過程中，臺秤底板既受到人的重力，又受到人向下蹲的力，所以臺秤的示數將增大

C.臺秤的示數先增大后減小 D.臺秤的示數先減小后增大

變式練習如圖4－7－4所示，A為電磁鐵，C為膠木秤盤，A和C（包括支架）的總質量為M，B為鐵片，質量為m，整個裝置用輕繩懸掛于O點.當電磁鐵通電，鐵片被吸引上升的過程中，輕繩上拉力F的大小為（D）

保山曙光學校 高一年級物理 教學設計 2010年12月25日

圖4－7－4 A.F=mg

C.F=（M+m）g

六、本課小結

本節課是牛頓運動定律的具體應用，分別是兩種特殊情況，一種是物體受合力為零時物體處于平衡狀態時的分析，應該注意三力合成與多力合成的方法，注意幾種方法的靈活運用，另一種情況就是物體在豎直方向上做變速運動時超重和失重現象.對于這兩種現象，我們應該注意以下幾個問題：物體處于“超重”或“失重”狀態，并不是說物體的重力增大了或減小了（甚至消失了），地球作用于物體的重力始終是存在的且大小也無變化.即使是完全失重現象，物體的重力也沒有絲毫變大或變小.當然，物體所受重力會隨高度的增加而減小，但與物體超、失重并沒有聯系.超（失）重現象是指物體對懸掛物的拉力（或對支持物的壓力）大于（小于）重力的現象。“超重”“失重”現象與物體運動的速度方向和大小均無關，只決定于物體的加速度方向。

B.Mg

D.F>（M+m）g