第3讲 海风教育自主招生物理讲义牛顿运动定律剖析
- 格式:docx
- 大小:252.33 KB
- 文档页数:10
牛顿第三定律说课稿(精选3篇)牛顿第三定律说课稿(精选3篇)作为一位兢兢业业的人民教师,常常要根据教学需要编写说课稿,借助说课稿我们可以快速提升自己的教学能力。
快来参考说课稿是怎么写的吧!以下是小编收集整理的牛顿第三定律说课稿,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
牛顿第三定律说课稿1说教材:《牛顿第三定律》是司南版必修1第六章“力与运动”第3节的内容。
是本章的重点内容之一;本章主要研究力与运动的关系,是高中物理的基础,所以本章内容教学的好坏关系到高中物理教学的成败,因此本章的教学尤其重要。
本节的主要教学内容有:1.作用力与反作用力;2.牛顿第三定律;3.相互作用力与平衡力的区别。
本节讲述研究物体间相互作用的牛顿第三定律,揭示了力作用的相互性。
结合教材的内容和特点,为提高全体学生的科学素养,从新课程的“三维目标”培养学生。
按教学大纲要求,结合新课标提出以下教学目标:知识与技能:1.知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念2.理解牛顿第三定律,能用该定律解释生活中的有关问题3.能区分一对平衡力与一对作用力、反作用力过程与方法学习研究物理现象,总结规律的方法。
培养学生实验观察能力和分析能力。
情感态度与价值观培养学生与他人合作的精神,实事求是的科学态度。
高一学生的思维具有单一性,定势性,并从感性认识向理性认识的转变,本节的重点是:作用力与反作用力;牛顿第三定律;教学的难点是:牛顿第三定律的理解、一对平衡力与一对作用力、反作用力的区别。
说教法物理教学重在启发思维,教会方法。
学生对力是物体间的相互作用有了一定的认识,教师指导学生探究作用力与反作用力的关系,指导学生分析、归纳实验现象,总结出牛顿第三定律。
教师通过实例来引导学生对牛顿第三定律的理解。
并利用实物或作图法进行分析,进一步的区别一对平衡力与一对作用力、反作用力。
使学生全面的理解教材,把握重、难点;因此,本节课综合运用直观讲授法、实验探究法、归纳总结并结合多媒体手段。
牛顿三定律解析牛顿三定律,也被称为运动定律,是经典力学的基石,揭示了物体的力学行为和相互作用。
这三个定律由英国物理学家艾萨克·牛顿在17世纪提出,并对现代科学发展产生了深远影响。
本文将对这三个定律进行解析,并探讨它们在物理世界中的应用。
一、第一定律:惯性定律牛顿的第一定律,也称为惯性定律,表明一个物体如果没有受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
简而言之,物体会继续保持原有的运动状态,直到有外力改变它。
这意味着静止物体会保持静止,运动物体会继续运动。
第一定律的一个重要应用是解释为什么我们坐在火车或车辆上时会感到向后被推的力。
这是因为当车辆突然加速时,我们的身体继续保持之前的静止状态,而车辆却在加速,导致身体向后被推。
这个现象可以利用第一定律来解释。
二、第二定律:动量定律牛顿的第二定律,也称为动量定律,描述了力、质量和加速度之间的关系。
它的数学表达式为F = ma,其中F表示物体所受的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
根据这个定律,当一个物体受到一个外力时,它将产生加速度,而加速度的大小与施加在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
通过第二定律,我们可以解释为什么以相同的力推动两个物体,质量较大的物体会产生较小的加速度。
因为根据公式F = ma,对于相同的力F,质量较大的物体将产生较小的加速度,而质量较小的物体将产生较大的加速度。
三、第三定律:作用-反作用定律牛顿的第三定律,也称为作用-反作用定律,指出任何一个力的作用都会有一个大小相等、方向相反的反作用力作用在另一个物体上。
简而言之,如果一个物体对另一个物体施加力,那么另一个物体也会对第一个物体施加同样大小、方向相反的力。
这个定律可以解释许多日常生活中的现象,比如划船和射击。
当我们划船时,我们的桨受到了向后的推力,而水则受到了向前的反作用力。
同样地,当我们射击子弹时,子弹会向前发射,而枪身则会受到向后的反作用力。
结论牛顿三定律为我们解释了物体的运动行为和相互作用提供了重要的基础。
【高中物理】知识点总结:牛顿运动定律1.牛顿第一定律: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运动状态为止.(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.(2)定律说明了任何物体都有惯性.(3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度.3.牛顿第二定律: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,表达式F 合 =ma(1)对牛顿第二定律的数学表达式F 合 =ma,F 合是力,ma 是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.(3)牛顿第二定律F 合 =ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F 合的方向总是一致的.F 合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解.(4)两种类型:已知受力情况,求运动情况;已知运动情况求受力情况;中间桥梁是加速度。
4. 牛顿第三定律: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,作用在同一直线上.(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失.(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.(3)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加.5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.6.超重和失重(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。
第三章牛顿运动定律第三章牛顿运动定律本章学习要求1.由伽利略的理想实验为基础得到的牛顿第一定律可知:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态(产生加速度)的原因。
2.惯性是物体的固有属性,质量是物体惯性大小的量度。
3.牛顿第二定律F=ma反映了力和加速度之间的因果关系,加速度随力的变化而变化。
4.力的作用总是相互的。
作用力和反作用力大小相等、方向相反。
它们分别作用在两个不同的物体上。
5.涉及到力学的国际单位制的基本单位有3个,它们分别是长度单位m(米),质量单位kg (千克)和时间单位s(秒)。
6.通过科学探究来学习牛顿定律.感悟牛顿对科学的巨大贡献。
A 牛顿第一定律惯性一、学习要求理解牛顿第一定律,知道惯性是物体本身固有的属性,跟外部环境、物体的运动状态和物体的受力情况均无关。
外力作用于物体,能改变物体的运动状态,但不能改变物体的惯性。
知道伽利略的斜面实验是建立在可靠事实基础上的理想实验,它深刻揭示了物理现象的本质,是一种重要的科学研究方法。
领悟惯性在社会生活中的重要现实意义,懂得有时要利用它,有时要防止它的不利影响。
二、要点辨析1.牛顿第一定律(1)描述物体不受外力作用时的运动规律。
牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时,物体将保持匀速直线运动状态或静止状态。
应该指出的是,从力学发展历史看,第一定律是一个独立的定律,它不仅说明了物体不受外力时的运动规律,还给出了力和惯性的涵义。
(2)阐明了力的科学涵义。
牛顿第一定律指出: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。
这就是说,物体不受外力就保持不变的速度,力是使物体产生加速度的其他物体的作用。
这样就从动力学角度定性地给力下了一个定义:力是物体间的相互作用,它是改变物体运动状态,即产生加速度的原因,而不是维持物体运动的愿因。
(3)揭示了物体普遍具有的属性——惯性。
2.如何理解惯性是物体的固有属性惯性是指一切物体(包括固体、液体、气体)具有的保持其静止或匀速直线运动状态不变的特性,既是特性,则任何物体在任何情况下都具有惯性,惯性是物体所固有的属性,所以惯性既不能被克服,也不能被消除,同一物体的惯性不会因它的运动状态的改变而改变,牛顿关于惯性定义还作了这样的叙述:“所谓惯性……是每个物体按其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力,”所以物体的惯性总是以保持“原状”和“反抗”改变两种形式表现出来。
牛顿运动定律知识点归纳牛顿运动定律知识点一: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、理解:①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关).②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因。
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证.牛顿运动定律知识点二:牛顿第二定律1、内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m 成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2、理解:①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失.②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同。
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的。
牛顿运动定律知识点三: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,作用在一条直线上.2理解:①作用力和反作用力的同时性.它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力.②作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属同种性质的力.③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提.④作用力和反作用力的不可叠加性.作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消.3、牛顿运动定律的适用范围:对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动),牛顿运动定律是成立的,但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定律就不适用了,要用相对论观点、量子力学理论处理.4、易错现象:(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
《牛顿第三运动定律》讲义在我们探索物理世界的奇妙旅程中,牛顿第三运动定律是一个极其重要的基石。
它简洁而深刻地揭示了物体之间相互作用的规律,对我们理解和解释众多力学现象起着关键作用。
牛顿第三运动定律的表述为:相互作用的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,且作用在同一条直线上。
为了更好地理解这一定律,让我们通过一些具体的例子来感受它的魅力。
想象一下,你站在冰面上,用力推一下墙壁。
当你推墙壁时,墙壁也会给你一个大小相等、方向相反的反作用力。
正因为这个反作用力,你会不由自主地向后退。
这就是牛顿第三运动定律在生活中的一个常见体现。
再比如,火箭在太空中飞行。
火箭通过燃烧燃料向下喷出高温高压的气体,这些气体对火箭产生一个反作用力,推动火箭向上飞行。
这里喷出的气体对火箭的作用力和火箭对喷出气体的反作用力,大小相等、方向相反。
我们进一步深入思考,作用力和反作用力具有同时性。
也就是说,它们是同时产生、同时消失的。
当你停止推墙壁的那一刻,墙壁对你的反作用力也立即消失。
而且,作用力和反作用力是同性质的力。
比如,如果作用力是弹力,那么反作用力也一定是弹力;如果作用力是摩擦力,反作用力也必然是摩擦力。
在实际应用中,牛顿第三运动定律有着广泛的用途。
在机械工程领域,例如汽车的制动系统。
当刹车时,刹车片对车轮产生摩擦力,车轮也会对刹车片产生大小相等、方向相反的摩擦力,从而使车辆减速停车。
在体育运动中,篮球运动员投篮时,手对篮球施加一个推力,篮球对手也会有一个反作用力。
这要求运动员掌握好发力的技巧和力度,以达到更准确的投篮效果。
在建筑设计中,考虑到建筑物所承受的各种力的相互作用,牛顿第三运动定律可以帮助工程师确保结构的稳定性和安全性。
然而,对于牛顿第三运动定律的理解,有时也容易出现一些误区。
有些人可能会错误地认为作用力先产生,反作用力后产生。
但实际上,正如前面所强调的,它们是同时产生和消失的。
还有人可能会觉得,在某些情况下,作用力和反作用力的效果似乎不同。
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律的概述牛顿运动定律是经典力学的基础,由艾萨克·牛顿在 17 世纪提出。
它包括三条定律,分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,其内容是:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
这一定律揭示了物体具有惯性,即保持原有运动状态的特性。
牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用在它上面的力以及物体的质量之间的关系。
其表达式为 F = ma,其中 F 表示合力,m 是物体的质量,a 是加速度。
这一定律表明,力是改变物体运动状态的原因,而且力越大,加速度越大;质量越大,加速度越小。
牛顿第三定律指出:相互作用的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,且作用在同一条直线上。
二、牛顿运动定律在日常生活中的应用(一)行走与跑步当我们行走或跑步时,脚向后蹬地,地面会给我们一个向前的反作用力,正是这个力推动我们前进。
根据牛顿第三定律,我们施加给地面的力和地面给我们的反作用力大小相等、方向相反。
而我们能够加速、减速或改变方向,是因为我们通过肌肉的力量改变了施加在地面上的力的大小和方向,从而改变了地面给我们的反作用力,进而改变了我们的运动状态,这也体现了牛顿第二定律。
(二)车辆的启动与制动汽车的启动是一个典型的牛顿第二定律的应用。
发动机提供的牵引力使得汽车产生向前的加速度,从而使汽车从静止开始加速运动。
而在制动时,刹车系统施加一个阻力,产生一个向后的加速度,使汽车逐渐减速直至停止。
(三)体育运动在体育运动中,牛顿运动定律也无处不在。
例如,篮球运动员投篮时,手臂对篮球施加一个力,根据牛顿第二定律,篮球获得一个加速度飞出去。
而在足球比赛中,运动员踢球的力量越大,球获得的加速度就越大,飞行的速度和距离也就越远。
(四)电梯的运行当我们乘坐电梯时,如果电梯向上加速运动,我们会感觉到身体变重,这是因为电梯对我们的支持力大于我们的重力。
《牛顿第三定律》说课稿《牛顿第三定律》说课稿10篇作为一名老师,就难以避免地要准备说课稿,借助说课稿可以有效提升自己的教学能力。
那么问题来了,说课稿应该怎么写?以下是店铺为大家收集的《牛顿第三定律》说课稿,欢迎大家分享。
《牛顿第三定律》说课稿1一、教材分析“牛顿第三定律”是人教版高中物理必修Ⅰ第四章第五节的内容。
学生在学习本课之前已经学习了牛顿第一定律和第二定律。
这两个定律描述了一个物体受力与运动的关系,而牛顿第三定律揭示了相互作用物体之间力的关系。
在整个高中阶段的学习中,常常把受力情况复杂的物体其部分受力转换到与之相互作用的物体上进行研究。
牛顿第三定律除了能更好地分析解决之前所学过的力、运动,力和运动的关系外,在一定范围内,它与物体系的动量守恒定律也是密切相联系的。
根据教材的地位和作用,我确定本节课的重点是“理解并掌握牛顿第三定律”。
部分学生学完牛顿第三定律后,仍然处在记忆的层次。
当实际解决问题时往往会忽视牛顿第三定律。
因此我确定本节的的难点为对定律中“总是”的理解。
二、学情分析初中阶段,学生已经对物体间的相互作用问题有了定性的了解但对其认识又是片面的,也学习过二力平衡;并且在课本的第三章学习了重力、弹力、摩擦力等几个具体的力,为本节课的学习奠定了很好的基础。
三、目标分析根据新课程标准,我设计如下目标:知识与技能(1)知道两个物体间的作用总是相互的,作用力和反作用力是相对的;(2)掌握作用力和反作用力“等值、反向、共线、异物、同时、同性质”的关系;(3)掌握牛顿第三定律,能用定律分析说明相关具体实例;(4)通过运用定律分析生活现象,培养学生分析问题,解决问题的能力。
过程与方法通过观察演示实验和设计实验,经历作用力与反作用力关系的探究过程,学习物理学研究现象、总结规律的方法并且尝试运用所学定律解释生活现象。
情感、态度与价值观经过本节课的教学,学生领略到物理学中的对称美;通过演示实验和学生自主设计实验,培养学生的探究意识;学生在与同学讨论、合作中,表达自己见解的同时又培养了团队协作精神。
高一物理牛顿运动定律知识点梳理第1篇:高一物理牛顿运动定律知识点梳理一、正确理解牛顿第一定律的意义以及惯*的概念牛顿第一定律包含了三层意思:1.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);2.一切物体都有保持直线运动或静止的特*(即一切物体都有惯*);3.外力是迫使物体改变运动状态的原因.惯*是中学物理中一个重要的概念.惯*是物体固有的属*,与物体的运动状态以及受力情况无关.惯*的大小表现在外力使物体的运动状态改变时的难易程度.例如要让运动速度大小相同的一辆汽车和一列火车停下来,若它们受到的阻力大小相同,则让火车停下来要比汽车困难得多,是因为火车的质量比汽车要大得多,惯*也就比汽车大得多.二、正确理解牛顿第二定律的瞬时*与矢量*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外力的大小和方向来决定.当它受到的合外力发生变化时,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*的含义.例如,物体在力f1和力f2的共同作用下保持静止,这说明物体受到的合外力为零.若突然撤去力f2,而力f1保持不变,则物体将沿力f1的方向加速运动.这说明,在撤去力f2后的瞬时,物体获得了沿力f1方向的加速度a1.撤去力f2的作用是使物体所受的合外力由零变为f1,而同时发生的未完,继续阅读 >第2篇:物理高一级牛顿运动定律的知识点梳理一、夯实基础知识1、牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。
理解要点:(1)运动是物体的一种属*,物体的运动不需要力来维持;(2)它定*地揭示了运动与力的关系,即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:(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属*惯*;一切物体都有保持原有运动状态的*质,这就是惯*。
第4讲牛顿运动定律【温故知新】(5-10分钟)1.牛顿第一定律的内容是什么?什么是惯性?(让学生回答具体内容,老师可以总结)师:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态;物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质就是惯性.质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.2.牛顿第三定律的内容是什么?(让学生回答,老师可以补充)师: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.3.大家还记得牛顿定律有哪些应用吗?师:超失重;连接体;传送带等等,这节课我们主要来复习这个【趣味引入】(5-10分钟)车为什么总要停下来?踢出去的足球能永远飞行亚里士多德:物体的运动需要力来维持。
伽利略:物体的运动不需要力来维持,运动的物体之所以停下来,是因为受到了阻力的作用。
【知识梳理】(25分钟左右)一、牛顿第三定律1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同.(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同.(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.3应用牛顿第三定律应注意的三个问题(1)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的.(2)作用力与反作用力虽然等大反向,但因所作用的物体不同,所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同.(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力,不能牵扯第三个物体.二、牛顿第二定律1、牛顿第二定律※内容:物体的加速度与所受合外力成正比,跟物体的质量成反比。
※表达式:F=ma。
※特点:(1)瞬时性:有力立即产生加速度,速度不能立即改变(2)矢量性:加速度是矢量,其方向始终与物体受到的合外力的方向一致,与速度的方向没有直接关系。
(3)独立性:如果几个力同时作用于一个物体,则物体所产生的加速度等于每个力单独作用时产生的加速度的矢量和。
牛顿三定律深度解读一、牛顿第一定律牛顿第一定律:一切物体(质点)总是保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力作用迫使它改变这种状态为止。
牛顿第一定律包含着如下一些重要内容⑴揭露出了物体在不受其他外力作用情况下将保持静止或匀速直线运动状态的这一特征——惯性。
第一定律指出,任何物体都具有惯性,故常称为惯性定律。
⑵第一定律认为力是改变物体运动状态的原因,可以说是对力下了定义。
⑶物体在没有受到外力作用或合外力为零的情况下,究竟是静止还是作匀速直线运动,除了和参照系有关以外,一般要看初始状态。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律:物体在外力的作用下,将获得加速度。
加速度的大小跟物体所受外力成正比,跟物体的质量成反比。
加速度的方向跟外力的方向相同。
应用牛顿第二定律解决问题时要注意如下几个问题(1)①牛顿第二定律只适用于惯性系,即把地球看作静止的;以地球为参照系或相对惯性系做匀速直线运动的系统;②力与加速度的瞬时性和矢量体。
物体所受合力和物体的加速度同时出现和消失,加速度的方向与合力方向一致;③力的独立作用原理。
物体受的多个力各产生各的加速度,互不干扰,可以利用力和加速度矢量法则进行处理。
(2)正确理解各物理量的数量关系牛顿第二定律给出了加速度与力和质量三个物理量之间的定量关系,即力的大小等于质量和加速度的大小的乘积。
它只是指出F与ma的数量相等,但决不能把F与ma看成相同的物理量。
如果在分析做加速运动的物体受力情况时,把ma也作为一个外力算进去,认为有一个所谓“加速力”,显然是错误的。
实际上加速度a是由合外力F产生的,并不存在“加速力”。
(3)正确理解它们之间的方向关系。
力和加速度都是矢量,牛顿第二定律不仅表明力和加速度之间的大小关系,也确定了它们之间的方向关系。
即加速度的方向总是跟合外力的方向相同。
我们必须抓住加速度方向和合外力方向一致性这个关键,不要把力的方向和物体运动(速度)的方向联系在一起,不能认为物体总是沿着它所受的合外力方向运动。
牛顿运动定律高一物理运动学教学的重点与难点物理学中的运动学是研究物体运动的一门学科,而牛顿运动定律则是运动学中最为基础和重要的内容之一。
作为高一物理教学中的一大重点和难点,深入理解和掌握牛顿运动定律对于学生的物理学习和发展具有至关重要的作用。
本文将以牛顿运动定律在高一物理教学中的重点和难点为主题,分别讨论其内容和学习方法。
一、牛顿运动定律的重点牛顿运动定律是以牛顿为名的三个基本定律,分别称为牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
下面将重点介绍这三个定律的内容和要点。
1. 牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律表明,当一个物体处于力的平衡状态时,物体将保持匀速直线运动或静止状态。
也就是说,物体不会主动改变其运动状态,除非外力作用于其上。
这一定律对学生来说相对简单,可以通过举例进行讲解和理解。
2. 牛顿第二定律(力的作用定律)牛顿第二定律是牛顿运动定律中最为重要的定律之一。
它表明,物体所受合力等于质量乘以加速度,即F=ma。
这个公式是运用最广泛的物理公式之一,可以通过实验、计算和举例等方式进行教学,以帮助学生深入理解力和加速度之间的关系。
3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律)牛顿第三定律指出,任何作用力都存在着一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
这一定律常常被形象地描述为“行动力与反作用力相等,方向相反”。
教学中可以通过一些日常生活中的例子,如摔球、游泳等,帮助学生理解和应用这一定律。
二、牛顿运动定律的难点虽然牛顿运动定律的内容相对简单明了,但在教学中也存在一些难点,需要教师针对学生的特点和困惑点进行合理的授课和指导。
1. 力的概念理解困难力是牛顿运动定律的核心概念之一,但学生对力的理解常常存在困难。
教师可以通过剖析物体间的相互作用过程,引导学生从观察力的表现形式入手,逐步理解力对物体运动状态的影响。
2. 合力的计算方法掌握不熟练牛顿第二定律中,合力的计算涉及到向量的加法,对于学生来说可能有一定的难度。
第3 讲 牛顿运动定律一、牛顿定律1.牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动状态,直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。
这是牛顿第一定律的内容。
牛顿第一定律是质点动力学的出发点。
物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。
牛顿第一定律又称为惯性定律,惯性定律是物体的固有属性,可用质量来量度。
无论是静止还是匀速直线运动状态,其速度都是不变的。
速度不变的运动也就是没有加速度的运动,所以物体如果不受到其他物体的作用,就作没有加速度的运动,牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第一定律只在一类特殊的参照系中成立,此参照系称为惯性参照系。
简称惯性系。
相对某一惯性系作匀速运动的参照系必定也是惯性系,牛顿第一定律不成立的参照系称为非惯性参照系,简称非惯性系,非惯性系相对惯性系必作变速运动,地球是较好的惯性系,太阳是精度更高的惯性系。
2. 牛顿第二定律: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。
公式F=ma 。
对牛顿第二定律的理解要点: (1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;(3)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,x x y y z zF ma F ma F ma ===,,;(4)牛顿第二定律F=ma 定义了力的基本单位——牛顿(定义是使质量为1kg 的物体产生1m/s 2的加速度的作用力为1N ,即1N=1kg ·m/s 2。
(5)对一个质点系而言,同样可以应用牛顿第二定律。
如果这个质量系在任意的x 方向上受的合外力为F x ,质点系中的n 个物体(质量分别为m 1,m 2,m 3.....)在x 方向上的加速度分别为1234,,,......x x x x a a a a ,那么有这就是质点系的牛顿第二定律。
3. 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力的总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
对牛顿第三定律的理解要点:(1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自已存在的前提; (2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。
nxn x x x a m a m a m F +++= 2211 F4. 超重和失重:(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。
处于超重的物体对支持面的压力F (或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma ;(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重。
处于失重的物体对支持面的压力FN (或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg ,即F N =mg -ma ,当a=g 时,F N =0,即物体处于完全失重。
5. 关于参照系的问题(1)惯性参照系:牛顿第一定律实际上又定义了一种参照系,在这个参照系中观察,一个不受力作用的物体将保持静止或匀速直线运动状态,这样的参照系就叫做惯性参照系,简称惯性系。
由于地球在自转的同时又绕太阳公转,所以严格地讲,地面不是一个惯性系。
在一般情况下,我们可不考虑地球的转动,且在研究较短时间内物体的运动,我们可以把地面参照系看作一个足够精确的惯性系。
(2)非惯性参照系:凡牛顿第一定律不成立的参照系统称为非惯性参性系,一切相对于惯性参照系做加速运动的参照系都是非惯性参照系。
在考虑地球转动时,地球就是非惯性系。
在非惯性系中,物体运动不遵循牛顿第二定律,但在引入“惯性力”的概念以后,就可以利用牛顿第二定律的形式来解决动力学问题了。
(关于惯性力的应用在后边将到)。
6. 牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题; (3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。
7. 惯性力应用牛顿定律时,选用的参照系应该是惯性系。
在非惯性系中,为了能得到形式上与牛顿第二定律一致的动力学方程,引入惯性力的概念,引入的惯性力F 惯必须满足式中是质点受到的真实合力,是质点相对非惯性系的加速度。
真实力与参照系的选取无关,惯性力是虚构的力,不是真实力。
惯性力不是自然界中物质间的相互作用,因此不属于牛顿第三定律涉及的范围之内,它没有施力物体,不存在与之对应的反作用力.(1)平动加速系统中的惯性力设平动非惯性系相对于惯性系的加速度为。
质点相对于惯性系加速度,由相对运动知识可知,质点相对于平动非惯性系的加速度质点受到的真实力对惯性系有对非惯性系得 平动非惯性系中,惯性力由非惯性系相对惯性系的加速度及质点的质量确定,与质点的位置及质点相对于非惯性系速度无关。
a m F F '=+ 惯F a 'a a )(0a a a -+='a m F =a m F F '=+ 惯)(0a m a m F F -+=+惯0a m F-=惯例1 梯的顶部挂一个弹簧秤,秤下端挂了一个重物,电梯匀速直线运动时,弹簧秤的示数为10 N,在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为8 N,关于电梯的运动(如图所示),以下说法正确的是(g取10 m/s2) (C)A.电梯可能向上加速运动, 加速度大小为4m/s2B.电梯可能向下加速运动, 加速度大小为4m/s2C.电梯可能向上减速运动, 加速度大小为2m/s2D.电梯可能向下减速运动, 加速度大小为2m/s2例2 如图所示,质量为M的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上,车上站着一质量为m的人,若要平板车静止在斜面上,车上的人可以(.C )A.匀速向下奔跑B.以加速度向下加速奔跑C.以加速度向下加速奔跑D.以加速度向上加速奔跑例3 在一根绳下串联着两个质量不同的小球,上面小球比下面小球质量大,当手提着绳端沿水平方向并使两球一起作匀加速运动时(空气阻力不计),则下图中正确的是 (A)例4 如图所示,小车板面上的物体质量为m=8㎏,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N。
现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。
以下说法正确的是 ( AC )A.物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化αsingmMa=αsin)1(gmMa+=αsin)1(gmMa+=aFB.物体受到的摩擦力一直减小C .当小车加速度(向右)为0.75 m/s 2时,物体不受摩擦力作用D .小车以1 m/s 2的加速度向右做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为8N例5 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动,小球通过细绳与车顶相连。
小球某时刻正处于图示状态。
设斜面对小球的支持力为N ,细绳对小球的拉力为T ,关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是 (AB)A.若小车向左运动,N 可能为零B.若小车向左运动,T 可能为零C.若小车向右运动,N 不可能为零D.若小车向右运动,T 不可能为零 例6 如图7所示为杂技“顶杆”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M 的竖直竹竿,当竿上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时,杆对地面上的人的压力大小为(A )A .(M+ m) g -maB .(M+ m) g +maC .(M+ m) gD .(M -m) g例7 如图所示,质量kg 和kg 的两物体,叠放在动摩擦因数为0.40的粗糙水平地面上,一处于水平位置的轻弹簧,劲度系数为200N/m ,一端固定于墙壁,另一端与质量为m 1的物体相连,弹簧处于自然状态,现用一水平推力F 作用于质量为m 2的物体上,使它缓慢地向墙壁一侧移动,取g=10m/s 2,当移动0.50m 时,两物体间开始相对滑动,这时水平推力F 的大小为(C )A .80NB .280NC .380ND .100N201=m 502=m例8 如图,物体B 经一轻质弹簧与下方地面上的物体A 相连, A 、B 都处于静止状态。
用力把B 往下压到某一位置,释放后,它恰好能使A 离开地面但不继续上升。
如果仅改变A 或B 的质量,再用力把B 往下压到同一位置后释放,要使A 能离开地面,下列做法可行的是 ( BD )A .仅增加B 的质量 B .仅减小B 的质量C .仅增加A 的质量D .仅减小A 的质量例9 如图所示,甲、乙两物体分别固定在一根弹簧的两端,并放在光滑水平的桌面上,两物体的质量分别为m 1和m 2 ,弹簧的质量不能忽略.甲受到方向水平向左的拉力F l 作用,乙受到水平向右的拉力F 2作用.下列说法正确的是(A) A .只要F l <F 2, 甲对弹簧的拉力就一定小于乙对弹簧的拉力 B .只要m l <m 2,甲对弹簧的拉力就一定小于乙对弹簧的拉力C .必须F l <F 2且m l <m 2 ,甲对弹簧的拉力才一定小于乙对弹簧的拉力D .不论F l 、F 2及m l <m 2的大小关系如何,甲对弹簧的拉力都等子乙对弹簧的拉力例10 如图(a )所示,用一水平外力F 拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体,逐渐增大F ,物体做变加速运动,其加速度a 随外力F 变化的图像如图(b )所示,若重力加速度g 取10m/s 2.根据图(b )中所提供的信息可以计算出 (AB ) A .物体的质量 B .斜面的倾角C .加速度为6m/s 2时物体的速度D .加速度由2m/s 2增加到6m/s 2过程物体通过的位移例11 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”。
如图(a)所示,把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果[图(b)]。
观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下实验结论:(CD)A.作用力与反作用力时刻相等B.作用力与反作用力作用在同一物体上C.作用力与反作用力大小相等D.作用力与反作用力方向相反BA(a )(b )F θOF /Na /m •s-220 3062-6例12 如图所示,一个人用与水平方向成= 300角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为=0.40.求:(1)推力F的大小;(2)若该人不改变力F的大小,只把力的方向变为与水平方向成300角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s后撤去,箱子最多还能运动多长距离?(g取10 m/s2).解析(1)在图(a)情况下,对箱子有由以上三式得F=120 N.(2)在图(b)情况下,物体先以加速度a1做匀速运动,然后以加速度a2做匀减速运动直到停止.对物体有,,解之得s2=2.88 m.例13 如图所示,光滑水平面上静止放置着一辆平板车A,车板总长为L.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点),B与车板之间的动摩擦因数为μ,而C与车板之间的动摩擦因数为2μ.开始时B、C分别从车板的左、右两端同时以大小相同的初速度相向滑行.经过一段时间,C、A的速度达到相等,此时C和B恰好发生碰撞.已知C和B发生碰撞时两者的速度立刻互换,A、B、C三者的质量都相等,重力加速度为g.设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力.(1)求C和B开始滑行时的初速度v0的大小.(2)已知滑块C最后没有脱离车板,求滑块C最后与车达到相对静止时处于车板上的位θμ11,sin,cos NfNmgFfFμθθ==+=,),sin(coscos11121t avFmgFNFma=--=-=θμθμθ2122322,vsamgNma===μμ置. 解析:设A 、B 、C 三者的质量都为m ,从开始到C 、A 的速度达到相等这一过程所需时间为t .对C ,由牛顿定律和运动学规律有① 对A ,由牛顿定律和运动学规律有② 对B ,由牛顿定律和运动学规律有③ C 和B 恰好发生碰撞,有由以上各式解得初速度④A 、B 、C 三者的位移和末速度分别为C C ma mg f ==μ2t a v v C C -=0t v v S C C )(210+=A B C ma mg mg f f =-=-μμ2C A A v t a v ==t v S A A 21=B B ma mg f ==μt a v v B B -=0t v v S B B )(210+=L S S B C =+gL v μ20=(向左),(向右),(向左) ⑤ (向左),(向右) ⑥ C 和B 发生碰撞时两者的速度立刻互换,则碰撞后C 和B 的速度各为(向右),(向左) 碰撞后B 和A 的速度相等,设B 和A 保持相对静止一起运动,此时对B 和A 整体有隔离B ,则B 受到的摩擦力为可得,说明B 和A 保持相对静止一起运动. ⑦设C 最后停在车板上时,共同的速度为v t ,由动量守恒定律可得 ⑧ 可得v t =0这一过程,对C ,由动能定理有 ⑨ 对B 和A 整体,由动能定理有 ⑩ 解得C 和A 的位移分别是(向右),(向左) ⑾ 这样,C 先相对于车板向左移动,然后又相对于车板向右移动 ,恰好回到原来的位置.即滑块C 最后停在车板右端. ⑿ L S A 91=L S B 95=L S C 94=031v v v C A ==032v v B =032'v v C =031'v v B =ma mg f C 22==μma f B ='mg f B μ='t B C mv mv mv 3'2'=-2'210'2C C mv mgS -=-μ2'2210'2B A mv mgS -=-μL S C 92'=L S A 91'=L S S S A C 311=-=L S S S A C 31''2=+=例14 从地面发射质量为m 的导弹,导弹上的喷气发动机可产生恒定的推力,且可通过改变喷气发动机尾喷管的喷气质量和方向改变发动机推力的大小和方向,导弹起飞时发动机推力大小为F =mg ,导弹沿和水平方向成θ=30°角的直线斜向右上方匀加速飞行。