第四章 牛顿运动定律教学案

第四章牛顿运动定律

§4.1 牛顿第一定律

【学习目标】

1．理解牛顿第一定律的内容和意义。

2．知道什么是惯性，会正确解释有关惯性问题。

【教学互动】

一、牛顿第一定律

1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止。 2.牛顿第一定律的理解：

（1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以 的理想实验为基础，在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。 （2）牛顿第一定律成立的条件是 ，是理想条件下物体所遵从的规律，在实际情况中，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。 （3）牛顿第一定律的意义在于

①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性 惯性。

②它揭示了运动和力的关系：力是 的原因，而不是产生运动的原因，也不是维持物体运动的原因，即力是产生加速度的原因。 3.惯性

（1）定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。 （2）对惯性的理解：

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 ② 是物体惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 ③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：当物体不受外力作用时，惯性表现为保持原运动状态不变，即反抗加速度产生，而在外力一定时，质量越大运动状态越难改变，加速度越小。

④惯性不是力，惯性是物体具有的保持 或 状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。

【典型例题】

例:下列说法正确的是（ ）

A．一同学看见某人用手推静止的小车，却没有推动，是因为这辆车惯性太大的缘故 B．运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 C．把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力 D．放在光滑水平桌面上的两个物体，受到相同大小的水平推力，加速度大的物体惯性小

【针对训练】

1.关于牛顿第一定律有下列说法： ①牛顿第一定律是实验定律

②牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因

③惯性定律与惯性的实质是相同的 ④物体的运动不需要力来维持 其中正确的是（ ） A．①②

B．②③

C．②④

D．①②④

2.下列说法正确的是（ ）

A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B．物体只有受外力作用时才有惯性 C．物体的速度大时，惯性大 D．力是使物体产生加速度的原因

【能力训练】

1.在力学中，下列物理量的单位为基本单位的是（ ） A．长度、质量和力 C．位移、力和时间

B．位移、质量和时间 D．长度、质量和时间

2.火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（ ）

A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动 C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已

D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度

3.如图所示，一个劈形物体物体F，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球碰到斜面前的运动轨迹是（ ）

m A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．无规则的曲线 D．抛物线

4.某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动。可见（ ） A．力是使物体产生运动的原因 C．力是使物体产生加速度的原因

B．力是维持物体运动速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因

M 5.如图所示，在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球，B是用绳挂在车厢顶的金属球，开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动，若忽然刹车使车厢做匀减速运动，则下列哪个图正确表示刹车期间车内的情况（ ）

A

B

C

D

B A B A B A B A 6.一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在右图所示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是（ ） A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止 B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动 C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动 D．车厢做加速直线运动，M静止，N也静止 二、非选择题

7.有一仪器中电路如右图，其中M是质量较 大的一个钨块，将仪器固定在一辆汽车上， 汽车起动时，

灯亮，原理是

绿 ··· · 弹簧 M 车前进方向 红 M N ，

灯亮。

汽车急刹车时，

8.做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如下图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？

v

【课后反思】

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§4.2 探究加速度与力、质量的关系 牛顿第二定律

【学习目标】

1．知道控制变量法，理解实验过程 2．理解牛顿第二定律的内容和表达式

【教学互动】

一、牛顿第二定律

1.牛顿第二定律的内容，物体的加速度跟 加速度的方向跟 2.公式：

方向相同。

成正比，跟

成反比，

3.理解要点：

（1）F=ma这种形式只是在国际单位制中才适用

一般地说F＝kma，k是比例常数，它的数值与F、m、a各量的单位有关。在国际单位制中，即F、m、a分别用N、kg、m/s作单位，k=1，才能写为F=ma. （2）牛顿第二定律具有“四性”

①矢量性：物体加速度的方向与物体所受 的方向始终相同。

②瞬时性：牛顿第二定律说明力的瞬时效应能产生加速度，物体的加速度和物体所受的合外力总是同生、同灭、同时变化，所以它适合解决物体在某一时刻或某一位置时的力和加速度的关系问题。

③独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度的各个方向上的分量关系 Fx=max 也遵从牛顿第二定律，即： Fy=may

④相对性：物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的。 （3）牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系

①牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律指出了力与运动的关系 力是改变物体运动状态的原因，从而完善了力的内涵，而牛顿第二定律则进一步定量地给出了决定物体加速度的因素：在相同的外力作用下，质量越大的物体加速度越小，说明物体的质量越大，运动状态越难以改变，质量是惯性大小的量度。

②牛顿第一定律不是在牛顿第二定律中当合外力为零的特定条件下的一特殊情形，牛顿第一定律所描述的是物体不受力的运动状态，故牛顿第二定律不能替代牛顿第一定律。 4.牛顿第二定律的适用范围

（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系（相对地面静止或匀速直线运动的参考系。） （2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远小于光速）

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