《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT课件

《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1.学会解决从受力确定运动情况的问题。

2.学会解决从运动情况确定受力的问题。

3.掌握解决动力学的两类基本问题的综合思路。

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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：自学新教材

一、牛顿第二定律的作用

1．填一填

确定了运动和______的关系，把物体的运动情况与______情况联系起来。

2．选一选

质量为m的物体，放在粗糙的水平地面上，受到一个水平方向的恒力F的作用而运动，在运动中，物体加速度a的大小(　　)

A．和物体的运动速度有关

B．和物体跟地面间的动摩擦因数无关

C．和物体运动的时间无关

D．和恒力F成正比

二、动力学的两类基本问题

1．填一填

(1)从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由__________求出物体的______，再通过______的规律确定物体的运动情况。

(2)从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据______规律求出物体的______，结合受力分析，再根据____________求出力。

2．判一判

(1)根据所受合外力的方向可以确定物体加速度的方向。 (    )

(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。(    )

(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。 (    )

(4)只要知道物体受力情况就能确定物体的运动性质。(    )

3．选一选

(1)物体放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t通过的位移是x。如果水平恒力变为2F，物体仍由静止开始运动，经时间2t通过的位移是 (　　)

A．x　　　B．2x

C．4xD．8x

(2)行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车过程可看成匀减速直线运动) (　　)

A．450 N B．400 N

C．350 ND．300 N

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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：提升新知能

突破点一   根据物体的受力情况确定运动情况

解答该类问题的一般步骤：

(1)选定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。

(2)根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，求出物体所受的合外力。

(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。

(4)结合物体运动的初始条件(即初速度v0)，分析运动情况并画出运动草图，选择合适的运动学公式，求出待求的运动学量——任意时刻的速度v、一段运动时间t以及对应的位移x等。

[特别提醒]

受力分析和运动情况分析是解决该类问题的两个关键。　　　

[典例1]如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间。

(2)人在经过C点后滑行的距离。

[规律方法]

根据物体的受力情况确定运动情况的思维流程

[对点练清]

1.如图所示，质量m＝15 kg的木箱静止在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2。现用F＝60 N的水平恒力向右拉动木箱(g取10 m/s2)。求：

(1) 3 s时木箱的速度大小。

(2)木箱在2 s内的位移大小。

2.质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5。现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ＝37°，且sin 37°＝0.6。经t＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体静止，g取10 m/s2。求：

(1)物体运动过程中的最大速度。

(2)物体运动的总位移。

突破点二   根据物体的运动情况确定受力情况

[学透用活]

解答该类问题的一般步骤

(1)选定研究对象，对研究对象进行运动情况分析和受力分析，并画出运动草图及受力示意图。

(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。

(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。

(4)根据力的合成法或正交分解法，由合外力求出待求力或与力有关的量。

[典例2]民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上。如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB＝3.0 m，斜面气囊长度AC＝5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2 s，g取10 m/s2，求：

(1)乘客在气囊上滑下的加速度大小。

(2)乘客和气囊间的最大动摩擦因数。(忽略空气阻力)

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牛顿运动定律的应用PPT，第四部分内容：训练新素养

一、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P118例题]

某高速列车(如图)起动后的初始阶段，可视为在恒定的牵引力作用下做匀加速直线运动。若在该阶段列车组的牵引力为3.04×105 N，列车所受阻力为7.9×104 N，列车质量为4.5×105 kg，则列车从起动至速度达到60 km/h需要多长时间？

[分析]已知牵引力F、阻力f和列车质量m，由牛顿第二定律可求出列车运动的加速度a。列车做匀加速直线运动，已知起动时的初速度为0和末速度vt的大小，结合求出的加速度a，由匀变速直线运动的速度公式可求出所需要的时间。

[讨论]一般高速列车起动时的加速度比轿车起动时的加速度小，加速到相同速度(在汽车能达到的速度范围内)需要的时间更长。查阅资料，了解高速列车的加速情况，判断本题的计算结果是否在合理范围内。

[策略提炼]

运动与力的问题一般有两大类型：第一，已知物体受力，由此确定其运动情况；第二，已知物体运动情况，由此确定其所受外力。

用牛顿第二定律解决动力学问题时，通常需明确研究对象，分析其受力及运动情况，再运用牛顿第二定律和运动学公式列出方程求解。其中加速度通常是联系力和运动情况的桥梁。　　

二、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P122例题]

气球上系一重物，自地面上升。当上升到离地面9 m时，速度为4 m/s，此时绳子突然断开。不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。

(1)重物从离开气球至上升到最高点，经历的时间和上升的高度各为多少？

(2)重物离开气球后经多长时间才能落地？落地时的速度是多大？

[分析]　绳子突然断开时，重物与气球具有相同的速度。由于惯性，重物将继续向上运动。重物在空中运动只受到重力作用，根据牛顿第二定律可知，重物加速度大小为g，方向始终竖直向下。因此，绳子断开后重物先竖直向上做匀减速直线运动，上升一段距离到达最高点时速度为0，然后向下做自由落体运动直到落地，如图所示。

可将运动分为上升和下降两个阶段，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解。

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《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT课件

第一部分内容：学习目标

1.明确动力学的两类基本问题．(重点)

2．掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法．(难点)

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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：新知初探

一、从受力确定运动情况

1．牛顿第二定律确定了______和______的关系，使我们能够把物体的运动情况和____________联系起来．

2．如果已知物体的受力情况，可以由__________________求出物体的加速度，再通过__________________确定物体的运动情况．

二、从运动情况确定受力

如果已知物体的运动情况，根据__________________求出物体的加速度，再根据__________________就可以确定物体所受的力．

(1)根据物体加速度的方向可以判断物体所受合外力的方向．(　　)

(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向．(　　)

(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的．(　　)

(4)物体运动状态的变化情况是由它对其他物体的施力情况决定的．(　　)

(1)(2019•江苏月考)2018年10月23日，港珠澳大桥正式开通．建造大桥过程中最困难的莫过于沉管隧道的沉放和精确安装，每节沉管隧道重约G＝8×108 N，相当于一艘中型航母的重量．通过缆绳送沉管到海底，若把该沉管的向下沉放过程看成是先加速运动后减速运动，且沉管仅受重力和缆绳的拉力，则拉力的变化过程可能正确的是(　　)

提示：选C.设沉管加速的加速度为a1，减速的加速度为a2，加速过程由牛顿第二定律得：G－F1＝ma1，得：F1＝G－ma1，F1＜G；减速过程由牛顿第二定律得：F2－G＝ma2，得：F2＝G＋ma2，F2＞G，故A、B、D错误，C正确．

(2)(多选)如图，在车内用绳AB与绳BC拴住一个小球，其中绳BC水平．若原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍相对小车静止，则下列说法正确的是(　　)

A．AB绳拉力不变　　B．AB绳拉力变大

C．BC绳拉力变大D．BC绳拉力不变

(3)求物体的加速度有哪些途径？

提示：途径一　由运动学的关系(包括运动公式和运动图象)求加速度；

途径二　根据牛顿第二定律求加速度．

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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：师生互动

已知物体的受力求运动情况

如图所示，汽车在高速公路上行驶，有两种运动情况：

(1)汽车做匀加速运动．

(2)汽车关闭油门滑行．

试结合上述情况讨论：由物体的受力情况确定其运动的思路是怎样的？

要点提示　通过分析物体的受力情况，根据牛顿第二定律求得加速度，然后由运动学公式求出物体运动的位移、速度及时间等．

【核心深化】

1．由物体的受力情况确定其运动的思路

物体受力情况→牛顿第二定律→加速度a→运动学公式→物体运动情况

2．解题步骤

(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图；

(2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)；

(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度；

(4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量．

关键能力1　从受力确定运动情况

(2019•浙江湖州高一期中)滑冰车是儿童喜欢的冰上娱乐项目之一，如图所示为小明妈妈正与小明在冰上游戏，小明与冰车的总质量是

40 kg，冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.05，在某次游戏中，假设小明妈妈对冰车施加了40 N的水平推力，使冰车从静止开始运动10 s后，停止施加力的作用，使冰车自由滑行(假设运动过程中冰车始终沿直线运动，小明始终没有施加力的作用)．求：

(1)冰车的最大速率；

(2)冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小．

[思路点拨] (1)由题知，冰车先做匀加速运动后做匀减速运动，当小明妈妈停止施加力的作用时，速度最大，由牛顿第二定律求得加速度，由速度公式求解最大速率．

(2)由位移公式求出匀加速运动通过的位移，撤去作用力冰车做匀减速运动，由牛顿第二定律求得加速度，由运动学速度位移关系求得滑行位移，即可求出总位移．

关键能力2　等时圆模型

如图所示，ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆，每根杆上套着一个小滑环(图中未画出)，三个滑环分别从a、b、c处释放(初速度为0)，用t1、t2、t3依次表示各滑环到达d所用的时间，则(　　)

A．t1t2>t3

C．t3>t1>t2      D．t1＝t2＝t3

【达标练习】

1.如图所示，AB和CD为两条光滑斜槽，它们各自的两个端点均分别位于半径为R和r的两个相切的圆上，且斜槽都通过切点P.设有一重物先后沿两个斜槽，从静止出发，由A滑到B和由C滑到D，所用的时间分别为t1和t2，则t1与t2之比为(　　)

A．2∶1　B．1∶1

C.3∶1      D．1∶3

2．(2019•浙江期中)我国现在服役的第一艘航母“辽宁号”的舰载机采用的是滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ.其起飞跑道可视为由长度L1＝180 m的水平跑道和长度L2＝20 m倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h＝2 m，如图所示．已知质量m＝2×104 kg的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态．

已知物体的运动情况求受力

一运动员滑雪时的照片如图所示，

(1)知道在下滑过程中的运动时间．

(2)知道在下滑过程中的运动位移．

结合上述情况讨论：由物体的运动情况确定其受力情况的思路是怎样的？

【核心深化】

1．基本思路

分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力，流程图如下所示：

2．解题的一般步骤

(1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图．

(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度．

(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力．

(4)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力．

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牛顿运动定律的应用PPT，第四部分内容：随堂知能演练

1．(2019•贵州遵义高一期末)如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道分别沿AM、BM运动到M点；c球由C点自由下落到M点．则(　　)

A．a球最先到达M点

B．c球最先到达M点

C．b球最先到达M点

D．b球和c球都可能最先到达M

2．如图所示，有一质量m＝1 kg的物块，以初速度v＝6 m/s从A点开始沿水平面向右滑行．物块运动中始终受到大小为2 N、方向水平向左的力F作用，已知物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.1.求：(取g＝10 m/s2)

(1)物块向右运动时所受摩擦力的大小和方向；

(2)物块向右运动到最远处的位移大小；

(3)物块经过多长时间回到出发点A？(结果保留两位有效数字)

3．(2019•陕西西安高一期末)在游乐场中，有一种大型游戏机叫“跳楼机”，参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40 m高处，然后由静止释放，为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4 m高处时速度刚好减小到零，然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面，取g＝10 m/s2，求：

(1)座椅在自由下落结束时刻的速度大小；

(2)在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍．

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《牛顿运动定律的应用》牛顿运动定律PPT 第一部分内容：高频考点一 瞬时加速度的计算 [知识贯通] 牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。求解瞬..

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《牛顿运动定律的应用》牛顿运动定律PPT

第一部分内容：高频考点一   瞬时加速度的计算

[知识贯通]

牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。求解瞬时加速度时应注意以下两个物理模型：

刚性绳模型(细钢丝、细线等)

形变的发生和变化过程历时极短，在物体受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变

轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)

形变明显，其形变发生改变所需时间较长，在瞬时问题中，其弹力的大小可看成是不变的

[集训联通]

[典例1]　如图甲、乙所示，图中细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同。如果突然把两水平细线剪断，剪断瞬间小球A的加速度的大小为__________，方向为________；小球B的加速度的大小为________，方向为__________；图甲中倾斜细线OA与图乙中弹簧的拉力之比为________(θ角、重力加速度g已知)。

[解析]　设两球质量均为m，剪断水平细线后，对A球受力分析，如图(a)所示，球A将沿圆弧摆下，故剪断水平细线瞬间，小球A的加速度a1方向沿圆周的切线方向向下，即垂直倾斜细线OA向下，有FT1＝mgcos θ，F1＝mgsin θ＝ma1

所以a1＝gsin θ

[规律方法]

牛顿第二定律瞬时性问题的求解思路

(1)确定所给问题是绳杆类还是弹簧类，判断弹力能否发生突变。

(2)对物体受力分析，可采取“瞻前顾后”法，既要分析运动状态变化前的受力，又要分析运动状态变化瞬间的受力。

[即时训练]

1.如图所示，质量相等的三个物块A、B、C，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用细绳相连。当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬间A、B、C的加速度分别为(取向下为正)(　　)

A．－g、2g、0　　B．－2g、2g、0

C．0、2g、0    D.－2g、g、g

解析：剪断细绳前，对B、C整体进行受力分析，受到B、C的总重力和细绳的拉力而平衡，故T＝2mg；再对物块A受力分析，受到重力、细绳拉力和弹簧的拉力，由物块A受力平衡可知，上边弹簧的拉力F1＝3mg；对物块C受力分析，可知下边弹簧的拉力F2＝mg。剪断细绳后，重力和弹簧的弹力不变，细绳的拉力减为零，故物块B受到的合力等于2mg，向下，物块A受到的合力为2mg，向上，物块C受到的力不变，合力为零，故物块B有向下的加速度，大小为2g，物块A具有向上的加速度，大小为2g，物块C的加速度为零，故选B。

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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：高频考点二   动力学的两类基本问题

[知识贯通]

1．动力学的两类基本问题

(1)已知物体的受力情况，研究物体的运动情况，即在已知物体的受力情况下，求出物体的加速度，结合运动学公式确定物体的运动情况。

(2)已知物体的运动情况，研究物体的受力情况，即在已知物体的运动情况下，由运动学公式求出物体的加速度，再由加速度确定物体的受力情况。

2．应用牛顿第二定律解题的方法

对研究对象进行受力分析和运动状态的分析，把题目中所描述的物理情境和初始状态弄清楚，然后根据牛顿第二定律，通过“加速度”这个联系力和运动的桥梁，结合运动学公式进行求解。

[集训联通]

[典例2]如图所示，质量为m的木块以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动且足够长，木块与斜面间的动摩擦因数为μ。

(1)求木块向上滑动时加速度的大小和方向。

(2)若此木块滑到最大高度后能沿斜面下滑，求木块下滑时加速度的大小和方向。

[规律方法]

应用牛顿第二定律的两点技巧

(1)若物体只受两个力的作用而产生加速度时，一般根据平行四边形定则求合力，合力方向就是加速度的方向。

(2)若物体受两个以上的力作用而产生加速度时，常采用正交分解法求解。建立坐标系的原则是让尽可能多的矢量落在坐标轴上。因此，根据具体情况可以分解力，也可以分解加速度。在分解力时，往往使加速度在某一坐标轴上，另一坐标轴上的合力为零。

[即时训练]

4．为了减少行车过程中因急刹车造成乘客受到伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到完全停止需要的时间为5 s。安全带对乘客的作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦)(　　)

A．450 N B．400 N

C．350 N D.300 N

5．如图所示，足够长的水平传送带以v0＝2 m/s的速度匀速运行，t＝0时刻，在左端轻放一质量为m的小滑块，已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g＝10 m/s2，则t＝1.5 s时滑块的速度为(　　)

A．3 m/s B．2.5 m/s

C．2 m/s D.1.5 m/s

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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：高频考点三   动力学中的图像问题

[知识贯通]

1．常见的图像形式

在动力学与运动学问题中，常见、常用的图像是位移图像(s­t图像)、速度图像(v­t图像)和力的图像(F­t图像)等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而绝非代表物体的运动轨迹。

2．图像问题的分析方法

遇到带有物理图像的问题时，要认真分析图像，先从它的物理意义、点、线段、斜率、截距、交点、拐点、面积等方面了解图像给出的信息，再利用共点力平衡、牛顿运动定律及运动学公式解题。

[集训联通]

[典例3]　如图甲，质量为M的长木板，静止放在粗糙的水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板。从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块和木板的v­t图像分别如图乙中的折线所示，根据v­t图像(g取10 m/s2)，求：

(1)m与M间动摩擦因数μ1及M与地面间动摩擦因数μ2。

(2)m与M的质量之比。

(3)从物块冲上木板到物块和木板都静止的过程中，物块m、长木板M各自对地的位移。

[规律方法]

动力学中图像问题的处理技巧

v­t图像

可以从所提供图像获取运动的方向、瞬时速度、某时间内的位移以及加速度，结合实际运动情况可以确定物体的受力情况

F­t图像

首先应明确该图像表示物体所受的是哪个力，还是合力，根据物体的受力情况确定加速度，从而研究它的运动情况

a­t图像

要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程

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《牛顿第一定律》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1．知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科研究的重要方法。

2．理解牛顿第一定律的内容及意义。

3．理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象。

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牛顿第一定律PPT，第二部分内容：自学新教材

一、理想实验的魅力

1．填一填

(1)亚里士多德认为：必须______作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要______在某个地方。

(2)伽利略的理想实验

①斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有______，小球将上升到原来释放时的______。减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度______。当第二个斜面放平，小球将永远______下去。

②推理结论：力______ (填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。

(3)笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以______沿______运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

2．判一判

(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。(    )

(2)伽利略的理想实验可以想办法做到的。 (    )

(3)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。 (    )

(4)笛卡儿认为若没有力作用，物体的运动状态不会改变。(    )

3．选一选

(1)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是 (　　)

A．只要接触面“相当光滑”，物体在水平面上就能匀速运动下去

B．这个实验实际上是永远无法做到的

C．利用气垫导轨，就能使实验成功

D．要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就静止

(2)伽利略的斜面实验可以证明(　　)

A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止

B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动

C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D．力不是维持物体运动的原因

二、牛顿第一定律

1．填一填

(1)牛顿第一定律的内容：一切物体总保持______状态或______状态，除非作用在它上面的力迫使它______这种状态。

(2)惯性：物体保持原来______状态或______状态的性质，牛顿第一定律也叫作______定律。

2．判一判

(1)牛顿第一定律是可以通过实验验证的。 (    )

(2)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动。 (    )

(3)牛顿第一定律说明一切物体都具有惯性。 (    )

(4)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因。(    )

3．选一选

(1)下列关于牛顿第一定律的说法正确的是 (　　)

A．牛顿第一定律是牛顿在前人工作基础上研究得出的

B．牛顿第一定律是通过理想实验方法得出的，可用实验验证

C．惯性是一种力，惯性定律与惯性的实质相同

D．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度决定了惯性的大小

(2)下列说法正确的是 (　　)

A．静止的物体一定不受力，受力的物体一定运动

B．物体运动状态发生变化，则物体一定受力的作用

C．物体的运动需要力来维持，没有力作用时物体就要停下来

D．物体运动状态不变时，有惯性，运动状态改变时没有惯性

... ... ...

牛顿第一定律PPT，第三部分内容：提升新知能

突破点一   对伽利略理想实验的理解

[学透用活]

1．伽利略理想实验的推论：一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。

2．理想实验的意义

(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。

(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。

[典例1]　理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示。下面是关于该实验的步骤：

①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。

②如图为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。

(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列____________(填写序号即可)。

(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于___________。

[解析]　理想实验的思想方法：在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实。

[对点练清]

1．[多选]下列说法正确的是 (　　)

A．物体越重，重力加速度越大，下落的越快

B．亚里士多德研究自然规律的方法是实验的方法

C．伽利略研究自然规律的方法是猜想和假设，数学推理和科学实验相结合的方法

D．理想斜面实验是通过“合理外推”得出自由落体运动的规律的，并没有直接验证自由落体运动的规律

2．[多选]关于伽利略的理想实验的叙述正确的是       (　　)

A．这个实验是凭空想象的

B．这个实验虽然是想象的，但它得出的结论是可靠的

C．理想实验是一种科学方法

D．理想实验是一个纯思维实验，其正确性应接受实践的检验

突破点二   对牛顿第一定律的理解

[学透用活]

1．物体运动状态变化(即速度的变化)的三种情景：

(1)速度的方向不变，大小变化。

(2)速度的大小不变，方向变化。

(3)速度的大小和方向同时发生变化。

2．对牛顿第一定律的理解

(1)揭示了力和运动的关系：

①力是改变物体运动状态的原因(或者说力是使物体产生加速度的原因)，而不是维持物体运动状态的原因。

②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。

(2)揭示了一切物体都具有惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。

[典例2]　关于牛顿第一定律(惯性定律)，下列理解正确的是(　　)

A．向上抛出的物体，在向上运动的过程中，一定受到向上的作用力，否则不可能向上运动

B．汽车在运动过程中，速度大时的惯性一定比速度小时的惯性大

C．牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的，所以这条定律可能是错的

D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证

[规律方法]

力和运动的关系

(1)力的作用效果是使物体发生形变或运动状态发生改变，而运动状态的改变就意味着物体的速度发生了改变，物体具有加速度，因此，力是使物体产生加速度的原因。

(2)力是改变物体运动状态的原因，因此，物体运动状态发生改变时必定受到不为零的外力作用。

[对点练清]

4．[多选]下列关于牛顿第一定律的理解正确的是        (　　)

A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律

B．不受外力作用时，物体一定处于静止状态

C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果

D．飞跑的运动员，由于遇到障碍物而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

5．下列说法正确的是(　　)

A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据

B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的

C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法

D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用

... ... ...

牛顿第一定律PPT，第四部分内容：训练新素养

一、上段还是下段的细绳先断(核心素养之科学探究)

[选自鲁科版教材P112“迷你实验室”]

用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵住(如图)。

先迅速用力将细绳往下一拉，看细绳的哪一段先断开。

再做一次，拉力逐渐加大，直到细绳被拉断，看看又是细绳的哪一段先断开。

比较两次拉断细绳的结果，想想这是为什么。

[提示]　当迅速用力拉绳时，下段细绳先断。原因是：由于书本比较厚重，惯性较大，其运动状态难以改变，在迅速向下拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，上段绳的力没增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此，下段细绳将会先断。

当慢慢增大拉力时，由平衡知识可知，上段细绳承受的力为书的重力和手对下段细绳拉力之和，所以上段细绳的拉力总比下段细绳的拉力大，上段细绳一定先断。

二、匀速直线运动的演示(核心素养之科学探究)

[选自鲁科版教材P111“实验与探究”]

伽利略与笛卡儿的观点皆基于理想情况，在现实中很难实现。下面我们通过气垫导轨来演示在可忽略阻力情况下物体的匀速直线运动。如图所示，用气泵给气垫导轨充气，气体从气垫导轨的小孔中喷出，在滑块与导轨间形成空气薄层——气垫。这样，滑块在气垫上滑动时受到的阻力很小，可忽略不计。将气垫导轨调至水平，给滑块一个初速度，使其运动起来。利用光电门和电子计时器测出滑块在运动过程中的速度几乎不变。可见，水平方向虽没有外力作用，但滑块能保持匀速直线运动。

利用气垫导轨可以演示滑块在运动过程中的速度几乎不变，你从中可以得出什么结论？

[提示]　物体的运动并不需要力来维持，或者说力不是维持物体运动的原因。

《牛顿第一定律》运动和力PPT(第2课时) 第一部分内容：知识要点分类练 知识点 1 惯性 1．关于物体的惯性，下列说法正确的是( ) A．惯性是物体的一种属性 B．物体只有静止时才具有惯性..

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《实验：探究加速度与力、质量的关系》运动和力的关系PPT

第一部分内容：实验基础

1．学会用“控制变量法”探究加速度与力、质量的定量关系。

2．学会用图像法研究加速度与质量、加速度与力之间的关系。

3．学会“化曲为直”法研究变量间的关系。

1．实验思路：控制变量法

(1)保持研究对象即小车的质量不变，通过改变悬挂槽码的个数改变小车所受的拉力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否与作用力成正比。

(2)保持悬挂槽码的个数不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出小车的对应加速度，验证加速度是否与质量成反比。

2．方案设计

(1)三个物理量的测量

①小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量。

②拉力的测量：当悬挂的槽码的质量远小于小车质量的情况下，可以认为槽码的重力近似等于小车所受的拉力(合外力)。

③加速度的测量：由纸带根据公式Δx＝aT2，结合逐差法计算出小车的加速度。

(2)实验数据的处理——图像法、“化曲为直”法

①研究加速度a和力F的关系

以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图甲所示。若图像是一条通过原点的直线，则说明a与F成正比。

②研究加速度a与质量m的关系

如图乙所示，因为a­m图像是曲线，检查a­m图像是否是双曲线，就能判断它们之间是否存在反比例关系，但检查这条曲线是否是双曲线，直接判断有困难。若a和m成反比，则a与1m必成正比。我们采取“化曲为直”的方法，以a为纵坐标，以1m为横坐标，作出a­1m图像，若a­1m 图像是一条过原点的直线，说明a与1m成正比，即a与m成反比。

1．系统误差

本实验用槽码的重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的重力。槽码的质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，槽码的质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小。因此，满足槽码的质量远小于小车的质量的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差。

2．偶然误差

摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。

1．打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车。

2．在平衡摩擦力时，不需要悬挂槽码，但小车应连接纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡。

3．改变悬挂槽码的个数的过程中，要始终保证槽码的总质量远小于小车的质量。

4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。

... ... ...

实验探究加速度与力质量的关系PPT，第二部分内容：实验考点

考点一  实验原理与操作

[典例1]在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车(含砝码)质量M的关系的实验中，某同学安装的实验装置和设计的实验步骤如下：

A．用天平称出小车和槽码的质量

B．按图安装好实验器材

C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码

D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量

E．保持槽码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验

F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值

G．作a­M关系图像，并由图像确定a与M的关系

(1)请改正实验装置图中的错误。

①电磁打点计时器位置________________；

②小车位置__________________________；

③滑轮位置__________________________。

(2)该同学漏掉的重要实验步骤是________，该步骤应排在步骤________之后。

(3)在上述步骤中，有错误的是步骤__________，应把________________改为________________。

(4)在上述步骤中，处理不恰当的是步骤________，应把________________改为________________。

[对点训练]

1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，渗透了研究问题的多种科学方法：

(1)实验环境的等效法：____________；

(2)实验条件设计的科学方法：____________；

(3)实验原理的简化：______________，即当小车质量M车≫m槽码时，细绳对小车的拉力大小近似等于槽码的重力m槽码g；

(4)实验数据处理的科学方法：____________；

(5)由a­M车图像转化为a­1M车图像，所用的科学方法：____________。

(以上各题均填“理想实验法”、“图像法”、“平衡摩擦力法”、“化曲为直法”、“控制变量法”或“近似法”)

考点二  数据处理和误差分析

[典例2]　“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

(1)下列说法正确的是________。

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

B．实验时应先释放小车后接通电源

C．本实验槽码B的质量应远大于小车A的质量

D．在用图像探究加速度与质量关系时，应作a­1mA图像

(2)某同学在实验中，打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中s1＝7.06 cm、s2＝7.68 cm、s3＝8.30 cm、s4＝8.92 cm，已知交流电的频率为50 Hz，则纸带加速度的大小是______ m/s2。(保留两位有效数字)

(3)某同学将长木板右端适当垫高，其目的是______。但他把长木板的右端垫得过高，使得倾角过大。用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力。他绘出的a­F关系图像是________。

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《牛顿第二定律》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的意义。

2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。

3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。

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牛顿第二定律PPT，第二部分内容：自学新教材

一、牛顿第二定律的表达式

1．填一填

(1)牛顿第二定律的内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_____，跟它的质量成_____，加速度的方向跟作用力的方向_____。

(2)牛顿第二定律的表达式：F＝_____，其中k是比例系数。

2．判一判

(1)牛顿第二定律既明确了力、质量、加速度三者的数量关系，也明确了加速度与力的方向关系。(   )

(2)由F＝kma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。(   )

(3)加速度的方向决定了合外力的方向。(   )

(4)任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致。 (   )

3．选一选

(1)[多选]下列对牛顿第二定律的理解正确的是 (　　)

A．由F＝kma可知，m与a成反比

B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用

C．加速度的方向总跟合外力的方向一致

D．当合外力停止作用时，加速度随之消失

(2)甲物体在5 N的合外力作用下，产生2 m/s2的加速度，乙物体在4 N的合外力作用下，产生2 m/s2的加速度，则下列说法正确的是(　　)

A．甲的惯性较大

B．乙的惯性较大

C．甲、乙两物体的惯性一样大

D．无法比较两物体的惯性大小

二、力的单位

1．填一填

(1)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为_____。

(2)“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力就是1 N，即1 N＝1_____。

(3)国际单位制中牛顿第二定律的表达式：F＝_____。

2．判一判

(1)使质量是1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力叫做1 N。(   )

(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取。 (   )

(3)牛顿第二定律表达式F＝kma中的系数k总等于1。 (   )

(4)物体的加速度a是物体上每一个力所产生的加速度的矢量和。(   )

3．选一选

(1)下列关于加速度大小的判断正确的是(　　)

A．由公式a＝ΔvΔt可知，a与Δv成正比、与Δt成反比

B．由公式a＝ΔvΔt可知，a与Δv成反比、与Δt成正比

C．由公式a＝Fm可知，a与F成正比、与m成反比

D．由公式a＝Fm可知，a与F成反比、与m成正比

(2)[多选]在光滑的水平地面上放一个质量m＝2 kg的物体，现对该物体同时施加两个力F1和F2，其中F1＝3 N，方向水平向东，F2＝4 N，方向水平向南，sin 37°＝0.6，则下列说法正确的是 (　　)

A．F1使物体产生大小为1.5 m/s2、方向水平向东的加速度

B．F2使物体产生大小为2 m/s2、方向水平向南的加速度

C．物体的加速度的大小为2.5 m/s2，方向为东偏南37°

D．物体的加速度的大小为2.5 m/s2，方向为南偏东37°

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牛顿第二定律PPT，第三部分内容：提升新知能

突破点一   对牛顿第二定律的理解

[学透用活]

1．对表达式F＝ma的理解

(1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位。

(2)F的含义：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个分力时，加速度a是该分力产生的加速度。

2．牛顿第二定律的五个性质

因果性  力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度

同体性  F、m、a都是对同一物体而言的

独立性  作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和

瞬时性  加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失

矢量性  F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同

[对点练清]

1．[多选]下列关于牛顿第二定律的说法正确的是 (　　)

A．物体的加速度大小由物体的质量和物体所受的合力大小决定，与物体的速度无关

B．物体的加速度方向只由它所受的合力方向决定，与速度方向无关

C．物体所受的合力方向和加速度方向及速度方向总是相同的

D．一旦物体所受的合力为零，则运动物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了

2．下列说法正确的是(　　)

A．由牛顿第二定律知，加速度大的物体，所受的合外力一定大

B．物体的加速度大，说明它的质量一定小

C．任何情况下，物体的加速度大，速度变化量一定大

D．a与Δv及Δt无关，但可以用Δv和Δt的比值来计算加速度a的大小

3．在粗糙的水平面上，物体在水平推力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，一段时间后，将F逐渐减小，在F逐渐减小到零的过程中，速度v和加速度a的变化情况是(　　)

A．v减小，a减小

B．v增大，a减小

C．v先减小后增大，a先增大后减小

D．v先增大后减小，a先减小后增大

突破点二   牛顿第二定律的简单应用

1．应用牛顿第二定律的一般步骤

(1)确定研究对象。

(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。

(3)求合力F或加速度a。

(4)根据F＝ma列方程求解。

2．求解加速度的两种方法

(1)合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合外力的方向即为加速度的方向。

(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度。为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种方法：

[典例1]　自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向。使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示，g取9.8 m/s2。

(1)硬纸上刻度线b在经过O点的竖直线上，则在b处应标的加速度数值是多少？

(2)刻度线c和O点的连线与Ob的夹角为30°，则c处应标的加速度数值是多少？

(3)刻度线d和O点的连线与Ob的夹角为45°。在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d处，则0.5 s内汽车速度变化了多少？

突破点三   牛顿第二定律的瞬时性问题

[学透用活]

1．瞬时加速度问题：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化。

2．两种基本模型

刚性绳模型(细钢丝、细线、轻杆等)

此类形变属于微小形变，其发生和变化过程时间极短，在物体的受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变，弹力可以突变

轻弹簧模型(轻弹簧、橡皮绳、弹性绳等)

此类形变属于明显形变，其发生改变需要一段时间，在瞬时问题中，其弹力的大小不能突变，可看成是不变的

[典例3]　[多选]如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断正确的是(　　)

A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变

B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ

C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gcos θ

D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ

[规律方法]

解决此类问题的基本方法

(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(①若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；②若处于加速状态，则利用牛顿第二定律)。

(2)分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。

(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。

... ... ...

牛顿第二定律PPT，第四部分内容：训练新素养

一、这与牛顿第二定律矛盾吗(核心素养之科学思维)

[选自鲁科版教材P118“物理聊吧”]

由牛顿第二定律可知，无论多小的力皆能使物体产生加速度，改变物体的运动状态。但是，当我们推静止的柜子时(如图)，有时即使用了很大的力却也无法推动，柜子仍处于静止状态。这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？

[提示]　牛顿第二定律F＝ma中的F为合外力，当物体所受合外力不为零时，物体就会产生加速度。而当我们用力推静止的柜子时，水平方向除了受推力外，还有地面对箱子的摩擦力，只要推力不能大于其最大静摩擦力，柜子就仍处于静止状态。故这一现象与牛顿第二定律并不矛盾。

二、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P121例题]

如图所示，一载有小孩的雪橇总质量为30 kg，在拉力F作用下，沿水平地面向右做直线运动，该拉力与水平面夹角为30°，经过50 cm，速度由0.6 m/s均匀减至0.4 m/s。已知雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2，求作用力F的大小。

[分析]由题意可知，物体做匀减速直线运动，已知初速度、末速度和位移，由运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律求出未知力。

[讨论]从本题分析可知，物体对水平面的压力不等于重力。为什么？

[策略提炼]

物体在受到多个力的情况下运用牛顿第二定律时，可用正交分解法列方程组求解。通常，先建立直角坐标系，将力和加速度分解在两个坐标轴上， 一般以物体运动的方向为x轴的正方向，列方程组Fx合＝maxFy合＝may，再求解方程组即可。　　

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《力学单位制》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1.知道基本单位、导出单位及单位制等有关概念。

2.明确国际单位制中七个基本物理量和力学中三个基本物理量及其单位。

3.理解单位制的有关应用。

... ... ...

自学新教材

一、基本单位

1．填一填

(1)物理学的关系式：①确定了____之间的关系；②确定了物理量的____之间的关系。

(2)基本量与基本单位：选定几个物理量的单位，利用物理量之间的____ 就能推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫作____，它们相应的单位叫作____。

(3)导出量与导出单位：由基本量根据____推导出来的其他物理量叫作____，推导出来的相应单位叫作 ____ 。

(4)单位制：____单位和____单位一起组成了单位制。

2．判一判

(1)基本量可以任意选定。(    )

(2)时间的单位s是基本单位。(    )

(3)速度的单位m/s是导出单位。 (    )

(4)物理公式表示了物理量间的数量关系和单位关系。 (    )

3．选一选

(1)关于物理量和物理量的单位，下列说法正确的是    (　　)

A．在力学范围内，规定长度、质量、力为三个基本量

B．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位

C．1 N＝1 kg•m•s－2

D．“秒”“克”都是基本量

(2)[多选]关于以下物理量和单位，下列判断正确的是     (　　)

①加速度　②米　③力　④千克　⑤质量　⑥秒　

⑦牛顿　⑧牛/千克　⑨时间　⑩米/秒

A．①③⑦⑨是矢量　　B．②④⑥是基本单位

C．⑤⑦⑧⑩是导出单位   D．⑧是①的单位

二、国际单位制

1．填一填

(1) 国际单位制

国际通用的、包括一切____领域的单位制，简称SI。

(2)国际单位制的基本单位

(3)在力学范围内，规定长度、____、____为基本量。 

2．判一判

(1)质量、长度、时间是力学中的基本物理量。(    )

(2)时间是国际单位制中的基本单位。(    )

(3)kg•m/s是国际单位制中的导出单位。(    )

(4)时间的单位h是国际单位制中的导出单位。(    )

3．想一想

中国“飞人”苏炳添在百米比赛的最快速度可以达到12 m/s，某人骑助力车的速度为20 km/h。中国首艘航母“辽宁舰”正常航速可达29节。仅凭所给三个速度的数值“12、20、29”能否判断其运动的快慢？为什么？

提示：不能。因为单位不统一。

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提升新知能

突破点一   对单位制的理解

1．单位制的意义

单位是物理量的组成部分，对于物理量，如果有单位一定要在数字后带上单位，同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。

2．单位制的组成

[典例1]　给出以下物理量或单位，请按要求填空。

A．米 B．牛顿　C．加速度　D．米/秒2　E．质量

F．千克　G．时间　H．秒　I．位移　J．厘米2

K．千克/米3　L．焦耳

(1)属于基本单位的是________。

(2)属于导出单位的是________。

(3)属于物理量的是________。

[对点练清]

1．下列关于单位制的说法中，正确的是 (　　)

A．在国际单位制中力学的三个基本单位分别是长度单位m、时间单位s、力的单位N

B．长度是基本物理量，其单位m、cm、mm都是国际单位制中的基本单位

C．公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取

D．公式F＝kma中，各物理量的单位都采用国际单位时k＝1

2．在物理学中，选定七个物理量的单位作为国际单位制的基本单位，利用物理量之间的关系就可以推导出其他物理量的单位。已知F＝ma，其中F表示作用在物体上的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。则力的单位用国际单位制的基本单位表示应该是(　　)

A．kg•m/s   B．kg•m/s2

C．ND．N•s

3．[多选]在国际单位制中，下列说法正确的是 (　　)

A．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的

B．m和s都是国际单位制中力学的基本单位

C．千克是国际单位制中力学三个基本物理量之一

D．m/s、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位

突破点二   单位制的应用

[学透用活]

1．简化计算过程中的单位表达

解题过程中，在统一已知量的单位后，代入数据计算时就不必写出各个量的单位，只在式子末尾写出待求量的单位即可。

2．推导物理量的单位

物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。

3．判断比例系数的单位

根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如在国际单位制中：①公式F＝kx中k的单位为N/m；②Ff＝μFN中的μ无单位；③F＝kma中的k无单位。

4．检验表达式的正误

对某个表达式中各量的单位统一为国际单位，则计算结果的单位与待求量的国际单位一致时，该表达式才可能是正确的。若计算结果的单位不对，则表达式一定错误。

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训练新素养

一、STSE类问题，体现活学活用

[选自第26届国际计量大会纪实]

第26届国际计量大会于2018年11月13～16日在法国巴黎召开，会议通过了“修订国际单位制”决议，将以基本物理常数重新定义“千克”“安培”“开尔文”“摩尔”4个SI基本单位。新国际单位体系已于2019年5月20日即第20个世界计量日起正式生效，至此，国际单位制的7个基本单位全部实现由常数定义，如图所示，也标志着人类社会正式迈入量子时代。

其中，最受关注的“千克”此前近130年来，都是由一个直径和高度均为39.17毫米的铂铱合金圆柱体即“国际千克原器(IPK)”定义，原器外号为“大K”，保存在巴黎西郊一个保险箱里。尽管铂铱合金是目前已知最稳定的合金之一，但由于受空气污染和氧化等因素影响，人们发现其质量出现细微变化，大约损失了50微克的质量，已难以适应现代精密测量要求。

如今“1千克”被定义为“对应普朗克常数6.626 070 15×10－34 J•s时的质量单位”，其原理是将移动质量为1千克的物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁力，再通过质能转换公式算出质量。

(2019•北京高考)国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位，其他单位均可由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m•s－1。历史上，曾用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯­133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν＝9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c＝299 792 458 m•s－1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图，例如，s对应Δν，m对应c)，新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是 (　　)

A．7个基本单位全部用物理常量定义，保证了基本单位的稳定性

B．用真空中的光速c(m•s－1)定义m，因为长度l与速度v存在l＝vt，而s已定义

C．用基本电荷e(C)定义安培(A)，因为电荷量q与电流I存在I＝q/t，而s已定义

D．因为普朗克常量h(J•s)的单位中没有kg，所以无法用它来定义质量单位

二、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P125第3题]

火箭起飞时需要极大的推力，如图所示。已知某火箭总长度为49.7 m，直径为3.35 m；每个液体助推器长为15.3 m，直径为2.25 m；火箭的总起飞质量为460 t，起飞推力为6.0×106 N。取重力加速度g＝10 m/s2，试选择数据计算火箭起飞时的加速度。

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《牛顿运动定律的应用》运动和力的关系PPT

第一部分内容：课标要求

1.学会解决从受力确定运动情况的问题。

2.学会解决从运动情况确定受力的问题。

3.掌握解决动力学的两类基本问题的综合思路。

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牛顿运动定律的应用PPT，第二部分内容：自学新教材

一、牛顿第二定律的作用

1．填一填

确定了运动和______的关系，把物体的运动情况与______情况联系起来。

2．选一选

质量为m的物体，放在粗糙的水平地面上，受到一个水平方向的恒力F的作用而运动，在运动中，物体加速度a的大小(　　)

A．和物体的运动速度有关

B．和物体跟地面间的动摩擦因数无关

C．和物体运动的时间无关

D．和恒力F成正比

二、动力学的两类基本问题

1．填一填

(1)从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由__________求出物体的______，再通过______的规律确定物体的运动情况。

(2)从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据______规律求出物体的______，结合受力分析，再根据____________求出力。

2．判一判

(1)根据所受合外力的方向可以确定物体加速度的方向。 (    )

(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。(    )

(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。 (    )

(4)只要知道物体受力情况就能确定物体的运动性质。(    )

3．选一选

(1)物体放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t通过的位移是x。如果水平恒力变为2F，物体仍由静止开始运动，经时间2t通过的位移是 (　　)

A．x　　　B．2x

C．4xD．8x

(2)行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车过程可看成匀减速直线运动) (　　)

A．450 N B．400 N

C．350 ND．300 N

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牛顿运动定律的应用PPT，第三部分内容：提升新知能

突破点一   根据物体的受力情况确定运动情况

解答该类问题的一般步骤：

(1)选定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。

(2)根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，求出物体所受的合外力。

(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。

(4)结合物体运动的初始条件(即初速度v0)，分析运动情况并画出运动草图，选择合适的运动学公式，求出待求的运动学量——任意时刻的速度v、一段运动时间t以及对应的位移x等。

[特别提醒]

受力分析和运动情况分析是解决该类问题的两个关键。　　　

[典例1]如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑，经过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间。

(2)人在经过C点后滑行的距离。

[规律方法]

根据物体的受力情况确定运动情况的思维流程

[对点练清]

1.如图所示，质量m＝15 kg的木箱静止在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.2。现用F＝60 N的水平恒力向右拉动木箱(g取10 m/s2)。求：

(1) 3 s时木箱的速度大小。

(2)木箱在2 s内的位移大小。

2.质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5。现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ＝37°，且sin 37°＝0.6。经t＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体静止，g取10 m/s2。求：

(1)物体运动过程中的最大速度。

(2)物体运动的总位移。

突破点二   根据物体的运动情况确定受力情况

[学透用活]

解答该类问题的一般步骤

(1)选定研究对象，对研究对象进行运动情况分析和受力分析，并画出运动草图及受力示意图。

(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。

(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。

(4)根据力的合成法或正交分解法，由合外力求出待求力或与力有关的量。

[典例2]民航客机都有紧急出口，发生意外情况时打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气生成一条通向地面的斜面，乘客可沿斜面滑行到地面上。如图所示，某客机紧急出口离地面高度AB＝3.0 m，斜面气囊长度AC＝5.0 m，要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到地面的时间不超过2 s，g取10 m/s2，求：

(1)乘客在气囊上滑下的加速度大小。

(2)乘客和气囊间的最大动摩擦因数。(忽略空气阻力)

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牛顿运动定律的应用PPT，第四部分内容：训练新素养

一、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P118例题]

某高速列车(如图)起动后的初始阶段，可视为在恒定的牵引力作用下做匀加速直线运动。若在该阶段列车组的牵引力为3.04×105 N，列车所受阻力为7.9×104 N，列车质量为4.5×105 kg，则列车从起动至速度达到60 km/h需要多长时间？

[分析]已知牵引力F、阻力f和列车质量m，由牛顿第二定律可求出列车运动的加速度a。列车做匀加速直线运动，已知起动时的初速度为0和末速度vt的大小，结合求出的加速度a，由匀变速直线运动的速度公式可求出所需要的时间。

[讨论]一般高速列车起动时的加速度比轿车起动时的加速度小，加速到相同速度(在汽车能达到的速度范围内)需要的时间更长。查阅资料，了解高速列车的加速情况，判断本题的计算结果是否在合理范围内。

[策略提炼]

运动与力的问题一般有两大类型：第一，已知物体受力，由此确定其运动情况；第二，已知物体运动情况，由此确定其所受外力。

用牛顿第二定律解决动力学问题时，通常需明确研究对象，分析其受力及运动情况，再运用牛顿第二定律和运动学公式列出方程求解。其中加速度通常是联系力和运动情况的桥梁。　　

二、典题好题发掘，练典题做一当十

[选自鲁科版教材P122例题]

气球上系一重物，自地面上升。当上升到离地面9 m时，速度为4 m/s，此时绳子突然断开。不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。

(1)重物从离开气球至上升到最高点，经历的时间和上升的高度各为多少？

(2)重物离开气球后经多长时间才能落地？落地时的速度是多大？

[分析]　绳子突然断开时，重物与气球具有相同的速度。由于惯性，重物将继续向上运动。重物在空中运动只受到重力作用，根据牛顿第二定律可知，重物加速度大小为g，方向始终竖直向下。因此，绳子断开后重物先竖直向上做匀减速直线运动，上升一段距离到达最高点时速度为0，然后向下做自由落体运动直到落地，如图所示。

可将运动分为上升和下降两个阶段，根据牛顿第二定律和匀变速直线运动的公式求解。

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