第四章、牛顿运动定律学案（洪光彦）

一、重点 

1.第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的； 定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。

2、惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度；运用惯性概念，解释有关实际问题。 

3、通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图像；根据图像写出加速度与力、质量的关系式，体会“控制变量法”对研究问题的意义。 

4、牛顿第二定律的内容，会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题。 

5、物理公式既确定物理量之间的关系，又确定物理量单位间的关系；基本单位、导出单位和单位制；国际单位制中力学的三个基本单位；单位制在物理学中的重要意义。 

6、通过对具体实例的观察和演示实验，认识力的作用是相互的；能找出某个力对应的反作用力，掌握牛顿第三定律的内容,运用牛顿第三定律解释生活中的有关问题。 

7、动力学两类基本问题求解基本思路和一般步骤。 

8、共点力平衡条件的应用；应用牛顿运动定律解决超、失重问题。 

二、难点 

1、理想实验的推理过程；对牛顿第一定律的理解。 

2、明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论；认识数据处理时变换坐标轴的技巧，了解将”不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法，会对实验误差作初步分析。 

3、加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）。 

4、利用物理公式得出单位之间的关系；根据物理量单位之间的关系，判断运算表达式是否错误。 

5、运用牛顿第三定律解决受力分析中的相互作用力问题；区分平衡力和作用力与反作用力。 6、物体的受力分析与运动情况分析。 7、超重失重现象的理解。 ★疑点 

1、牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形。 2、为什么要作a-1/m图像。 

3、牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系。

三、知识回顾和练习巩固

（一）牛顿第一定律

  1、内容：一切物体总保持      状态或          状态，除非                 

迫使它改变这种状态，这就是牛顿第一定律。

2．惯性：保持____________   ________的性质，______是物体惯性大小的唯一量度。

3．力是改变物体___________的原因。

练习题1．关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（      ）

A．牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的

B．牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论

C．根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因

D．根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因

练习题2．关于惯性，下述哪些说法是正确的（     ）

A．惯性除了跟物体质量有关外，还跟物体速度有关

B．物体只有在不受外力作用的情况下才能表现出惯性

C．乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故

D．战斗机投人战斗时，必须丢掉副油箱，减小惯性以保证其运动的灵活性

（二）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     ，方向     ，作用在      直线上。

2．作用力和反作用力同时      、同时消失，作用在相互作用的两个不同的物体上，性质         。

3．一对平衡力的关系是：大小      ，方向     ，作用在         物体上，力的性质        相同

练习题3．正误判断：

作用力与反作用力互相平衡（    ）作用力和反作用力同时产生，同时消失（    ）

弹力的反作用力亦可能是摩擦力（    ）

书受到的重力和桌面对书的支持力是一对作用力与反作用力（    ）

拔河比赛时，胜方拉输方的力大于输方拉胜方的力（    ）

练习题4．人乘电梯匀速上升，在此过程中人受到的重力为G ，电梯对人的支持力为F _N ，人对电梯的压力为F ' _N        则  （     ）

A．G 与F _N是一对平衡力          B．G 与F ' _N是一对平衡力

C．G 与F _N是一对相互作用力      D．G 与F ' _N是一对相互作用力

（三）探究、实验：加速度与力、质量的关系

1.研究方法：__________法，先保持质量m不变，研究    与     之间的关系，再保持F不变，研究     与       之间的关系。

2.数据分析：作出a-F图象和a-图象（思考：为什么要作a-图象？）

实验结论：                                                       。

练习题5．“探究加速度与力的关系”的实验装置如图所示．为减小实验误差，盘和砝码     的质量应比小车的质量     （选填“小”或“大”）得多，探究前还要平衡               ．

练习题6．下列关于“探究加速度与力、质量的关系”实验的说法中，正确的是（     ）

A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小

B．在探究加速度与质量的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象

C．在探究加速度与力的关系时，只需测量一次，记录一组数据即可

D．在探究加速度与力的关系时，作a－F图象应该用折线将所描的点依次连接

（四）牛顿第二定律

1．内容：物体运动的加速度与它所受的_______成_____，与物体的_______成反比，加速度方向与合外力方向        。

2．表达式： F_合=________

3.理解：同体性、同时性、因果性

3．力的瞬时作用效果：                       。

4．1N的物理意义是：                                                     。

练习题7．一小车在牵引力作用下在水平面上做匀速直线运动，某时刻起，牵引力逐渐减小直到为零，在此过程中小车仍沿原来运动方向运动，则此过程中，小车的加速度 (     ) 

A．保持不变                         B．逐渐减小，方向与运动方向相同

C．逐渐增大，方向与运动方向相同     D．逐渐增大，方向与运动方向相反

练习题8．已知甲物体受到2N的力作用时，产生的加速度为4m/s²，乙物体受到3N的力作用时，产生的加速度为6m/s²，则甲、乙物体的质量之比m_甲 ,m_乙等于    (     )

         A．1：3         B．2：3         C．1： 1          D．3：2

练习题9．水平桌面上质量为1kg的物体受到2N的水平拉力，产生1.5m/s²的加速度。

（1）物体所受摩擦力为多大？

（2）若水平拉力增至4N，则物体将获得多大的加速度？

练习题10.升降机天芯板上放一个弹簧秤，轻质盘中放一质量为m的物体，当秤的读数为0.8mg时，升降机的运动可能是(    )

A.加速上升    B.加速下降    C.减速上升    D.减速下降

练习题11．一个滑雪的人，质量，以的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角，在的时间内滑下的路程，求：

（1）对滑雪人进行受力分析；

（2）滑雪人的加速度；

（3）滑雪人受到的阻力（g=10m/s²）

（五）课外练习

1．根据牛顿第一定律，我们可以得到如下的推论  （     ）

A．静止的物体一定不受其它外力作用

B．惯性就是质量，惯性是一种保持匀速运动或静止状态的特性

C．物体的运动状态发生了改变，必定受到外力的作用

D．力停止作用后，物体就慢慢停下来

2．用水平外力F将木块压在竖直墙面上而保持静止状态，如图所示，下列说法中正确的是(    )

A．木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡。

B．木块重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力和反作用力。

C．外力F与墙对木块的正压力是一对作用力和反作用力。

D．木块对墙的压力的反作用力与外力F大小相等。

3、下列单位中属于国际单位制的基本单位的是（     ）

A．N、m、kg       B．N、m、s      C．N、kg、s    D．m、kg、s

4、对静止在光滑水平面上的物体施加一水平拉力，当力刚开始作用的瞬间（　）

Ａ．物体立即获得加速度，   Ｂ．物体立即获得速度，

Ｃ．物体同时获得速度和加速度，

Ｄ．由与物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零。

5．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。

6.下列关于超重和失重的说法中，正确的是(    )

A.物体处于超重状态时，其重力增加了

B.物体处于完全失重状态时，其重力为零

C.物体处于超重或失重状态时，其惯性比物体处于静止状态时增加或减小了

D.物体处于超重或失重状态时，其质量及受到的重力都没有变化

7．一个质量为2kg的物体同时受到两个力的作用,这两个力的大小分别为2N和6N,当两个力的方向发生变化时,物体的加速度大小可能为(    )

A.1m/s²                  B.2m/s²                   C.3m/s²                  D.4m/s²

8、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。

9、从静止开始做匀加速直线运动的汽车，经过t=10s，发生位移x=30m．已知汽车的质量m=4×10³kg，牵引力F=5.2×10³N．求：

（1）汽车运动的加速度大小；

（2）运动过程中汽车所受的阻力大小

10、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/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

11.（选做）如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线另一端拴一质量为m的小球。当滑块以g和2g加速度向左运动时，斜面对物块支持力N和线中拉力T分别等于多少？若物体和斜面一起向右加速时，加速度有何要求？                                                       

12（选做）如图质量Mkg8的小车停放在光滑水平面上，在小车右端施加一水平恒力F=8N。当小车向右运动速度达到3m/s时，在小车的右端轻放一质量m=2kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数02.，假定小车足够长，问：          （答：2s,  8.4m  )     （1）经过多长时间物块停止与小车间的相对运动？