(共21张PPT)
第5章 牛顿运动定律
第1节 牛顿第一运动定律
亚里士多德
结
论
力是维持物体运动的原因
亚里士多德的观点：
必须有力作用在物体上, 物体才能运动，没有力的作用, 物体就要停下来。
想一想:亚里士多德的观点似乎更符合日常经验，但他的这种说法是错误的，他到底错在哪里呢？
观点:在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦力的阻碍。
1.知道伽利略理想实验及推理方法。
2.理解牛顿第一定律的内容和含义。
3.知道惯性，并能够解释有关现象。
1.理解牛顿第一定律的内涵，知道什么是惯性。（物理观念）
2.能领悟理想实验的科学推理方法及其意义。（科学思维）
3.通过伽利略的理想实验，体会推理与实验相结合的科学方法。（科学探究）
4.知道科学家关于力与运动的探究历程，学习科学家敢于质疑、坚持真理的精神。（科学态度与责任）
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结论：一旦物体具有某一速度，如果不受力，就将以这一速度匀速直线运动下去。
伽利略
理想实验：
利用实验+推理的科学实验方法，它是以可靠实验为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素的一种研究问题的方法。
例1.关于伽利略理想实验，以下说法正确的是( )
A.完全是理想的，没有事实为基础的
B.是以可靠事实为基础的，经过科学抽象化，深刻反映自然规律
C.没有以事实为基础，只是理想推理?
D.以上说法都不对
B
完全理想的情况是难以实现的，但是我们可以在气垫导轨上做一个近似的实验。
利用光电门和电子计时器可以测出，滑块在运动过程中速度几乎不变。
笛卡儿的观点：
除非物体受到外力的作用，否则物体将永远保持其静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。
笛卡儿
二、牛顿第一运动定律及其意义
1.内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.理解：
a.物体不受力
匀速直线运动状态或静止状态
b.有力的作用
迫使物体的运动状态发生改变
c.任何物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这个性质叫作惯性。
力不是维持物体运动状态的原因
力是改变物体运动状态的原因
例2（多选）在下列情况中，运动状态发生改变的是（ ）
A.小石块做自由落体运动
B.汽车在转弯时速度大小不变
C.小球在光滑的水平面上做匀速直线运动
D.手榴弹被抛出以后的运动
解析：选A、B、D。A选项小石块速度的大小发生了改变;B选项汽车速度的方向发生了改变;D选项手榴弹出手后，运动的轨迹为抛物线，因此它的速度大小和方向同时改变。
ABD
3.惯性：物体总保持静止状态或匀速直线运动状态的性质
4.说明：
（1）一切物体都具有惯性
（2）惯性是物体的固有属性，惯性的大小与运动状态无关
（3）惯性的大小与是否受力无关，与速度大小无关
5.惯性与质量：
质量越大，惯性越大；惯性只和物体的质量有关，和其他因素无关。
质量是惯性大小的唯一量度！
气体惯性
打棋
感悟惯性
现象感悟：通过上面两个视频，你能得到什么结论？
结论：一切物体都有惯性！
例3.关于物体的惯性，下列说法正确的是（ ）
A.只有处于静止或匀速直线运动的物体才具有惯性
B.只有运动的物体才能表现出它的惯性
C.速度大的物体惯性大
D.以上说法均不正确
D
力与运动的关系的探索
亚里士多德
（前384-前322）
伽利略
（1564-1642）
笛卡尔
（1596-1650）
牛顿
（1643-1727）
必须有力的作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方
由理想斜面实验得出结论：力不是维持物体运动的原因
如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向
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
1.伽利略的理想斜面实验证明（ ）
A.物体运动必须有力的作用，没有力的作用的物体将静止
B.物体静止必须有力的作用，没有力作用的物体就运动
C.物体不受外力作用时总保持原来的匀速直线运动状态
D.物体不受外力作用时，一定处于静止状态
C
2.（多选）关于牛顿第一定律，下列叙述中正确的是（ ）
A.由于宇宙中没有不受力的物体，因此牛顿第一定律只是理想的定律并不具有实际意义
B.牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性
C.牛顿第一定律说明力是改变物体惯性的原因
D.牛顿第一定律告诉我们力是改变物体运动状态的原因
BD
3.列车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的
钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在（ ）
A.手的后方 B.手的前方
C.手中 D.无法确定
C
4.下面说法中，正确的是（ ）
A.物体运动状态改变则其速度必改变
B.物体运动状态改变则其加速度必改变
C.物体运动状态改变则其运动方向必改变
D.物体运动状态改变则其惯性必改变
A
5. 一名站立不动的相扑运动员甲和一名正在跑道上高速奔跑的短跑运动
员乙相比较（ ）
A.由于甲静止，乙运动，甲的惯性小，乙的惯性大
B.由于甲、乙的运动状态不同，甲、乙的惯性大小无法比较
C.由于甲的质量比乙的质量大，甲的惯性比乙的惯性大
D.由于甲静止，乙运动，甲无惯性，乙具有惯性
C
抓住今天，你就会前进一步；
丢弃今天，你就会停滞不动。(共25张PPT)
第2节 科学探究：合加速度与力、质量的关系
【思考与交流】
1.用大小不同的力去推小车，哪一个速度变化得快？
2.用相同的力去推空车和满载的车，哪一个速度变化得快？
3.物体的速度发生了改变，就是说物体产生加速度的大小与什么因素有关呢？
加速度
力大的
空 车
通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系
1.能观察该实验现象，提出物理问题。（物理观念）
2.根据已有的科学探究方案，使用基本的器材获得数据。（科学探究）
3.能撰写简单的实验报告，陈述科学探究的过程和结果。（科学探究）
4.能分析加速度与力、质量有一定关系，并以此提出并能准确表述可探究的物理问题，做出有依据的假设。（科学探究）
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加速度、质量、合外力之间的关系
实验器材：小车、打点计时器、纸带、砝码、钩码、一端带滑轮的长木板、细线、刻度尺、天平。
指导思想：控制变量法
【实验探究】
【实验设计】
α
此时小车受的合外力与绳拉力相等，当砝码质量比小车质量小得多时，可认为绳的拉力大小等于所挂钩码的重力。
f是滑动摩擦力
N
f
F1
F2
G
一、实验步骤：
1.用天平测出小车和小盘的质量 ，并把数据记录下来。要求：M >> m（ M 为小车以及小车上的砝码的总质量，m为所挂小盘和砝码的质量)
2.按实验设计图将实验器材装好（此时不挂砝码）。
3.平衡摩擦力，将木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到小车在斜面上匀速运动。
4.将钩码通过细绳系到小车上，接通电源，使小车由静止开始运动，由纸带记录数据，计算小车加速度，小车的合外力等于钩码重力；保持小车的重力不变，改变所挂钩码的个数，重复上述步骤，每次小车从相同位置释放，记录相应纸带的数据。
5.保持小车受的合外力不变（所挂钩码数量不变），在小车上加放砝码，测出小车与所放砝码的总质量，接通电源放开小车，用纸带记录下小车运动情况；继续在小车上加放砝码，重复以上步骤，记录相应纸带的数据。
实验注意事项： 1.在实验前，先平衡摩擦力。 2.在M>>m的条件下进行。只有如此，砝码的总重力才可视为与小车受到的拉力相等。 3.改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离定滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住小车。
4.各纸带的加速度a都应是该纸带的平均加速度。 5.作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧。
二、数据处理及图象分析：
1.分析加速度和力的关系
由实验数据做出a-F的关系图像
说明a与F成正比
2.分析加速度和质量的关系
由实验数据做出a-m的关系图像,再做出 的图像。
说明a与m成反比
实验结论：a∝
当m不变时，a与F的关系是 a∝F
当F不变时，a与m的关系是 a∝
三、误差分析：
1.测量产生误差：
质量的测量，纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差，拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差。
2.平衡摩擦力不准而造成误差：
在平衡摩擦力时，除了不挂小盘外，其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器)，匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点的距离相等。
3.因实验原理不完善造成误差：
本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力)，存在系统误差。小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小。
光电门
数字计时器
【拓展探究】
气垫导轨
在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度由纸带上打点计时器打出的点计算出。
（1）当M与m的大小关系满足_______时，才可以
认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，
保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中
砝码的质量，测出相应的加速度，采用图像法处
理数据。为了比较容易地确定出加速度a与质量M
的关系，应该作a-___的图像。
【典例分析】
（3）如图（a）为甲同学根据测量数据作出的a-F图像，说明实验存在的问题是 。
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图像如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
解析：（1）当M m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
（2）因由实验画的a－M图像是一条曲线，难以判定它所对应的函数式，从而难以确定a与M的定量关系，所以在实验中应作a－ 图像而不是a－M图象来分析实验结果。
（3）由图（a）知甲同学根据测量数据作出的a－F图线没有过原点，图像交于F轴上一点，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线，两图像的斜率不同，说明两个同学做实验时的小车及车上砝码的总质量不同。
答案：（1）M m （2） （3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
（4）小车及车上的砝码的总质量不同
0
a
F
0
a
m
1.实验方法：控制变量法
2.实验步骤
3.图像法处理实验数据技巧
1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，测量长度的工具是：
_________，精度是_______mm，测量时间的工具是____________，测量
质量的工具是________。
刻度尺
1
打点计时器
天平
2.在探究加速度与力、质量的关系实验中，下列有关实际操作的说法正确
的是（ ）
A.平衡摩擦力时，小桶应该用细线通过定滑轮系在小车上，但是小桶内不
能装沙
B.实验中，应该始终保持小车和砝码的总质量远远大于沙和沙桶的总质量
C.实验中，若用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质
量，描出相应的点，若在一条直线上时，即可验证加速度与质量成反比
D.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要
受到阻力
BD
3．某同学在探究加速度与力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度
a和拉力F的数据如表所示
（1）根据表中的数据在坐标图上作出a-F图像
（2）图像的斜率的物理意义是____________。
（3）图像（或延长线）与F轴的截距的物理意义是________________。
（4）小车和砝码的总质量为______kg。
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50
a/m·s-2 0.11 0.19 0.29 0.40
解析：
（1）如图所示
（2）小车和砝码的总质量的倒数
（3）小车受到的阻力为0.1N
（4）1
a/m·s-2
时间是无声的脚步，不会因为我们有许多事情需要处理而稍停片刻。(共33张PPT)
第5章 牛顿运动定律
第3节 牛顿第二运动定律
你知道汽车为什么要做成流线型吗？
你知道飞机为什么要用密度小的钛合金制造？
1.知道牛顿第二定律的内容及表达式的确切含义。
2.知道单位制，并了解基本单位和导出单位。
3.能用牛顿第二定律解决实际生活中简单的动力学问题。
1.理解牛顿第二定律的内涵，知道单位制的意义及国际单位制。（物理观念）
2.能对动力学问题进行分析和推理，获得结论。（科学思维）
3.乐于将牛顿运动第二定律应用于日常生活实际。（科学态度与责任）
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牛顿第二运动定律及其意义
（1）内容：物体加速度的大小与所受合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度方向与合外力方向相同。
（2）数学表达式：
等式：F=kma
当各物理量均选国际单位时，k=1
（3）1N的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力规定为1N。
即1N=1kg·m/s2
F=ma
思考：
1.在牛顿第二定律的表达式F=ma中，哪些是矢量，哪些是标量？
F和a是矢量，m是标量。
2.这两个矢量的方向关系是怎样的？
“力是产生加速度的原因”，即物体的受力方向决定物体的加速度方向。故力F的方向和加速度a的方向是一致的。
理解牛顿第二定律要注意:
1.同体性：公式中F、m、a必须是同一研究对象
2.矢量性：加速度a的方向与合外力F合方向相同。
3.瞬时性:（a和合外力F合是瞬时对应关系）a与F合同时产生,同时消失,同时变化。
4.独立性：当物体受到几个力的作用时,各力将独立地产生与之对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各分加速度叠加的合加速度。
深入剖析一
牛顿第二定律是牛顿运动定律的核心，是本章的重点和中心内容，在力学中占有很重要的地位，一定要深入理解牛顿第二定律的确切含义和重要意义。
（1）因果关系：只要物体所受合外力不为零(无论合外力多么的小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因，力决定加速度，力与速度、速度的变化没有直接关系。
如果物体只受重力G=mg的作用，则由牛顿第二定律知物体的加速度为 ，即重力是使物体产生重力加速度g的原因。各地的g值略有差异，通常取g=9.8m/s2。
在前面学习《重力》一节时，给出了重力和质量的关系式G=mg，g是以比例常数引入的，现在可以证明，这个比例常数就是重力加速度,9.8N/kg与9.8m/s2 等价。
想一想：如何证明
（2）矢量关系：F合=ma是一个矢量式，加速度a与合外力F合都是矢量，物体加速度的方向由它所受的合外力的方向决定且总与合外力的方向相同(同向性)，而物体的速度方向与合外力方向之间并无这种关系。这样知道了合外力(或加速度)的方向，就知道了加速度(或合外力)的方向。
（3）瞬时对应关系：牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律，物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，对运动过程的每一瞬间成立，加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生(虽有因果关系但却不分先后)、同时变化、同时消失。
（4）独立对应关系：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度(力的独立作用原理)，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生的加速度叠加(按矢量运算法则)的结果。
（5）同体关系：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时一定把研究对象确定好，把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。
【特别提醒】
1.牛顿第二定律给出了力和加速度的对应关系，但合外力与速度无直接关系。
2.物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言。
例1：如图所示,小车内固定着硬杆，杆的端点固定着一个质量为m的小球。当小车水平向右的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化（用F1至F4变化表示）可能是图中的（OO′沿杆方向）( )
【解题关键】根据牛顿第二定律的瞬时性和独立性分析杆的两个分力。
【解析】选C。对小球进行受力分析，小球受重力和杆对小球的弹力，弹力在竖直方向的分力和重力平衡，弹力在水平方向的分力提供加速度，故C正确。
C
深入剖析二
牛顿第二定律的常见应用和基本解题步骤
牛顿运动定律反映的是力和运动的关系，所以，应用牛顿运动定律解决的动力学问题主要有两类：
（1）已知物体受力情况求运动情况；
（2）已知物体运动情况求受力情况。
在这两类问题中，加速度是联系物体受力情况和运动情况的桥梁。
解决牛顿第二定律求加速度的问题，可以归结为“万能的四步”：
1.确定研究对象。在确定研究对象中，连接体问题是一个难点。应学会使用整体法求加速度及系统外力，隔离法确定加速度及系统内部相互作用力。
2.对物体进行受力分析。按照先重力、再弹力、最后摩擦力的顺序，不要多力漏力。
3.建立直角坐标系。一般以速度方向为一条轴，把不在坐标轴上的力正交分解。
4.列方程组，解答。
例2：在倾角为α的斜面上有一辆小车沿斜面向上做匀减速直线运动,小车上悬挂一个质量为m的小球,如图所示,悬挂小球的悬线与斜面垂直且小球与小车相对静止。求:小车的加速度及悬绳的拉力。
【解题关键】物体只受两个力作用做变速运动时,应首先考虑合成法,此时加速度的方向就是合力的方向。
【解析】小车的加速度与小球的加速度相同,对小球受力分析如图所示,绳的拉力F与重力mg的合力方向与加速度的方向相同,沿斜面向下,则F合=mgsinα。由牛顿第二定律得F合=mgsinα=ma，故a=gsinα。由力的平行四边形定则可得F=mgcosα。
本题也可用正交分解法，如图所示
可得 F=mgcosα,
mgsinα=ma,
解方程可得 a=gsinα
整体法与隔离法
解决力学问题时，绝大多数物体都是相互关联、相互作用的，因此为了解决方便常将研究对象与其他物体隔离出来，单独对隔离出来的物体进行受力分析，应用相应的定律来分析求解，这种方法称为隔离法。但有时又要以整体为研究对象（此时要求整体内部有相同的加速度），然后对整体进行研究，这种方法称为整体法。整体法与隔离法在解题中往往交替使用。
【规律方法】
（1）对于系统中各物体的加速度都相同的连接体问题，由于在系统中将各物体看成一个整体，可先分析整体的受力情况和运动情况，然后根据牛顿第二定律，求出整体所受外力中的某一未知力或加速度。若要求系统中两个物体间的作用力，则应用隔离法。将系统中的一个物体从系统隔离出来，进行受力分析，然后根据牛顿第二定律，求出相互作用力中的某一个未知力，这类问题是整体法与隔离法交替应用来解决的。
（2）对于系统中各物体的加速度各不相同，如在系统中有一个物体加速运动，另一个物体静止，且相互作用，这类问题应采用牛顿第二定律和平衡条件联立来求解，应用隔离法，通过对某一物体的分析，应用牛顿第二定律（或平衡条件）求出两物体间的作用力，再过渡到另一物体上，应用平衡条件（或牛顿第二定律）求出最后结果。
例3：如图所示，质量为M的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着
一个质量为m的小球，开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球
沿杆下滑的加速度为重力加速度的 ，即a=0.5g，则小球在下滑的
过程中，木箱对地面的压力为多少？
【解题关键】可按如下思维流程求解该题
【解析】解法一：（隔离法）木箱与小球没有共同加速度，所以需用隔离法。取小球m为研究对象，受重力mg、摩擦力f，如图，据牛顿第二定律得：mg-f=ma ①
先确定a的
大小和方向
据牛顿第二
定律列方程
解方程组
求得结果
f
取木箱M为研究对象，受重力Mg、地面支持力N
及小球给予的摩擦力f′，如图所示。
据物体平衡条件得：
N-f′-Mg=0 ②
且f=f ③
由①②③式得N= g
由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为
N′=N= g。
f′
N
解法二：（整体法）
对于“一动一静”连接体，也可选取整体为研究对象，依牛顿第二定律列式：（mg+Mg）-N= ma+M×0 N= g，
由牛顿第三定律知，木箱对地面的压力大小为
N′=N= g。
牛顿第二定律
1
物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比（F=ma）
1
2
1.因果性 2.矢量性
3.瞬时性 4.同体性
5.独立性 6.相对性
1.确定对象
2.受力分析
3.求合力加速度
4.列方程求解
1.矢量合成法
2.正交分解法
特性
内容
步骤
方法
加速度a
运动状态及变化
受力情况
由运动确定受力
由受力确定运动
牛顿第二定律
运动学公式
1.（多选）如图所示，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其
左端固定在小车上，右端与一小球相连。设在某一段时间内小球与小车相
对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时
间内小车可能是（ ）
AD
A.向右做匀加速直线运动
B.向右做匀速直线运动
C.向左做匀加速直线运动
D.向左做匀减速直线运动
2.下列说法中正确的是（ ）
A.物体所受合外力越大，加速度越大
B.物体所受合外力越大，速度越大
C.物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小
D.物体的加速度大小不变，一定受恒力作用
解题关键:加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小，加速度的大小与速度大小无必然的联系。
A
3.（多选）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
BCD
4.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用,其下滑
的速度—时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常
数,在0~5s、5~10s、10~15s内F的大小分别为F1、F2和F3,则( )
A.F1B.F2>F3
C.F1>F3
D.F1=F3
A
5.如图,轻弹簧的下端固定在水平桌面上,上端放有物块P,系统处于静止
状态,现用一竖直向上的力F作用在P上,使其向上做匀加速直线运动。以
x表示P离开静止位置的位移,在弹簧恢复原长前,下列表示F和x之间关系
的图象可能正确的是 ( )
A
取道于“等一等”之路，
进入的只能是“永不”之室。(共25张PPT)
第5章 牛顿运动定律
第4节 牛顿第三运动定律
分析：F与F 是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。鸡蛋破是因为鸡蛋不能承受F的作用；石头不破是因为石头能承受F 的作用。
F
F
1.知道力的作用是相互的，了解作用力与反作用力。
2.理解牛顿第三定律内容。
3.会区分作用力、反作用力和平衡力。
1.理解牛顿第三定律的内涵，能用牛顿第三定律解释生产生活中的现象。（物理观念）
2.能用与牛顿第三定律相关的实验现象分析获得结论。（科学思维）
3.能从生活中的作用力和反作用力的现象提出问题，探究相互作用力的关系。（科学探究）
4.乐于将牛顿运动第三定律应用于日常生活实际。（科学态度与责任）
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
一、作用力和反作用力
从上面的实验中我们得出结论：物体之间力的作用是相互的。一个物体是施力物体，同时它也是受力物体。
我们把物体间相互作用的这一对力叫作作用力和反作用力。
注意：如果我们把其中一个力叫作作用力，另一个力叫作反作用力！
A
B
把两个弹簧测力计钩在一起
作用力与反作用力的关系
【实验探究】
A
B
A受到B向右的拉力F1
B受到A向左的拉力F2
因为
得出F1=F2,方向相反,作用在同一条直线上
两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。 这就是牛顿第三定律。牛顿第三定律的数学表达式：F＝-F′（负号表示F与F′方向相反）
【概念导引】
F1
F2
特点1:作用在不同的物体上，具有同种性质。
作用力与反作用力的特点
作用力和反作用力具有同时性，一旦绳子被剪断，绳子对灯泡的拉力就消失，灯泡对绳子的拉力也随之消失。
将一个电灯泡悬挂在天花板上
特点2：作用力反作用力具有同时性
A
B
把两个弹簧测力计钩在一起，用手拉动，观察两者示数变化。
特点3：作用力反作用力同时产生、变化、消失
对牛顿第三定律的理解
1. 四同
（1）同大小
（2）同一条直线
（3）同性质
（4）同时性
2. 三异
（1）作用于不同物体
（2）作用效果不同
（3）力的方向相反
二、牛顿第三运动定律及其意义
问题一：什么是一对平衡力呢？
作用在一个物体上的两个大小相等、方向相反的力叫平衡力
问题二：作用力与反作用力跟平衡力有什么相同点和不同点呢？
作用力与反作用力
平衡力
灯对绳的拉力
绳对灯的拉力
灯的重力
相互作用力 一对平衡力
相同点
不同点
等值、反向、同一直线
作用在两个物体上
作用在一个物体上
效果不能抵消
效果互相抵消
性质相同
性质不一定相同
同时产生、同时变化、同时消失
不一定同时产生、同时变化、同时消失
与平衡力的相同点与不同点
【例1】(多选)一个大人跟一个小孩站在水平地面上手拉手比力气，结
果大人把小孩拉过来了。在这个过程中作用于双方的力的关系，正确
的说法是( )
A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B.大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力
C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可
能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
BC
【例2】物体静止于水平桌面上，则( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
A
作用力与
反作用力
四同
1.大小相等
2.一条直线
3.同时变化
4.同种性质
三异
1.方向相反
2.不同物体
3.效果无关
F=-F′
牛顿第三定律
1.关于作用力和反作用力，下列说法正确的是（ ）
A.有作用力不一定有反作用力
B.作用力和反作用力有时可以不相等
C.作用力撤消之后，反作用力仍然可以存在
D.有作用力必有反作用力
D
2.（多选）关于作用力和反作用力，下列说法中错误的是（ ）
A.我们可把物体间相互作用的任何一个力叫作作用力，另一力叫作反作用力
B.若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力
C.先有作用力，再产生反作用力
D.作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，因此它们可能成为一对平衡力
CD
3.（多选）关于站在田径场上静止不动的运动员，下列说法中正确的是（ )
A.运动员对地面的压力与运动员受到的重力是一对平衡力
B.地面对运动员的支持力与运动员受到的重力是一对平衡力
C.地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对平衡力
D.地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对作用力与反作用力
BD
4.用弹簧拉着木块在水平面上做匀速直线运动，弹簧拉木块的力与木块拉
弹簧的力是（ ）
A.一对平衡力
B.一对作用力与反作用力
C.先有弹簧拉木块的力，后有木块拉弹簧的力
D.大小相等，方向相反，作用在同一物体上
B
5.一个物体静止地放在台式弹簧称上，试证明物体对弹簧秤的压力等于物体所受的重力。
解：据平衡得：N=G
据牛顿第三定律得：N=N'
所以：N' =G
N
G
N'
N
有时候打垮我们的并不是困难和厄运，而是对困难、厄运的恐惧和焦虑，在这种恐惧和焦虑之下丧失了信心和勇气。(共30张PPT)
第5章 牛顿运动定律
第5节 超重与失重
示数变大
恢复原值
示数变小
恢复原值
原 值
<1>刻度盘上始终显示
为物体的重量吗
<2>示数变大说明
什么变大了？
拉力变大
压力变大
1.能分析超重和失重现象，能用牛顿运动定律解决相关的超重和失重的实际问题。（物理观念）
2.能对超重和失重问题进行推理，获得结论，具有质疑和创新的意识。（科学思维）
3.能从生活中的超重和失重现象提出问题，探究超重和失重现象。（科学探究）
通过实验，认识超重和失重现象。
体会课堂探究的乐趣，
汲取新知识的营养，
让我们一起 吧！
进
走
课
堂
方法回顾：处理动力学问题的基本思路
生活实例物理情景
物理模型
牛顿第二定律
受力模型
运动模型
受力分析
过程分析
解决
学生探究实验
实验用具：弹簧测力计、钩码
实验要求：①测量钩码重力，
②突然上提弹簧测力计，
③让整体向下加速，观察弹簧测力计示数的变化规律。
探究问题：弹簧测力计的示数为什么会发生变化？
思路提示：根据牛顿第二定律；物体的受力情况决定运动情况，运动情况反映受力情况。
生活实例
物理情景
物理模型
交流讨论—展示成果
情
景
1
受力模型：画出重力、弹力
运动模型：向上先加速后减速
加速
上升
减速
上升
根据牛顿第二定律
重力未变！
F
G
F
G
情
景
2
受力模型：画出重力、弹力
运动模型：向下先加速后减速
加速
下降
减速
下降
根据牛顿第二定律
重力未变！
F
G
F
G
加速
上升
减速
上升
加速
下降
减速
下降
对比观察：运动和力的关系
F
G
F
G
F
G
F
G
a
情景观察—感悟1
迷你实验室一
F
G
情景观察—感悟2
a
F
G
1.超重：物体对悬挂物的拉力 (或对支持物的压力)大于物体所受重力的现象（视重>实重）。
2.失重：物体对悬挂物的拉力 (或对支持物的压力)小于物体所受重力的现象（视重<实重）。
【概念导引】
速度
方向 加速度
方向 F与G
大小关系 物体所处状态
静止、匀速
向上加速
向上减速
向下加速
向下减速
F>G
FFF>G
超重
失重
失重
超重
F=G
a=0
平衡
规律总结1：
规律总结2：
（1）发生超重的条件：不论速度方向如何，只要物体具有竖直向上的加速度，就一定发生超重现象。
（2）发生失重的条件：不论速度方向如何，只要物体具有竖直向下的加速度，就一定发生失重现象。
（3）超重、失重是一种物理观测现象，物体本身的重力并未发生变化。
例1.（多选）质量为m的人站在升降机里，如果升降机运动时加速度的
绝对值为a，升降机底板对人的支持力F=mg+ma，则可能的情况是（ ）
A.升降机以加速度a向下加速运动
B.升降机以加速度a向上加速运动
C.在向上运动中，以加速度a制动
D.在向下运动中，以加速度a制动
BD
拓展：情景体验
迷
你
实
验
室
二
动画演示
思考：为什么水不再流出了？
水能流出靠的是水对小孔的压力，水不能流出说明水对小孔的压力完全消失了。
我们把这种物体压力完全消失的现象称为完全失重现象（视重为0）。
条件：物体向下的加速度为g。
课下拓展思考：如果瓶子向下的加速度大于g，会发生怎样的现象？
列举：生活中存在的超重与失重现象。
乘坐电梯、乘坐飞机起飞或降落、矿井中的升降机、急流探险、急速升降机、冲浪运动、蹦极、海盗船、荡秋千、乘坐过山车、乘坐汽车在凹凸不平的路上行驶……
【回归生活】
超重和失重中的生理反应和心理感受。
头晕、恶心、呕吐、出现幻觉等。
例：战斗中的战斗机，有时飞行员要承受急剧变化的超重和失重，可能会出现短暂的失明和幻觉。
【回归生活】
例2.下列四个实验中，能在绕地球飞行的太空实验舱中完成的是
（ ）
A．用天平测量物体的质量
B．用弹簧测力计测物体的重力
C．用温度计测舱内的温度
D．用水银气压计测舱内气体的压强
C
练习.下列哪个说法是正确的( )
A．体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态
B．蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于完全失重状态
C．举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态
D．游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态。
B
超重
失重
视重大于实重
N>mg
加速度（a）向上
加速上升或者减速下降
视重小于实重
N加速度（a）向下
加速下降或者减速上升
a=g时，完全失重
受力
运动
1.站在电梯上的人，当电梯竖直减速下降时，下面说法中正确的是( ) A.电梯对人的支持力小于人的重力 B.电梯对人的支持力大于人的重力 C.电梯对人的支持力等于人的重力 D.电梯对人的支持力与人的重力无关
B
2. 下列几种情况中，升降机绳索拉力最大的是( )
A.以很大速度匀速上升 B.以很小速度匀速下降 C.上升时以很大的加速度减速 D.下降时以很大的加速度减速
D
3.（多选）一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图
线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力( )
A.t=2 s时最大 B.t=2 s时最小
C.t=8.5 s时最大 D.t=8.5 s时最小
AD
4.质量为50kg的人坐在升降机里的测力计上，当升降机以2m/s2的加速度匀加速上升时，测力计显示该人的体重是多少？(g=10N/kg)
答案：600 N
5．质量为60 kg的人站在升降机中的体重计上，当升降机做下列各种运动时，体重计的读数是多少？(10 N/kg)
（1）升降机匀速上升
（2）升降机以4 m/s2的加速度上升
（3）升降机以5 m/s2的加速度下降
（4）升降机以重力加速度g加速下降
（5）以加速度a=12 m/s2加速下降
600 N
840 N
300 N
0
0
用眼看只能看到事物的表象，用心看才能看到事物的本质！
