课件30张PPT。第四章 力与运动
第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律D1．知道伽利略“理想实验”的装置，了解伽利略以实验事实为基础，将实验与逻辑推理相结合的思想方法．
2．知道运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因．
3．掌握牛顿第一定律，理解惯性的概念，能具体解释惯性现象，知道惯性只跟质量有关．
重点：掌握牛顿第一定律．
难点：理解“力和运动”的关系．
1．历史上关于力与运动的认识．亚里士多德认为：__________________________________；伽利略通过理想实验，否认了亚里士德的错误观点，提出了：_________________________________________________________________________________________________________.
2．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．
3．惯性是物体的________，由物体的________决定 力是维持物体运动的原因 物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变 静止 匀速运动 外力 固有属性 质量 考点1 历史的回顾1．亚里士多德的观点．
古希腊哲学家亚里士多德根据当时人们对运动和力的关系的认识提出一个观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动．即力是维持物体运动的原因．
这种观点的提出是很自然的．我们从周围的事情出发，很容易就会得到这个结论．如车不推就不走，门不拉不开等．这种观点统治人们的思想有两千年．
2．伽利略的观点．
直到17世纪，意大利科学家伽利略才指出这种说法是错误的，他分析到：运动的车停下来是由于摩擦力的原因，运动物体减速的原因是摩擦力．伽利略提出了自己的看法，他指出：物体一旦具有某一速度，没有加速和减速的原因，这个速度将保持不变．这里所指的减速的原因就是摩擦力．
(1)伽利略的理想实验．
伽利略对于“运动与力的关系”构思出如下图所示的“理想实验”．将轨道弯曲成曲线ABC的形状，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到与A点相同高度的C点，若将轨道的倾角减小，弯曲成曲线ABD或曲线ABE，小球最高将同样上升到与A点同高度的D点或E点，路程增大了．假如将轨道弯曲成一侧水平，钢珠就再也达不到原来的高度，如果不存在摩擦力，将永远运动下去．
(2)伽利略根据“理想实验”断言：小球应该以恒定的速率永远运动下去．由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力来维持．
(3)伽利略的“理想实验”是一个以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起，其科学探究的方法有力地推动了科学的发展．
例1 (双选)关于伽利略理想斜面实验的说法正确的是( )
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，经科学抽象，深刻反映自然规律的
C．有力地否定了亚里士多德的观点
D．伽利略理想斜面实验，现在是可以做出的实验了解析：伽利略理想斜面实验，是以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起创造出来的一种科学推理方法，它否定了力是维持物体运动原因的观点；因为摩擦力无法完全消除，所以这个实验永远无法实现，只能是理想实验．
答案：BC
小结：伽利略通过斜面理想实验，并以实验事实为基础展开逻辑推理，得出了力不是维持物体运动的原因.伽利略将实验与逻辑推理相结合的思想方法是一种科学的研究方法.变 式
练 习1．伽利略的理想实验程序．
①减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度．
②两个对接的斜面，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，小球将上升到和释放点相同的高度．
变 式
练 习④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球沿水平面做持续匀速运动．
按程序的先后排列，属于可靠实验事实，并通过科学推论正确的是( )
A．事实②→推论①→事实③→推论④
B．事实②→推论①→推论③→推论④
C．事实②→推论③→推论①→推论④
D．事实②→推论③→事实①→推论④
变 式
练 习解析：静止的小球在一个斜面滚下，将滚上另一个斜面，这是事实；如果摩擦很小，小球上升的高度与释放点的高度非常接近，这也是事实；如果没有摩擦，小球将上升到和释放点相同的高度，这是合理的假设；减小第二个斜面的倾角，使它成为水平面，小球沿水平面做持续匀速运动，这是科学的推论．
答案：C考点2 牛顿第一定律1．牛顿第一定律的内容．
一切物体总保持匀速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．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，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，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物体不受外力，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．
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：力是改变物体运动状态的原因，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．
例2 以下说法正确的是( )
A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
B．要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止
C．要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动
D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态解析：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B、C错误．物体不受外力作用时，将处于匀速直线运动状态或静止状态，A错误，D正确．
答案：D
小结：牛顿第一定律给出了一切物体都有保持原来运动状态的性质，即惯性；同时也指出力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动状态的原因.运动状态是指物体运动的速度，速度的改变包含其大小和方向两方面的改变.
变 式
练 习2．(双选)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( )
A．牛顿第一定律是实验定律
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．惯性定律与惯性的实质是相同的
D．物体的运动不需要力来维持
变 式
练 习解析：牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是在总结前人的研究成果的基础上而推理得出的规律，所以A错；牛顿第一定律说明了：① 物体不受外力将保持原状态；②受外力作用将改变运动状态，即力不是产生运动的原因，也不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态即产生加速度的原因，B、D对．牛顿第一定律又叫惯性定律，是一种规律，而惯性是物体的一种属性，二者概念完全不同，C错．
答案：BD
变 式
练 习3．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是( )
A．力是使物体产生运动的原因
B．力是使物体维持运动的原因
C．力是使物体保持静止的原因
D．力是改变物体运动状态的原因
变 式
练 习解析：由牛顿第一定律可知，物体总是要保持匀速直线运动状态或静止状态，直到外力迫使它改变这种状态为止．可见，力是改变物体运动状态的原因．而物体运动状态的改变，也是速度的改变，速度改变了就会有加速度产生，所以，也可以说力是产生加速度的原因．所以D正确．
答案：D考点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质量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惯性不是力，惯性是物体具有的保持原状态不变的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念．
例3 下列关于物体惯性的说法中哪些是正确的( )
A．力可以改变物体的惯性
B．物体静止时没有惯性
C．人造地球卫星有惯性
D．太空中飘荡的宇航员没有惯性解析：惯性是物体固有的属性，一切物体都具有惯性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系．只要物体有质量就一定具有惯性，所以B、D两个选项不正确，C选项正确．一个物体的质量不变，则其惯性大小也不发生变化，所以A选项不正确．
答案：C
小结：1.物体的惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的受力情况、所处的运动状态和环境无关.
2.对惯性问题的分析可采用三步法.
变 式
练 习4．交通法规规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带，这主要是为了减轻下列哪种情况出现时，可能对人造成的伤害( )
A．车速太快 B．车速太慢
C．紧急刹车 D．突然启动
变 式
练 习解析：在小汽车正常行驶时，人是随车一起运动的，当紧急刹车时，人的下半身由于静摩擦力，随车一起减速，但上半身由于惯性要保持原来的运动状态而向前运动，所以人会向前倒，碰撞到坚硬物体会使人的身体受到伤害．在胸前系上安全带就是为了避免在紧急刹车时，人的身体向前倒，从而减少伤害．所以C正确．
答案：C
课件28张PPT。第四章 力与运动
第二节 影响加速度的因素D1．探究加速度与物体所受合外力的关系．
2．探究加速度与物体质量的关系．
3．掌握实验探究的思路和方法．
重点：通过实验探究过程得到加速度与物体受到的合外力、物体的质量的关系．
难点：对影响加速度大小的因素进行合理的假设和判断，提出实验方案并通过实验探究得到结论．
1．影响加速度的因素：物体的运动状态的改变即物体________________________的改变，加速度是指物体速度________________________．由牛顿第一定律知道，外力是________________________________的原因；在外力一定时，物体的质量越大，物体速度的改变________．
速度 变化的快慢 使物体运动状态改变 越慢 2．在研究加速度与外力和质量关系的实验中，采用了科学探究方法，这种方法是___________________________________________________．
(1)在探究加速度、力与质量三者关系时，先让其中一个量________，来探究其他两个量之间的关系．
控制变量法 不变 (2)①探究加速度与力的关系：保持__________不变，测量物体在____________下的加速度，分析加速度与力的关系；②探究加速度与质量的关系：保持_____________相同，测量__________的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．最后，把两者综合起来，得到三个量之间的关系． 质量 不同力的作用 物体所受的力 不同质量 考点1 加速度与物体所受合外力的关系
1．探究方法(实验原理)：保持物体质量不变，改变物体受力，测量加速度，分析物体加速度随所受合外力的变化情况．
2．实验目的：猜想小车所受的合外力越大，加速度越大；反之合外力越小，加速度越小．
3．实验器材：带有刻度尺的斜面、重物、四轮小车、秒表．
5．实验结果：物体所受合外力增大，其加速度将增大．
特别提醒：板倾斜的目的是让重力沿板的分量与车所受摩擦力相互抵消．调整好斜面的倾角大小，让小车能在斜面上做匀速运动，则拴上重物后就可以认为车所受合力也就是拉力为F＝mg，加速度的方向与合外力(拉力)的方向一致．
6．说明：本实验中采用了“平衡摩擦的方法”，即把板倾斜让重力沿板的分量与车所受摩擦力相互抵消，调整好斜面的倾角大小，让小车能在斜面上做匀速运动，则拴上重物后就可以认为车所受合力也就是拉力为F＝mg，加速度方向与外力(拉力)的方向一致．
例1 在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时，采用如图所示的实验装置，让重物通过轻绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动．其中小车质量用M表示，重物质量用m表示，加速度用a表示．(1)实验时需要将长木板的一端垫起适当的高度，这样做是为了消除________的影响，使小车所受合外力F等于绳对小车的拉力．
(2)实验中保持________的质量不变，为了改变合外力的大小，应改变________(填“重物”或“小车”)的质量．
(3)实验中，当物体质量一定时，受到的合外力越大时，物体的加速度________．
(4)实验中，当物体受到的合外力一定时，当物体的质量越大时，物体的加速度________．
解析：(1)将长木板的一端垫起适当的高度，这样做是为了消除摩擦力的影响．
(2)采用控制变量法来研究加速度即保持小车的质量不变，要改变合外力的话，则需改变重物的质量即可．
(3)根据牛顿第二定律F＝ma可知，当物体质量一定时，受到的合外力越大时，物体的加速度越大．
(4)同理，根据F＝ma可知；当物体受到的合外力一定时，物体的质量越大时，物体的加速度越小．
答案：(1)摩擦力 (2)小车 重物 (3)越大 (4)越小
变 式
练 习1．下面的说法中正确的是( )
A．物体所受的合外力越大，加速度越大
B．物体所受的合外力越大，速度越大
C．物体所受的加速度越大，速度越大
D．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
变 式
练 习解析：物体的加速度与合外力成正比；速度与加速度方向相同，加速度虽然减小，速度一定增加．
答案：A
考点2 加速度与物体质量的关系1．探究方法(实验原理)：在合外力不变的情况下，测量物体的加速度和质量，分析物体的加速度与质量的关系．
2．实验目的：猜想小车所受合外力不变时，小车质量越大，加速度越小，反之亦然．
3．实验器材：一个带有刻度尺的斜面、一辆四轮小车、秒表、弹簧秤、砝码．
4．实验设计：怎样保持小车的合外力一定？
把小车放在斜面上，用弹簧秤沿斜面向上拉小车，使小车保持静止或匀速直线运动，记下弹簧秤的示数，使其与前一次相同．
5．实验结论：当物体所受合外力大小保持不变时，物体的质量越大，其加速度将越小；反之，物体质量越小，加速度就越大．
特别提醒：在小车上增加砝码，使车质量变大，为保持小车和砝码所受的合外力不变，必须减小斜面与水平面的夹角，使斜面与水平面的夹角减小到弹簧秤沿斜面向上的拉力与前一次相同，这样就保证了小车与砝码所受的合外力不变．
例2 在“探究加速度与力、质量关系”的实验中：
(1)(双选)某小组的几位同学在讨论制定实验方案时分别提出以下几点意见，你认为不正确的是( )
A．实验中一定要测出加速度的具体数值
B．实验中也可不测加速度的具体数值，只要测出不同情况下加速度的比值就行了C．若要验证“加速度与力的平方成正比”这一猜想，在作图线时最好以F2为横坐标
D．不管是在探究加速度与力的关系时还是在探究加速度与质量关系时，所要测量的物理量都是3个
(2)实验装置如图所示，实验中使小车做匀加速运动的力与小盘和砝码重力相等的条件是：(3)在探究加速度与力的关系时，要保持________________不变．
答案：(1)AD
(2)小盘与砝码的质量远小于小车的质量(或加速度很小)
(3)小车的质量(不能只填 “质量”)
小结：1.在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时采用了“控制变量法”的科学方法.
2.在例题中采用了斜面法进行实验，这是一种常用、简易的实验方法，这种方法利用“平衡摩擦力”来抵消摩擦力的影响，物体所受的合力等于绳子的拉力.
变 式
练 习2．一个物体受到4 N的合力作用时，产生的加速度是2 m/s2.要使它产生3 m/s2的加速度，需要施加多大的合外力？
变 式
练 习3．甲、乙两辆实验小车受相同的外力作用时．甲的加速度为1.5 m/s2，乙的加速度为4.5 m/s2，则甲车质量是乙车质量的( )
A．3倍 B．2倍 C．1倍 D．1/3倍
A课件44张PPT。第四章 力与运动
第三节 探究物体运动与受力的关系D1．理解加速度与物体受到的合外力、物体的质量的定量关系．
2．知道测量加速度大小的方法．
重点：用控制变量法定量探究加速度与合外力、质量的关系．
难点：用图象法表示、分析实验数据．
1．在实验中，要将砝码的重力近似看作滑块所受的拉力，滑块的加速度不应________，为了尽量减小误差，应使滑块的质量________砝码的质量．
2．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫块，反复移动垫块的位置，直至小车在斜面上运动时可以______________________(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)．
太大 远大于 保持匀速直线运动状态 表1表2
(1) 看看描出的点是否在过原点的一条直线上，若在一条直线上说明了在滑块质量不变时，____________________________________________________.
答案：加速度a与合外力F成正比答案：合力F一定时，a与m的关系成反比考点1 实验原理与方法
用打点计时器和小车来探究加速度与力、质量的关系，采用控制变量法进行探究：
1．本实验的研究对象是小车和车上的砝码，其质量可用天平测量．
2．实验中，小车受到的外力的确定：
(1)平衡摩擦力，实验前为平衡摩擦力，需要在长木板的下面垫一木块(木块垫在没有滑轮的一端)，反复移动木块的位置，直到测出小车所拖纸带上的各个相邻计数点之间的距离都相等为止，这时小车在斜面上所做的是匀速直线运动，小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车的重力沿斜面向下的分力平衡．平衡摩擦力时，不应挂小桶，但应带纸带运动．
(2)平衡了摩擦力后，不管改变沙和沙桶的质量，还是改变小车的质量，都不需要重新平衡摩擦力．
(3)让提供拉力的钩码(或沙和沙桶)的质量远小于小车的质量，可认为拉力F等于钩码(或沙和沙桶)的重力．
例1 用斜面、小车、沙桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验．
(1)如图(a)，甲同学根据测量数据画出aF图线，图中的直线不通过原点的原因：__________________________________________________
(2)乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到的aF图线如图(b)所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？并比较其大小．
解析：(1)由图象可知，小车在所受的力达到一定程度时才有加速度，因此可知，在实验过程中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
(2)在aF图象中，图线的斜率表示质量的倒数，斜率越大，质量越小，因此两同学做实验时，两小车及车上的砝码的质量不同，且m乙＜m丙．
答案：(1)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
(2)两小车及车上的砝码的质量不同，且m乙＜m丙
小结：1.本实验通过平衡摩擦力的方法使物体受到的合外力等于绳子的拉力，但需要满足钩码的质量远小于小车和砝码的总质量.
2.本实验采用作a-F图线或a 的图线来研究加速度与外力、质量的关系.变 式
练 习1．在验证“牛顿第二定律”实验中，为验证小车质量不变时，a与F成正比，滑块质量M和砝码质量m分别选取下列四组值：
A．M＝500 g，m分别为50 g、70 g、100 g、125 g
B．M＝500 g，m分别为20 g、30 g、40 g、50 g
C．M＝200 g，m分别为50 g、70 g、100 g、125 g
D．M＝200 g，m分别为30 g、40 g、50 g、60 g
变 式
练 习其他操作都正确，那么在选用________组值测量时所画出的aF图线较准确，在选用此组值时，m取________g时，实验误差较大．
解析：探究滑块质量不变时，加速度a与外力F的定量关系，是用砝码的重力代替滑块的拉力，为了减小实验误差，应使m?M，因此选B组误差较小，所画的aF图线较准确．当m取50 g时实验误差较大．
答案：B 50
考点2 数据处理表1表2解析：(1)作出的两个图线如下图所示．
变 式
练 习2．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，若测得某一物体M一定时，a与F的关系的有关数据资料如下表：
变 式
练 习(1)根据表中数据，画出aF图象．
(2)从图象可以判定，当M一定时，a与F的关系为________．
变 式
练 习解析：若a与F成正比，则图象是一条过原点的直线．同时因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差，增大实验的准确性，则在误差范围内图线是一条过原点的直线即可．连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑．
答案：(1)aF图象如图所示．
(2)正比关系考点2 实验误差分析本实验的误差主要是摩擦力带来的误差、钩码(或者沙和沙桶)重力不等于绳子的拉力，故采用木板倾斜的办法来平衡摩擦力的影响，其次在小车的质量远大于钩码(或者沙和沙桶)的质量条件下，实验非常近似成立．例3 某同学在做“当外力一定时，加速度和质量的关系”的实验时，得到下表中的实验数据：
(1)请用图象来处理这些数据； (2)根据作出的图象，可以得到小车受到的外力F＝____________________.答案：(1)如图所示(2)由图象的斜率得：F＝0.12 N变 式
练 习3．(2014·广州高一)用下图所示的实验装置来验证牛顿第二定律．
(1)实验前平衡摩擦力的具体操作为：取下__________，把木板不带滑轮的一端适当垫高来反复调节，直到轻推小车后，纸带上打出的点迹________，即完成平衡摩擦力．
变 式
练 习变 式
练 习变 式
练 习变 式
练 习变 式
练 习 答案：(1)悬挂沙桶的绳子及沙桶 均匀分布
(2)沙和沙桶的重力 (3)见解析图 0.3 N课件28张PPT。第四章 力与运动
第四节 牛顿第二定律D1．理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义．
2．知道力的单位牛顿是怎样定义的．
3．会用牛顿第二定律的公式进行计算．
重点：对牛顿第二定律的理解、掌握及简单应用．
难点：对牛顿第二定律瞬时性和矢量性的确切理解．
1．牛顿第二定律内容：物体的加速度跟作用力成______，跟物体的质量成________．加速度的方向与________的方向一致．
2．公式：F＝________，其中k是比例系数．在国际单位制中k＝1，那么F＝________.
3．牛顿第二定律表明：________是产生加速度的原因，________不变则加速度也不变；______随时间改变，加速度也随时间改变；合外力为零则________也为零，这时物体将________或______________状态．
正比 反比 才合外力 kma ma 力 力 力 加速度 保持静止 匀速直线运动 4．力的单位——牛顿的定义．
在国际单位制中，如果k＝1，那么F＝________，当物体的质量m＝1 kg，在某力的作用下物体获得的加速度a＝1 m/s2时，F＝ma＝1 kg·m/s2，把这个力叫做____________，把“kg·m/s2 ”称作________，用符号________表示．也就是：______________________________________的力，叫做1 N.
ma 一个单位的力 牛顿 N 使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度 考点1 牛顿第二定律及其数学表示
1．内容：物体的加速度跟合外力成正比，跟物体的质量成反比．
2．公式： 在国际单位制下，F＝ma.
3．对牛顿第二定律的说明．
(1)牛顿第二定律是一条实验定律，实验基础即探究加速度与力、质量的关系的结论．
例1 下列说法正确的是( )
A．物体的速度为零时，合外力一定为零
B．物体的合外力为零时，速度一定为零
C．物体的合外力减小时，速度一定减小
D．物体的合外力减小时，加速度一定减小解析：根据牛顿第二定律知，加速度a的大小和方向取决于合外力，所以D正确．速度和合外力无决定关系，所以A、B、C错误．速度为零时合外力不一定为零；合外力为零，物体可以做匀速直线运动或静止，速度不一定为零．合外力减小，加速度减小，速度可能增大，也可能减小．
答案：D
变 式
练 习变 式
练 习变 式
练 习答案： CD 考点2 理解牛顿第二定律的“五性”1．同向性：加速度的方向与力的方向始终一致．
2．同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的．
3．瞬时性：加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失．
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其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果．
5．因果性：力是物体产生加速度的原因，加速度是力作用在物体上所产生的一种效果．
例2 (双选)关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是( )
A．物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力的大小决定，与物体的速度无关
B．物体加速度的方向只由它所受合外力的方向决定，与速度方向无关C．物体所受合外力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的
D．一旦物体所受合外力为零，则物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了
解析：对于某个物体，合外力的大小决定了加速度的大小，合外力的方向决定了加速度的方向，而速度的方向与加速度方向无关．根据牛顿第二定律的瞬时性特征，合外力一旦为零，加速度立即为零，则速度不再发生变化，以后以此时的速度做匀速直线运动，选A、B.
答案：AB
小结：1.合外力决定了加速度，但合外力与速度没有必然的关系．
2．加速度与外力及质量都有关，但物体的质量是物体的固有属性，与外力和加速度都无关．
3．加速度与外力的关系具有“五性”，应用牛顿定律时要注意“五性”，特别是瞬时性关系．
变 式
练 习2．下列对牛顿第二定律的理解中，正确的说法是( )
A．加速度的方向与合外力的方向永远相同
B．物体所受的动力加倍，则加速度一定加倍
C．物体所受的阻力加倍，则加速度一定减半
D．物体所受的合力发生变化，物体的加速度不一定变化
A考点2 用牛顿定律解题的一般步骤1．明确研究对象；
2．进行受力分析和运动状态分析；
3．求合力或求加速度；
4．由F合＝ma列方程求解．
例3 质量为1 kg的物体静止在水平面上，若用4 N的水平拉力拉它，刚好能匀速运动，若将此力增加至6 N，则(1)物体的加速度是多少？(2)若撤去拉力，物体的加速度大小又是多少？变 式
练 习3．用40 N的水平力F拉一个静止在光滑水平面上、质量为20 kg的物体，力F作用3 s后撤去，则第5 s末物体的速度和加速度的大小分别是( )
A．v＝6 m/s，a＝0
B．v＝10 m/s，a＝2 m/s2
C．v＝6 m/s，a＝2 m/s2
D．v＝10 m/s，a＝0
A 课件46张PPT。第四章 力与运动
第五节 牛顿第二定律的应用D1．知道应用牛顿第二定律解答两类基本问题．
2．能结合物体的运动情况进行受力分析．
3．能根据受力情况进行分析、判断和研究物体的运动情况．
4．掌握解题的基本思路和分析方法．
5．能结合运动学公式来解简单的力学问题．
重点：掌握求解物体在水平面和斜面做加速运动的加速度的方法．
难点：感悟牛顿第二定律知识的初步应用的物理过程、物理思想和方法．
1．牛顿第二定律的内容：物体的____________与物体____________成正比，与__________成反比．加速度的方向与合外力方向________．
2．牛顿第二定律的表达式为________；其中F是物体_____________；a是指物体的________．
3．动力学的两类主要问题：
(1)已知力求运动类：已知物体的____________，求物体的____________．如物体运动的__________、__________及__________等．
加速度 所受的合外力 物体的质量 相同 F＝ma 所受的合外力 加速度 受力情况 运动情况 位移 速度 时间 (2)已知运动求力类：已知物体的____________，求物体的__________________．如确定力的________和________等．
不管哪种类型的问题，______________________始终是联系_________________和________________的桥梁．
运动情况 受力情况 大小 方向 加速度 运动 力 考点1 用牛顿运动定律解决两类基本问题
1．动力学的两类主要问题：
(1)已知物体的受力情况，确定物体的运动状态；
(2)已知物体的运动情况，确定物体的受力情况；
(3)解决两类问题的基本方法，是以加速度为桥梁，由运动公式和牛顿运动定律列方程求解．
2．已知物体的受力情况，确定物体的运动状态．
在受力情况已知的情况下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的运动速度或位移．处理这类问题的基本思路是：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律求出加速度，再由运动学的公式求出速度或位移．
例1 (2014·南昌高一) 2008年北京奥运会的开幕式上，用焰火打出奥运五环图案、2008等中英文字样，这其中的关键技术就是焰火的空间定向、定位与艺术造型技术．假设有一质量5 kg的焰火弹，要竖直发射到距炮筒出口150 m的最高点时恰好点火，焰火弹在上升过程中受到的空气阻力恒为自身重力的0.20倍．(g取10 m/s2)请问：
(1)设计师设计的焰火弹离开炮筒时的速度为多大？
(2)从离开炮筒口到最高点点火，其控制时间应设定为多长？解析：(1)焰火弹上升过程的受力如图，根据牛顿第二定律有
变 式
练 习1．(2014·陕西高一)如图所示，质量为2 kg的物体放在水平地板上，在F1＝4 N的水平拉力作用下，沿地板恰好能匀速运动．若改用F2＝10 N的力沿水平方向拉此物体使它由静止开始运动，求：
变 式
练 习(1)此物体的加速度；
(2)F2作用4 s时物体运动的速度大小．
3．已知物体的运动情况，确定物体的受力情况．
对于第二类问题，在运动情况已知的情况下，要求判断出物体的未知力的情况，其解题的思路一般是：已知加速度或根据运动规律求出加速度，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力，至于牛顿第二定律中合力的求法可用力的合成和分解或正交分解法．
例2 如图所示，质量m＝2 kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L＝20 m，用大小为30 N，沿水平方向的外力F拉此物体，经t0＝2 s拉至B处．(取g＝10 m/s2)求：
(1)物体与地面间的动摩擦因数．
(2)若物体到达B点时撤去F，则物体还能滑行多远？变 式
练 习2．(2014·陕西高一)如图甲所示为一风力实验示意图．开始时，质量为m＝1 kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点．现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间t1＝0.4 s后撤去风力．小球沿细杆运动的vt图象如图乙所示(g取10 m/s2)．试求：
(1)小球沿细杆滑行的距离；
(2)小球与细杆之间的动摩擦因数；
(3)风力F的大小．
变 式
练 习变 式
练 习例3 (2014·南昌高一)如图所示，一个质量为10 kg的木箱放在水平面上，木箱与水平面间的动摩擦因数为0.5.现有一个与水平方向成53°角的拉力拉着木箱沿水平方向以4 m/s速度匀速前进，求：(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，取g＝10 m/s2)
(1)拉力F的大小；
(2)F撤消后物体运动的最大位移．变 式
练 习3．(2014·广州天河高一)一质量m＝2 kg小物块从斜面的A点由静止开始滑下，滑到斜面底端B点后沿水平面再滑行一段距离停下来．若物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，斜面AB两点之间的距离s＝25 m，斜面的倾角θ＝37°(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．斜面与水平面平滑连接，不计空气阻力．g＝10 m/s2求：
(1)物块在斜面上下滑过程中的加速度大小；
(2)物块滑到B点时的速度大小；
(3)物块在水平面上滑行的时间．
变 式
练 习变 式
练 习考点2 牛顿三个运动定律的区别与联系例4 如图表示某小球所受的合外力与时间的关系，各段的合力大小相同，作用时间相同，设小球从静止开始运动，由此可判定( )
A．小球向前运动，再返回停止
B．小球向前运动再返回不会停止
C．小球始终向前运动
D．小球向前运动一段时间后停止解析：开始时，小球在第1 s内做匀加速直线运动，在第2 s内做匀减速直线运动在第2 s末小球速度恰好为零，然后第3 s内又重复第1 s内的运动状态，就这样依次加速、减速运动下去，但速度方向不会发生改变，故C正确．
答案：C
点评：此类问题，一定要认真分析过程，掌握好力和加速度的瞬时对应关系，搞清运动过程、找准运动规律，应用已学知识求解．变 式
练 习4．在静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球，绳a在竖直方向成θ角，拉力为Ta，绳b成水平状态，拉力为Tb.现让小车从静止开始向右做匀加速直线运动，如图所示，此时小球在车内的位置仍保持不变(角θ不变)，则两根细绳的拉力变化情况是( )
变 式
练 习A．Ta变大，Tb不变
B．Ta变大，Tb变小
C．Ta变大，Tb变大
D．Ta不变，Tb变小
变 式
练 习解析：因小球在竖直方向上没有加速度，所以有：?Fy＝0，且θ未变，则TAy＝mg不变，所以TA不变，则TAx也不变， 小球有向右的a，所以∑Fx≠0(向右)，故TB↓.
答案：D
考点1 牛顿运动定律的瞬时性
牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果——产生加速度．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，F＝ma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、同时变化、同时消失．
无明显形变产生的弹力能突变，如“绳”和“线”的弹力；有明显形变产生的弹力不能突变，如“弹簧”和“橡皮绳”的弹力．
例5 如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态．现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度．若将图(a)中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图(b)所示，其他条件不变，求剪断线的瞬间物体的加速度？变 式
练 习变 式
练 习课件22张PPT。第四章 力与运动
第六节 超重和失重D1．认识什么是超重、失重和完全失重现象．
2．理解什么情况下会出现超重和失重现象．
3．会根据实际情况分析超重和失重问题．
重点：超重与失重现象的判断．
难点：运用牛顿第二定律解释超重与失重的现象．
1．实重与视重．
(1)实重：是指物体受到的________________大小．
(2)视重：是指当物体挂在弹簧测力计或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的______________．
重力 示数 2．超重与失重．
(1)超重：物体有__________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)________物体的重力，即________________________．
(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)________物体的重力mg，即______________．
向上 大于 F＝mg＋ma 小于 FN＝mg－ma (3)完全失重：物体以加速度a＝g向________竖直加速或向上减速时(自由落体运动、处于绕星球做匀速圆周运动的飞船里或竖直上抛时)，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于________的现象．即________．
3．在完全失重的状态下，平常一切由________的物理现象都会________，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等．
下 零 FN＝0 重力产生 完全消失 考点1 超重与失重现象产生超重与失重现象的条件：
(1)当物体具有向上加速度时出现超重现象；
(2)当物体具有向下加速度时出现失重现象；当物体向下的加速度为g时，出现完全失重现象．比如人造卫星中的物体处于完全失重状态．
例1 (2014·广东肇庆高一)(双选)如图所示，电梯中的人随电梯匀速向上运动，快到目标楼层时，电梯匀减速直至停止， 在电梯匀减速运动过程中，下列说法正确的是( ) A．电梯中的人的加速度方向竖直向下
B．电梯中的人的加速度方向竖直向上
C．电梯中的人处于超重状态
D．电梯中的人处于失重状态
解析：电梯向上减速运动时，加速度向下，A对，B错；当物体具有向下的加速度时，物体处于失重状态，所以C错，D对．
答案：AD
小结：1.在超重与失重现象中，物体的重力既不“超”，也不“失”，只是物体对支持面的压力或对悬绳的拉力发生了变化，而物体的重力仍然存在且大小不变．
2．判断物体是否发生了“超重”或“失重”，要看物体的加速度方向，若加速度向上就出现超重现象，若加速度向下就出现失重现象．
变 式
练 习1．关于超重和失重，下列说法中正确的是( )
A．超重就是物体受的重力增加了
B．失重就是物体受的重力减小了
C．完全失重就是物体一点重力都不受了
D．不论超重或失重，物体所受重力是不变的
变 式
练 习解析：超重不是说物体的重力增加了，失重也不是说物体的重力减小了，完全失重不是说重力完全消失．在发生超重或失重现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是对支持物的压力或对悬挂物的拉力发生了变化．故D对．
答案：D
考点2 运用牛顿第二定律解释超重与失重现象例2 弹簧秤上挂一个10 kg的物体，当弹簧秤和物体一同做下列各种运动时，弹簧秤的示数分别为多少？
(1)以2 m/s2的加速度沿竖直方向加速上升；
(2)以1 m/s2的加速度沿竖直方向减速上升．变 式
练 习2．(2014·南京高一)一个同学蹲在体重计上称体重，当该同学静止时体重计示数为460 N．现在该同学突然起立，则从开始起立到静止站直全过程中体重计的示数( )A．一直大于460 N
B．一直小于460 N
C．先是大于460 N后小于460 N，最后等于460 N
D．先是小于460 N后大于460 N，最后等于460 N
变 式
练 习解析：该同学从开始起立到静止站直全过程中，先竖直向上加速，后竖直向上减速，根据牛顿定律可得向上加速时出现超重现象，体重计读数增大，向上减速，出现失重现象，选C.
答案：C
课件20张PPT。第四章 力与运动
第七节 力学单位D1．认识物理学中的单位制．
2．知道国际制基本单位和导出单位，一般的计算中用国际制基本单位．
重点：力学基本单位、导出单位及力学单位制．
难点：对单位制的理解及解题中的运用．
1．国际单位制中有7个基本单位，它们是：__________、________、________、________、__________、__________、__________.
2．力学中的国际制基本单位是：____________、__________、__________.
米 千克 秒 安(培) 开(尔文) 摩(尔) 坎(德拉) 米 千克 秒 1．几个概念．
(1)基本单位：选定的几个基本物理量(力学中选长度、质量、时间)的单位．
(2)导出单位：由基本物理量和物理公式推导出来的物理量的单位．
(3)单位制：由基本单位和导出单位一起组成单位制．
2．国际单位制的基本单位．
国际单位制由7个基本单位，2个辅助单位和19个具有专门名称的导出单位组成，其中与力学有关的基本单位有三个，它们是长度单位(m)、质量单位(kg)、时间单位(s)．
国际单位制基本单位力学中的国际单位制基本单位3.单位制在物理计算中的作用．
单位制的建立，是为了测量、比较物理量的大小．
物理公式在确定了物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系．在物理计算中，如果所有已知量都用同一单位制中的单位表示，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必一一写出各个量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可．计算前注意先要把各已知量的单位统一为同一单位制中的单位．例1下列说法中错误的是( )
A．在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位
B．因为力的单位是牛顿，而1 N＝1 kg·m/s2，所以牛顿是个导出单位
C．各物理量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位
D．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系
解析：“力”虽然是力学中一个最基本的概念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位，所以A错误．力学中的基本单位是千克、米、秒，其他皆为导出单位．物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量之间的单位关系．已知量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位，单位制在力学计算中的意义正在于此，B、C、D正确．
答案：A变 式
练 习1．现有下列的物理量或单位，按下面的要求选择填空．
A．密度 B．米/秒 C．牛 D．加速度
E．质量 F．秒 G．厘米 H．长度
I．时间 J．千克
变 式
练 习(1)属于物理量的是________．
(2)在国际单位制中，作为基本单位的相应物理量有________．
(3)在国际单位制中，力学单位制的基本单位有____________________属于导出单位的是________．
答案：(1)ADEHI (2)EHI (3)FJ，BC 例2 (双选)质量m＝200 g的物体，测得它的加速度a＝20 cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列运算既正确又符合一般运算要求的是( )
A．F＝200×20＝4 000 N
B．F＝0.2×0.2 N＝0.04 N
C．F＝0.2×0.2＝0.04 N
D．F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N解析：本题考查了单位制的应用．在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算，带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确，也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可．当然写出每个量的单位也可.
答案：BD小结：1.在物理计算中，物理量利用国际单位制中的单位，计算结果就一定是用该单位制中的单位表示的，所以，在计算过程中就不必一一写出各个物理量的单位，直接在结果中写出所求物理量的单位即可，这样可使计算简洁而又规范.
2.单位制揭示物理规律的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.
变 式
练 习2．在国际单位制中，功率的单位“瓦”是导出单位，用基本单位表示，正确的是( )
A．焦/秒 B．牛·米/秒
C．千克·米2/秒2 D．千克·米2/秒3
