4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系
【学习目标】
知识与技能
1.理解物体运动状态的变化快慢，即加速度大小与力有关，也与质量有关.
2.通过实验探究加速度与力和质量的定量关系.
3.培养学生动手操作能力.
过程与方法
1.学生掌握在研究三个物理量之间关系时，用控制变量法实现.
2.指导学生根据原理去设计实验，处理实验数据，得出结论.
3.帮助学生会分析数据表格，利用图象寻求物理规律.
情感态度与价值观
1.通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神.
2.使学生养成实事求是的科学态度，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦.
3.培养学生的合作意识，相互学习、交流、共同提高的学习态度.
【重点难点】
1.怎样测量物体的加速度.
2.怎样提供和测量物体所受的力.
【教学难点】
指导学生选器材，设计方案，进行实验，作出图象，
得出结论.
【学习内容】
课前预习
1．从前几章的知识可知，物体 ( http: / / www.21cnjy.com )的速度是描述物体运动状态的物理量，物体的运动状态变化，是以________这一物理量的变化表现出来的．而我们已经学习过的____________是描述物体速度变化快慢的物理量，因此加速度便是描述物体运动状态变化快慢的物理量．所以，第一个课题就应是______________
__________________．而在相同力的作用下，由于不同质量物体的惯性不同，速度变化的快慢也不同，质量是物体惯性的量度，所以，第二个课题就应是____________________________．
2．在该实验中有三个变量，为了研究问题的方 ( http: / / www.21cnjy.com )便，可采取保持一个量不变，而观察另外两个量变化的情况的方法，称为________________．
思考 利用第二章“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置，除了电磁打点计时器外，探究加速度与力、质量的关系，还需要哪些器材？
3．探究加速度与力的关系时的基本思路是：保持物体的________不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系．
4．探究加速度与质量的关系时的基本思路是：保 ( http: / / www.21cnjy.com )持物体________________相同，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系
思考 1．控制变量法：在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个量保持不变，研究另外两个量之间的关系，最后总结三个量之间的相互关系．
2．实验原理：研究加速度与物体受到的合外力间的关系时，保持物体的质量不变；研究加速度与物体的质量间的关系时，保持物体受到的合外力不变．
探究知识
一、研究多个变量之间关系的重要方法
提出问题
1．既然物体的加速度与物体的质量以及它受到的力有关，到底存在怎样的关系，请同学们讨论一下，通过什么实例可定性地说明它们之间的关系．
2．加速度的大小与物体的受力和物体的质量有关，那么我们应采用什么方法来研究加速度的大小与物体的受力和物体的质量之间的定量关系呢？
二、加速度与力的关系
学生阅读
明确以下两个方面的内容：
1．实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量物体在不同力下的加速度，分析加速度与力的关系．
2．实验数据的分析：根据定性分析判断结果：力越大，加速度越大，猜测a∝F，Fn.
三、加速度与质量的关系
阅读课本，明确以下两个方面的内容：
1．实验的基本思路：保持物体受力不变，测量不同质量的物体在这个力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系．
2．实验数据的分析：根据定性分析判断结果：质量越大，加速度越小，猜测a∝，
四、制定实验方案时的两个问题
1．怎样测量(或比较)物体的加速度？
(1)测量方法
①让物体做初速度为零的匀加速直线运动，用刻度尺测量物体运动的位移，用秒表测量物体运动的时间，由x＝at2公式算出．
②让物体做初速度为零的匀加速直线运动，在运动物体后安装一条通过打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度．
(2)比较方法
①如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2，位移之比就是加速度之比．
＝
②如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动的物体在相同位移内所用时间t1、t2，时间比的平方就是加速度之比的倒数．
＝
2．怎样提供和测量物体所受的恒力？
如图1所示，在水平木板上放置一辆小车．小车的 ( http: / / www.21cnjy.com )前端系上细绳，细绳的另一端跨过定滑轮并挂上一个质量很小的重物．小车的尾部挂上一条纸带，纸带穿过打点计时器．为了消除摩擦力对小车的影响，必须将木板无滑轮的一端稍微垫高一些，用____________来抵消摩擦力，直到小车不挂重物时能匀速运动为止．当挂上重物时，只要重物的质量____________小车的质量，那么可近似认为重物所受的重力大小等于小车所受合外力的大小．
图1
例1 在做“探究加速度与力、 ( http: / / www.21cnjy.com )质量的关系”的实验时，计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关系的有关数据记录在表1中．将测得的反映加速度a和质量M关系的数据列在表2中．
表1
a/(m·s－2) 1.98 4.06 5.95 8.12
F/N 1.00 2.00 3.00 4.00
表2
a/(m·s－2) 2.04 2.66 3.23 3.98
/kg－1 0.50 0.67 0.80 1.00
(1)根据表中所列数据，分别画出a－F图象和a－图象．
(2)从图象可以判定：当M一定时，a与F的关系为____；当F一定时，a与M的关系为____．
(3)由a－F图象可知，M＝______.
(4)由a－图象可知，F＝______ .
图2
例2 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，利用如图2所示的装置．
(1)本实验采用的实验方法是______
A．控制变量法 B．假设法 C．理想实验法
(2)下列说法中正确的是______
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a－图象
D．当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小
(3)某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：(小车质量保持不变)
①根据表中的数据在图3坐标上作出a－F图象．
F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/m·s－2 0.10 0.20 0.28 0.40 0.52
图3
②图线不过原点的原因可能是_______________________________________________
【课堂小结与反思】
本节课以实验为依据，采用控制变量法进行研究.根据已掌握的物理知识自行设计实验方案、探索物理规律是物理学研究的重要方法.其基本思路是：
提出问题→猜想（作出假设）→进行实验（收集数据）→数据分析→得出结论→反复验证→得出定律.
【课后作业与练习】
1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，关于小车所受的合力，下列叙述中正确的是( )
A．小车所受合力就是所挂吊盘和砝码的重力
B．小车所受合力的大小等于吊盘和砝码通过细绳对小车所施加的拉力
C．只有在平衡摩擦力后，小车所受合力才等于细绳对小车的拉力
D．只有在平衡摩擦力后，且小车的质量远大于吊盘与砝码的总质量时，小车所受合力才可以认为等于吊盘和砝码的重力
2．在本实验中，下列做法和理由正确的是( )
A．实验中所用电源为低压直流电源
B．可以将装有沙子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便
C．实验结果不用a－M图象，而用a－1/M图象，是为了便于根据图象直观地做出判断
D．小车运动的加速度可用天平测出小桶和沙的质量(M′和m′)以及小车质量M后直接用公式a＝(M′＋m′)g/M求出．
3．在本实验中，下列说法中正确的是( )
A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过定滑轮系在小车上，但小桶内不能装沙
B．实验中无须始终保持小车和砝码的质量远远大于沙和小桶的质量
C．实验中如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，描出相应的点在一条直线上时，即可证明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
4．实验台上备有下列器材：
A．打点计时器、纸带及复写纸片； ( http: / / www.21cnjy.com )B.附有定滑轮的长木板；C.小车；D.砝码；E.钩码；F.小桶、细绳、沙； G.两根导线；H.停表；I.天平(附砝码)；J.刻度尺；K.弹簧秤；L.6 V蓄电池；M.学生电源；N.小木板；O.铁架台．为探究加速度与力和质量的关系，选用的器材是_______.4.5 牛顿第三定律
【学习目标】
1．知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。
2. 知道牛顿第三定律的内容，能用它解决简单的问题。
能区分平衡力与作用力和反作用力。
【重点难点】
1. 作用力和反作用力的关系。
2. 运用第三定律解决实际问题。
【学习内容】
自主学习
一、新知识铺垫
1、二力平衡：同时作用在____物体上的两个力，如果大小____,方向_____，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。
2、力的作用总是_____的，一个物体受到力的作用，同时也对另一个物体施加力的作用。
二、预习新知识
1、基础知识
（1）力是物体之间相互作用。地球对人 ( http: / / www.21cnjy.com )有吸引力，这个力的施力物体受力物体分别是谁？人对地球有吸引力吗？若有，这个力的施力物体和受力物体又分别是谁？
（2）作用力和反作用力_________________________________
__________________________________________________________________________________________________________.
（3）作用力和反作用力作用在_____物体上，大小_____,方向________，作用在_____直线上.
（4）牛顿第三定律是实验定律，其内容为________________
_____________________________________________________.
2、预习自测
1、一物体静止于水平桌面上，则（ ）
A、桌面对物体的支持力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和反作用力
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作用力和反作用力
2、关于物体间的相互作用，叙述对的是（ ）
A、人拉车车不动，是因为人拉车的力小于车拉人的力
B、人拉车前进，是因为人拉车的力大于车拉人的力
C、人拉车不论是动还是不动，人拉车的力的大小总等于车拉人的力的大小
D、人拉车时，只有车静止或做匀速直线运动时才有人拉车的力等于车拉人的力
3、下列说法中，正确的是 ( )
A．拔河比赛时，胜方拉对方的力大于输方拉对方的力
B．马能拉车前进是因为马对车的拉力大于车对马的拉力
C．太阳对地球的引力与地球对太阳的引力大小一定相等
D．用锤钉钉子，锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小一定相等
学习探究
重点一 牛顿第三定律的理解和应用：牛顿第三定律的内容，作用力和反作用力的关系与运动状态的关系。
针对练习
1、根据牛顿第三定律判断下列说法错误的是（ ）
A、人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走
B、只有你站在地上不动，你对地面的压力和地面对你的支持力才是大小相等、方向相反的
C、物体A静止于物体B上，mA=100mB，所以A作用于B的力大于B作用于A的力
D、以卵击石，石头没损伤而鸡蛋破了，是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
2、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，对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的是（ ）
A、大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B、大人拉小孩的力可能比小孩拉大人的力小
C、大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D、地面对大人的最大静摩擦力一定比地面对小孩的最大静摩擦力大
重点二 一对平衡力和一对相互作用力的区别：什么是平衡力，平衡力性质是否相同？作用力和反作用力性质是否相同？
针对练习
1、下列关于作用力和反作用力的说法正确的是（ ）
A、作用力和反作用力互相平衡
B、弹力的反作用力可能是摩擦力
C、只有当两相互作用力的物体都处于平衡状态时，他们之间的作用力和反作用力大小才相等
D、作用力和反作用力的产生无先后之分
2、下列说法正确的是（ )
A、苹果从树上落下，落向地球，说明苹果受地球的作用；但地球不动，说明地球不受苹果的作用
B、汽车运动时，并没有别的物体吸引它，因此汽车的牵引力就无施力物体
C、武术表演时，运动员用力打出去的空拳就没有受力物体
D、喷气式飞机飞行时，是依靠喷出的气体对飞机产生巨大的动力
【课堂小结与反思】
【课后作业与练习】
一、选择题
1．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对这一现象，下列说法正确的是( )
A．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎
B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
C．榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D．因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
2.一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一个灯泡,则( )
A.灯泡受到的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力
B.灯泡受到的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力
D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力
3.2010年10月1日晚在西昌卫 ( http: / / www.21cnjy.com )星发射中心，“长征”系列火箭第131次发射，成功将“嫦娥二号”卫星送入奔月轨道.下面关于卫星与火箭起飞的情形，叙述正确的是( )
A.火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力
C.火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力
D.卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
4. “嫦娥二号”的成功发射，一方面 ( http: / / www.21cnjy.com )表明中国航天事业已走在了世界的前列，另一方面“嫦娥二号”的发射也带动了高科技的发展．目前计算机的科技含量已
相当高，且应用于各个领域或各个方面 ( http: / / www.21cnjy.com )．如图是利用计算机记录的“嫦娥二号”发射时，火箭和地面的作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．作用力大时，反作用力小
B．作用力和反作用力的方向总是相反的
C．作用力和反作用力是作用在同一个物体上的
D．牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用
5.如图所示，质量为60 ( http: / / www.21cnjy.com ) kg的 人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为 ＝40 kg的重物送入井中．当重物以2 m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A．200 N B．280 N C．320 N D．920 N
6．物体静止在斜面上，如图所示，下列说法正确的是 ( )
A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．物体所受重力和斜面 对物体的作用力是一对 作用力和反作用力
D．物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
7.狗拉着雪橇从静止开始运动，下面说法正确的是( )
A.狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力是一对作用力与反作用力
B.狗对雪橇的拉力先产生，运动后雪橇才对狗产生拉力
C.当狗拉着雪橇加速前进时，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力
D.狗对雪橇的拉力和雪橇对狗的拉力的合力为零
8.如图5所示，甲、乙两物
体叠放在水平面上，用水平
力F 拉物体乙，它们仍保持
静止状态，甲、乙间接触面
也为水平，则乙物体受力的 图5
个数为( )
A.3个 B.4个
C.5个 D.6个
9.如图6所示，重20 N ( http: / / www.21cnjy.com )的物体放在粗糙水平面上，用F=8 N的力斜向下推物体，F与水平面成30°角，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,物体与水平面间的最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力， 则( )
A.地面对物体的支持力为24 N
B.物体所受的摩擦力为12 N
C.物体所受的合力为5 N
D.物体所受的合力为零
二、计算题
10.如图所示，在台秤上放上盛有 ( http: / / www.21cnjy.com )水的杯子，台秤示数为G′=50 N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂边长为=10 cm的正方体金属块，金属块的密度ρ=3×103 kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水深4 cm时(水未溢出)，弹簧测力计和台秤的示数分别为多少？(ρ水=103 kg/m3，g取10 m/s2)
11.如图8所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为的物体A，A与地面的摩擦不计.
(1)当卡车以的加速度运动时，绳的拉力为，则A对地面的压力为多大？
(2)当卡车的加速度2=g时，绳的拉力为多大？
图64.4.力学单位制
【学习目标】
1.了解什么是力学单位制，知道基本单位和导出单位以及力学中的三个基本单位；
2.认识单位制在计算中的应用，学会规范使用和表示方法；
3.认识统一单位的必要性，了解单位制的基本思想。
【重点难点】
1.基本单位和导出单位；
2.力学中的三个基本单位；
3.单位制在物理计算中的应用。
【学习内容】
自主学习
一、新知识铺垫
物理量和数学量不同。物理量必须有单位，否则就 ( http: / / www.21cnjy.com )没有意义。在国际单位制中，长度的单位是（ ），时间的单位制是（ ），质量的单位是（ ），加速度的单位是（ ），力的单位是（ ）。
二、预习新知识
1.基本定义
（1）基本量__________________________________________；
（2）基本单位________________________________________；
（3）导出单位________________________________________;
（4）单位制__________________________________________.
2.预习自测
（1）力学中学到了那些物理量__________________________;
（2）力学中学到了哪些单位____________________________;
（3）力学中的基本单位有哪些__________________________;
（4）国际上选定了哪几个物理量的单位作为基本单位______
_________________,它们的单位分别是________________.
（5）力学中的导出单位有哪些_________________________.
（6）下列说法中正确的是（ ）
A、质量是物理学中的基本物理量
B、长度是国际单位制中的基本单位
C、Kg.m/s是国际单位制中的导出单位
D、时间的单位小时是国际单位制中的导出单位
（7）下列单位中，属于国际单位制中的导出单位的是（ ）
A、牛顿 B、秒 C、焦耳 D、瓦特
学习探究
重点一 什么是基本单位？什么是导出单位？
针对练习：
1、在下列物理量单位中，哪些是基本单位（ ）
A、千克（kg） B、米（m） C、开尔文（K） D、牛顿（N）
2、现有以下物理量或单位，按照要求填空：
A、密度 B、m/s C、牛顿 D、加速度 E、质量 F、秒 G、厘米 H、长度 I、时间 J、千克
（1）属于物理量的是____________________________, (2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量是__________________（3）在国际单位制中，基本单位是________________________
导出单位是______________________________ 。
重点二 力学单位制：什么是单位制？ 什么是国际单位制？
针对训练：
1、关于力学单位制的说法中正确的是（ ）
A、在有关力学的分析计算中，只能采用国际单位，不能采用其他单位
B、力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、物质的量和速度
C、力学单位制中，采用国际单位的基本单位有kg、m、s
D、单位制中的导出单位可以用基本单位来表示
2、下列关于单位制及其应用的说法中正确的是（ )
A、基本单位和导出单位一起组成了单位制
B、选用的基本单位不同，构成的单位制也不同
C、基本单位采用国际单位制中的单位，其导出单位不一定是国际单位制中的单位
D、物理公式可以确定物理量间的数量关系，也可以确定物理量间的单位关系。
重点三 单位制在物理计算中的应用
1、完成下列单位换算:
（1）5t= kg （2）0.1mg= kg
（3）72km/h= m/s （4）20cm/s= m/s
2、一辆质量为2t的汽车，在水平公路上以54km/h的速度匀速行驶。根据测试，这辆车在这种路面上紧急刹车时，汽车所受的制动力为。求汽车刹车后5秒内的位移。
【课堂小结与反思】
【课后作业与练习】
一、选择题
1．下列说法中正确的是 （ ）
A．质量是物理学中的基本物理量
B．长度是国际单位制中的基本单位
C．kg·m/s2是国际单位制中的导出单位
D．时间的单位小时是国际单位制中的导出单位
2．关于力的单位，下列说法正确的是（ ）
A．力的单位是根据公式和基本单位推导出来的
B．1N=1kg·m/s2
C．1N=10－5g·cm/s2
D．在力学中，N是最重要的一个基本单位
3．下列哪组单位都是国际单位制中的基本单位( )
A．千克、秒、牛顿 B．千克、米、秒
C．克、千米、秒 D．牛顿、克、米
4．下列哪些物理量的单位是导出单位( )
A．力的单位N B．压强的单位Pa
C．长度的单位m D．加速度的单位m/s2
5.下列四组力学单位中，都是国际单位制中的基本单位的是( )
A．N、kg、m B．N、m、s
C．kg、m、s D．kg、N、m
6．下列物理量中，其单位属于基本单位的物理量是 ( )
A．力 B．时间
C．位移 D．速度
7．关于力学单位制，下列说法中正确的是 ( )
A．kg、m／s、N是导出单位
B．kg、m、s是基本单位
C．在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kg
D．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是
8.下列有关力学单位制的说法中，正确的是 （ ）
A. 在力学的分析计算中，只能采用国际制单位，不能采用其他单位
B. 力学单位制中，选为基本单位的物理量有长度、时间、质量
C. 力学单位制中，采用国际单位制的基本单位有千克、米、秒
D. 单位制中的导出单位可以用基本单位来表示
二、非选择题
9．一个滑雪的人，从85m长的山坡上匀变速滑下，初速度是1.8m/s，末速度是18km/h，他通过这段山坡需要多长时间？
10．（10分）质量为1.5 t的汽车在前进 ( http: / / www.21cnjy.com )中遇到的阻力是车重的0.05倍，汽车在水平地面上做匀加速直线运动时，5 s内速度由36 km/h增至54 km/h，g取10 m/s2，求发动机的牵引力的大小．
11.如图1所示，质量为5 ( http: / / www.21cnjy.com )00 g的物体，在与水平方向成37°角的斜向上拉力F的作用下，沿水平面以3 m/s2的加速度运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，求拉力F的大小．(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
( http: / / www.21cnjy.com )
12． A、B两列火车，在 ( http: / / www.21cnjy.com )同轨道上同向行驶，A车在前，速度A＝10 m/s，B车在后，其速度B＝30 m/s.因大雾能见度低， B车在距A车700 m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过1 800 m才能停下．问A车若按原速度前进，两车是否会相撞？说明理由．第四章牛顿运动定律习题课
【学习目标】1、熟练应用牛顿运动定律解决连接体问题
2、整体法、隔离法的应用
3、临界极值问题的分析
【重点难点】熟练应用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律解决动力学问题
难点：临界极值问题的分析
【学习内容】
预习指导：
在应用牛顿第二定律解决问题时，要注意研究对象 ( http: / / www.21cnjy.com )的选取，我们在处理问题时，可以选择某个物体作为研究对象(隔离法)，也可以把几个物体作为系统（整体法）一起研究。先看一下两个问题：
1、如图所示，A、B两木块的质量分别为mA、mB，在水平推力F作用下沿光滑水平面匀加速向右运动，求A、B间的弹力FN.
2、如图所示，质量为m的物体放在质量为M的光滑斜面上，为使它们在光滑的水平面上一起向左匀加速运动，水平向左的推力F的大小应该多大？
m对M的压力为多大？（斜面的倾角为θ）
体会：选取的对象（个体或系统）不一样，则对象的受力也就不同，结合上题，简单体会对单个物体和对物体系统应用牛顿第二定律时要注意什么？
预习自测
1、如图，在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长。如果,则物体A的加速度大小等于（ ）
SHAPE \* MERGEFORMAT HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
A、3g B、g C、3g/4 D、g/2
2、如图所示，放在光滑水平面上两物体A和B ( http: / / www.21cnjy.com )之间有一轻弹簧，A、B质量均为m，大小为F的水平力作用在B上，使弹簧压缩，A靠在竖直墙面上，AB均处于静止，在力F突然撤去的瞬时，B的加速度大小为____________， A的加速度大小为________。
SHAPE \* MERGEFORMAT HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
合作探究
探究：临界极值问题的分析
1、如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上。一 ( http: / / www.21cnjy.com )个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小
D．从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大
2、如图所示，木块A、B用一轻弹簧相连，竖 ( http: / / www.21cnjy.com )直放在木块C上，三者静置于地面，它们的质量之比是1：2：3。设所有接触面都光滑，当沿水平方向迅速抽出木块C的瞬时。A和B的加速度分别是aA=__________，aB= ____________
3、如图所示，一个弹簧台秤的秤盘质量 ( http: / / www.21cnjy.com )和弹簧质量都不计，盘内放一个物体A处于静止，A的质量m=12kg，弹簧的劲度系数k=300N/m。现在给A施加一个竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，已知在t=0.2s内F是变力，在0.2s以后F是恒力，g=10m/s2，则F的最小值是___________，F的最大值是_________。
【课后作业与练习】
1、如图所示，质量为的小球用水平弹簧系住，并用倾角为的光滑木板AB托住，小球恰好处于静止状态。当木板AB突然向下撤离的瞬间，小球的加速度为( )
A．0
B．大小为，方向竖直向下
C．大小为，方向垂直木板向下
D．大小为，方向水平向右
2、质量均为m的A、B两球之间系着一 ( http: / / www.21cnjy.com )根不计质量的弹簧，放在光滑的水平面上，A球紧靠竖直墙壁。今用水平力F将B球向左推压弹簧，平衡后，突然将F撤去，在这一瞬间（ ）
①B球的速度为零，加速度为零
②B球的速度为零，加速度大小为
③在弹簧第一次恢复原长之后，A才离开墙壁
④在A离开墙壁后，A、B两球均向右做匀速运动
以上说法正确的是
A．只有① B．②③
C．①④ D．②③④
3、一根劲度系数为k，质量 ( http: / / www.21cnjy.com )不计的轻弹簧，上端固定，下端系一质量为m的物体，有一水平板将物体托住，并使弹簧处于自然长度。如图所示。现让木板由静止开始以加速度a(a＜g＝匀加速向下移动。求经过多长时间木板开始与物体分离。
4、如图所示，细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。当滑块至少以加速度a=_________ 向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=__________。 SHAPE \* MERGEFORMAT HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
【课堂小结与反思】
临界问题是物理现象中的常见现象。所谓临 ( http: / / www.21cnjy.com )界状态就是物理现象从一种状态变化成另一种状态的中间过程，临界状态通常具有以下特点：瞬时性、突变性、关联性、极值性等。临界状态往往隐藏着关键性的隐含条件，是解题的切入口，在物理解题中起举足轻重的作用。
求解临界问题通常有如下方法：极限法、假设法 ( http: / / www.21cnjy.com )、数学分析法（包括解析法、几何分析法等）、图象法等。
极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”、“要使”等词语时，一般隐含着临界问题。处理问题时，一般把物理问题（或过程）设想为临界状态，从而使隐藏着的条件暴露出来，达到求解的目的。
假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题 ( http: / / www.21cnjy.com )的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，解决办法是采用假设法，把物理过程按变化的方向作进一步的外推，从而判断可能出现的情况。
数学分析法；是一种很理性的分析方式，把 ( http: / / www.21cnjy.com )物理现象转化成数学语言，用数学工具加以推导，从而求出临界问题，用这种分析方法一定要注意理论分析与物理实际紧密联系起来，切忌纯数学理论分析。
图象法：将物理过程的变化规律反映到物理图象中，通过图象分析求出临界问题。
v
F
a
A B
F
θ
m
╮
M
A
B
F
A
B
300
F
A
B4.1 牛顿第一定律
【学习目标】
知识与技能
1.理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持.
2.理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的.
3.理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度. 过程与方法
培养分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断.正确地认识力和运动的关系.
情感态度与价值观
1.培养科学研究问题的态度.
2.利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系.鼓励学生大胆发言，并学以致用.
【重点难点】
1.理解力和运动的关系.
2.理解牛顿第一定律，知识惯性与质量的关系.
【学习内容】
课前预习
1．所谓理想实验，又叫________________，它是人们在思想中塑造的一种理想过程，是________________的一种方法和形式．
2．牛顿第一定律的内容： ___________________________
__________________.
3．物体具有保持其原来匀速直线运动状态或静 ( http: / / www.21cnjy.com )止状态的性质叫________．惯性是物体本身具有的一种属性，与物体所处的运动状态________．________是惯性的唯一量度．物体的____越大，惯性越大；物体的____________越小，惯性越小．
4.我们经常提到物体处于什么运动状态或物体的运动状态发生了改变等，那么描述物体运动的几个物理参量中哪一个是描述物体运动状态的标志呢？
探究知识
一、伽利略的理想实验
1．亚里士多德的观点
古希腊哲学家亚里士多德根据一些简单的生活经 ( http: / / www.21cnjy.com )验认为力是________________________的原因．这一错误判断持续了近两千年，直到17世纪，意大利著名物理学家伽利略，根据理想实验打破了凭直觉得出的力是________________的原因的错误观点对人们的束缚．
2．理想实验：如图1甲所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，让小球沿一个斜面从静止滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将________________________．
图1
如果第二个斜面倾角变小，如图乙所示，小球在这个斜面上达到原来的高度就要通过更长的路程．
继续减小第二个斜面的倾角，如图丙所示，使它最终成为水平面，小球就再也达不到原来的高度，___________________
____________________________________________________.
3．伽利略的结论：水平面上运动的物体之 ( http: / / www.21cnjy.com )所以停下，是物体________________的缘故，也就是说，力是________________．
4．实验意义：伽利略理想实验将可靠 ( http: / / www.21cnjy.com )的事实和理论思维结合起来，其思维过程采用“________________——设计思路——推断结论”的方式．
问题延伸
1．静止是不是一种特殊的运动状态？
2．你认为下列情况中物体的运动状态是否改变？
a．汽车由静止到开始运行．
b．汽车沿着笔直的公路跑的越来越快了．
c．汽车沿着笔直的公路跑的越来越慢了．
d．汽车没有减速但拐了一个弯．
e．汽车一边减速一边拐弯
学法：教师启发，学生回答；或学生先答，教师重点
讲
二、牛顿第一定律（惯性定律）
提出问题
我们可以轻松地把一个石子拿起并扔远，但要拿起并扔远一个10 kg的铅球，却很费力．这是为什么？
学法：学生先答，再指导看书
1．对牛顿第一定律的理解
(1)物体不受外力时所处的状态是静止或匀速直线运动状态，我们把这样的状态叫平衡状态，物体处于平衡状态的条件是物体受到的外力的合力为零．
(2)物体运动状态的改变是因为受到 ( http: / / www.21cnjy.com )力，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，或者说力是产生____________的原因．
(3)一切物体都具有保持原来运动状态的特性——惯性．
2．对惯性的理解
(1)惯性与质量的关系
①惯性是物体的________________，一切物体都具有惯性．
②________是物体惯性大小的唯一量度，________越大，惯性越大．
学法：学生回答
(2)惯性与力的关系
①惯性________力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等都是错误的．
②力是改变物体________________的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态__________改变．
③惯性与物体的受力情况________．
(3)惯性与速度的关系
①速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．
②一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关.
学法：教师重点讲
例1 科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段．在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学的方法．
理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，如图2所示，其中有一个是经验事实，其余是推论．
①减小第二个斜面的倾面，小 ( http: / / www.21cnjy.com )球在这个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，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．
请将上述理想实验的设想步 ( http: / / www.21cnjy.com )骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可)．在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列有关事实和推论的分类正确的是( )
A．①是事实，②③④是推论
B．②是事实，①③④是推论
C．③是事实，①②④是推论
D．④是事实，①②③是推论
例2 火车在长直水平轨道上匀速行驶，一门窗紧闭的车厢内有人向上跳起，发现仍落回原处，这是因为( )
A．人跳起后，车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，在水平方向上和车始终具有相同的速度
巩固练习
例3 关于牛顿第一定律的下列说法中，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
变式训练2 以下各说法中正确的是( )
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性
C．在水平地面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力来维持木块的运动
D．物体运动状态发生变化时，物体必定受到外力的作用
【课堂小结与反思】
本节重点：伽利略理想实验的探究过程、牛顿第一定律的两个含义：静止和运动可以不受力及惯性；
反思：
【课后作业与练习】
1．下列说法正确的是( )
A．力是维持物体运动的原因
B．物体受恒力作用时，运动状态保持不变
C．物体只有在静止或匀速直线运动时才有惯性
D．惯性越大的物体运动状态越难改变
2．下列物体的运动状态发生了变化的有( )
A．匀速飘落的羽毛
B．匀速拐弯的自行车
C．匀加速起动的火车
D．绕地球匀速运行的航天飞机
3．一架匀速飞行的战斗机为能击中地面上的目标，则投弹的位置是( )
A．在目标的正上方
B．在飞抵目标之前
C．在飞抵目标之后
D．在目标的正上方，但离目标距离近一些
4．下列说法正确的是( )
A．一位同学看到某人推不动原来静止的汽车，他说这是因为这辆车惯性太大
B．运动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．小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了
D．物体的惯性仅与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小
5．如图4所示，一个各面均光滑的劈形物 ( http: / / www.21cnjy.com )体A放在固定的斜面上，上表面呈水平，在其水平面上放一个小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )
A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则曲线D．抛物线
6．关于伽利略的理想斜面实验下列说法正确的是( )
A．伽利略的理想实验是假想的，没有科学依据
B．伽利略的理想实验是在可靠的事实基础上进行抽象思维而创造出来的一种科学推理方法，是科学研究中的一种重要方法
C．伽利略的理想实验有力地否定了亚里士多德的观点
D．在科学发展的今天，伽利略的斜面实验是可以通过实验验证的
7．一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的讨论，正确的是( )
A．车速越大，它的惯性越大
B．质量越大，它的惯性越大
C．车速越大，刹车后滑行的位移越长
D．车速越大，刹车后滑行的位移越长，所以惯性越大
8.如右图所示，甲运动员在球场上得到篮 ( http: / / www.21cnjy.com )球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出( )
A．抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向
B．抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向
C．抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向
D．抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向
9.如右图所示，在一辆表面光滑的小 ( http: / / www.21cnjy.com )车上，放有质量分别为m1、m2的两个球，随车一起匀速运动，当车突然停止运动，其他阻力不计，设车无限长，则两小球( )
A．一定相碰 B．一定不相碰
C．若m1>m2，则肯定相碰 D．若m110.如右图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球( )
A．可能落在A处
B．可能落在B处
C．可能落在C处
D．以上都不可能
11．为了行车安全，规定城市里各种车辆的 ( http: / / www.21cnjy.com )最高行驶速度．已知两个最高行驶速度是40 km/h和50 km/h，一个是小汽车的，一个是大卡车的．请你判断一下哪个是小汽车的最高行驶速度？为什么？4.7 用牛顿运动定律解决问题(二)
【学习目标】
1. 知道什么是超重与失重。
2. 知道产生超重与失重的条件。
3. 了解生活实际中超重和失重现象。
4．理解超重和失重的实质。
5. 了解超重与失重在现代科学技术研究中的重要应用。
6．会用牛顿第二定律求解超重和失重问题。
【重点难点】
1.超重和失重的实质。
2.应用牛顿定律求解超重和失重问题。
【学习内容】
一、超重和失重现象
1．超重现象
⑴.定义（力学特征）：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉 力)大于物体所受重力的情况叫超重现象。
⑵.产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向上的加速度。
⑶.发生超重现象与物体的运动（速度）方向无关，只要加速度方向竖直向上—物体加速向上运动或减速向下运动都会发生超重现象。
2．失重现象
⑴.定义（力学特征）：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
.产生原因（运动学特征）：物体具有竖直向下的加速度。
.发生超重现象与物体的运动（速度）方向无关，只要加速度方向竖直向下—物体加速向下运动或减速向上运动都会发生失重现象。
3．完全失重现象—失重的特殊情况
⑴.定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的情况（即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用）。
⑵.产生原因：物体竖直向下的加速度就是重力加速度，即只受重力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。
⑶.是否发生完全失重现象与运动（速度）方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
问题：试在图中分别讨论当GA>GB和GA超重和失重现象的运动学特征
V的方向 △V的方向 a的方向 视重F与G的大小关系 现象
↑ ↑ ↑ F＞G
↑ ↓ ↓
↓ ↓ ↓ F＜G
↓ ↑ ↑
a=g F=0
二、注意
1.超重和失重的实质：物体 ( http: / / www.21cnjy.com )超重和失重并不是物体的实际重力变大或变小，物体所受重力G=mg始终存在，且大小方向不随运动状态变化。只是因为由于物体在竖直方向有加速度，从而使物体的视重变大变小。
2.物体由于处于地球上不同地理位置而使重力G值略有不同的现象不属于超重和失重现象。
3.判断超重和失重现象的关键，是分析物体的加速度。要灵活运用整体法和隔离法，根据牛顿运动定律解决超重、失重的实际问题。
问题：
1、手提弹簧秤突然上升一段距离的过程中，有无超重和失重现象
2．人突然站立、下蹲的过程中有无、失重现象
3．已调平衡的天平，在竖直方向变速运动的电梯中平衡会否被破坏
4．容器中装有水，在水中有一只木球，用一根橡皮筋将木球系在容器底部。在失重的条件下，木球将要上浮一些还是要下沉一些
5．两个木块叠放在一起，竖直向上抛出 ( http: / / www.21cnjy.com )以后的飞行过程中， 若不计空气阻力，它们之间是否存在相互作用的弹力 为什么 6．在超重、失重和完全失重的情况下，天平、杆秤、弹簧秤、水银气压计、水银温度计能否正常工作
7．完全失重时，能否用弹簧秤测量力的大小
【例一】一个人在地面用尽全力 ( http: / / www.21cnjy.com )可以举起80kg的重物；当他站在一个在竖直方向做匀变速运动的升降机上时，他最多能举起120kg的重物。问：该升降机可能作什么运动
【例二】一台起重机的钢丝绳可承受1．4×1 ( http: / / www.21cnjy.com )04kg的拉力，现用它来吊重1．O×102kg的货物。若使货物以1．0m／s2加速度上升，钢丝绳是否会断裂
【例三】一台升降机的地板上放 ( http: / / www.21cnjy.com )着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为△x，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动
【例四】如图所示，一根轻质弹簧 ( http: / / www.21cnjy.com )上端固定，下端挂一质量为m0的平盘，盘中有一物体，质量为m。当盘静止时，弹簧的长度比其自然长度伸长L，今向下拉盘使弹簧再伸长△L后停止，然后松手放开。设弹簧总处在弹性限度以内，则刚松开手时盘对物体的支持力等于( )
A．（1+）mg B．（1+）（m+m0）g
C．mg D．（m+m0）g
【课堂小结与反思】
【课后作业与练习】
课堂训练：
1．升降机中站着一个人，在升降机减速上升过程中，以下说法正确的是( )
A．人对地板压力将增大。
B．地板对人的支持力将减小。
C．人所受的重力将会减小。
D．人所受的重力保持不变。
2．竖直向上射出的子弹，到达最高点后又竖直落下，如果子弹所受的空气阻力与子弹的速率大小成正比，则( )
A．子弹刚射出时的加速度值最大。
B．子弹在最高点时的加速度值最大。
C．子弹落地时的加速度值最小。
D．子弹在最高点时的加速度值最小。
3．一个弹簧秤最多能挂上60千克的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体，在以5米／秒2加速下降的电梯里，则它最多能挂上_________千克物体。如果在电梯内弹簧秤最多能挂上40千克物体，此刻电梯在作__________运动，加速值为__________。(g取10米／秒2)
4．体重500N的人站在电梯内，电梯下降时v-t图像如图所示。在下列几段时间内，人对电梯地板的压力分别为多大 (g=10m／s2)
①.l～2s内，N1=_______N
②.5～8s内，N2=_________N
③.10～12s内，N3=______N
课后作业：
l.木箱中有一个lOKg的物体，钢 ( http: / / www.21cnjy.com )绳吊着木箱向上作初速度为零的匀加速直线运动，加速度是0．5g，至第3s末，钢绳突然断裂，那么，4．5s末物体对木箱的压力是( )
A.100N B．0 C．150N D．5N
2.电梯内弹簧秤上挂有一个质量为5kg的物 ( http: / / www.21cnjy.com )体，电梯在运动时，弹簧秤的示数为39．2N，若弹簧秤示数突然变为58．8N，则可以肯定的是( )
A．电梯速率突然增加 B．电梯速率突然减小
C．电梯突然改变运动方向 D．电梯加速度突然增加
E．电梯加速度突然减少 F．电梯突然改变加速度方向
3．一个质量为50kg的人，站在竖 ( http: / / www.21cnjy.com )直向上运动着的升降机地板上。他看到升降机内挂着重物的弹簧秤的示数为40N。已知弹簧秤下挂着的物体的重力为50N，取g=lOm／s2，则人对地板的压力为( ) A．大于500N B．小于500N
C．等于500N D．上述说法均不对
4．一个小杯子的侧壁有一小孔，杯内盛水后，水会从小孔射出。现使杯自由下落，则杯中的水( )
A.会比静止时射得更远些
B．会比静止时射得更近些
C．与静止时射得一样远 D．不会射出
5．原来作匀速运动的升降机内，有一被 ( http: / / www.21cnjy.com )伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示。现发现物体A突然被弹簧拉向右方。由此可判断，此时升降机的运动可能是( )
A．加速上升 B．减速上升
C．加速下降 D．减速下降
6．质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下。若重物以加速度a下降(aA．(M+m)g-ma B．M(g-a)-ma
C．(M-m)g+ma D．Mg-ma
7．某人在地面上最多能举起质量为 ( http: / / www.21cnjy.com )60kg的物体，在一加速下降的电梯里最多能举起质量为80kg的物体，则电梯的加速度为__________，如果电梯以这个加速度匀加速上升，这个人在电梯内最多能举起质量为___________的物体(取g=lOm／s2)。8.一物体受竖直向上拉力F作用，当拉力F1=140N时，物体向上的加速度a1为4m／s2，不计空气阻力，求：(1)物体的质量为多少 (2)物体在2s内的位移和2s末速度为多大 (3)要使物体在2s内的位移增大为原来的4倍，物体所受的竖直向上拉力F2为多少
9.如图所示，质量为m的木块A放置在 ( http: / / www.21cnjy.com )升降机中的斜面上，斜面倾角为θ，木块和升降机保持相对静止。当升降机以加速度a匀减速向下运动时，求木块A所受的支持力和摩擦力。4.3 牛顿第二定律
【学习目标】
1、掌握牛顿第二定律内容，提高利用此定律进行计算的能力
2、知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的
3、自主学习、合作探究，掌握由实验归纳物理规律的方法
【重点难点】 牛顿第二定律的应用
归纳总结牛顿第二定律的方法
【学习内容】
一、新知铺垫
1、牛顿第一定律告诉我们，力是__________的原因，即力是产生 的原因。
2、由实验探究a与F、m三者之间的关系可知：m一定时，a与F成（ ）；
F一定时，a与m成（ ）
二、预习新知
1、牛顿第二定律
（1）、运动员用力踢球，球从静止到运动； ( http: / / www.21cnjy.com )用头顶球，球的速度大小和方向都发生改变，那么足球在运动过程中运动状态是否发生了改变？足球在运动过程中是否产生力加速度？物体运动状态改变的本质原因是什么？
（2）物体受到力的作用后产生的加速度还跟什么因素有关呢？
（3） 牛顿第二定律中力F表示什么意义？
2、力的单位
（1）“牛顿”这个力的单位是怎样定义的？
（2）你是如何理解F=kma中k的意义的？
针对训练：
1、在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，关于k的说法正确的是（ ）
A、在任何情况下k都等于1
B、在国际单位制中k一定等于1
C、k的数值由质量、加速度和力的大小决定
D、k的数值由质量、加速度和力的单位决定
2、由牛顿第二定律可知（ ）
A、同一物体的运动速度越大，受到的合外力也越大
B、同一物体的速度变化率越小，说明它受到的合外力越小
C、物体的质量与它所受的合外力成正比，与它的加速度成反比
D、同一物体的速度变化越大，说明它受到的合外力越大
3、跳伞运动员在下落过程中，假定伞所受空气阻力大小跟下
落速度的平方成正比，即F=kv，比例系数k=20N s/m，人与伞的总质量为72kg，起跳高度足够高，则：（g取10m/s）
（1）跳伞运动员在空中做什么运动？收尾速度为多大？
（2）当速度达到4m/s时，下落加速度是多少？
三、学习 探究区：
探究点一：牛顿第二定律（重点）
问题1：写出牛顿第二定律的文字表述和意义。
问题2：怎样才能准确理解牛顿第二定律？
探究点二：牛顿第二定律的应用（重点）
问题1：牛顿第二定律的简单应用
【例1】如图1所示，位于水平面上质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为m的木块，在大小为F、方向与水平方向成a角的斜向上的拉力作用下沿地面做匀加速直线运动。若物块与水平面间的动摩擦因数为u，求物块的加速度。
【例2】质量是2kg的物体放在水平面上，受到6N的水平拉力后，物体由静止开始运动，10s末的速度为8m/s，求：(g取10m/s）
（1）物体的加速度；
（2）物体与地面间的动摩擦因数；
（3）如果4s末时撤去拉力，求5s末物体速度的大小
归纳总结：请总结利用牛顿第二定律解题的一般步骤。
针对训练：
1、质量为1kg的物体受3N和4N的两个共点力作用，物体的加速度可能是（ ）
A、5m/s B、7m/s C、8m/s D、9m/s
2、用平行于斜面的力F把 ( http: / / www.21cnjy.com )质量为m的物体沿斜面向上拉，并使其加速度的大小等于该物体放在斜面上沿斜面下滑的加速度的大小，则F的大小是（斜面倾角为30度）（ ）A、1/2mg B、mg C、3/2mg D、1/3mg
【课后作业与练习】
1、关于牛顿第二定律的叙述对的是（ ）
A、该定律的表达式F=ma在任何情况下都适用
B、某一瞬时加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关。
C、在公式F=ma中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和。
D、物体的运动方向一定与物体所受合力的方向一致。
2、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、物体立即获得速度
B、物体立即获得加速度
C、物体同时获得速度和加速度
D、由于物体未来得及运动，所以速度和加速度都为零
3、质量为m的木块位于粗 ( http: / / www.21cnjy.com )糙水平面上，若用大小为F的水平恒力拉木块，其加速度为a，当拉力方向不变，大小变为2F时，木块的加速度为A，则（ ）
A、A=a B、A<2a C、A>2a D、A=2a
4、质量为8000kg的汽车，以1.5m/s2的加速度沿水平路面加速运动，所受阻力位2500N，则汽车的牵引力为（ ）N。
5、质量为50kg的人从静止开始以4米每二次方秒的加速度沿一木杆竖直滑下，则人施于木杆的摩擦力是N（取g=10 m/s2）
6、大小相同的实心铁球A和木球B，从同一高度由静止下落，设两球所受空气阻力相同，则下落的加速度a铁_____a木。（填>、<或=）
7、水平路面上质量是30kg的手推车，在受到60N的水平推力时做加速度为1.5 m/s2的匀加速运动。如果撤去推力，车的加速度是多少？ 4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)
【学习目标】
1. 进一步学习分析物体的受力情况，能结合力的性质和运动
状态进行分析。
2. 知道两类动力学问题。
3. 理解应用牛顿运动定律解答两类动力学问题的基本思路和
方法。
4. 会应用牛顿运动定律结合运动学知识求解简单的两类问
题。
【重点难点】
1.应用牛顿定律解题的一般步骤。
2.两类动力学问题的解题思路。
【学习内容】
动力学的两类基本问题
本节的主要内容是在对物体进行受力分析的基础上，应用牛顿运动定律和运动学的知识来分析解决物体在几个力作用下的运动问题。
1．根据物体的受力情况(已知或分析得出)确定物体的运动情况
(求任意时刻的速度、位移等)。其解题基本思路是：利用牛顿
第二定律F合=ma求出物体的加速度a；再利用运动学的有关
公式（，， 等）
求出速度vt和位移s等。
2．根据物体的运动情况(已知)确定物体的受力情况。其解题基
本思路是：分析清楚物体的运动情况(性质、已知条件等)，选
用运动学公式求出物体的加速度；再利用牛顿第二定律求力。
3．无论哪类问题，正确理解题意、把握条件、分清过程是解
题的前提，正确分析物体受力情况和运动情况是解题的关键，
加速度始终是联系运动和力的纽带、桥梁。可画方框图如下：
4．把动力学问题分成上述两类基本问题有其实际重要意义。已知物体受力情况根据牛顿运动定律就可确定运动情况，从而对物体的运动做出明确预见。如指挥宇宙飞船飞行的科技工作者可以根据飞船的受力情况确定飞船在任意时刻的速度和位置。而已知物体运动情况确定物体受力情况则包含探索性的应用。如牛顿根据天文观测积累的月球运动资料，发现了万有引力定律就属于这种探索。
二、应用牛顿运动定律解题的一般步骤
(1)确定研究对象(在解题时要明确地写出来)．可根据题意选
某物体(题设情景中有多个物体时尤显必要)或某一部分物体
或几个物体组成的系统为研究对象。所选研究对象应是受力或
运动情况清楚便于解题的物体。有的物体虽是涉及对象但受力
或运动情况不明不能选为研究对象，需要根据牛顿第三定律转
移研究对象分析。比如求物体对地面的压力，不能选地面为研
究对象而选物体为研究对象，求得地面对物体的支持力，再由
牛顿第三定律得出物体对地面的压力与地面对物体的支持力
大小相等方向相反。
(2)全面分析研究对象的受力情况，正确画出受力示意图。可
以按力的性质——重力、弹力、摩擦力、其他力的次序分析物
体所受各个力的大小和方向；再根据力的合成知识求得物体所受合力的大小和方向。也可以根据牛顿第二定律F合=ma，在加
速度a的大小方向已知或可求时，确定合力F合的大小和方向。
牛顿运动定律研究的对象是质点或可以看成质点的物体，因此
画示意图时，可以用一方块一圆圈或一个点表示物体，各力作
用点画在一个点(如方块中心或圆圈中心)上。各力方向一定要
画准，力线段的长短要能定性地看出力大小的不同。
(3)全面分析研究对象的运动情况，画出运动过程示意简图(含
物体所在位置、速度方向、加速度方向等)。特别注意：若所
研究运动过程的运动性质、受力情况并非恒定不变时，则要把
整个运动过程分成几个不同的运动阶段详细分析。每个阶段是
一种性质的运动。要弄清楚各运动阶段之间的联系(如前一阶
段的末速度就是后一阶段的初速度等)。
(4)利用牛顿第二定律(在已知受力情况时)或运动学公式(在运动情况已知时)求出加速度。
(5)利用运动学公式(在受力情 ( http: / / www.21cnjy.com )况已知时)或牛顿运动定律(在运动情况已知时)进一步解出所求物理量。注意：在求解过程中，要选准公式、正确运算、简洁、规范。要先求出所求物理量的文字表达式再代人数字进行计算。各量统一用国际单位制单位。各已知量的单位不必一一定出，在数字后面直接写上所求量的国际单位制单位即可。
(6)审查结果是否合理或深入探讨所得结果的物理意义、内涵及外延等。
【例一】一个质量m=10kg的 ( http: / / www.21cnjy.com )物体，在五个水平方向的共点力作用下静止在摩擦因数u=0．4的水平面上，当其中F3=100N的力撤消后，求物体在2s末的速度大小、方向和这2s内的位移。取g=10m／s2。
【例二】质量为1000吨的列车由车 ( http: / / www.21cnjy.com )站出发沿平直轨道作匀变速运动，在l00s内通过的路程为1000m，已知运动阻力是车重的0．005倍，求机车的牵引力。
【例三】木块质量m=8kg，在F=4N的 ( http: / / www.21cnjy.com )水平拉力作用下，沿粗糙水平面从静止开始作匀加速直线运动，经t=5s的位移s=5m．取g=10m／s2，求：
(1)木块与粗糙平面间的动摩擦因数。
(2)若在5s后撤去F，木块还能滑行多远
【例四】长为20米的水平传输带以 ( http: / / www.21cnjy.com )2m／s的速度匀速运动，物体与传输带间的摩擦系数u=0．1。物体从放上传输带A端开始，直到传输到B端所需时间为多少
【例五】图中的AB、AC、AD都是光滑的轨道，A、B、C、
D四点在同一竖直圆周上，其中AD是竖直的。一
小球从A点由静止开始，分别沿AB、AC、AD轨
道滑下B、C、D点所用的时间分别为tl、t2、t3。
则( )
A．tl=t2=t3 B．tl>t2>t3 C．tltl>t2
【课堂小结与反思】
【课后作业与练习】
课堂训练：
1．A、B、C三球大小相同，A为实心木 ( http: / / www.21cnjy.com )球，B为实心铁球，C是质与A一样的空心铁球，三球同时从同一高度由静止落下，若受到的阻力相同，则( )
A．A球下落的加速度最大 B．B球下落的加速度最大
C．c球下落的加速度最大 D．B球落地时间最短，A、
C球同时落地
2．质量为M的木块位于粗糙水平桌面上，若用大小为F的水
平恒力拉木块，其加速度为a。当拉力方向不变，大小变为2F
时，木块的加速度为a′，则( )
A．a′=a B．a′<2a C．a′>2a D．a′=2a
3．图中的AD、BD、CD都是光滑的斜面，现使一小物体分别
从A、B、D点由静止开始下滑到D点，所用时间分别为t1、
t2、t3，则( )
A．tl>t2>t3 B．t3>t2>t1
C．t2>t1=t3 D．t2t3
课后作业：
1．一物体受几个力的作用而处于静止状态， ( http: / / www.21cnjy.com )若保持其他力恒定而将其中一个力F1逐渐减小到零(保持方向不变)，然后又将F1，逐渐恢复到原状。在这个过程中，物体的( )
A．加速度增大，速度增大 B．加速度减小，速度增大
C．加速度先增大后减小，速度增大
D．加速度和速度都是先增大后减小
2．如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、
方向与水平方向成a角的拉力作用下沿地面作加速运动。若木
块与地面之间的动摩擦因数为u，则木块的加速度为( )
A.F／M B．Fcos a／M
C．(Fcos a —u Mg)／M
D．[Fcos a—u(Mg—Fsina )]／M
3．质量为m的质点，受到位于同一平面上的n个力(F1，F2，
F3，…，Fn)的作用而处于平衡状态。撤去其中一个力F1，其
余力保持不变，则下列说法中正确的是( )
A．质点一定在F1的反方向上做匀加速直线运动
B．质点一定做变加速直线运动
C．质点加速度的大小一定为F1／m
D．质点可能做曲线运动，而且在任何相等的时间内速度的变
化一定相同
4．一木块放在粗糙水平地面上，分别受到与水平方向成θ1角、θ2角的拉力F1、推力F2，木块的加速度为a。若撤去F2，则木块的加速度( )
A．必然增大
B．必然减小
C．可能不变
D．可能增大
5．如图所示，为测定木块与斜 ( http: / / www.21cnjy.com )面之间的动摩擦因数，某同学让木块从斜面上端自静止起作匀加速下滑运动，他使用的实验器材仅限于：(1)倾角固定的斜面(倾角未知)：(2)木块：(3)秒表：(4)米尺。实验中应记录的数据是_____________，计算摩擦因数的公式是u=_____________________为了减小实验的误差，可采用的办法是______________。
6．一机车拉一节车厢，由 ( http: / / www.21cnjy.com )静止开始在水平直铁轨上作匀加速运动，10s内运动40m。此时将车厢解脱，设机车的牵引力不变，再过10s两车相距60m，两车质量之比为多少。 (阻力不计)
7．一辆小车上固定一个倾角α=30°的光 ( http: / / www.21cnjy.com )滑斜面，斜面上安装一块竖直光滑挡板，在挡板和斜面间放置一个质量m=l0kg的立方体木块，当小车沿水平桌面向右以加速度a=5m／s2运动时，斜面及挡板对木块的作用力多大
8．用细绳系住一个位于深h的井底的物体 ( http: / / www.21cnjy.com )，使它匀变速向上提起，提到井口时的速度为零。设细绳能承受的最大拉力为T，试求把物体提至井口的最短时间。
9．如图所示，质量m=2kg的物体A与竖直墙壁问的动摩擦因
数u=0．2，物体受到一个跟水平方向成60°角的推力F作用
后，物体紧靠墙壁滑动的加速度a=5m／s2，取g=l0m／s2，求：
(1)物体向上做匀加速运动时，推力F的大小；
(2)物体向下做匀加速运动时，推力F的大小．
10．在以2m/s2加速上升的升降机中，给紧靠厢壁、质量
为1kg的物体一个水平力F（摩擦因数μ=0．2），使物体相对厢静止，如图所示，则F的最小值是多少？（g取10 m/s2）
附件1：律师事务所反盗版维权声明
附件2：独家资源交换签约学校名录（放大查看）
学校名录参见：http://21世纪教育网/wxt/list. aspx ClassID=3060
运动学公式
牛顿第二定律
物体受力情况及其分析
物体运动状态及其变化
加速度
a
F
