人教版物理必修1全册精品教案（27份）

必修1第一章运动的描述章末复习教
一、教材分析
运动学时整个力学的基础之一，在整个力学地位之重要的 ，本章描述运动的描述的基本概念：位移、速度、加速度、并首先提出矢量的概念。对全高中矢量方向性打下坚实的基础。
二、教学目标
1、通过本章学习，认识如何建立运动中的相关概念，并体会用概念去描述相关质点运动的方法。了解质点、位移、速度、加速度等的意义。
2、通过史实初步了解近代实验科学的产生背景，认识实验对物理学发展的推动作用，并学会用计时器测质点的速度和加速度。
3、通过学习思考及对质点的认识，了解物理学中模型和工具的特点，体会其在探索自然规律中的重要作用。如质点的抽象、参考系的选择、匀速直线运动的特点等。
4、体会物理学中，相关条件的特征及作用，科学的方法在物理学中的意义，如瞬时速度、图象等。
三、教学重点
位移、速度、加速度三个基本概念，及对这三个概念的应用。
四、教学难点
对位移、速度、加速度三个基本概念的理解，掌握其矢量性，解决与这三个概念相关的实际问题。
五、教学过程
（一）投影全章知识脉络，构建知识体系
1、知识框架图
2、基本概念图解
（二）本章专题剖析
[ 例1 ]关于速度和加速度的关系，下列论述正确的是（ ）
A. 加速度大，则速度也大
B. 速度的变化量越大，则加速度也越大
C. 物体的速度变化越快，则加速度就越大
D. 速度的变化率越大，则加速度越大
解析： 对于A选项来说，由于速度和加速度无必然联系，加速度大，速度不一定大，因此A错误。B选项，，速度变化量越大，有可能更大，a不一定大，B也错。C选项，加速度a是描述物体速度变化快慢的物理量，速度变化越快，a越大，所以C对。D选项，称为速度变化率，，故有速度的变化率越大，加速度越大。所以D对。故答案应选C、D。
点拨：本题往往会误将A、B选项作为正确选项而选择，原因是没有弄清楚a与v、的关系。而D选项部分同学却认为不正确而漏选，其原因是没有把握好加速度定义式所包含的本质意义，造成错解。
[ 例2 ]甲乙两物体在同一直线上运动的。x-t图象如图1所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点则从图象可以看出（ ）
A．甲乙同时出发
B．乙比甲先出发
C．甲开始运动时，乙在甲前面x0处
D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙
分析：匀速直线运动的x-t图象是一条倾斜的直线，直线与纵坐标的交点表示出发时物体离原点的距离。当直线与t轴平行时表示物体位置不变，处于静止，两直线的交点表示两物体处在同一位置，离原点距离相等。
答案ACD
拓展思考：有人作出了如图2所示的x-t图象，你认为正确吗？为什么？
（不正确，同一时间不能对应两个位移）
［例3］如图所示为一物体作匀变速直线运动的v－t图像，试分析物体的速度和加速度的特点。
分析：开始计时时，物体沿着与规定正方向相反的方向运动，初速度v0= -20m/s，并且是减速的，加速度a是正的，大小为a=10m/s2，经2秒钟，物体的速度减到零，然后又沿着规定的正方向运动，加速度的大小、方向一直不变。
点拨：图线是一条直线，斜率不变，故加速度不变，且a>0，但速度的大小、方向都发生了变化。
（三）课堂练习
1、汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则（ BD ）
A．汽车的速度也减小
B．汽车的速度仍在增大
C．当加速度减小到零时，汽车静止
D．当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大
2、一枚火箭由地面竖直向上发射，其v-t图象如图所示，由图象可知（ A ）
A．0－t1时间内火箭的加速度小于t1－t2时间内火箭的加速度
B．在0－t2时间内火箭上升，t2－t3时间内火箭下落
C．t2时刻火箭离地面最远
D．t3时刻火箭回到地面
3、由，可知（ CD ）
A．a与成正比 B．物体加速度大小由决定
C．加速度方向与方向相同 D．就是加速度
4、关于速度和加速度的说法中，正确的是（ C ）
A．速度是描述运动物体位置变化大小的物理量，而加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量
B．运动物体速度变化大小与速度变化在实质上是同一个意思
C．速度的变化率表示速度变化的快慢，速度变化的大小表示速度增量的大小
D．速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量，加速度是描述物体位移变化快慢 的物理量
1.1质点、参考系和坐标系
教材分析
本节教科书的第一段道出了全章教科书的目标，就是研究“怎样描述物体的机械运动”。教科书一开始就从参考系中明确地抽象出了坐标系的概念，指导思想是强调一般性的科学方法，即为这样的思想作准备：解决问题时首先把实际问题抽象成物理模型，然后用数学方法描述这个模型，并寻求解决的方法。
要研究物体位置的变化问题，首先必须解决位置确定问题，教科书把“物体和质点”当作一个知识点，说明质点是针对物体而言的，实际的“物体”都“占有一定的空间”，在通常的运动过程中，“不同部位的运动情况是不相同的”，从而“给描述运动带来了困难”，解决问题的关键是“能否用一个点来代替物体”。
教学目标
1、知道参考系的概念。知道对同一物体选择不同的参考系时，观察的结果可能不同。
2、理解质点的概念，知道它是一种科学的抽象，知道科学抽象是一种普遍的研究方法。
教学重点
1、在研究问题时，如何选取参考系。
2、质点概念的理解。
教学难点
在什么情况下可把物体看出质点
教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
在研究某一问题时，对影响结果非常小的因素常忽略。常建立一些物理模型，这是一种科学抽象。那以前接触过这样的物理模型吗？
如：光滑的水平面、轻质弹簧。
这些都是把摩擦、弹簧质量对研究问题影响极小的因素忽略掉了。今天我们又要建立一种新的物理模型——质点。质点，并完成下列问题：
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨。
1、物体和质点
填写：
（1）质点就是没有 ，没有 ，只具有物体 的点。
（2）能否把物体看作质点，与物体的大小、形状有关吗？
（3）研究一辆汽车在平直公路上的运动，能否把汽车看作质点？要研究这辆汽车车轮的转动情况，能否把汽车看作质点？
（4）原子核很小，可以把原子核看作质点吗？
（5）运动的质点通过的路线，叫质点的运动 ； 是直线，叫直线运动； 是曲线，叫 。
共评：质点是没有形状、大小、具有物体全部质量的点。这是一种科学抽象，就是要抓住主要特征，忽略次要因素，这就必须是具体问题具体分析。如果在我们研究的问题中，物体的形状、大小以及物体上各部分运动的差异是次要的或不起作用的，就可以把它看作质点。比如在平直公路上运动的汽车，研究它运动的特点，汽车的大小、形状及车上各部分运动的差异是次要的，可把汽车看作质点。而研究车轮的转动，是研究汽车上部分的运动，就不能把汽车看作质点，再比如原子核很小，要是研究质子与质子的作用时，就不能把它看作质点。
2、（1）参考系：为了描述一个物体的运动，选来作为标准的物体，叫参考系。
（2）选择不同的参考系观察同一个运动，观察的结果会有不同
举例：描述同一个运动，选择不同参考系，观察结果也不一样。
举例：运动的汽车，是选择地面为参考系，如选司机为标准，汽车是静止的 ……
（3）总结：参考系是可任意选取，但选择的原则要使运动和描述尽可能简单。比如，研究地面上物体的运动，选择地面或相对地面动的物体作参考系要比选太阳作参考系简单。
3、坐标系
如果物体沿直线运动，为了定量描述物体的位置变化，可以以这条直线为轴，在直线上规定原点、正方向和单位长度，建立直线坐标系。
一般来说，为了定量地描述物体的位置的变化，需要在参考系上建立适当的坐标系
教学中注意以下几点：
（1）坐标系相对参考系是静止的。
（2）坐标的三要素：原点、正方向、标度单位、
（3）用坐标表示质点的位置。
（4）用坐标的变化描述质点的位置改变。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了质点 参考系和坐标，那么，在下一节课我们一起来学习时间和位移。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析矢量和标量的有什么区别？如何得出恰当的结论的。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
课堂小结
本节课通过学生熟知的实例分析，让学生很自然地领会到“在某些情况下，真的可以不考虑物体的大小和形状”，“突出物体具有质量这一要素，把它简化为一个有质量的点”。这充分说明了将物体简化成质点的条件性，质点的两大基本属性。
为了强调坐标的概念，教科书用数学和物理学中通用的符号，即在直线运动中用x表示质点的位置，极坐标，用△x=x1－x2表示质点的位移。在表示物理量的变化时，“△”实际上是我们以前都在使用的符号，学生不会感到困难。相反，由于有了明确表示物理量的变化量的符号，学生更易区分某物理量与这个物理量的变化量。
明确地把某个物理量与这个物理量的变化区分开，这是本书的特点。物理学中经常要区分这两种物理量，有意识地强调它们的区别，对于以后的学习会有好处。下一节中，时刻与时间间隔的关系也是这样。
1.2时间与位移
教材分析
《时间和位移》是人教版高中物理必修一第1章第2节教学内容，主要学习两个重要的知识点：1知道什么是矢量和标量，2会区别位移和路程及时间和时刻。本节内容是对本章知识的提升，又是后面知识点学习的基础。
教学目标
(一)知识目标：1、会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
2、会用矢量表示和计算质点位移。
(二)能力目标： 1、通过用物理量表示质点不同时刻的不同位置，不同时间内的不同位移（或路程）的体验，领略物理方法的奥妙，体会科学的力量。
三)德育目标：2、养成良好的思考表述习惯和科学的价值观。
教学重点
1、时间和时刻的概念以及它们之间的区别和联系。
2、位移的概念以及它与路程的区别。
教学难点
位移的矢量性
教学过程
（一）引入: (播放影片)
通过前面的影片大家可以看到,宇宙万物都在时间和空间中存在和运动.我们每天按时上课、下课、用餐、休息.从幼儿园、小学、中学，经历一年又一年，我们在时间的长河里成长.对于时间这个名词，我们并不陌生，你能准确说出时间的含义吗？物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变，你们用什么来量度物体位置的改变呢？这就是我们今天要研究的课题:时间和位移.
(二)新课教学：
（一）时刻和时间间隔
老师提出问题: 1．结合教材，你能列举出哪些关于时间和时刻的说法?
2．观察教材第14页图1．2—1，如何用数轴表示时间?
3. 时刻和时间有什么区别?
学生讨论: 仔细阅读“时刻和时间间隔”,相互讨论,得出结论.
老师请学生回答问题并做小结:
1.物体的运动总是伴随着时间和空间而进行.
2.在表示时间的数轴上，时刻表示一个点，而两个点之间（即两个时刻之间）对应的线段表示时间间隔, 简称时间.
3.时刻是指某一瞬时，时间是时间间隔的简称，指一段持续的时间间隔。两个时刻的间隔表示一段时间．
学生思考: 我国在2003年10月成功地进行了首次载人航天飞行．10月15日09时0分，“神舟”五号飞船点火，经9小时40分50秒至15日18时40分50秒，我国宇航员杨利伟在太空中层示中国国旗和联合国旗，再经11小时42分10秒至16日06时23分，飞船在内蒙古中部地区成为着陆．在上面给出的时间或时刻中，哪些指的是时间，哪些又指的是时刻?
参考答案：这里的“10月15日09时0分”、“15日18时40分50秒”和“16日06时23分”，分别是指这次航天飞行点火、展示国旗和着陆的时刻，而“9小时40分50秒”和“11小时62分10秒”分别指的是从点火到展示国旗和从展示国旗到着陆所用的时间．
（二）位移和路程
中国西部的塔克拉玛干沙漠是我国最大的沙漠，在沙漠中，远眺不见边际，抬头不见飞鸟．沙漠中布满了100～200m高的沙丘．像大海的巨浪，人们把它称为“死亡之海”．
许多穿越这个沙漠的勇士常常迷路，甚至因此而丧生．归结他们失败的原因都是因为在沙漠中搞不清这样三个问题：我在哪里?我要去哪里?选哪条路线最佳?而这三个问题涉及三个描述物体运动的物理量：位置、位移、路程．
老师提出问题: 位置、位移、路程它们有什么不同?请同学们结合教材弄明白这几个问题.
学生讨论: 四人一组,在各组发表自己的看法,对几个概念进行讨论.
老师请学生回答问题并做小结:
1：位移是矢量，有向线段的长度表示其大小，有向线段的方向表示位移的方向．
2：质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关．
3：位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向，是标量．
学生思考: 一质点绕半径为R的圆周运动了一圈，则其位移大小为??????????????? ，路程是?????? 。若质点运动了周，则其位移大小为?????????? ，路程是????? ，运动过程中最大位移是???????? 最大路程是??????? 。
（三）矢量和标量
老师提出问题:位移是矢量，路程是标量。那它们有什么相同点和不同点呢?说说矢量和标量的算法上又有什么不同呢?
学生讨论: 仔细阅读“时刻和时间间隔”,相互讨论,得出结论.
老师请学生回答问题并做小结:
1既有大小又有方向的物理量叫矢量，只有大小没有方向的物理量叫标量。
2位移是矢量，只与始末位置有关而与路径无关，而路程与路径有关.
3两个标量相加遵从算术加法的法则．
学生思考: 气球升到离地面80m高空时，从气球上掉下一物体，物体又上升了10 m高后才开始下落，规定向上方向为正方向．讨论并回答下列问题，体会矢量的表示方向．
(1)物体从离开气球开始到落到地面时的位移大小是多少米?方向如何?
(2)表示物体的位移有几种方式?其他矢量是否都能这样表示?注意体会“+”“－”号在表示方向上的作用．
解析：(1)一80m，方向竖直向下；(2)到现在有三种：语言表述法，如“位移的大小为80m，方向竖直向下”；矢量图法；“+”“一”号法，如“规定竖直向上为正方向，则物体的位移为一80m”．
（四）直线运动的位置和位移
老师提出问题:在同一直线中如何利用坐标表示出物体的位移，如何进行计算？
老师请学生回答问题并小结:
从上面图中我们看出，物体沿直线运动由B运动到A时其位移即为XA-XB=4m,由A运动到O点时的位移即为XO-XA=-2m。
(三)巩固练习
1关于时间与时刻，下列说法正确的是（ ）
A.作息时间表上标出上午8:00开始上课，这里的8:00指的是时间
B.上午第一节课从8:00到8:45，这里指的是时间
C.电台报时时说：“现在是北京时间8点整”，这里实际上指的是时刻
D.在有些情况下，时间就是时刻，时刻就是时间
解析：时刻是变化中的某一瞬间，时间为两个时刻之间的长短，时刻是一个状态而时间是一个过程，所以答案应为BC。
答案BC
课堂小结
时间和时刻这两个概念是同学们很容易混淆的，同学们要掌握时间坐标轴.在时间轴上，用点表示时刻，用线段表示一段时间间隔.位移和路程是两个不同的物理量，位移是用来表示质点变动的，它的大小等于运动物体初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向末位置，是矢量；而路程是物体实际运动路径的长度，是标量.只有物体做单向直线运动时，其位移大小才和路程相等，除此以外，物体的位移的大小总是小于路程.找位移的最好办法是从初位置到末位置间画有向线段.有向线段的方向就是位移的方向，有向线段的长度就是位移的大小.时刻对应位置，时间对应位移.在位置坐标轴上，用点来表示位置，用有向线段来表示位移.
1.3运动快慢的描述——速度
教材分析
本节教科书的重点是速度。初中和高中所学的速度是不同的，提醒学生注意这点不同，有利于学生对矢量的学习。通过极限的思维方法，从平均速度过渡到瞬时速度，但第一次教学时不要主动启发学生思考这种问题，多次接触极限思维方法后，潜移默化会使他们明白。
教学目标
一、知识与技能
知识与技能：
　　1、理解速度概念，领会速度概念的比值定义方法
　　2、理解平均速度概念，会利用平均速度的定义式计算物体的平均速度
　　3、知道瞬时速度是表示某一时刻的速度，了解平均速度与瞬时速度的区别与联系
　　4、理解速度的矢量性，知道速度的方向即物体运动的方向
　　5、知道速度与速率的区别与联系
　　过程与方法：
　　1、体会平均速度概念的等效思想方法
　　2、在讨论平均速度和瞬时速度联系的过程中，体会极限思想方法
　　3、根据速度定义体会变化率的概念
　　情感态度与价值观：
　　1.通过极限法培养学生科学的思维方式
　　2.培养学生的迁移类推能力和抽象思维能力
教学重点
速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。
教学难点
对瞬时速度的理解
教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
质点的各式各样的运动，快慢程度不一样，那如何来描述物体运动的快慢？
教师活动：指导学生快速阅读教材中的黑体字标题，提出问题：要描述物体运动的快慢，本节课将会学到那些概念（物理量）？
学生活动：通过阅读、思考，对本节涉及的概念有个总体印象，知道这些概念都是为了描述物体运动的快慢而引入的，要研究物体运动的快慢还要学好这些基本概念
（三）合作探究、精讲点拨。
一、坐标与坐标的变化量
教师活动：指导学生仔细阅读“坐标与坐标的变化量”一部分，同时提出问题：
1、以你骑自行车上学为例，假设你经过的某短路时平直的，你能说明“坐标”与“坐标的变化量”有何不同，又有何联系？
2、观察图1.3-1，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量？
3、教材15页上“思考与讨论”中的两个问题应怎样回答？
学生活动：学生在教师的指导下，自主阅读，积极思考，然后每四人一组展开讨论，每组选出代表，发表见解，提出问题。
教师活动：帮助总结并回答学生的提问
二、速度
教师活动：指导学生仔细阅读“速度”一部分，同时提出问题：
1、比较物体运动的快慢，可以有哪些方法？结合你身边的实例加以说明。
2、什么是速度？为什么用速度就可以描述物体运动的快慢？
3、表示速度的单位有哪些？它是矢量还是标量？
学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，初步建立起速度的概念。
教师提问：对于同一个物体，在某一段时间内，运动的快慢也不是每时每刻都一样。我们用公式计算出的速度，能否精确描述物体在任一时刻运动的快慢？
学生活动：思考老师提出的问题，讨论后得出结论：不能。因为，只能反应一段时间内物体运动的快慢？
教师提问：怎样精确描述物体在任一时刻运动的快慢呢？
?
三、平均速度和瞬时速度
教师活动：指导学生仔细阅读“平均速度和瞬时速度、速度和速率”两部分，同时提出问题：我们日常生活中说到的“速度”是指什么？请举例说明。
学生活动：学生就老师提出的问题去阅读教材，寻求答案；然后四人一组交流讨论，选出代表发表见解。
教师活动：聆听学生回答，点评。
教师活动：1、指导学生观察图1.3-2，认识汽车速度计的表盘并练习读数。
2、指导学生观察18页表格，了解表格中常见物体的速度；
3、就课本19页“说一说”中讲述的故事，展开讨论，回答图1.3-3中的问题。
学生活动：思考P20“问题与练习”第1、2题，讨论后回答。
教师活动：聆听学生回答，点评。
四、速度和速率
1．速率：瞬时速度的大小叫做速率．
2．日常生活和物理学中说到“速度”，有时是指速率．
思考：平均速率是平均速度的大小吗?
提示：平均速度是物体的位移与发生这段位移所需时间的比值．平均速率是物体通过的路程与所需时间的比值．由于物体在通过一段位移时，位移的大小一般不等于路程，故平均速率一般也不等于平均速度的大小． 特例：只有当物体做单方向的直线运动时，位移大小才等于路程，平均速度的大小才与平均速率相等．
[典例分析]
【例1】一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s的速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？
　　【解析】根据平均速度的定义公式，s为总位移，t为总时间，等于前一段位移与后一段位移所用时间之和。
?　全过程的位移s=120m
　　物体在前一段位移用的时间为
　　后段位移用的时间为
　　整个过程的用的总时间为t=t1+t2=50s
　　整个过程的平均速度m/s=2．4m/
〔例2〕汽车沿着指向从甲地开往乙地，（1）若在一半路程的平均速度为v1，后一半路程为v2，则汽车全程的平均速度为多少？（2）若汽车在全程所用时间的前一半和平均？（3）两种情况下的平均速度哪个大？
解：设一半路程为x前一半路程用时间为t1，后一半路程所用时间t2，根据平均速度的定义式,有（2）设全程运动时间为t，则前一半时间位移为x1＝v1 ，后一半时间的位移x2=v2 ，由平均速度公式。（3）两平均速度作差有：,即v1≠v2时，后一种情况的平均速度大
（四）反思总结
本章节主要学习了速度的概念极其物理意义，平均速度和瞬时速度的概念及物理意义。
知道了平均速度只能粗略描述质点运动的快慢。
速度是矢量，方向就是物体运动方向。平均速度中，速度方向也与位移方向相同。瞬时速度的方向就是质点在那一时刻的运动方向。速率是标量，是指瞬时速度的大小。
课堂小结
本节学习的速度、平均速度、瞬时速度等概念是运动学的最基本、最重要的概念。深刻理解这些概念的确切含义，弄清它们之间的区别和联系，是进一步学习运动学知识的基础。
初步掌握速度的矢量性、理解其物理含义，教师要引导学生在阅读教材的基础上，结合具体实例，积极进行讨论、加以区别
1.4实验用打点计时器测速度
教材分析
物理学是一门以实验为基础的自然科学.本节课为实验课，目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系.根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让学生用求平均速度的方法，粗略表示物体运动的瞬时速度.教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解.当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的准确性，这要在下一章中学习，在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识，以免冲淡学习重点，加重学生负担.本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法，而不是注重探究的结果多么完美，所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯.要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法，向学生讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意义.要充分发挥学生的主观能动性，让学生积极参与.教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使学生对图象的作用有更多、更深入的了解，为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础.
教学目标
知识与技能
1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移）.
2.会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度.
3.明确速度—时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象，能从图象中获取有用的信息.
过程与方法
1.通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力.
2.通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来.培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法.
3.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用.
4.体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑.
5.经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物体运动.
情感态度与价值观
1.感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识.
2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙.
3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培养学生用数学方法处理物理问题的意识.培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神.
4.培养学生合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯.
教学重点
1.学会使用打点计时器.
2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度.
3.会用描点法描绘物体的速度—时间图象，并从中获取物理信息.
教学难点
处理纸带的方法，用描点法画图象的能力.
教学过程
［新课导入］
测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只研究直线运动的速度的测量问题.
当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.
【课堂活动】
作为同桌的两位同学合作，简易模拟打点计时器.
1.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照一定的时间间隔点击纸带（比如每秒1次，或每秒2次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?
2.两位同学竞走比赛，为了比较他们的运动情况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况.
以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.
学生做完后讨论.
生：相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.
生：参加竞走的两人若运动快慢比较稳定，则漏沙比较均匀，若加速运动，会发现快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.
［新课教学］
师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来.
一、电磁打点计时器
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图1－4－1所示.工作电压为4 V～6 V.当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.
图1－4－1 电磁打点计时器
【交流与讨论】
电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？
生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数.
二、电火花计时器
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.
电火花计时器电火花计时器的外形如图1－4－2所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用.
图1－4－2
使用时电源插头直接插在交流220 V插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm×700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本.
【交流与讨论】
从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？
生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.
教师评论并系统总结.
师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50 μs，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5 μA）.
师：打点计时器能记录哪些信息？
生：时间和位移.
下面的时间交给学生自主探究.
三、练习使用打点计时器
学生自主阅读教材中的实验步骤提示.
指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据？
【交流与讨论】
针对问题，学生讨论实践后回答.
问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？
生：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.
问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？
生1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.
生2：可能是复写纸该换新的了.
生3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.
生4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.
生5：我选的电压在4 V和6 V的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压.
问题3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？
生：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.
投影展示：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：
使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采用这一方法.另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用.用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源.
师：处理纸带时，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点.如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？
生：共（n－1）个.
学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据.
【思考与讨论】
师：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？
生：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02 s，用这个总距离去除以所需用的时间.
【课堂训练】
出示题目：
打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况.请你用简短的语言描述图1－4－3所示每条纸带记录的物体的运动情况.
图1－4－3
参考答案：（a）、（b）的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（b）上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大.（c）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（d）表示物体运动得越来越慢，速度在减小.
四、用打点计时器测量瞬时速度
思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确.
示例：如图1－4－4，测量出包括E点在内的D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度=，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度.
图1－4－4
可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度.然而D、F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点.
学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移Δx，同时记录对应的时间Δt，填入教材第23页中设计好的表1中.
根据=算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.
【课堂训练】
出示题目：
如图1－4－5所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC=14.0 mm，AD=25.0 mm.那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为__________m/s，纸带在AD间的平均速度为_____________m/s；B点的瞬时速度更接近于____________m/s.
图1－4－5
参考答案：0.35 0.42 0.35
解析：AC间的平均速度为= m/s=0.35 m/s，AD间的平均速度为= m/s=0.42 m/s.对描述B点的瞬时速度来说，AC段所取的位移间隔更小，更能接近B点的真实速度，即B点速度更接近于0.35 m/s.
五、用图象表示速度
师：刚才我们从表2中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况，图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢？请同学们先看课文并回答.
生：在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度，将（v，t）作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度—时间图象（v-t图象），简称速度图象.
学生具体操作描点.
师：我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律.
师：为了更清晰，你可以把这些点用折线连起来.
在老师的提示和帮助下连线.
师：速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反映的规律应该与实际情况更接近.
指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新描画一遍.
师：我们现在来观察图象，可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况.
【
课堂小结
电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器.v－t图象：表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.某段时间图线与时间轴围成的面积值表示该段时间内物体通过的位移大小.形状一样的图线，在不同图象中所表示的物理规律不同.
1.5 速度变化快慢的描述——加速度
教材分析
加速度是力学教学的重要概念，也是高一年级物理课中较难懂的概念.在学生的经验中，与加速度有关的现象不多，这就给学习加速度概念带来困难.教材先列举轿车和旅客列车的加速过程，让学生讨论它们速度的快慢以增强学生的感性认识.教材还展示飞机的起飞过程，要求学生从具体问题中了解“速度快”“速度变化大”“速度变化快”的含义不同，并且又在旁批中指出“物体运动的快慢”与“运动速度变化的快慢”不同.在此基础上，通过飞机起飞和炮弹射出过程的具体数字运算引出平均加速度，进而说明瞬时加速度.同时指出了加速运动和减速运动中加速度与速度方向的关系.通过瞬时加速度得出直线运动的这一物理运动模型.在学习加速度概念后，又通过上节课学习的速度时间图象进一步说明怎样在图象中找到加速度，让学生通过速度时间图象加深对加速度概念的认识和对图象的理解，是对图象认识的深化和提高.变化率是生活中的常用概念，教材在“科学漫步”栏目中深入、细致地介绍了一般情况下的变化率，有助于学生理解速度是位置的变化率，加速度是速度的变化率.
要想正确理解加速度的物理意义，掌握加速度的定义公式，学生必须具有较高的抽象思维能力.可是，学生首次碰到加速度概念时是刚刚考入高中不久，不少学生抽象思维能力不高，难以理解加速度的意义和定义公式.为了降低难度，现行教材均把匀变速直线运动和加速度合为一节，只限于讨论匀变速直线运动中的加速度，只研究匀变速直线运动的加速度定义、公式、意义、单位、方向.没有研究加速度的测量方法，没有讨论加速度的合成与分解，没有涉及加速度的成因，只在以后各章节中才把加速度的概念逐步扩充到一般变速运动中的瞬时加速度.因此，在确定加速度教学目标时，应该注意教材处理的这一实际情况，逐步到位，不能一步到位.否则，教学目标制定过高，学习难度太大，不仅不能达到预期的教学目标，影响教学效率的提高，而且易于在学生中产生物理难学的心里障碍，对今后的物理学习也会产生负面影响.当然，也不能把教学目标制定得太低，这是不利于物理课堂教学效率提高的.
教学目标
知识与技能
1.知道加速度的物理意义.
2.掌握其定义公式和单位.
3.知道加速度的方向与速度变化量方向一致.
4.区别加速度、速度、速度变化量.
过程与方法
1.通过比值定义法，进一步了解加速度的物理意义.
2.通过对速度变化快慢描述的探索过程，体会一个量的变化与变化快慢的区别.
情感态度与价值观
1.本节在物体运动快慢的基础上进一步提出速度变化快慢的问题.
2.通过探索用比值定义法得出加速度的概念，感悟到探索问题解决问题的兴趣和学无止境的观点.
3.激发探索科学的兴趣和毅力.
教学重点
1.加速度概念的建立和加速度与匀变速直线运动的关系.
2.加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向.
教学难点
1.理解加速度的概念，树立变化率的思想.
2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率.
3.利用图象分析加速度的相关问题.
教学过程
导入新课
复习导入
教师通过课件展示图1-5-1两幅vt图象，供同学们交流讨论，并设疑对比思考.指导学生对两个匀变速直线运动的v-t图象认真观察，找出速度随时间的变化规律.
图1-5-1
学生归纳总结出：甲图中，物体的速度每秒变化5 m/s.
乙图中，物体的速度每5 s变化5 m/s.
引导学生体会速度的变化有快有慢，我们今天学习的加速度这一概念就是用来描述速度变化快慢的物理量，很自然地引出本节学习的内容.
问题导入
普通的小汽车和高档跑车的速度都能达到200 km/h,但它们从静止到具有这一速度所经历的时间不同，高档跑车经历的时间要远小于普通的小汽车.哪个速度的变化快呢？速度变化的快慢是衡量汽车档次的一个重要标准.这节课我们就来学习描述速度变化快慢的物理量——加速度.
影片导入
利用课件视频资源，依次大屏幕播放下列影片片断：

万吨货轮起航，10 s内速度增加到0.2 m/s 火箭发射时,10 s 内速度能增到约102 m/s
以8 m/s的速度行驶的汽车在急刹车时2.5 s内能停下来
以8 m/s的速度飞行的蜻蜓能在0.7 s内停下来
图1-5-2
在以上片断中，各物体的速度都发生了变化，你怎样才能比较速度随时间变化的快慢呢？
推进新课
一、加速度
利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车、运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论.谁的速度“增加”得快？如何来表示增加的快慢？
课件展示：依次展示三个速度表格，分析比较速度改变的快慢.
表一：
时刻/s
0
5
10
15
甲v/（m·s-1）
20
25
30
35
乙v/（m·s-1）
10
30
50
70
丙v/（m·s-1）
35
30
25
20
丁v/（m·s-1）
50
35
20
5
交流讨论：若物体在所用时间一样的情况下，速度改变大的物体速度改变得快.
点评：让学生从最简单的例子入手，先比较相同时间内的速度改变量，为不同时间不同改变量作知识铺垫.从简单到复杂，从特殊到一般，正是物理学探究规律的顺序.
表二：
初速度（km/h）
末速度（km/h）
所用时间（s）
轿车启动
20
50
7
5吨货车启动
20
50
38
10吨货车启动
20
50
50
学生认知观察表中数据并交流讨论，若在速度改变相同的情况下，可以比较时间的长短，所用时间越短，速度改变得越快.
教师继续引导学生分析数据，提高学生根据数据表来概括总结规律的分析能力.
教师设疑：若如下表所示，既无法用第一种方法，又无法用第三种方法比较，怎样比较它们速度变化的快慢？认真观察表三，通过计算说明这四个物体哪个速度改变得快.
表三：
初速度（m/s）
末速度（m/s）
所用时间（s）
A自行车下坡
2
11
4
B公共汽车出站
0
6
3
C火车出站
0
20
100
D飞机在空中飞行
300
300
10
很明显，这几个运动物体速度的改变量不同，速度改变的快慢也不同，且速度增加大的不一定就增加得快.为了描述物体运动中速度变化的快慢，人们引入了加速度的概念——加速度是用来描述速度变化快慢的物理量.
教师指导学生回忆怎样描述物体运动位置的变化.例如在匀速直线运动中，物体从A点运动到B点，可以用A、B两点坐标的变化除以所用时间即速度的大小来描述位置变化的情况.
点评：利用速度的表达式类比，力求使学生猜想到可以用速度的改变量除以所用时间来描述速度变化的快慢.
教师设疑：在表三中，A物体在4 s内速度从2 m/s增加到11 m/s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢？
交流讨论并总结：用物体速度的增加量除以所用的时间来描述这段过程中物体速度增加的快慢.
如果用符号a表示物体速度增加的快慢，Δv表示物体的速度的变化量，Δt表示物体的速度变化所用的时间，应如何用公式表达A物体的速度变化快慢呢？
结论：a== m/s2=2.25 m/s2
教师指导学生依次完成表三中B、C、D的计算：
对B：a== m/s2=2 m/s2
对C：a== m/s2=0.2 m/s2
对D：a== m/s2=0
上述方法就是变速直线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法.其中的a=式是变速直线运动的加速度的基本定义式.在国际单位中，加速度的单位是
m/s2，读作米每二次方秒.
明确：1.定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.
2.表达式：a=
3.单位及符号
米/秒2 m/s2(国际单位制)
厘米/秒2 cm/s2
阅读体会：课件展示阅读材料，让学生认真阅读并体会计算加速度.
材料一：高级跑车 克莱斯勒 ME412
0——100 km/h加速时间2.9 s
发动机：V12双顶凸轮轴48气门4Turbo
排量：6.000c.c.
最大马力：850/bhp/5,750rpm
峰值扭力：117.3 kgm/2,500——4,500rpm车重：1,310 kg
急速：400 km/h以上
汽车性能知识参考网址：
http://www.autoworld.com.cn/mantan.htm
http:auto.sohu.com/
材料二：死亡加速度
西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500g（取g=10 m/s2）这一数值，以醒世人.意思是如果行车加速度超过此值,将有生命危险.那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的.但如果发生交通事故时，将会达到这一数值.因为，一般车辆碰撞的时间短，大多为毫秒级.例如，两辆摩托车时速20 km相向而行发生碰撞，碰撞时间为毫秒级，能产生多大加速度？
教师引导学生类比加速度与位移，有什么共同的地方.引导学生归纳出加速度既有大小又有方向，是矢量.
说明：当物体加速时，则Δv=v2-v1＞0,时间Δt是标量，加速度a的计算值为正值,如果以初速度的方向为正方向（即初速度v0取正值），a为正值则可表示a的方向与初速度的方向相同，或反过来说，若加速度a与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动.
当物体是减速时，则Δv=v2-v1＜0,时间t是标量，加速度a的计算值为负值，如果仍以初速度的方向为正方向（即初速度v0取正值），a为负值则可表示a的方向与初速度的方向相反，或反过来说，若加速度a与初速度反向时，则这个直线运动为减速运动.
在未学到“牛顿第二定律”之前，也可以用两辆汽车以相同的速度变化率做匀加速运动和匀减速运动，虽然速度变化快慢相同，但速度的变化情况不同，前者速度越来越大，后者则反之.启发学生思考，只凭速度变化快慢（速度变化率的大小）不能完全反映速度变化的规律，从而引出加速度不仅有大小，而且有方向，是矢量.
虽然不必让学生从速度变化的方向去判断加速度的方向，但是应该让学生知道：物体做匀加速运动时，加速度的方向跟速度的方向相同；做匀减速运动时，加速度的方向跟速度的方向相反.这是直线运动中（无往复运动）的普遍性结论.至于加速度的正、负问题，只是在特定的条件下（v0取正值） 判断物体做匀加速还是匀减速运动的一种方法，这不是实质性的结论，所以教学中不必强化.也可类比v=中速度v的方向与位移Δx的方向相同，理解a=中速度a的方向与速度变化量Δv的方向相同.
实验与探究
通过实验让学生体会1 m/s2加速度有多大.
实验器材：高度约为斜面长度的十分之一的斜面（越光滑越好）.
体验方法：把斜面的高度调节为斜面长度的十分之一（向学生说明），让小球在斜面上滚下（注意观察速度变化的快慢程度），小球在这个斜面上运动的加速度便大约是1 m/s2.它的含义是说物体每秒钟速度的改变量是1 m/s.
问题探究
问题1：“上海磁悬浮列车的最高速度可达430 km/h,它的加速度一定很大”.这一说法对吗？为什么？
问题2：运载火箭在点火后的短时间内，速度的变化很小，它的加速度一定很小吗？
归纳总结：1.不对，当匀速运动时，尽管速度很大，加速度可以为零.
2.不对，由公式a=可知，加速度等于速度的变化量和时间的比值，因而加速度是速度对时间的变化率.所谓某一个量对时间的变化率，是指单位时间内该量变化的数值.变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小.
加速度和速度的区别：
1.速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大.
2.速度变化量大，加速度不一定大.
3.加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零.
问题互动
判断下列说法是否正确.
1.做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同.
错.只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同.
2.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大.
错.速度变化大，但不知所用时间的多少.
3.做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大.
对.
师生探究：教师指导学生对下列问题分组探究.
探究1：某同学骑着自行车和学校百米冠军赛跑.观察并思考，起跑时谁的加速度比较大些？将观察结果与同学交流一下，得出较一致的结论.
参考：创造条件，亲自观察，培养有目的的观察能力；加强交流，善于交流，增强协作精神.比较方法：相同时间内，谁的速度变化得快，谁的加速度就大.
探究2：小球沿斜面的运动可近似看成是匀加速直线运动.猜想一下，加速度的大小与哪些因素有关？（比较加速度的大小时，可通过观察小球滚动时速度改变的快慢来进行）
要求：（1）将猜想的结果互相讨论，最后得出共同的猜想.若有条件，可以用实验检验一下你的猜想.
（2）实验探究时要注意加强交流与合作，检验猜想时要注意控制变量.
参考：（1）几种可能猜想：小球的质量、斜面的粗糙程度、斜面的倾角、斜面的长短等（还有什么可能，你自己去猜想，这里给出的只是参考，并不一定是标准答案，要善于通过讨论和交流最后得出正确的答案）.
（2）探究时，一定要先设计好实验方案，注意体会控制变量法.可保持其他量不变，研究小球质量与加速度的关系；或研究粗糙程度与加速度的关系;研究倾角与加速度的关系；研究长度与加速度的关系等.
探究3：宇航员要从地球进入空间站，可以由航天飞机来完成这一任务.航天飞机在发射的过程中，会产生相当大的加速度，最大加速度可以达到8g（取g=9.8 m/s2），高重力加速度对人的身体会产生不良作用，甚至可能会产生危险.譬如，引起身体某些部位充血或缺血，如果大脑缺血，便会失去视觉和知觉.类似实验表明，人体的姿势与所能承受的加速度有关：当人的身体与加速度的方向垂直时，人可以经受15g的加速度达几分钟之久，而当人的身体顺着加速度方向时，最多只能经受6g的加速度.
根据上述信息，回答下列问题：
我国航天英雄杨利伟乘“神舟”五号升入太空和返回地面的过程，采取什么姿势
（站、坐、躺）较好？身体与加速度方向什么关系？
答案：躺倒 垂直
二、从v-t图象看加速度
教师指导学生认真观察课本中的v-t图象，并思考：速度—时间图象描述了什么问题？怎样建立速度—时间图象？
教师引导，学生讨论后回答.学生在没有学习斜率概念前，可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述.
学生总结归纳：a直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b相对较平缓.所以，a的速度变化快，即a的加速度大，b的速度变化慢，加速度小 .
知识小结：速度—时间图象是描述速度随时间变化关系的图象，它以时间轴为横轴，以纵轴为速度轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度—时间图象.
我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量Δv，时间间隔Δt.
这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式a=就行了.
课堂小结
本节课重点学习了加速度的概念及其特性，注意加速度是矢量及这里的“加”并不是“增加”的意思，它反映的是速度变化快慢的程度.
加速度是速度的变化与发生这一变化所用时间的比值.也就是速度对时间的变化率，在数值上等于单位时间内速度的变化.它描述的是速度变化的快慢和变化的方向.加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间的多少共同决定，与速度本身的大小以及速度变化的大小无必然联系.加速度大表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大.加速度是矢量，它的方向就是速度变化量Δv的方向，与速度方向无必然联系.加速度是状态量，与时刻（或位置）相对应.
可以从速度时间图象中倾斜直线的陡缓定性看出加速度的大小，也可以从图象中定量求出加速度的大小.
第二章匀变速运动的研究章末复习
教材分析
匀变速直线运动规律是高中物理课程中运动学的重要组成部分，是学生在高中阶段学习运动学的基础。除了知识和能力目标外，本节课的教学过程中还应重视引导学生通过数据分析认识匀变直线运动的特点，学习运用数学方法探究并描述匀变速直线运动的规律，体会数学在研究物理问题中的重要性，培养学生应用数学知识解决物理问题的能力。
教学目标
1、通过对观测数据的分析，知道匀变速直线运动的物体在相等的时间内速度的变化相等（即加速度保持不变）。
2、能根据加速度的概念，推导出匀变速直线运动的速度公式。
3、从数值运算中的算术平均值运算条件出发，引导学生初步理解匀变速直线运动的平均速度公式。
4、能根据平均速度的概念，推导出匀变速直线运动的位移公式。
5、会运用公式和图象等方法研究匀变速直线运动，了解微积分的思想。
6、会运用匀变速直线运动规律解决简单的实际问题。
7、领略运动的艺术美，保持对运动世界的好奇心和探究欲
教学重点
探究匀变速直线运动的变化规律；
教学难点
用匀变速直线运动的v-t图象求一段时间内的位移。
教学过程
一、知识点总结

二、方法指导
1．要养成画物体运动示意图或利用v－t图象的习惯．特别是较复杂的运动，画图或利用v－t图象可使运动过程直观．物理情景清晰，便于分析研究．
2．要注意分析研究对象的运动过程，弄清整个运动过程按运动性质的转换可分为哪几个运动阶段，各个阶段遵循什么规律，各个阶段间存在什么联系．
3．由于本章公式较多，且各公式间有相互联系，因此，本章的题目可一题多解．解题时要思路开阔，联想比较．筛选最简捷的解题方案．解题时除采用常规的公式解析法外，对称法、比例法、极值法、逆向转换法（如将一匀减速直线运动视为反向的匀加速直线运动等）
等也是本章解题中常用的方法．
一、公式解析法
例1 一质点以5m／s的初速度沿足够长的斜面向上运动，加速度恒定为a＝－1m／s2，试求质点通过4.5m位移时的速度多大？
解析 由题意知v0＝5m／s2，a＝－1m／s2，x＝4.5m
由公式＝2ax得
＋2ax＝25＋2×（－1）×4.5＝16（m／s）
∴vt＝±4m／s
本题有两个解vt1＝4m／s，vt2＝－4m／s，都不能删去，它们都有明显的物理意义，即沿斜面往上运动第一次经过4.5m处，速度vt1＝4m／s，运动到最远点再折回，第二次经过4.5m处，速度vt2＝－4m／s（负号说明方向与vt1相反），究其原因是斜面足够长，倘若斜面有限长，如L＝10m，那该删去vt2．
答案 第一次速度方向向上大小为4m／s 第二次速度方向向下为4m／s
易错提示
应用公式时要选择正方向，求解结果是否合理要结合具体情景进行分析，并注意矢量的正负号表示方向而不是大小．
学后反思
我们研究的匀变速直线运动，涉及位移x、初速度v0、未速度vt、时间t和加速度a等五个物理量．除t以外都是矢量．在研究具体问题时，我们要结合问题所描述的物理情境，灵活应用匀变速直线运动公式，并对结果的合理性，科学性进行探究，这是一种基本的能力要求．
例2 一列火车从车站开出，在平直轨道上做匀加速直线运动，已知这列火车的长度为L，当火车头经过某路标时的速度为v1，而车尾经过这路标时的速度为v2，求：
（1）列车中点经过路标时的速度v是多大？
（2）整列火车通过此路标所用的时间t是多大？
（3）列车的加速度a是多大？
解析 在研究列车的运动时，列车是一个整体．在某一时刻各部分速度都是相同的．为研究问题方便，使问题清晰简明，可以任选列车的某一点（如中点）作为研究对象，代表整列火车的运动状态．
画出车头、中点及车尾经过路标时列车的三种情况，如图2－6－1所示，由题意得
（1）＝2a·，由以上两式得v＝
（2）t＝
（3）由＝2aL得a＝
答案 ．（2）．（3）．
方法技巧
画好图是帮助我们分析物理情景．建立物理模型的有效方法．
二、逆向思维法
例3 四块相同的木块竖直地紧挨着固定在地面上，一颗子弹水平地从第一块射入，刚好从第四块穿出，设子弹在整个运动过程中一直做匀减速直线运动，则子弹穿过这四块木块所用的时间之比为________．
解析 由于子弹刚好从第四块穿出，则子弹的末速度vt＝0，又由于子弹的运动为匀减速，子弹穿透四块厚度相同的木块时，每穿过一块木块．位移均等于木块的厚度，即子弹四次位移相同．设子弹从静止开始以减速运动的加速度．反向做匀加速直线运动，则此运动为从静止开始的匀加速直线运动，则物体连续通过相等位移所用时间比为∶∶∶＝1∶（）∶（）∶（∶），故子弹穿越四块木块的时间比为（）∶（）∶（）∶1．
答案 （）∶（）∶（）∶1．
学后反思
本题所给条件较少，用常规解法较难解决，但若仔细挖掘隐含条件“刚好”，则得υt＝0，采用逆向思维可巧解本题．让子弹以匀减速运动的加速度，从静止开始反向作匀加速，根据初速度为零的匀加速直线运动中，物体通过相等位移所用时间比，即t1∶t2∶…∶tn＝1∶（）∶（）∶…∶（），即得所求时间比．
例4 运行着的汽车制动后做匀减速滑行，经3.5s停止．试问它在制动后的1s内、2s内、3s内通过的位移之比为多少？
解析 画出汽车运动的示意图，汽车从O制动，1s末到A，2s末到B，3s末到C（图2－6－2（a）），停在D．
这个运动的逆过程可看成初速为零的匀加速运动，加速度值等于汽车做匀减速运动时的加速度（如图2－6－2（b））．
将3.5s等分为7个0.5s．那么，逆过程从D起的连续7个0.5s内的位移之比为1∶3∶5∶7∶9∶11∶13．
由图2－6－2（b）中xCB∶xBA∶xAD＝8∶16∶24．
汽车从O起1s内，2s内，3s内的位移即图2－6－2（a）中的xOA、xOB、xOC．
∴xOA∶xOB∶xOC＝24∶40∶48＝3∶5∶6
答案 3∶5∶6
方法技巧
用v0＝0的匀加速直线运动逆向代换末速度为零的匀减速直线运动常可简化解题过程．
总结归纳
本题若从运动的基本公式入手通过代数变换求解，不够简洁，现提供的巧解中用了两个要点：①运动在空间、时间上的可逆性；②v0＝0的匀加速运动的特点．
三、对称法
例5 一质点以一定初速度自一光滑斜面底端a点上滑，最高可到达b点，c是ab的中点，如图2－6－3所示．已知质点从a至c需时t0，问它从c经b再回至c，需要的时间是多少？
解析 物体从a点开始作匀加速直线，依运动的对称性可知，所求时间为物体从c到b运动时间的2倍，因此，只需求出tcb即可．
由vc＝va＋（－a）t0， ①
0＝vc＋（－a）tcb ②
·t0＝·tcb ③
0－ ④
联立①②③④得，tbc＝（1＋）t0
∴题目中所求时间为2tbc＝2（＋1）t0．
答案 2（＋1）t0．
学后反思
利用运动在时间和空间上的对称性的求解方法，不仅仅是求解物理问题的一种思维途径，也是一种重要的物理思想的体现．
四、比例法
例6 列车从车站出发作匀加速直线运动，某人在站台上测得第1节车厢从旁通过的时间为6s，求第5节，第n节车厢从旁通过所需的时间为多少？（忽略两车厢间的距离）．
解析 从x＝可知t＝·，表明时间t与成正比，假设x为一节车厢的长度，t1、t2、t3…tn依次为通过1节、2节、3节、…n节车厢的时间，则：
t1∶t2∶t3∶…∶tn＝1∶∶∶…∶
假设tⅠ、tⅡ、tⅢ…tn依次为通过第1节、第2节、第3节、…第n节车厢时的时间，则：
tⅠ∶tⅡ∶tⅢ∶…∶tn=t1∶（t2－t1）∶（t3－t2）∶…∶（tn－tn－1）＝1∶（）∶（）∶…∶（）
已知tⅠ＝6s，则，tⅠ∶tV＝1∶（），
∴tV＝（）tⅠ＝6（）s
又tⅠ∶tn＝1∶（）
∴tn（）tⅠ＝6（）s
答案6（）s．6（）s．
解题规律
比例法是一种常用的解题方法，只要通过物理规律建立起物理量之间的一种正反比关系，就可用比例法求解．
课堂小结
2.1实验：探究小车速度随时间变化规律
教材分析
本节是个学生实验，用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，探究小车的运动特点和规律.教学的核心是引导学生实际研究小车在运动中速度随时间变化的规律，目的是让学生通过科学探究活动来完成.通过实验探索过程，体验运动规律探索的方法.小车在重物牵引下运动看似简单，但就其研究问题的过程和方法是具有基础性和典型性的.重视获取知识的过程，让学生体验一种从实验研究中获取数据，作出图象，分析图象，寻找规律的科学思维方法和能力.这种科学思维方法贯穿整个物理实验，因此教学中必须让学生亲自动手做实验.教材设计这个学生实验为一节，建议用2课时完成.
教学目标
知识与技能
1.根据相关实验器材，设计实验并熟练操作.会运用已学知识处理纸带，求各点瞬时速度.
2.会用表格法处理数据，并合理猜想.巧用v-t图象处理数据，观察规律.
3.掌握画图象的一般方法，并能用简洁语言进行阐述.
过程与方法
1.初步学习根据实验要求设计实验、完成某种规律的探究方法.对打出的纸带，会用近似的方法得出各点瞬时速度.
2.初步学会根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法.
3.认识数学化繁为简的工具作用，直观地运用物理图象展现规律，验证规律.
情感态度与价值观
1.通过对小车运动的设计，培养积极主动思考问题的习惯，并锻炼思考的全面性、准确性与逻辑性.
2.通过对纸带的处理、实验数据的图象展现，培养实事求是的科学态度，能灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题，提高创新意识.
教学重点
1.由实验数据得出v-t图象.
2.由v-t图象得出小车的速度随时间变化的规律.
教学难点
1.实验探究过程注意事项.
2.实验数据的处理.
教学过程
情景导入
放眼所见，物体的运动规律各不相同.如图2-1-1，飞机着陆时的运动，火车出站时的运动，鸟儿在空中飞行……这些物体遵循什么样的运动规律？

图2-1-1
速度是描述物体运动快慢的物理量，用它可以描述物体的具体运动情况，我们可以通过机动车的速度计得知机车某时刻的速度大小.在实验中怎样才能得知各个时刻物体运动速度的大小呢？通过本节课的学习我们将知道怎样解决这一问题.
案例导入
我们利用课余时间自己想办法探究物体的运动规律.小明同学利用频闪相机在公路旁拍摄了摩托车运动的情景，他拍摄的照片如图2-1-2所示：
图2-1-2
你能根据照片分析出摩托车的运动情况吗？你分析的依据是什么？
复习导入
（展示课件）打点计时器的构造如图2-1-3.
图2-1-3
复习旧知：1.打点计时器的构造及工作原理.
2.瞬时速度的测量：时间比较短时，可用纸带上与待测点相邻的两点的平均速度来表示待测点的瞬时速度.
3.用v-t图象进行实验数据分析.
本节课我们将利用打点计时器来探究小车速度随时间变化的规律.
推进新课
一、进行实验
要探究一个物体的速度随时间变化的规律，必须知道物体在一系列不同时刻的速度.直接测量瞬时速度是比较困难的，本实验中我们用打点计时器先记录物体在不同时刻的位置，再通过对纸带的分析，计算得到各个时刻的瞬时速度.
问题探究
问题1：如果探究得到小车在砝码拉动下在平直的长木板上运动，纸带上打出的点与点的间隔距离近似相等，那么小车做什么运动？
结论猜想：纸带上相邻点间的时间间隔相同，而点与点间的距离近似相等，则小车做匀速直线运动.
问题2：在探究小车带动纸带运动时，纸带上的点与点间的距离不等，那么小车做什么运动？
结论猜想：纸带上点与点间的距离不相等，说明相同时间内位移不相等，小车做变速运动.
点评：通过探究这两个问题，培养学生利用所学物理知识大胆猜想的良好科学品质，通过回答问题提高学生语言概括表达能力.若要了解做变速运动小车的速度与时间的变化规律，就必须求出打每一个点时的速度.速度求出来了，由加速度定义式a=便可求出相邻两点间运动时的加速度，便可看出运动过程中加速度是否变化，这些问题需要我们先进行完实验才能处理.
1.实验目的
探究小车速度随时间变化规律.
2.实验器材
①附有滑轮的长木板 ②小车 ③带小钩的细线 ④25 g的钩码3个，也可以用50 g的钩码或用沙子和小桶代替钩码，用弹簧秤或天平称量 ⑤打点计时器 ⑥纸带 ⑦刻度尺
⑧学生电源、导线
3.实验原理
把纸带跟运动的物体连接在一起，并穿过打点计时器.这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置.研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况.
问题探究
小明与他的同伴在做探究小车速度随时间变化的规律的实验时，由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①打点计时器；②天平；③低压直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥小车；⑦钩码；⑧秒表；⑨一端附有定滑轮的长木板.
小明看后觉得不妥，让我们共同讨论一下，哪些器材必须使用，哪些多余，还缺少什么器材.
交流讨论：1.打点计时器是一种计时仪器，因此不需要秒表来测时间，故⑧多余.
2.打点计时器使用低压交流电源，因此③低压直流电源多余，然后，器材中没有低压交流电源，故缺少低压交流电源.
3.该实验不需要测量小车或钩码的质量，故②天平多余.
结论：必须使用的器材有：①④⑤⑥⑦⑨
多余的器材有：②③
缺少的器材有：低压交流电源.
方法小结：实验器材的选取不能死记硬背，在记忆时要结合实验目的和实验过程.
4.实验步骤
（1）如图2-1-4所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路.
图2-1-4
（2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，放手后，看小车能否在木板上平衡地加速滑行，然后把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面.
（3）把小车停在打点计时器处，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点，再按同样的方法（不改变钩码）打出两条纸带.从这三条纸带中选用一条点迹清晰的，计为纸带Ⅰ.
（4）增加一个钩码，按上述方法打出纸带Ⅱ.
（5）在打纸带Ⅰ的基础上减少一个钩码，仍按上述方法打出纸带Ⅲ.
（6）整理器材.
课堂小结
本节课探究了小车速度随时间变化的规律.通过对实验原理及目的的探究得出实验器材及实验步骤，通过纸带分析可以得到物体的运动规律，最终得出小车速度时间图象为一条倾斜直线.
规律方法总结：1.因为打点计时器结合纸带能记录物体在一系列不同时刻的位置，所以通过纸带分析可以得到物体的运动规律，电火花计时器及闪光照相的原理与之类似，也可以应用.
2.求纸带上某点速度时一般用一小段时间内的平均速度代替，在学完匀变速直线运动规律后，还有更准确的方法.
2.2匀变速直线运动的速度与时间的关系
教材分析
在上一节实验的基础上，分析v-t图像时一条倾斜直线的意义——加速度不变，由此定义了匀变速直线运动。而后利用描述匀变速直线运动的v-t图像的是倾斜直线，进一步分析匀变速直线运动的速度与时间的关系：无论时间间隔?t大小，的值都不变，由此导出v = v0 + at，最后通过例题以加深理解，并用“说一说”使学生进一步加深对物体做变速运动的理解。
教学目标
1、知道匀速直线运动图象。
2、知道匀变速直线运动的图象,概念和特点。
3、掌握匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并会进行计算。
教学重点
1、 匀变速直线运动的图象,概念和特点。
2、 匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at,并进行计算。
教学难点
会用图象推导出匀变速直线运动的速度与时间关系的公式v = v0 + at。
教学过程
预习检查：加速度的概念，及表达式 a=
导入新课：
上节课,同学们通过实验研究了速度与时间的关系,小车运动的υ－t图象。
设问：小车运动的υ－t图象是怎样的图线？（让学生画一下）
学生坐标轴画反的要更正，并强调调，纵坐标取速度，横坐标取时间。
υ－t图象是一条直线，速度和时间的这种关系称为线性关系。
设问：在小车运动的υ－t图象上的一个点P（t1,v1）表示什么？
学生画出小车运动的υ－t图象，并能表达出小车运动的υ－t图象是一条倾斜的直线。
学生回答：t1时刻,小车的速度为v1 。
学生回答不准确，教师补充、修正。
预习检查
情境导入
精讲点拨：
1、匀速直线运动图像
向学生展示一个υ－t图象：
提问：这个υ－t图象有什么特点？它表示物体运动的速度有什么特点？物体运动的加速度又有什么特点？
在各小组陈述的基础上教师请一位同学总结。
2、匀变速直线运动图像
提问：在上节的实验中，小车在重物牵引下运动的v-t图象是一条倾斜的直线，物体的加速度有什么特点？直线的倾斜程度与加速度有什么关系？它表示小车在做什么样的运动？
从图可以看出，由于v-t图象是一条倾斜的直线，速度随着时间逐渐变大，在时间轴上取取两点t1,t2,则t1,t2间的距离表示时间间隔?t= t2—t1，t1时刻的速度为v1, t2 时刻的速度为v2,则v2—v1= ?v，?v即为间间隔?t内的速度的变化量。
提问：?v与?t是什么关系？
知识总结：沿着一条直线，且加速度不变的运动，叫做匀变速直线运动。匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线。
提问：匀变速直线运动的v-t图线的斜率表示什么？匀变速直线运动的v-t图线与纵坐标的交点表示什么？
展示以下两个v-t图象，请同学们观察，并比较这两个v-t图象。
知识总结：在匀变速直线运动中，如果物体的速度随着时间均匀增加，这个运动叫做匀加速直线运动；如果物体的速度随着时间均匀减小，这个运动叫做匀减速直线运动。
分小组讨论
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
学生回答：是一条平行于时间轴的直线。表示物体的速度不随时间变化，即物体作匀速直线运动。作匀速直线运动的物体，?v = 0，= 0，所以加速度为零。
分小组讨论
每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。
由于v-t图象是一条直线，无论?t选在什么区间，对应的速度v的变化量?v与时间t的变化量?t之比都是一样的，表示速度的变化量与所用时间的比值，即加速度。所以v-t图象是一条倾斜的直线的运动，是加速度不变的运动。
学生回答：v-t图线的斜率在数值上等于速度v的变化量?v与时间t的变化量?t之比，表示速度的变化量与所用时间的比值，即加速度。
v-t图线与纵坐标的交点表示t = 0 时刻的速度，即初速度v0。
学生回答：甲乙两个v-t图象表示的运动都是匀变速直线运动，但甲图的速度随时间均匀增加，乙图的速度随着时间均匀减小。

让学生通过自身的观察，发现匀加速直线运动与匀减速直线运动的不同之处，能帮助学生正确理解匀变速直线运动。
3、匀变速直线速度与时间的关系式
提问：除用图象表示物体运动的速度与时间的关系外，是否还可以用公式表达物体运动的速度与时间的关系？
教师引导，取t=0时为初状态，速度为初速度V0，取t时刻为末状态，速度为末速度V,从初态到末态，时间的变化量为?t，则?t = t—0，速度的变化量为?V,则?V = V—V0
提问：能否直接从图线结合数学知识得到速度与时间的关系式?
知识总结：匀变速直线运动中，速度与时间的关系式是V= V0 + a t
匀变速直线运动的速度与时间关系的公式：V= V0 + a t可以这样理解：由于加速度a在数值上等于单位时间内速度的变化量，所以at就是整个运动过程中速度的变化量；再加上运动开始时物体的速度V0，就得到t时刻物体的速度V。
4、例题
例题1、汽车以40 km/h的速度匀速行驶，现以0.6 m/s2的加速度加速，10s后速度能达到多少？加速后经过多长汽车的速度达到80 km/h？
例题2、某汽车在某路面紧急刹车时，加速度的大小是6 m/s2，如果必须在2s内停下来，汽车的行驶速度最高不能超过多少？如果汽车以最高允许速度行驶，必须在1.5s内停下来, 汽车刹车匀减速运动加速度至少多大？
分析：我们研究的是汽车从开始刹车到停止运动这个过程。在这个过程中，汽车做匀减速运动，加速度的大小是6 m/s2。由于是减速运动，加速度的方向与速度方向相反，如果设汽车运动的方向为正，则汽车的加速度方向为负，我们把它记为a = 一6 m/s2。这个过程的t时刻末速度V是0，初速度就是我们所求的最高允许速度，记为V0，它是这题所求的“最高速度”。过程的持续时间为t=2s
学生回答：因为加速度
a = ,所以?V =a ?t
V—V0= a ?t
V—V0= a t
V= V0 + a t
学生回答：因为匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线,所以v与t是线性关系,或者说v是t的一次函数,应符合y = k x + b 的形式。其中是图线的斜率，在数值上等于匀变速直线运动的加速度a，b是纵轴上的截距，在数值上等于匀变速直线运动的初速度V0,所以V= V0 + a t
同学们思考3-5分钟，
让一位同学说说自己的思路。其他同学纠正，补充。
让同学计算。
展示某同学的解题，让其他同学点评。
解：初速度V0= 40 km/h = 11 m/s，加速度a = 0.6 m/s2，时间t＝10 s。
10s后的速度为V= V0 + a t
= 11 m/s + 0.6 m/s2×10s
= 17 m/s = 62 km/h
由V= V0 + a t得
同学们思考3-5分钟，
让一位同学说说自己的思路。其他同学纠正，补充。
让同学计算。
展示某同学的解题，让其他同学点评。
解：根据V= V0 + a t，有
V0 = V — a t
= 0 — （—6m/s2）×2s
= 43 km/h
汽车的速度不能超过43 km/h
根据V= V0 + a t，有
汽车刹车匀减速运动加速度至少9m/s2
注意同一方向上的矢量运算，要先规定正方向，然后确定各物理量的正负（凡与规定正方向的方向相同为正，凡与规定正方向的方向相反为负。）然后代入V-t的关系式运算。
课堂小结
利用V-t图象得出匀速直线运动和匀变速直线运动的特点。
并进一步利用V-t图推导出匀变速直线运动的速度和时间的关系式。
布置作业
（1）请学生课后探讨课本第39页，“说一说”
（2）请学生课后探讨课本第39页“问题与练习”中的1~4题。
2.3匀变速直线运动的位移与时间的关系
教材分析
高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，上一章教科书用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度。本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想。当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限。按教科书这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的。学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教科书中并不出现。教科书的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想。
教学目标
1、知识与技能
1、知道匀速直线运动的位移与时间的关系
2、理解匀变速直线运动的位移及其应用
3、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用
4、理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
2、过程与方法
1、通过近似推导位移公式的过程，体验微元法的特点和技巧，能把瞬时速度的求法与此比较。
2、感悟一些数学方法的应用特点。
（3）情感、态度与价值观
1、经历微元法推导位移公式和公式法推导速度位移关系，培养自己动手能力，增加物理情感。
2、体验成功的快乐和方法的意义。
教学重点
1、理解匀变速直线运动的位移及其应用
2、理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用
教学难点
1、v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移
2、微元法推导位移公式。
教学过程
一）　预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二 ）情景引入，展示目标
教师活动：直接提出问题学生解答，培养学生应用所学知识解答问题的能力和语言概括表述能力。
这节课我们研究匀变速直线运动的位移与时间的关系，（投影）提出问题：取运动的初始时刻的位置为坐标原点，同学们写出匀速直线运动的物体在时间t内的位移与时间的关系式，并说明理由
学生活动：学生思考，写公式并回答：x=vt。理由是：速度是定值，位移与时间成正比。
教师活动：（投影）提出下一个问题：同学们在坐标纸上作出匀速直线运动的v－t图象，猜想一下，能否在v－t图象中表示出作匀速直线运动的物体在时间t内的位移呢？
学生活动：学生作图并思考讨论。不一定或能。结论：位移vt就是图线与t轴所夹的矩形面积。
总结：培养学生从多角度解答问题的能力以及物理规律和数学图象相结合的能力
教师活动（展示目标）：讨论了匀速直线运动的位移可用v－t图象中所夹的面积来表示的方法，匀变速直线运动的位移在v－t图象中是不是也有类似的关系，下面我们就来学习匀速直线运动的位移和时间的关系。
（三）、合作探究，精讲点拨
1、匀变速直线运动的位移
教师活动：（1）培养学生联想的能力和探究问题大胆猜想，假设的能力
（2）（投影）启发引导，进一步提出问题，但不进行回答：对于匀变速直线运动的位移与它的v-t图象是不是也有类似的关系？
学生活动：学生思考。
教师活动：我们先不讨论是否有上述关系，我们先一起来讨论课本上的“思考与讨论”。
学生活动：学生阅读思考，分组讨论并回答各自见解。最后得出结论：学生A的计算中，时间间隔越小计算出的误差就越小，越接近真值。
总结：培养以微元法的思想分析问题的能力和敢于提出与别人不同见解发表自己看法的勇气。培养学生勤钻细研分析总结得出物理规律的品质。
这种分析方法是把过程先微分后再累加（积分）的定积分思想来解决问题的方法，在以后的学习中经常用到。比如：一条直线可看作由一个个的点子组成，一条曲线可看作由一条条的小线段组成。
教师活动：（投影）提出问题：我们掌握了这种定积分分析问题的思想，下面同学们在坐标纸上作初速度为v0的匀变速直线运动的v-t图象，分析一下图线与t轴所夹的面积是不是也表示匀变速直线运动在时间t内的位移呢？
学生活动：学生作v-t图象，自我思考解答，分组讨论。
总结：培养学生用定积分的思想分析v-t图象中所夹面积表示物体运动位移的能力。
教师活动：（投影）学生作的v-t图解，让学生分析讲解。
（如果学生分析不出结论，让学生参看课本图23-2，然后进行讨论分析。）
学生活动：根据图解分析讲解，得出结论：v-t图象中，图线与t轴所夹的面积，表示在t时间内物体做匀变速直线运动的位移。
总结：培养学生分析问题的逻辑思维，语言表达，概括归纳问题的能力。
2、推导匀变速直线运动的位移－时间公式
教师活动：（投影）进一步提出问题：根据同学们的结论利用课本图2.3-2（丁图）能否推导出匀变速直线运动的位移与时间的关系式？
学生活动：学生分析推导，写出过程：
所以
又
解得
总结：培养学生利用数学图象和物理知识推导物理规律的能力
教师活动：（投影）展示学生推导过程并集体评价后教师说明：公式就是表示匀变速直线运动的位移与时间关系的公式。
教师活动：（投影）进一步把问题进行扩展：位移与时间的关系也可以用图象表示，这种图象叫做位移-时间图象，即x-t图象。运用初中数学中学到的一次函数和二次函数知识，你能画出匀变速直线运动的x-t图象吗？（v0，a是常数）
学生活动：学生在坐标纸上作x-t图象。
总结：培养学生把数学课的知识在物理课中应用，体会物理与数学的密切关系，培养学生做关系式图象的处理技巧。
教师活动：（投影）展示学生画的草图，让学生分析作图的过程。
学生活动：学生分析讲解。
总结：培养学生结合数学图象和物理知识分析问题的能力和语言概括表述能力。
教师活动：（投影）进一步提出问题：如果一位同学问：“我们研究的是直线运动，为什么画出来的x-t图象不是直线？”你应该怎样向他解释？
学生活动：学生思考讨论，回答问题：
位移图象描述的是位移随时间的变化规律，而直线运动是实际运动。
总结：培养学生结合数学方法和物理规律辨析问题的能力。
3、对匀变速直线运动的位移－时间公式的应用
教师活动：（投影）例题（P42）：引导学生阅读题目，进行分析。
学生活动：在老师的引导下，在练习本上写出解答过程。
教师活动：（投影）学生的解答，进行适当点评。
课堂小结
本节重点学习了对匀变速直线运动的位移－时间公式的推导，并学习了运用该公式解决实际问题。在利用公式求解时，一定要注意公式的矢量性问题。一般情况下，以初速度方向为正方向；当a与v0方向相同时，a为正值，公式即反映了匀加速直线运动的速度和位移随时间的变化规律；当a与v0方向相反对，a为负值，公式反映了匀减速直线运动的速度和位移随时间的变化规律。代入公式求解时，与正方向相同的代人正值，与正方向相反的物理量应代入负值
2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系
教材分析
本节的内容是让学生熟练运用匀变速直线运动的位移与速度的关系来解决实际问题.教材先是通过一个例题的求解，利用公式x=v0t+ at2和v=v0+at推导出了位移与速度的关系：v2-v02=2ax.到本节为止匀变速直线运动的速度—时间关系、位移—时间关系、位移—速度关系就都学习了.解题过程中应注意对学生思维的引导，分析物理情景并画出运动示意图，选择合适的公式进行求解，并培养学生规范书写的习惯，解答后注意解题规律.学生解题能力的培养有一个循序渐进的过程，注意选取的题目应由浅入深，不宜太急.对于涉及几段直线运动的问题，比较复杂，引导学生把复杂问题变成两段简单问题来解.
教学目标
1知识与技能
（1）理解匀变速直线运动的位移与速度的关系。
（2）掌握匀变速直线运动的位移、速度、加速度和时间的关系，会用公式解决匀变直线运动的实际问题。
（3）提高匀变速直线运动的分析能力，着重物理情景的过程，从而得到一般的学习方法和思维。
（5）培养学生将已学过的数学规律运用到物理当中，将公式、图象及物理意义联系起来加以运用，培养学生运用数学工具解决物理问题的能力。
2 过程与方法
利用多媒体课件与课堂学生动手实验相互结合，探究匀变速直线运动规律的应用的方法和思维。
3 情感态度与价值观
既要联系的观点看问题，还要具体问题具体分析。
教学重点
1．速度公式、位移公式及位移与速度关系的公式的推导。
2．会运用公式分析、计算。
教学难点
具体到实际问题当中对物理意义、情景的分析。
教学过程
教学过程
(一) 预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景引入，展示目标
1．通过下面一道题目，让学生从不同角度，感受一题多解，拓展学生的物理思维。
一辆汽车以20m/s的速度行驶，驾驶员发现前方道路施工，紧急刹车并最终停止。已知汽车刹车过程的加速度大小是5m/s2 ，假设汽车刹车过程是匀减速直线运动，则汽车从开始刹车经过5s所通过的位移是多少？
（利用该题让学生知道：①对匀减速直线运动，若取v0方向为正方向时，则v0>o，a<0。②对汽车刹车过程，在给定的时间内的汽车是否一直在做匀减速直线运动，还需要进行判断。③让学生感受到一题多解——公式法、图象法和逆向思维法。）
2．通过物理情景1的分析，让学生寻找匀变速直线运动中位移与速度的关系。
【情景1】射击时，火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀，推动弹头做加速运动。若把子弹在枪筒中的运动看做匀加速直线运动，假设枪筒长0.64m，子弹的加速度5×105m/s2，我们根据已知条件能否求出子弹射出枪口时的速度？
问题1：能否根据题意，用前面的运动规律解决？
[学生活动]用公式得出子弹离开枪口时的速度。
（三）合作探究，精讲点拨
问题2：在这个问题中，已知条件和所求的结果都不涉及时间t，它只是一个中间量。能否根据前面学习的运动规律，得到位移x与速度v的关系呢？
[学生活动]用公式进行推导。（请一位学生板演）
[教师活动]通过以上分析可以看到，如果说问题的已知量和未知量都不涉及时间，利用求解，往往会使问题变得简单、方便。
[学生活动]用公式求解上面的问题，并与前面的方法进行比较。
（四 反思总结,当堂检测
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生理解本节公式.并对所学内容进行简单的反馈纠正。
［例1］ 通过测试得知某型号的卡车在某种路面上急刹车时加速度大小是5m/s2。如果要求它在这种路面上行驶时在22.5m内必须停下，它的行驶速度不能超过多少千米每小时？
[教师活动] 分析问题，用公式求解问题，并注意匀减速直线运动中加速度取负值。通过板书提醒学生解题规范化。
［例2］ 美国“肯尼迪”号航空母舰上装有帮助飞机起飞的弹射系统。已知“F-A-15”型战斗机在跑道上加速时可产生的最大加速度为5. 0m/s2，起飞速度为50m/s。若要该飞机滑行100m后起飞，则：
（1）弹射系统必须使飞机具有多大的初速度？（可保留根号）
（2）假设某航空母舰不装弹射系统，但要求“F-A-15”型战斗机能在它上面正常起飞，则该跑道至少多长？
[教师活动]分析题意，已知条件，求什么物理量，正确选取运动规律。
[学生活动]用公式求解问题，同时注意具体问题具体分析。
［例3］ 驾驶手册规定具有良好刹车性能的汽车在以80km/h的速率行驶时，可以在56m的距离内刹住；在以48km/h的速率行驶时，可以在24m的距离内刹住。假设对这两种速率，驾驶员的反应时间（在反应时间内驾驶员来不及使用刹车，车速不变）与刹车产生的加速度都相同，则驾驶员的反应时间是多少？
[教师活动]引导学生分析汽车在整个过程中运动规律，如何解决问题。
[学生活动]根据题意的分析，正确选用运动规律求解。
（五）发导学案、布置预习
我们已经学习了运动学的一些公式,了解了运动学的过程，那么若初速度等于零的过程又会怎样呢？在下一节课我们一起来学习一种特殊的匀变速运动__自由落体运动。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析自由落体运动为什么是匀变速运动.并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
九、板书设计
2.4匀变速直线运动的位移与速度的关系
匀变速直线运动的位移与速度的关系：
课堂小结
本节课按教学设计基本完成了制定的课程目标，取得较好的效果。第一，教学重点突出，对速度公式、位移公式及位移和速度的关系式注重推导的过程。有效的突破教学难点，具体进行情景的分析。?第二，能以教师为主导，学生为主体用代数方法推导出匀变速直线运动的规律。首先让学生进行讨论、推导，然后师生一起总结，体现了新课标对课堂教学的要求。第三，得到匀变速直线运动规律后提出注意问题，以练习的形式让学生填空取得较好的效果。第四，在匀变速直线运动规律的运用方面注意分析做题的方法、步骤，建议学生解物理题要注意作出示意图，标出已知量，更好地理解题意，再选择公式，让学生养成良好的习惯。第五，让学生尝试一题多解，灵活运用。第六，对几个例题的分析提醒学生注意物体实际运动的过程，让学生再次计算，体会由错到对的过程中得到领悟，然后师生一起总结解题方法，效果较好。树立严谨的学风，既用联系的观点看问题，还要具体问题具体分析。
2.5自由落体运动
教材分析
自由落体运动是自然界广泛存在的物体自由下落的一种理想模型，是一种典型的匀变速直线运动，对自由落体运动的深入分析有利于学生更加深刻的理解匀变速直线运动，也为后面的平抛运动的学习打好基础。这次新教材对这部分的内容分为二块。一块通过演示、实验，分析得出自由落体运动的规律，明确重力加速度的意义，使学生对自由落体运动规律有具体、深入的认识。另一块介绍落体运动的研究历史，主要是介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，使学生对自由落体运动的认识上升到更高的层次。本人根据以往的教学经验和学生的认识规律，对这部分教材做了调整。先介绍伽利略对自由落体运动的研究过程和他的科学思维方法，得出什么叫自由落体，渗透人文教育。接着重点讨论自由落体运动的性质。最后是对自由落体的规律运用。本节课是在知道了什么是自由落体的基础上通过实验探究自由落体的运动性质。
教学目标
1、知识与技能
（1）理解自由落体运动的性质和物体做自由落体运动的条件.
（2）理解自由落体运动的加速度，知道它的大小和方向.
（3）掌握并能够运用自由落体运动的规律.
2、过程与方法
（1）加强感性认识，进一步上升到理性认识.
（2）类比得出自由落体运动的规律.
3、情感、态度与价值观
（1）实践出真知，实验见规律性.
（2）去伪存真的科学态度、方法.
教学重点
1．自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。
2．掌握自由落体运动规律，并能运用其解决实际问题。
教学难点
演示实验和探究实验的技巧及自由落体运动规律的得出.
教学过程
设计思想：
先用游戏激发学生学习兴趣，顺理成章地研究落体运动；
通过演示实验让学生自己总结出物体下落快慢不同的主要原因是空气阻力，从而猜想若没有空气阻力会怎样；
用牛顿管实验验证猜想，引入了新的理想运动模型：自由落体运动。讲述1971年宇航员做的实验，加深印象；
了解地球表面物体下落运动近似成自由落体运动的条件；
着手研究自由落体运动的规律，利用打点计时器进行研究，得到结论；
总结自由落体运动特点及重力加速度；
应用训练
引入 ：
教师在课前需要设计制作好“测反应时间尺”（在一约50cm长的尺有刻度的一面标上自由下落对应长度所用的时间）
游戏
师：一般情况下，刻度尺是用来测量什么物理量的？
生：测量物体长度的！
师：大家看到我手里的这把尺子了没有？我这把尺子跟普通尺子是不一样，有特殊的功能，它可以测量出你的反应时间。不信？我请几位同学上来试试。
找几名同学上来做这个实验。可通过比比谁的反应时间短来调动学生的积极性。
师：相信大家一定非常想知道这把尺为什么能测出人的反应时间呢？是根据什么原理呢？我可以告诉大家，尺子测时间的原理就是利用尺子下落过程中的运动特点制成的。而我们今天要研究的就是尺子下落这样的运动。
师：像尺子下落这样的运动是一种常见的运动。挂在线上的重物，如果把线剪断，它就在重力的作用下，沿着竖直方向下落。从手中释放的石块，在重力的作用下也沿着竖直方向下落。
师：不同的物体下落快慢是否一样呢？物体下落的快慢由哪些量决定？请大家结合日常生活经验回答问题。
生：不同物体下落快慢应该是不一样的，下落快慢应该是由质量决定，质量大的下落快，质量小的下落快慢。
师：这位同学回答得对不对呢？大家看我来做几个实验。
演示实验
1、将一张纸和一张金属片在同一高度同时释放，结果金属片先着地。
教师不发表意见，继续做实验。分别将实验内容和实验结果板书在黑板上。
2、将刚才的纸片紧紧捏成一团，再次与硬币同时释放，结果两者几乎同时落地。
3、将两个完全一样的纸片，一个捏成团，一个平展，则纸团下落快。
师：物体下落快慢是由质量决定吗？
生：不是的！
师：为什么这样说？
生：第2个实验和第三实验都说明了这个问题，特别是第3个问题，质量一样却下落有快慢之分。
师：那你现在觉得物体下落快慢由什么因素决定呢？
生：我想应该是空气阻力。
猜想
师：如果影响物体下落快慢的因素是空气阻力，那么在没有空气阻力，物体的下落快慢应该是一样的，这种猜想是不是正确呢？我们来做一个实验验证一下。
验证
牛顿管实验：
师：刚才的实验现象验证了我们的猜想，在没有空气阻力即物体只受重力的情况下，所有物体由静止下落的快慢是一样的。
师： 1971年美国阿波罗15号宇航员在月球表面将锤子和羽毛同时释放，它们同时落在月球表面，这是通过电视转播过的。
二、自由落体运动
师：物体若在没有空气阻力的情况下由静止下落，它的受力情况有什么特点？
生：没有空气阻力，则物体只受重力。
师：很好！物理学中把这种只受重力作用，由静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
自由落体运动：在只受重力的情况下，由静止开始下落的运动。
师：我们日常生活中见到的落体运动是自由落体运动吗？比如开始测反应时间的尺子的下落运动是自由落体运动吗？
生：肯定不是，因为在地球表面大气层内，没有空气的情况是不存在的。
师：说得很好！在我们的日常生活环境下，自由落体运动是不存在的，只是一种理想运动模型。但利用忽略次要因素，抓住主要因素的物理研究方法，我们可以把日常生活中一些空气阻力影响不大的落体运动近似看作自由落体运动。什么样才叫做阻力影响不大，就是阻力跟重力相比可以忽略。
近似条件：一般情况下，密度较大实心物体的下落都可以近似看成自由落体运动。
三、自由落体运动的运动规律
师：做自由落体运动的物体的运动规律是什么呢？速度随时间是如何变化的？位移随时间又是如何变化的，我们该如何来研究它的运动规律呢？
生：利用打点计时器。先选择一个物体，这个物体必须密度大，实心，体积不要太大，这样的话就可以把这个物体由静止开始下落的运动近似看成自由落体运动。接着用打点计时器来研究物体的运动规律。
师：请同学们自己设计并进行实验，将纸带的处理结果告诉我。
学生设计、操作并处理实验结果
总结分析运动规律
师：实验结论是什么？
生：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
师：如何得出这个结论？
生：根据实验得到的纸带，我猜想它是匀加速运动。于是我用匀变速直线运动的运动规律来验证纸带，结果证明自由落体运动是匀变速直线运动。
师：回答得非常正确！自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，这个结论我们要牢记。
师：那再计算一下自由落体的加速度大小是多少？方向如何？
生：我所算得的结果在9.4左右，方向是竖直向下，因为物体是竖直向下匀加速的，所以加速度方向应该与速度方向相同，竖直向下。
师：其他同学的结果呢？
生：我的也差不多。
关键点提问
师：大家用的是质量不同的重锤做的实验，为什么求出来的加速度结果差不多呢？
生：虽然重锤质量不同，但由于空气阻力影响较小，均可以近似成自由落体运动，而我们已经知道：所有物体做自由落体运动的运动情况是完全一样的。所以测出来的结果差不多是符合事实的。
课堂小结
通过学生探究实验和教师的演示实验，激发学生的学习兴趣．强调学生是学习的主人，突出学生的探究性学习．教学时可要求学生推导自由落体运动的公式，以培养学生自主性学习的能力，但不必过分要求学生深入地掌握和应用该知识．但是作为匀变速直线运动的特例应指导学生明白所有匀变速直线运动的公示和规律对自由落体都适用
2.6 伽利略对自由落体运动的研究
教材分析
本节内容是让学生了解并学习伽利略研究自由落体运动的科学思维方法和巧妙的实验构思.教材编写的脉络清楚，逻辑推理严谨，文字表述生动、通俗易懂，因此，适合于学生自主学习.
本节是新教材注重过程与方法、情感态度和价值观的一个标志性内容.过去的教学过分注重对知识与技能的掌握，而忽略了对科学精神、科学研究方法的培养.因此，能否通过这节课的学习让学生体会到人类对自然世界的探究思想和方法，感受到一位伟大的科学家的高尚情操，就成为这节课最终的目标.为了更好地落实新课标的精神，该教学策略采用了先让学生收集相关资料，在课堂上经过讨论和发表见解，充实和完善伽利略的研究过程与方法.引导学生一步步体会伽利略严谨的科学态度、不畏强权的探索精神和正确地解决问题的思路，树立正确的科学观念.
教学目标
（一）教学目标：
1、了解伽利略对自由落体运动的研究思路和方法；
2、能够合理设计实验，并将实验数据用图线法处理。
（二）过程和方法：
1、经历伽利略对自由落体运动的研究方法，感悟科学探究的方法；
2、分组进行科学探究活动，完成实验操作；
3、培养学生进行数学推理和图象处理数据的能力。
（三）情感目标：
1、激发了学生学习伽利略敢于向权威挑战，善于观察思考，知难而进的优秀品质；
2、培养学生耐心细致的意志品质，创新思想和互相协作的精神。
教学重点
通过重现重大发现的历史过程，让学生亲临其境探究伽利略对自由落体运动研究的实验，学习其科学思维方法和巧妙的实验构思。
教学难点
（1）当无法验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动时，如何引导学生巧妙设计斜面实验间接验证；
（2）引导学生在实验过程中怎样进行合理猜想、数学推理、合理外推等重要方法。
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑?
1、教师提问：我们在上一节课已经学习了自由落体运动知道：
（1）定义？（物体只在重力作用下从静止开始下落的运动）
（2）实质？（初速度为0的匀加速直线运动）
2、教师指出：纸张比石头下落得慢是由于空气阻力的影响，但使人误以为“重物比轻物下落得快”。这正是统治了两千多年的亚里士多德的观点。
（二）情景引入、展示目标
我们用手拿一个小球和一张纸片，放开后，小球和纸片从静止开始下落.我们可以看到，小球先落地，纸片后落地.
公元前4世纪，古希腊伟大的思想家、哲学家亚里士多德（Arestotle）根据与我们类似的观察，直接得出结论：重的物体比轻的物体下落得快.
亚里士多德的论断流传了近2 000年，直到16世纪，在意大利的比萨斜塔上，伽利略做了著名的两个球同时落地的实验.两个轻重不同的小球同时落地的声音，是那样的清脆美妙，又是那样的发聋振聩！它动摇了人们头脑中的旧观念，开创了实验和科学推理之先河，将近代物理学以至近代科学推上了历史的舞台.
今天这节课我们就一起来经历伽利略对自由落体运动的研究过程，领悟这位大师的科学精神、物理思想、研究方法，得其精髓，有所借鉴.
（三）合作探究、精讲点播
一、绵延两千年的错误
亚里士多德的观点：物体越重，下落越快.
公元前，人们对物体下落的研究很少，凭着观察认为重的物体比轻的物体下落得快.当时，著名的思想家亚里士多德（Aristotle，前384～前322）经过了观察和总结认为“物体下落的速度与重力成正比”.这一观点正好应和了人们潜意识里的想法；同时，它又是伟大的亚里士多德提出的论断，人们深信不疑.从那以后，人们判断物体下落的快慢，甚至给孩子们上课时一直坚持这一观点，这一观点一直延续了2 000多年，从没有人对它提出异议.
交流与讨论：为什么会有错误的认识呢？
错误认识的根源在于不注意探索事物的本质，思考不求甚解.
二、逻辑的力量
学生阅读：
16世纪末，意大利比萨大学的青年学者伽利略（Galileo Galilei，1564～1642）对亚里士多德的论断表示了怀疑.后来，他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此作出了评论.
根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大.假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头捆在一起时，大石头会被小石头拖着而减慢，结果整个系统的下落速度应该小于8；但两块石头捆在一起，总的重力比大石头还要重，因此整个系统下落的速度要比8还大.这样，就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论，这使亚里士多德的理论陷入了困境.为了摆脱这种困境，伽利略认为只有一种可能性：重物与轻物应该下落得同样快.（传说伽利略在比萨斜塔上做过落体实验，但后来又被严谨的考证否定了.尽管如此，来自世界各地的人们都要前往参观，他们把这座古塔看作伽利略的纪念碑）
问题：伽利略是怎样论证亚里士多德观点是错误的？
猜想：既然物体下落过程中的运动情况与物体质量无关，那么为什么在现实生活中，不同物体的落体运动，下落快慢不同呢？我们能否猜想是由于空气阻力的作用造成的呢？如果没有空气阻力将会怎样呢？
学生讨论后回答.
三、猜想与假说
伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动.他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的.但是，速度的变化怎样才算均匀呢?他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等.伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动.
四、实验验证
实验验证是检验理论正确与否的唯一标准.任何结论和猜想都必须经过实验验证，否则不成理论.猜想或假说只有通过验证才会成为理论.所谓实验验证就是任何人，在理论条件下去操作都能到得实验结果，它具有任意性，但不是无条件的，实验是在一定条件下的验证，而与实际有区别.
阅读：（课件投影）伽利略斜面实验的情况
伽利略在《两种新科学的对话》中说：
“用一块木料制成长约12库比特、宽半库比特、厚三指的板条，在它的上面划一条比一指略宽的槽，将这个槽做得很直，打磨得很光滑，在槽上裱一层羊皮纸（也要尽可能光滑）.取一个坚硬、光滑并且很圆的铜球，放在槽中滚动.将这个木槽的一端抬高一到二库比特，使槽倾斜.就像我要讲的那样把球放在槽顶沿槽滚下，记录下降的时间.实验要重复几次，以便使测得的时间准确到两次测定的结果相差不超过一次脉搏的十分之一，进行这样的操作，肯定了我们的观察是可靠的以后，将球滚下的距离改为槽长的四分之一，测定滚下的时间，我们发现它准确地等于前者的一半.下一步，我们用另一些距离进行试验，把全长用的时间与全长的二分之一、三分之二、四分之三，或者其他任何分数所用的时间相比较，像这样的实验，我们重复了整整一百次，结果总是经过的距离与时间的平方成比例，并且在各种不同坡度下进行实验，结果也都如此……”
讨论与交流：感受伽利略的探究过程，体会其科学方法
物体做自由落体运动的速度很快，在当时的实验条件下，是很难测量其位移和相应的时间，有什么方法可以使物体的速度可以慢一点又能研究匀变速直线运动的？
让小球在倾斜的轨道上滚下，倾角不要太大可以吗？
当时伽利略就是用这个方法.他设计一个斜面实验，使物体的运动速度变慢，解决了测量的难题.伽利略在一块木板上刻出一道直槽，槽内贴上羊皮纸使之平滑，用自制的水钟测量时间，探究一个光滑黄铜小球沿倾斜直槽滑下时的运动情况.我们也可以模拟这个四百多年前的实验，感受科学家的研究方法.
播放影片：
①用形铝型材，取长约1.6 ｍ的一段为导轨，以节拍器为计时器.将导轨一端垫高，呈斜面状，将小球开始运动处作出标记.
②调整时，启动节拍器，随节拍声数数“3，2， 1，0，1，2，3”，将小球在听到节拍声“0”时从原点释放.一边随节拍声数数，一边用手顺序指出当节拍器响时，小球大致的位置.
③不改变小球下落的初始位置，只要释放小球的时刻准确，在随后的各节拍声响时，在小球经过的大体位置上作出标记；
④从标尺上读出各标记到起始位置的间隔距离，并填入表格中；
⑤改变斜槽的倾斜角，重复实验多次；
伽利略在当时有限的实验条件研究出初速度为零的匀加速直线运动中位移和时间的关系.现在我们可以用什么仪器比较精确的方法来记录时间和位移进行研究呢？
桌面上有打点计时器、小车、木板，每两位同学为一组，设计实验，研究初速度为零的匀加速直线运动的位移和时间的关系，并设计表格记录实验数据.
学生活动：讨论并设计实验方案，5分钟后进行交流.
参考方案：
时间（s）
位移（cm）
倾角
0.02
0.04
0.06
0.08
……
30°
45°
60°
……
1.把小车轨道的一端垫高，呈斜面状，把打点计时器固定在斜面最高点上，纸带穿过打点计时器的限位孔连在小车的尾部.
2.打开打点计时器开关，然后把小车从某一位置由静止开始释放，打出一条纸带.
3.从纸带第一点开始，测量从开始到每一个点的时间和位移，并填入表格中.
4.改变木板的倾角，把小车从同一位置从静止开始释放，并对从打出的纸带反映的数据填入表格中.
我们已经确定了实验方案，下面进行实验并对实验数据进行处理.
学生活动：两人为一组进行实验，并对实验数据进行处理.
从得到的实验数据，我们得到什么结论？
1、同一倾角时，在误差允许的范围内， ＝==常数
即x∝t2.
2、倾角越大，常数越大.
我们得到的结论，与四百年前伽利略使用简单仪器得到的结论完全一致.
伽利略根据斜面结果出发，认为：在初速度为零的匀加速直线运动中，经过的距离正比于时间的平方，即=恒量，恒量的数值随着斜面倾角增大而增大.当斜面倾角增大到90°，即斜面与地面垂直时，小球将自由下落，成为自由落体，x∝t2的关系仍然成立，此时的比值为最大，这时小球仍然会保持匀变速直线运动的性质，自由落体运动是一种特殊的匀变速直线运动.
伽利略将实验与逻辑思维相联系进行科学研究的思想，开辟了一条科学研究之路.
五、伽利略的科学方法
对现象一般观察—提出猜想—运用逻辑推理—实验对推理验证－对猜想进行修证（补充）—推广应用.
伽利略的科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来，从而有力地推进了人类科学认识的发展.
（四）、反思总结、当堂检测?
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测
（五）、发导学案、布置作业
这节课着重分析科学家是如何设计实验，给你最大的启发是什么？我们应该学习伽利略哪些优秀品质？课外讨论，并写成一篇小作文。
课堂小结
本节课主要由两部分组成：对科学家的了解；对伽利略科学方法的学习．这两个方面主
要是由学生通过查资料、预习，在老师的引导下，以学生为主体，进行学习的。 知识讲授的同时，给学生介绍物理学家、讲授物理学史．不仅让他们了解物理学家的工作，物理科学的发展过程，更重要的是通过了解科学发展的曲折性，以此撼动学生的心，让他们从中获得启迪。在后面的教学过程中争取设计的更科学，更有利于学生的学习，也希望大家提出宝贵意见，共同完善，共同进步!
第三章相互作用章末总结
教材分析
本章在物理知识方面可分为两部分：第一部分是1节至3节，主要讲述了重力、重力产生的原因、重心、力、力的三要素、力的效果、四种基本相互作用、弹力产生的条件、弹力、压力、支持力、拉力、力的图示、力的示意图、形变、胡克定律、静摩擦力、静摩擦力产生的条件、滑动摩擦力、滑动摩擦力产生的条件、最大静摩擦力、滚动摩擦力、流体阻力、滑动摩擦力跟压力成正比。第二部分是4节至5节，主要讲述了力的平行四边形定则、力的合成、合力、分力、共点力、作图法求力、用直角三角形知识求力、力的分解、矢量、标量、三角形定则、共点力的平衡等概念。
在物理技能方面,主要设计及使用了弹簧秤、初步训练设计实验、收集数据、数据处理和总结规律的技能、运用数学工具解决物理问题的能力等基本技能。
在物理过程方面,主要讲述了人类是从力产生的效果开始认识力、“重心”概念的形成、微小形变的放大过程、摩擦力的实验探究、实验探究互成角度的两个共点力的合成等过程。
在物理的思想方法方面,主要讲述了等效代换、微小量放大的方法、控制变量、客观求实的科学研究态度等思想方法。
教学目标
1、通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律，能用动摩擦因数计算摩擦力。
2、知道常见的形变，通过实验了解物体的弹性，知道胡克定律
3、通过实验，理解力的合成与分解，知道共点力的平衡条件，区分矢量和标量，用力的合成与分解分析日常生活中的问题
教学重点
三种性质力――重力、弹力、摩擦力；力的合成与分解。
教学难点
用力的合成与分解分析解决实际问题。
教学过程
（一）投影全章知识脉络，构建知识体系
（二）本章复习思路突破
Ⅰ 物理思维方法
l、具体——抽象思维方法
从大量生活实例中抽象出“力是物体间的相互作用”，再把这种抽象具体形象化――用有向线段进行描述，通过这种方法，把对力的计算转化为几何问题来处理。
2、等效替代方法
合力和分力可以等效替代，而不改变其作用效果。这是物理学中研究实际问题时常用的方法。
Ⅱ 基本解题思路
1、认清研究对象：从题目所给的信息来选取有关物体作为研究对象，是解题的出发点。
2、正确受力分析：分析研究对象受哪些力的作用，画出受力图，做到不多力，不少力。
3、列方程求解：据物理规律先用字母列方程，整理出待求量的表达式，统一单位，代入数据求解。
（三）知识要点追踪
关于受力分析
物体受力分析是力学知识中的基础，也是其重要内容。正确分析物体的受力情况，是研究力学问题的关键，是必须掌握的基本功。
对物体进行受力分析，主要依据力的概念，分析物体所受到的其他物体的作用。具体方法如下：
1、明确研究对象，即首先要确定要分析哪个物体的受力情况。
2、隔离分析：将研究对象从周围环境中隔离出来，分析周围物体对它都施加了哪些作用。
3、按一定顺序分析：先重力，后接触力（弹力、摩擦力）。其中重力是非接触力，容易遗漏，应先分析；弹力和摩擦力的有无要依据其产生的条件认真分析。
4、画好受力分析图。要按顺序检查受力分析是否全面，做到不“多力”也不“少力”。
（四）本章专题剖析
［例1］如图所示，物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用，若两力大小分别为5N、5N，求这两个力的合力．
解析：根据平行四边形定则作出平行四边形，如图所示，由于F1、F2相互垂直，所以作出的平行四边形为矩形，对角线分成的两个三角形为直角三角形，由勾股定理得：
N=10 N
合力的方向与F１的夹角θ为：
θ＝３０°
点评：今后我们遇到的求合力的问题，多数都用计算法，即根据平行四边形定则作出平行四边形后，通过解其中的三角形求合力．在这种情况下作的是示意图，不需要很严格，但要规范，明确哪些该画实线，哪些该画虚线，箭头应标在什么位置等．
［例2］如左图所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N，两力之间的夹角为60°，求这两个拉力的合力。
解析：根据平行四边形定则，作出示意图（如右图所示），它是一个菱形，我们可以利用其对角线垂直平分，通过解其中的直角三角形求合力．
N=346 N
合力与F1、F2的夹角均为30°．
小结：（1）求矢量时要注意不仅要求出其大小，还要求出其方向，其方向通常用它与已知矢量的夹角表示．
（2）要学好物理，除掌握物理概念和规律外，还要注意提高自己应用数学知识解决物理问题的能力．
［例3］如图（甲），半圆形支架BAO，两细绳OA与OB结于圆心O，下悬重为G的物体，使OA绳固定不动，在将OB绳的B端沿半圆支架从水平位置逐渐移至竖直的位置C的过程中，分析OA绳与OB绳所受力的大小如何变化？
解析： 因为绳结O受到重物的拉力T，所以才使OA绳和OB绳受力，因此将拉力T分解为和，如图（乙），OA绳固定，则的方向不变，在OB绳向上靠近OC的过程中，在、、三个位置，两绳受的力分别为和，和，和，从图形上看出一直减小，而却是先变小后增大，当OB与OA垂直时最小．
点评：（1）这类平衡问题，是一个物体受到三个力（或可等效为三个力）而平衡，其中一个力的大小和方向是确定的（如重力）而另一个力的方向始终不变，第三个力的大小和方向都可改变．问第三个力取什么方向这个力有最小值．当第三个力的方向跟第二个力垂直时，有最小值，这一规律搞清楚后，运用作图法或计算法就比较方便了。
（2）通过平行四边形的邻边和对角线长短关系或变化情况，做一些较为复杂的定性分析，从图上就可以看出结果，得出结论。这种方法称为图解法。
（五）课堂练习
1、将一个力F分解为不为零的两个分力，下列哪些分解结果是不可能的
A.分力之一垂直于F B.两个分力都在同一条直线上
C.一个分力的大小与F的大小相等 D.一个分力与F相等
2、两根长度相等的轻绳，下端悬挂一质量为m的物体，上端分别固定于天花板上的A、B两点，已知两绳所能经受的最大拉力均为FT，则每根轻绳的长度不得短于多少？
3、质量为2 kg的物体放在水平地板上，用一轻弹簧水平拉该物体，当物体刚开始运动时，弹簧伸长了3 cm，当拉着物体前进时，弹簧伸长2 cm，已知弹簧的劲度系数为k= 200 N/m（g=10 N/kg），求：
（1）物体所受的最大静摩擦力为多少?
（2）物体和地板间的动摩擦因数
4、如图所示，物重30 N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受最大拉力为20N，再用一绳系OC绳的A点，BA绳能承受的最大拉力为30 N，现用水平力拉BA，可以把OA绳拉到与竖直方向成多大角度?
参考答案：
1、D
2、l≥
3、解析：（1）根据胡克定律，F=k x，当弹簧伸长3 cm时，弹簧的拉力为6 N；弹簧伸长2 cm时，弹簧的拉力为4 N.再由平衡的知识，可得物体所受的最大静摩擦力为6 N.
（2）滑动摩擦力为Ff=4 N，正压力FN=G=20 N，所以动摩擦因数μ=Ff/FN=0.2
4、解析：当OA绳与竖直方向的夹角θ逐渐增大时，OA和BA绳中的拉力都逐渐增大.其中某一根的拉力达到它本身能承受的最大拉力时，就不能再增大角度了.显然，OA绳中的拉力先达到这一要求.
所以有cosθ=
所以θ=30°
课堂小结
3.1重力、基本相互作用
教材分析
本章讲述的是关于“力”的基础知识，是学习静力学的基础和准备.内容包括重力、弹力、摩擦力、力的合成、力的分解.本章内容与初中学过的有关力学知识联系密切，是初中知识的扩展和深化，是今后学好其他力学知识的基础.
所谓基础性，就是要为学习力学知识打下扎实的基础.从知识方面来说，就是理解力的初步概念，理解重力、弹力、摩擦力产生的条件和特性，会进行力的合成和分解.从运用方面说，是初步熟悉对一个物体的受力分析，会画出正确的受力图.
本节具有预备性，不论在知识上和运用上都要有一个“度”.比如在本章第二节提到：“用悬绳挂着的静止物体，用静止的水平支持物支持的物体，它们对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，大小等于物体受到的重力.”在这一节就不要求从道理上把这一论断说清楚
教学目标
1、知道重力产生的原因及其定义。
2、知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系，能用重锤线检验一条线或一个面是否竖直或水平。
3、知道物体重心的含义
4、了解力是物体对物体的作用，力的作用是相互的，认识力能使物体发生形变或运动状 态发生改变
5、知道力的三要素
6、了解四种基本相互作用
教学重点
1、重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系
2、力能使物体发生形变或运动状态发生改变
教学难点
1、力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个因素有关
2、重心的概念
教学过程
（一）预习检查、总结疑惑?
匀速直线运动，匀速圆周运动，加速直线运动有何区别？
引入物体运动状态发生变化的含义是什么？
学生阅读课本P54第一段后答：物体速度（大小、方向）发生变化
物体发生形变的含义是什么？学生阅读课本P54第二段后举例。
（二）情景引入、展示目标
同学们都平时都习惯这样说，我们班要数某某同学的力量最大，某某同学脚部的力量最强，一脚可以把足球开出五、六十米。这种对力的说法符合物理角度对力的定义吗？本节课我们将着手研究这个问题，并学习几种简单的力学问题。
（三）合作探究、精讲点播
一、力和力的图示
⑴力的描述：力是物体与物体的作用。（即力产生的条件是两个或两个以上的物体发生作用）
⑵力的作用效果：使物体的运动状态发生改变或是物体发生形变。
⑶力的测量工具：测力计（弹簧秤）
⑷力的单位：牛顿
⑸力的量性：矢量，遵循矢量运算法则
⑹力的图示：按一定比例作出的带箭头的线段，线段的长短表示力的大小，箭头的方向表示力的作用方向，箭头或箭尾表示力的作用点。
二、重力
1、重力
提问：重力是怎样产生的？
学生在预习后回答：地球上的一切物体都要受到地球的吸引，所以人跳起来总会落在地上，扔出去的东西总要落回地面。
提问：有的同学说物体的重力就是地球的吸引力，到底是不是呢？
学生猜疑：有的说是，有的说不是。
教师释疑：严格地说，重力并不是地球的吸引力，而是吸引力的一部分，以后才会学到这些知识，现在知道就行了。所以说重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，而不能说地球的吸引力就是物体的重力。由于两者相差很小，通常可以用重力代替吸引力。
⑴概念：由于地球对物体的吸引而使物体受到的力，叫做重力。重力就是重量。
一个物体受到10N的重力，可以说这个物体的重量是10N。
提问：重物受到的重力的施力物体和受力物体各是谁？
学生：施力物体是地球，受力物体是重物。
强调：地球上的任何物体在任何状态下都受到重力的作用。因此，在今后的受力分析中重力肯定有。
在月球上，物体也会由于月球的吸引而受到相应的重力，到其他星球表面也一样。
⑵产生条件：是由于地球的吸引。
2、重力的大小和方向
提问：重力的大小可以用弹簧秤来测量，为什么？
学生：物体静止时对弹簧秤的拉力大小等于其重力。
实验：手提弹簧称及其下挂的钩码，测出钩码的重力；在竖直方向上用不同的方式运动，观察弹簧称示数及其变化。
(引导学生根据实验，并结合二力平衡知识得出结论)
⑴重力的大小：
重力的大小可以用弹簧秤测出。
在静止的情况下，物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力，在数值上等于物体重力的大小。
动手实验：用弹簧秤测量一个钩码、两个钩码、三个钩码的重力的大小，观察计算重力G与钩码的质量m的关系。
学生马上得到：G与m成正比。
重力大小与物体质量关系： G＝mg（g＝9.8N/kg）
强调：g值在地球的不同位置取值不同，一般情况下忽略这个差异，可认为g值是恒定的。
实验：从静止释放的小石块总是竖直下落，重锤线的方向总是竖直向下。
归纳：从静止释放的小石块总是竖直下落，分析重锤线下重物的受力情况，可知重力的方向竖直向下。
⑵重力的方向：总是竖直向下。
强调：竖直向下不能说成垂直向下，竖直向下指的是与水平地面相垂直，不能笼统指垂直方向。
3、重心
⑴概念
物体的各部分都受到重力的作用。从效果上看，可以认为物体各部分受到的重力作用集中于一点，或各部分重力的等效作用点，或各部分所受到的重力的合力的作用点，叫物体的重心。
通俗点讲，重心就是重力的作用点。把物体的全部质量集中到一点将不影响研究结果，这就是物理学的一种等效替代的思想。
⑵与重心位置有关的因素：
①与物体的形状有关；
②与物体的质量分布有关。
质量分布均匀的物体的重心，跟物体的形状有关。
质量分布均匀的有规则形状的物体，其重心在此几何中心上。
同学们在初中知识的基础上，找出这些质量分布均匀的物体的重心（投影分析）

质量分布均匀的形状不规则的薄板形物体的重心可用二次悬挂法或寻找支点法找到。
学生动手找自己的不规则薄板的中心，并且说出其原理。
教师演示：木圆环，不规则形状薄木板的重心。（参照课本中P5的实验）
验证：用悬挂法确定重心之后，在板上固定一条细线，让其穿过重心C点，再在其重心C处拴上细绳提拉，验证薄板可以水平平衡。也可以重心C为支点，让薄板水平平衡。
演示讲解：不倒翁的制作就是改变椭圆空腔的重心，增强对重心概念的印象。
演示：将一段均匀的直铁丝，做成直角、四边形、圆形等不同的形状，用悬挂法寻找其重心的位置。
归纳：物体的重心可在物体之上，也可在物体之外。
物体的稳定程度与重心的高低及支承面的大小等有关。
简单介绍一下不倒翁的原理，让学生有一种印象，为以后学习平衡的种类奠定基础。
巩固练习：用卡车运输一些有的轻、有的重物体，将这些物体怎样堆放到卡车上较为合理。
(尽量将重的物体放在车的底部，整体的重心较低，行驶较安全)
三、基本相互作用
引力相互作用是是所有物体之间都存在的一种相互作用。对于通常大小的物体，它们之间的引力非常微弱，常被忽略不计。
电磁相互作用包括静止电荷之间以及运动电荷之间的相互作用。电和磁是密切相关的，在一个参考系中观察到的磁力可以和另一个参考系中的电力联系起来，电力和磁力可统一为电磁相互作用。
引力和电磁力能在宏观世界里显示其作用。这两种力是长程力，从理论上说，它们的作用范围是无限的。但是，电磁力要比引力强得多。宏观物体之间的相互作用，除引力外，所有接触力都是大量原子、分子之间电磁相互作用的宏观表现。
强相互作用和弱相互作用都是短程力。短程力的作用范围在原子核尺度内。强作用力只在10-15m范围内有显著作用，弱作用力的作用范围不超过10-16m。这两种力只有在原子核内部和基本粒子的相互作用中才显示出来，在宏观世界里不能觉察它们的存在。核子（质子、中子）、电子和中微子等参与弱相互作用。强相互作用是介子和重子（包括质子、中子）之间的相互作用，因为这种力将核子束缚在一起，核物理学家们把它称为核相互作用。
课堂小结
本节课的应用主要涉及力的概念、力的图示、重力大小的计算和方向的判定，以及物体重心位置的确定。对四种基本相互作用只要作一般性的了解。这节课重点是对重物牵引下小车的运动进行探究，在探究过程中，涉及到了实验的设计、操作以及作图象的方法、原则，很好地提高了大家各方面的能力，同时又为后面学习这种匀变速运动打下了基础。
3.2弹力
教材分析
弹力是力学中最经常遇到的力之一，对弹力认识清楚与否，会直接影响到今后的学习。本节课的重点是弹力产生的原因及弹力的方向，难点是常见的弹力方向的确定。教材用实例引出了形变、弹性形变和弹力的概念，后又对常见弹力（压力、支持力、拉力、提力、举力等）的方向进行了分析和说明。这种先从感性认识出发，上升到理性认识，再通过实验检验并进行具体运用的研究办法十分重要，在教学过程中应注意渗透。
教学目标
知识与技能：
1、理解弹力的概念，知道弹力产生的原因和条件.
2、知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，会分析弹力的方向，能正确画出弹力的示意图.
3、理解形变概念，了解放大法显示微小形变.
4.能说出胡克定律的内容并应用。
过程与方法：
1、通过观察微小变化的实例，初步接触“放大的方法”
情感态度与价值观：
1、通过探究弹力与形变的关系以及数据的准确记录，培养学生锲而不舍的探究的精神和求真务实的科学精神。
教学重点
弹力产生的条件、弹力的方向
教学难点
1．在接触的物体间是否有弹力
2．弹力方向的确定
教学过程
一、导入新课
在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，都是利用他们弹性形变时的弹力，同学们还可以举出许多利用弹力得力子，谁来说？
学生回答拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板……
那弹力是怎样产生的呢？
二、新课教学
（一）用投影片出示本节课的学习目标
1．知道形变的概念
2．理解弹力是因为形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体会产生力的作用
3．会判断弹力的方向
4．知道形变的种类
（二）学习目标完成过程
1．弹力是怎样产生的？
（1）实验演示：压缩弹簧、海绵、用手弯曲竹片
观察到什么现象？
学生：看到形状或体积改变
老师：对，这就是形变。
板书：物体的形状或体积的改变叫形变
（2）被压缩的弹簧上放一黑板擦，放手，黑板擦被弹起；被弯曲的竹片上放一粉笔头，放手，粉笔头被弹起。
提问：为什么黑板擦、粉笔头被弹起？
引导学生回答：形变的物体要恢复原状，对和它接触的物体有力的作用，就被弹起。
提问：如果粉笔头、黑板擦与形变物不接触，会受到这个力吗？
引导回答：不接触一定不会受到这个力
学生总结什么是弹力？
板书：发生形变的物体，由于要恢复原状，对跟它接触的物体产生地的作用，这种力叫弹力。
可见，弹力的产生需两个条件：直接接触并发生形变。
2．任何物体都会发生形变
实验操作：显示微小形变的装置向学生作一简单介绍。
（1）入射光的位置不变，将光线经M、N两平面镜两次反射，射到一个刻度尺上，形成一光亮点。用力压桌面，同学会看到什么现象？
学生：光点在刻度尺上移动？
学生分析：桌面有了形变，使M、N平面镜的位置发生了微小的变化。
总结：我们通常用眼看到一些物体发生形变，还有一些物体眼睛根本观察不到它的形变，比如一些比较坚硬的物体，但是这些物体都有形变，只不过形变很微小。所以，一切物体都在力的作用下会发生形成。
3．弹力的方向
一般情况下，凡是支持物对物体的支持力，都是支持物因发生形变而对物体产生弹力。所以支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
例1：放在水平桌面上的书由于重力的作用而压迫桌面，使书和桌面同时发生微小形变，要恢复原状，对桌面产生垂直于桌面向下的弹力F1，这就是书对桌面的压力；桌面由于发生微小的形变，对书产生垂直于书面向上的弹力F2，这就是桌面对书的支持力。
学生分析：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。
结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。
引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。
引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时发生微小的形变。重物由于发生微小的形变，对悬绳沉重竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力。
结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。
4．巩固训练（出示投影片）
（1）画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）

（2）师生共评：弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。
强调：象B图中，斜面与球间有无弹力？
对小球状态进行分析：如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动。由此可判定小球不受斜面的弹力。这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变。
5．形变的种类
请同学阅读P6，看形变的种类有哪些，举例说明。
学生：形变分为拉伸形变、弯曲形变、扭转形变。比如弹簧的伸长或缩短为拉伸形变，弓、跳板的形变为弯曲形变，金属丝被扭转为扭转形变。
总结：产生弹力的大小与形变程度有关，形变程度越大，产生的弹力就越大。
课堂小结
判断弹力的方向及计算弹力的大小是这节课学习的重点。只有掌握了弹力方向的判断方法，确定了弹力的方向，才能为今后的受力分析打下良好的基础。弹力大小的计算在今后也将有许多实际的应用，方法有多种，主要有：利用平衡条件及动力学规律，利用公式F=kx来计算。
3.3摩擦力
教材分析
摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用.在摩擦力这节课中，要求会计算滑动摩擦力的大小和判断其方向，以及静摩擦力的大小和方向的判断.教师在教学过程中要将学生在初中所学过的相关概念与本节内容相结合，与生活中的实例相结合，逐步引导、循循善诱，对两种摩擦力的大小和方向判定有个清晰的认识.在探究过程中要充分利用初中二力平衡的知识，在物体从静止到运动的过程中认识静摩擦力和滑动摩擦力大小变化情况，使学生的认识从感性到理性发生质的变化.对于动摩擦因数的教学最好通过实验让学生探究得出.由于本节课的特点，在整个教学过程中要充分体现新课标的探究精神，让学生多用所学知识揭示生活中的相关现象本质.
教学目标
知识与技能
1.知道什么是静摩擦力、最大静摩擦力、滑动摩擦力.
2.能计算静摩擦力、滑动摩擦力的大小并会判断它们的方向.
过程与方法
1.学生通过设计实验，并使用控制变量法对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的因素进行实验探究.
2.培养学生的逻辑思维能力,培养学生利用知识解决实际问题的能力.
情感态度与价值观
通过静摩擦力的探究过程，培养学生科学的思想方法.
教学重点
1.滑动摩擦力的大小及方向的判断.
2.静摩擦力的有无及方向的判断.
3.静摩擦力产生的条件及规律.
教学难点
1.静摩擦力有无的判断和方向的判断.
2.静摩擦力大小的计算.
教学过程
活动导入
准备两只碗，分别放入数量较多的玻璃小球，一只碗内是光滑干净的，另一只碗内是粘有灰尘的.请两个同学把玻璃球从碗中用筷子夹出来，比赛看谁夹得快.然后让两位同学分别说出自己的感想,从而引出摩擦力的问题.
情景导入
(课件展示)播放运动员滑雪的录像,如图3-3-1,让学生说出滑雪要求的环境条件，然后导
出摩擦力的概念.
图3-3-1
问题导入
粉笔在黑板上可以写出字来,在玻璃上写得出来吗?试试看.想想若在外面的柏油路面上用粉笔写字又会有何不同?为什么？你认为摩擦力是一种什么样的力？
让学生用自己的语言叙述摩擦力.
推进新课
学生在初中阶段已经学习过摩擦力，通过直接提问使学生回忆并叙述摩擦力的概念.
概念：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力.本节课就来深入研究摩擦力.
请学生做个小实验：要求学生用逐渐增大的水平力推动在教室中放置的桌子，直到推动一段距离.(设计意图:让学生体会并分析出桌子受到推力和摩擦力的作用，使学生产生对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识)
学生活动:学生按老师要求推桌子，并感受推力大小变化.
问题：为什么用力推桌子而桌子不一定运动？为什么想让桌子继续运动还要继续推？
初步引出对静摩擦力和滑动摩擦力的感性认识.
一、静摩擦力
由用力推桌子而不动，师生讨论引导出静摩擦力的概念：两个相互接触的物体之间有相对运动趋势而又保持相对静止时,在接触面间所产生的阻碍相对运动趋势的力叫静摩擦力.
问题：静摩擦力是一恒定的力吗？怎样求静摩擦力的大小？怎样判断静摩擦力的方向？
【实验探究】 在水平桌面上放一木块，用弹簧测力计沿水平方向用较小的力拉木块但保持木块不动，并不断缓慢地增大拉力.注意提示学生观察弹簧秤的示数变化.
实验如图3-3-2：
图3-3-2
实验现象：我们可以看到随着拉力的增大，弹簧秤的示数不断增大.
结论：由二力平衡的知识可以知道，木块受到的静摩擦力大小等于弹簧秤的拉力，方向和拉力的方向相反.所以静摩擦力不是一固定值，它随外力的变化而变化，总是和外力大小相等、方向相反.
继续试验：在弹簧测力计指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标志.在刚才实验的基础上继续用力，当拉力达到一定的值时木块开始移动，此时拉力会突然变小.要求学生记下刚才的最大值.
结论：静摩擦力的增大有一个限度，这个限度就是最大静摩擦力Fmax，其值等于物体刚刚开始运动时的拉力.两物体间实际发生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间.
问题：最大静摩擦力的大小和什么因素有关呢？（教师提出问题，由学生自主设计实验验证最大静摩擦力大小的决定因素）
学生活动:学生设计实验并探究，整理分析实验数据.
参考设计：
1.装置如上面的实验，在木块上面增加砝码，验证在不同的压力作用下的最大静摩擦力的大小；保持压力不变，分别在桌面上、棉布面上、毛巾面上验证最大静摩擦力的值.
2.用手握一油瓶，手的握力恰好使得油瓶不下落，此时最大静摩擦力等于瓶的重力.不断增加瓶中的油，要想瓶恰不滑落，应该增加手的握力即压力,由此判断最大静摩擦力和压力的关系.换用不同粗糙程度的瓶子做实验，验证最大静摩擦力和接触面的粗糙程度的关系.
活动:学生交流讨论并得出结论:
1.静摩擦力大小值并不唯一；
2.最大静摩擦力与压力和接触面有关系.
引导学生说一下生活中和生产中利用静摩擦力的事例.
（课件展示）图片示例：
图3-3-3
课堂训练（课件展示）
1.有关静摩擦力的说法中正确的是（ ）
A.只有静止的物体才受静摩擦力 B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力可能与运动方向垂直 D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反
解析：受静摩擦力作用的物体不一定静止，故A错.静摩擦力的大小与压力无关，而与物体的运动状态及所受其他力的情况有关，故B错.静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度，故C正确.静摩擦力的方向与运动方向无关，但一定与相对运动方向相反，故D错.
答案：C
2.如图3-3-4所示，用外力F水平压在质量为m的物体上（设受力F的面绝对光滑），恰好使物体静止，此时物体与墙之间的摩擦力为______；如果F增大为3F，物体与墙之间的摩擦力为______.
图3-3-4
解析：物体受向下的重力为mg，由二力平衡条件知静摩擦力大小也为mg，方向向上，当推力增为3F时，物体重力不变，则静摩擦力也不变.
答案：mg mg
二、滑动摩擦力
概念：当一个物体在另一个物体表面上滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫做滑动摩擦力.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体的相对运动方向相反.（可以通过复习回忆得出，或者通过演示实验总结得出，也可以直接给出）
（提出要求）利用教材演示实验仪器设计实验，定量研究影响滑动摩擦力大小的因素.（设计意图：使学生意识到应采用控制变量法进行多变量的研究；使学生体会摩擦力的大小的影响因素）
1.引导学生进行实验原理的探究.
(学生活动:思考并交流讨论得出利用二力平衡定量测量滑动摩擦力的大小)
2.引导学生进行实验方法的探究
(学生活动:思考并交流讨论得出控制变量法)
3.组织学生利用已有器材进行实验探究
(学生活动:学生进行分组实验探究)
4.要求学生设计表格记录数据，并通过对数据的分析初步得出自己的结论.
(学生活动:展示自己的数据，并对数据进行分析，最终定量得出压力与滑动摩擦力的关系，对动摩擦因数有定性的认识)（设计意图：培养学生实验数据的分析处理能力）
小结：滑动摩擦力的计算公式f=μN.（设计意图：训练学生语言表达及逻辑推理能力）
介绍动摩擦因数的物理意义及常见材料间的动摩擦因数.
课件展示：
几种材料间的动摩擦因数
材料
动摩擦因数
材料
动摩擦因数
钢—钢
0.25
钢—冰
0.02
木—木
0.30
木头—冰
0.03
木—金属
0.20
橡胶轮胎—路面（干）
0.71
皮革—铸铁
0.28
例题.滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动.有的地方人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛.已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02，滑雪板和人的总质量为180 kg.如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动，求鹿的拉力大小.
解析：由于滑雪板做匀速直线运动，可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等，即F=f.同时，滑雪板与冰面的压力N与滑雪板和人的重力相等，即N=G.
由滑动摩擦力公式，可求出鹿的拉力大小为
F=f=μN=μMg=0.02×180×9.8 N=35.3 N.
答案:35.3 N
课堂训练
质量为2 kg的物体，静止在水平面上.物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.给物体一水平拉力.
(1)当拉力大小变为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(2)当拉力大小变为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(3)此后若将拉力又减小为5 N（物体仍在滑动），地面对物体的摩擦力是多大？
(4)若撤去拉力，在物体继续滑动的过程中，地面对物体的摩擦力是多大？（取g=10 N/kg）
解析：（1）当拉力F=5 N时，F＜fmax,物体没有滑动，地面对物体的摩擦力为静摩擦力,f=F=5 N；
（2）当拉力F=12 N时，F＞fmax,物体滑动起来，地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力F滑=μN=μmg=0.5×2×10 N=10 N；
（3）当拉力又减小为5 N时，由于物体仍在地面上滑动，所以物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍是10 N；
（4）当拉力撤去后，由于物体继续在地面上滑动，物体受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力，所以仍为10 N.
答案：（1）5 N （2）10 N （3）10 N （4）10 N
知识拓展
增大有益摩擦：
1.增加物体表面的粗糙程度.如：鞋底、车轮胎、各种旋钮表面都有花纹.
2.增大压力.如：电动机的皮带拉得很紧，以便增大压力来增大摩擦力，防止皮带打滑.
减小有害摩擦：
1.用滚动摩擦代替滑动摩擦：用滚动轴承代替滑动轴承.
2.减小表面粗糙程度：加润滑油.
课堂小结
1.两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍物体间相对运动的力，叫摩擦力.
静摩擦力
滑动摩擦力
符号及单位
产生原因
表面粗糙有挤压作用的物体间具有相对运动趋势时
表面粗糙有挤压作用的物体间发生相对运动时
摩擦力用f表示
单位:牛顿
简称:牛
符号:N
大小
始终与外力沿着接触面的分量相等
f=μN
方向
与相对运动趋势相反
与相对运动方向相反
2.摩擦力的大小与压力大小有关，跟物体间接触面的粗糙程度有关.
常用增大压力和使接触面更粗糙的方法增大有益摩擦.减小有害摩擦的方法有:使摩擦面光滑，用滚动代替滑动，使摩擦面脱离接触（加润滑油、气垫）这三种方法.
3.4力的合成
教材分析
力的合成是解决力学的基础和工具，力的合成不过关，后续课的学习中，对牛顿第二定律、物体平衡、动量定理、动能定理的理解和应用都无从谈起.力的合成是矢量的合成，是为以后物体受力分析作准备的一节课，理解力的合成需要掌握一种方法，那就是等效的方法.这节课从实验入手，学生通过自己动手找出合力与分力之间的关系，这样容易使学生接受.通过实验和多个实例说明一个事实：由于两个力作用在一个物体上，物体所表现出来的形变量或者运动状态的改变跟一个力作用在这个物体上时，物体所表现出来的形变量或者运动状态的变化相同.对于平行四边形定则的教学，可以在初步的矢量合成的基础上进一步加深，可以先进行在一条直线上力的合成，然后再进行互成角度力的合成.平行四边形定则让学生在实验过程中得出，让学生自己发现规律，有利于锻炼学生的能力.
对于共点力的教学，重点在于利用演示实验和生活实例，形象地对比共点力和非共点力，在此基础上建立共点力的图景.
本节是学生未接触过的全新内容.等效观点、力的合成等内容，学生都感到别扭.如果力的合成的平行四边形定则掌握不好，后续课程中的合成、电场磁场的叠加就不能得心应手.因此这节课在物理学中的地位和作用至关重要.
教学目标
知识与技能
1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念.
2.理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代.
3.会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成.
过程与方法
1.培养学生的实验能力，理解问题的能力，应用数学知识解决物理问题的能力；
2.进行科学态度和科学方法教育，了解研究自然规律的科学方法，培养探求知识的能力；
3.树立等效观点，形成等效思想，这是非常重要的处理问题的思想.
情感态度与价值观
1.培养学生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法.
2.通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度.
3.让学生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，使学生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的学习心理状态.
教学重点
1.运用平行四边形定则求合力.
2.合力与分力的关系.
教学难点
运用等效替代思想理解合力概念是难点.
教学过程
导入新课
故事导入
据报道，因近日雨水较多路面太滑，一辆拖拉机在某地不慎落入路边的一条水沟，司机闫师傅被压在拖拉机后轮下面的水里，当场昏迷，幸亏附近十几个村民合力抬起车轮把闫师傅救出来抬到岸上才使闫师傅及时脱险.
除了十几个村民抬起拖拉机外，我们还可以用吊车吊起拖拉机来达到同样的目的.在这个例子中吊车的作用效果与十几个村民的作用效果是相同的.
实验导入
两个女同学把一桶水抬到讲桌上，然后再让一个男同学自己把水提到讲桌上.
在这个实验中两个女同学对水桶的作用效果和一个男同学的作用效果相同.
推进新课
一、力的合成
一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力.
当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力.求几个力的合力的过程叫做力的合成.下面我们来探究一下求几个力的合力的方法.
演示1：两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为F1和F2；再用一个弹簧秤悬挂同一个钩码，拉力为F.
分析：F1和F2共同产生的效果与力F产生的效果是相同的，即均使钩码处于静止状态.由于力F产生的效果与力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力.这种等效代替的方法是物理学中常用的方法.
问题：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？
我们通过实验来研究这个问题.
实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F作用，也可以用2个力F1和F2同时作用.如能想办法确定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F与F1和F2间的关系.
演示2：将如图3-4-1所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上.
橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿直线GC伸长了EO这样的长度，若撤去F1和F2用一个力F作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，则力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作线段OC，根据选定的标度，使OC的长度表示F的大小.
图3-4-1
学生实验：将白纸钉在方木板上，用图钉固定一橡皮筋，用两只弹簧秤同时用力互成角度地沿规定方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点，记下此时两弹簧秤的示数，这就是分力的大小，再用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读数就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向.用力的图示作出这3个力观察找出3个力之间的关系
演示3：以OA、OB为邻边作平行四边形OACB，画平行四边形的对角线，发现对角线与合力很接近.
问题：由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减.那么互成角度的两个力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？下面请同学根据自己的实验数据来验证.
图3-4-2
结论：总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则.如图3-4-2.
问题：合力F与F1和F2的夹角有什么关系？
如果两个分力的大小分别为F1、F2，两个分力之间的夹角为θ，当θ＝0°时，它们的合力等于多少？当θ＝180°时，它们的合力又等于多少？
平行四边形定则的具体应用方法有两种：
1.图解法
（1）两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以F1、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向.
用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角θ.
如图3-4-3所示.
图3-4-3
图3-4-3中F1=50 N，F2=40 N，合力F=80 N.
（2）两个以上力的合成：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.
2.计算法
先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式（如余弦定理）算出对角线所表示的合力的大小和方向.
图3-4-4
当两个力互相垂直时，如图3-4-4有：
F=
tanθ=F2/F1.
例1教材例题
例2如图3-4-5所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10 N，F2=2 N.若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为多少？
图3-4-5
解析：F1和F2的合力F12＝F1－F2＝8 N，方向向右，又因物体受三力作用且合力为零，故静摩擦力f＝8 N，方向向左.
若撤去力F1，则木块受F2作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为2 N，方向向右，木块仍保持静止状态,木块在水平方向受到的合力为零.
答案：0
合力大小的范围：
运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力F1和F2之间的夹角θ由0°→180°变化，可以得到：
（1）合力F随θ的增大而减小.
（2）当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，F有最小值Fmin=F1-F2.
（3）合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.
一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2
问题：如何求多个力的合力？
引导学生分析：任何两个共点力均可以用平行四边形定则求出其合力，因此对多个共点力的合成，我们可以先求出任意两个力的合力，再求这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.
3.矢量和标量
问题：我们学过许多物理量，如：长度、质量、时间、能量、温度、力、速度等.这些物理量有什么异同？
引导学生分析：力、速度是既有大小又有方向的物理量，而质量、时间、能量、长度等物理量只有大小，没有方向，前者叫矢量，后者叫标量，矢量的合成遵守平行四边形定则.
二、共点力
学生自学课本上有关共点力的知识，教师提示学生在阅读的时候注意这样几个问题：
1.什么样的力是共点力？
2.你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？
3.力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？
注：这一部分知识相对简单，可以通过学生自学，锻炼学生的阅读能力和自学能力.
参考答案:
1.如果一个物体受到两个或更多个力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一个点上，或者虽然不是作用于同一个点上，但是他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力.
2.掌握共点力时，不仅要看这几个力是不是作用于一个点，还要看它们的延长线是不是交于一个点.
3.力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况.
课堂小结
学生习惯于代数运算，产生定势思维，所以对矢量运算特别不习惯，不易接受.因此在作用效果相同的基础上理解合力与分力的关系，理解平行四边形定则，是难点.平行四边形定则的探索是应用的重点.所以，无论从课堂讲解，还是实验的设计操作、习题练习、课后作业等，都应围绕平行四边形定则展开.
3.5力的分解
教材分析
高中物理必修1第五章第二节力的分解是在学生学习了前一章力的基础知识及力的合成之后而编排的。由于分解法是高中物理解决复杂问题的一种重要的方法。它为位移、速度、加速度等矢量的分解奠定了基础。并且它对矢量运算普遍遵守的规律“平行四边形定则”作了更加深入的了解。所以说本节内容具有基础性和预备性。因此，力的分解这节课在整个教材中的地位也是显而易见的
教学目标
1、知识与技能
（1）理解分力的概念，清楚分解是合成的逆运算。
（2）会用平行四边形定则进行作图并计算。
（3）了解力的分解具有唯一性的条件。
（4）掌握根据力的效果进行分解的方法和正交分解法。
2、过程与方法
（1）强化“等效替代”的思想。
（2）培养学生观察及设计实验的能力。
（3）培养运用数学工具解决物理问题的能力。
3、情感态度与价值观
（1）培养学生参与课堂活动的热情。
（2）培养学生将所学知识应用与生产实践的意识和勇气。
教学重点
（1）理解力的分解是力的合成的逆运算。（2）掌握运用平行四边形定则进行力的分解。
教学难点
（1）力的分解具有唯一性的条件。（2）力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。
教学过程
［新课导入］
【演示实验】
用一根细线提起一个重物和用两根细线同时提起这个重物，在实验演示之前先展示问题.
师:是一根细线容易断还是两根细线容易断?
生:（非常肯定地回答）当然是一根细线容易断.
实际演示，当两根细线之间的夹角较大时，两根细线中的一根先断
通过实际实验，和学生的认识形成较大的反差，可以激发学生兴趣，引发学生进一步的思考.
师:我们学习完这一节课“力的分解”之后就会明白这个问题.
［新课教学］
一、力的分解
师:我们上一节课学习了力的合成，现在我们学习力的分解，大家根据力的合成的定义方法来定义一下什么是力的分解.
生:求一个力分力的过程和方法叫做力的分解.
师:求合力的方法是什么？
生:（一起回答）平行四边形定则.
师:那么求分力的方法是什么？大家大胆地猜想一下.
学生探究讨论力的分解的方法
生:（小声、不敢肯定，有些犹豫）可能也是平行四边形定则.
师:你得出这个结论的依据是什么？
生:从逻辑角度讲，这两个分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算.因为力的合成遵循平行四边形定则，那么力的分解也应该遵循平行四边形定则.
师:（微笑鼓励）刚才这位同学分析得非常好，像这种方法，我们并没有通过实验来验证结论，而是通过逻辑推理进行分析探究，这种研究问题的方法叫做理论探究.根据这个结论，要分解一个力，我们应该把这个力当成什么？
生:我们要把这个力当成平行四边形的对角线.
师:当用平行四边形的对角线表示合力时，那么分力应该怎样表示?
生:分力应该是平行四边形的两个邻边.
师:如果对角线确定了以后，根据几何学的知识，它的两条邻边是不是就唯一确定了呢？
生:不是，当对角线确定了以后，它相邻的边有很多组.
师:同学们在练习本上作出一条对角线，然后作这条对角线相邻的两条边，看能够做多少条.
学生练习，体验不加以限制的话，一个力的分力有无数组解
生:有无数组解.
师:这样研究一个力的分力显然是不可能的，也是不现实的，那么我们应该怎样研究一个力的分力呢？
生:可以放在具体受力环境中进行解决.
【演示实验】参考实验，可以进行实物投影（图3－5－1）
图3－5－1
师:一个水平放置的薄木片，在它的上面放置一个小物体，可以观察到什么现象？
生:可以看到薄木片被压弯.
师:这一个效果是由什么原因引起的？
生:是由于物体本身的重力引起的，它产生了一个使物体向下压的效果.
师:我们能不能把木片竖直放置而使物体静止呢？如果不能，应该怎样做才能使它静止？
生:当然不能，应该用一个绳子拉住物体才能使它静止.
师:为了使力的作用效果更容易被观察到，我们用一根橡皮筋代替绳子，当木片竖直放置时（图3－5－2），橡皮筋发生了形变，也就是受到了弹力；木片是不是发生了形变？
图3－5－2
继续演示实验
师:仔细观察木片竖直放置时，木片的受力形变情况和橡皮筋的受力形变情况应该是怎样的呢？
生:木片不发生弯曲，说明木片没有受到物体力的作用；橡皮筋被拉长了，说明橡皮筋对物体有力的作用.
师:使橡皮筋发生形变的力是什么力？
生:原因还是由于物体受到重力使橡皮筋发生了形变.
师:如果既不竖直放置木片，也不水平放置木片，而是让木片与地面成一角度（图3－5－3），我们再来看一下橡皮筋和木片的形变情况.
图3－5－3
生:木片和橡皮筋同时发生了形变，说明两个物体都受到了力的作用.
多媒体投影例题
把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受到竖直向下的重力，但它并不竖直下落.从力的作用效果来看，应该怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系？
师:大家可以讨论探究应该怎样解决这个问题.
学生讨论探究，自己独立完成解答过程
生:根据刚才的分析，根据重力产生的效果，重力应该分解为这样两个力:平行于斜面使物体下滑的分力F1、垂直于斜面使物体压紧斜面的力F2.
师:由几何关系可知，这两个力和重力之间的关系是怎样的？
生:F1=Gsinθ，F2=Gcosθ.
师:由刚才那位同学推导出的公式知，这两个分力的大小与物体本身的重力和斜面倾角θ有关，有什么关系？
生:斜面倾角θ增大时，F1和F2都减小.
师:下面我们再通过实验验证一下是不是这样.
【实验验证】 通过抬高木片的一端使木片与地面间的夹角逐渐增大，通过观察橡皮筋的形变量来看F1的变化，通过观察木片的形变程度的观察来看F2的变化.（注意:如果物体是一个木块的话应该让木块和木片之间的摩擦很小，也可以用小车代替木块来做实验，因为滚动摩擦比滑动摩擦要小）
动画模拟刚才实验的过程，以便学生能够更为全面地了解两个分力的变化情况
投影展示桥梁的引桥，引发问题
师:我们知道，桥梁建设得越长，消耗的生产资料越多，为什么桥梁的引桥还要建设那么长呢？
生:增大引桥的长度的目的是减小桥与地面之间的夹角，从而使汽车的重力沿桥面方向的分力减小，减少交通事故的发生.
师:刚才这位同学分析得很好，为了加深对力的分解的认识，我们看以下的练习题.
【课堂训练】
1.如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图3－5－4所示，那么怎样才能保持塔柱所受的合力竖直向下呢？
图3－5－4
解析:因为钢索的斜向拉力会对塔柱产生两个效果:一方面竖直向下压塔柱，另一方向沿水平方向拉塔柱，故可以把两个斜向的拉力各分解为一个竖直向下的分力和一个水平方向的分力.要使一对钢索对塔柱拉力的合力竖直向下，如图3－5－5所示，只要它们的水平分力大小相等就可以了，即F1x=F2x，而F1x=F1sinα，F2x=F2sinβ
图3－5－5
所以有F1sinα=F2sinβ，即.
结论:两侧拉力大小应跟它们与竖直方向夹角的正弦成反比.
2.在倾角α=30°的斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为G=20 N的光滑圆球，如图3－5－6所示.试求这个球对斜面的压力和对挡板的压力.
图3－5－6
答案: N N
解析:球受到向下的重力作用，这个重力总欲使球向下运动，但是由于挡板和斜面的支持，球才保持静止状态，因此球的重力产生了两个作用效果，如图所示，根据作用效果分解为两个分力:（1）使球垂直压紧斜面的力F2；（2）使球垂直压紧挡板的力F1.由几何知识可得F1与F2的大小.
如图3－5－7所示，三个力可构成一个直角三角形.
图3－5－7
由几何关系得，球对挡板的压力F1=Gtanα= N，
其方向与挡板垂直.
球对斜面的压力F2= N，
其方向与斜面垂直.
（注意:以上两个例题可以根据学生的实际情况选用，其中第一个难度大些，可供学生整体水平较高的班级使用，第二个和我们的例题类似，可以在例题之后直接进行，如果再进一步地研究这个问题，可以使挡板缓慢地逆时针旋转，让学生求解在这种情况下重力的两个分力的变化情况，锻炼学生分析动态变化的问题的能力）
二、矢量相加法则
师:通过这两节课的学习，我们知道力是矢量，力的合成与分解不能简单地进行力的代数加减，而是根据平行四边形定则来确定合力或者分力的大小和方向.前面我们学过的矢量还有位移，位移的相加也遵循平行四边形定则吗？我们来看教材69页“矢量相加法则”这部分内容，然后回答有关问题.
学生阅读课本有关内容，初步认识平行四边形定则不仅仅适用于力的合成与分解，同样也适用于其他矢量的合成与分解，通过学生自己总结分析，可以提高学生物理知识的迁移能力、用一种方法解决不同问题的能力.
师:位移的矢量合成是否遵守平行四边形定则?
生:位移的合成也遵守平行四边形定则.
师:什么叫三角形定则?
生:把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法，叫做三角形定则.平行四边形定则和三角形定则实质上是一样的，只不过是一种规律的不同表现形式.
师:什么叫做矢量，除了位移和力，我们所学的哪些物理量还是矢量？
生:既有大小又有方向，并且在相加时遵从平行四边形定则（或三角形定则）的物理量叫做矢量.除了位移和力之外，我们所学过的速度、加速度等都是矢量.
师:什么是标量，我们以前所学的哪些物理量是标量?
生:只有大小，没有方向，求和时按照算术法则相加减的物理量叫做标量.我们以前所学过的质量、体积、距离、密度、时间等物理量都是标量.
【课堂训练】
举重运动中保持杠铃的平衡十分重要.如图3－5－8所示，若运动员举起1 800 N的杠铃后双臂保持106°角，处于平衡状态，此时运动员两手受力各为多大？（sin53°=0.8，cos53°=0.6）
图3－5－8
答案:1 500 N
解析:方法一:取杠铃为研究对象，受到重力和两手对它的作用力，如图3－5－9所示，为方便起见，把三个力画成共点力.将两个FN分解为竖直方向和水平方向的分力和，如图3－5－10所示，则有G=2=2FNcos53°，可解得FN=1 500 N.

图3－5－9 图3－5－10
方法二:将它们移到同一点，再把两个FN合成，得图中所示的菱形，加一条辅助线后得到四个直角三角形，所以FN== N=1 500 N.
课堂小结
对于力的分解，学生比较容易理解，而对于力的分解要按照力的实际作用效果进行分解这一点，较难理解.这节课多处增加了学生参与，并通过亲身体会力的作用效果的这个小实验，激发学生的学习兴趣，培养学生动手操作和分析实际问题的能力、归纳问题的能力.
把物理公式与生活实际联系起来，用物理语言解释生活现象.
通过分析日常生活中应用力的分解的现象，让学生知道物理与生活是息息相关的，培养学生观察生活现象、发现问题、建立物理模型、用物理模型解决问题、用物理语言解释现象的能力.
对于正交分解的掌握，老师们可以根据各自的情况进行补充，因为正交分解的方法在今后的学习中经常用到，是最常见的一种处理力的方法，可以根据实际情况安排一节习题课，增加学生对力的分解知识的理解.
第四章牛顿运动定律章末复习
教材分析
本章是在前面对运动和力分别研究的基础上的延伸——研究力和运动的关系，建立起牛顿运动定律。牛顿运动定律是动力学的基础，是力学中也是整个物理学的基本规律，正确地理解惯性概念，理解物体间的相互作用的规律，熟练地运用牛顿第二定律解决问题，是本章的学习要求，也为进一步学习今后的知识，提高分析解决问题的能力奠定基础。
本章还涉及到了许多重要的研究方法，如：在牛顿第一定律的研究中采用的理想实验法；牛顿第二定律中的控制变量法；运用牛顿第二定律处理问题时常用的整体法与隔离法，以及单位的规定方法，单位制的创建等。对这些方法要认真体会、理解，以提高认知的境界。
为了更扎实地理解牛顿第二定律，本章第二节安排了实验：探究加速度与力、质量的关系，并提供了参考案例，实验操作方便，规律性强，结论容易获得，控制变量法在此得到了实践。第五节牛顿第三定律的研究引入了传感器――计算机的组合，现代气息浓厚，实验效果很好。
物理知识来源于生活，最终应用于生活，本章的后两节就是牛顿运动定律的简单应用
教学目标
1、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．
2、过程与方法
1、培养学生分析问题的能力，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．正确的认识力和运动的关系．
2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．
3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。
3、情感、态度与价值观
1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。
2、培养科学研究问题的态度。
3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。
4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。
教学重点
1、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。
2、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。
3、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。
4、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。
5、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。
6、动力学两类基本问题求解基本思路和一般步骤。
7、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。
教学难点
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。
教学过程
一．知识复习
⒈ 本课学习内容是第三章牛顿运动的第1节—第3节，即牛顿第一定律；物体运动状态的改变；牛顿第二定律。
⒉ 本课学习目的是以下三点：
⑴ 知道伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验是科学研究的重要方法；理解牛顿第一定律的内容和意义；知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的现象。
⑵ 理解力是使物体产生加速度的原因，理解质量是惯性大小的量度。
⑶ 理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系，知道得出这两个关系的实验；知道国际单位制中力的单位是如何定义的；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；会用牛顿第二定律进行简单的计算。
二．要重点讲解：
1．力不是维持物体运动的原因
(1)伽利略理想实验.伽利略理想实验说明了物体维持自己的运动并不需要力.如果我们能够细心观察、分析一些常见物体的运动，也很容易验证伽利略的结论.滚动的足球会停下来，不是因为没有维持它运动的力，而是因受到摩擦阻力的作用.瓦片可以在水平冰面上滑行很远才停止，就是所受摩擦力很小的缘故.假设冰面对瓦片无阻力且空气阻力也可忽略，瓦片将会沿冰面一直滑行下去，而无需施加任何沿运动方向的外力.
在实际生活中，我们很难找到使物体不受任何阻力的实验环境，这就显示了伽利略理想实验的优越性.理想实验是科学研究的重要方法.
(2)运动是物质自身的属性.自然界中的任何物体都处在永不停止的运动中.我们看到一幢大楼是静止的，这其实是以地面为参照物的观察结果.若以太阳为参照物，大楼一方面与地球一起绕地轴转动，另一方面还要随地球一起绕太阳转动.整个宇宙中，大到恒星、星系，小到原子、电子，都处在永不停止的运动中.可见运动是物体自身的属性，只要物体存在，它就必然要运动.从这个意义上讲，物体的运动也无需外力去维持.
2．惯性.
(1)惯性是物体的固有性质.牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力作用时将保持自己原来的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态，这是一切物体所固有的性质即物体的惯性.任何物体都具有惯性，这与物体是运动着的还是静止的无关，也与物体正在作何种运动无关.
(2)物体的惯性与物体的受力状况无关.牛顿第一定律所描述的状态是一种理想状态，即物体不受外力作用的状态.实际上任何物体均与周围物体发生相互作用,不受外力作用的物体是不存在的.但物体受到外力作用并不会引起物体惯性的变化.若物体所受外力的合力为零，物体将保持自己的运动状态：匀速直线运动或静止.显然，物体的惯性与不受外力时相同.若物体作变速运动，也不能说物体就不具有惯性.如物体在重力作用下作自由落体运动,物体的速度不断增加，运动状态不断改变，但并不说明物体的惯性已经消失.在运动中的任一时刻，若给物体施一大小与重力相等、方向与重力相反的外力，则物体将保持那一时刻的速度作匀速直线运动.这说明了，物体的惯性并没有发生变化.运动状态的变化是受外力作用的结果，但运动状态的变化并不是物体惯性的变化，物体的惯性与是否受外力以及所受合外力是否为零均无关.
3．物体运动状态的改变.
物体运动状态的变化与物体所受外力和物体的惯性均有关.力是物体改变运动状态的原因，而惯性决定着物体改变运动状态的难易程度.
(1)力是物体产生加速度的原因.物体在不受外力作用或所受外力的合力为零时均保持自己原来的运动状态而不会发生运动状态的变化，只有当物体所受合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，力是改变物体运动状态的原因.当物体运动状态发生变化时，物体的速度必然发生变化(大小变化，方向变化或大小、方向均变化)，因而此时物体的合力必定不为零.这就是说，物体有加速度时，物体所受外力的合力必定不为零，即力是物体产生加速度的原因.
(2)质量是物体惯性大小的量度，在同样外力作用下，质量越大的物体，改变其运动状态就越困难.例如，用同样大小的水平力推两辆原静止在水平面上的小车，一辆空车，一辆装满货物.要使它们达到相同的速度，实车比空车所需时间要长.物体的惯性是物体保持原有运动状态的特性，惯性越大，说明物体保持自己原来运动状态的能力越大，亦即改变物体运动状态就越困难.可见质量越大，物体的惯性越大.质量越小，物体的惯性越小.物体的惯性大小可以用质量去量度.
初中时我们学过“质量是物体所含物质的多少”，这与我们现在学习的“质量是物体惯性大小的量度”并不矛盾，这是质量所具有两种物理意义.
4．正确理解牛顿第二定律
⑴ 同一性 牛顿第二定律中是物体（或系统）所受的合外力，a是指同物体（或同系统）的加速度，而m是该物体（或该系统）的质量，即、m、a对应与同一研究对象，这就是研究对象的同一性。
⑵ 矢量性 合外力F和加速度a均是矢量，所以牛顿第二定律=ma是一个矢量关系式。物体的加速度a的方向始终与物体所受的合外力F的方向一致，此即a、F的同向性（或矢量性），而决不能理解为与物体的速度方向相同或相反。
⑶ 因果性 物体受到的合外力不为零就一定产生加速度，力是产生加速度的原因。=ma中的“=”号说明与ma的数量相等，方向相同，不能把ma与看作是相同的物理量，ma不是一个力。
⑷ 瞬时性 牛顿第二定律所揭示的规律具有瞬时性，表现为：加速度与合外力对应于同一时刻，即合外力为零时，加速度为零，物体保持静止或匀速直线运动；合外力为恒力时，加速度不变，物体做匀速直线运动；而当合外力为变力或物体变质量时，加速度随着变化，物体做变加速运动。注意：因为力可以发生突变，所以加速度也可以发生突变，而速度不能突变。
⑸ 独立性 牛顿第二定律=ma中，若物体同时受到几个外力的作用，一个外力对应产生一个加速度，某方向的合外力对应在该方向产生一个加速度，每个加速度的方向与所对应的外力方向相同。求解某方向的问题时就只考虑该方向的力所产生的加速度，这就是a和F的独立性。
⑹ 相对性 在牛顿第二定律中，加速度a与参照物的选取有关。在处理问题时，必须选取相对于地球保持静止或做匀速直线运动的物体为参照物，这就是牛顿第二定律的相对性。通常我们选取地球为参照物，若物体的加速度不是相对与地球的，则必须将其转化为相对与地球的加速度，然后才可代入=ma中求解。
⑺ 统一性 在国际单位制中，F的单位为牛（N），质量的单位为千克（kg），加速度的单位为米/秒2（m/s2）只有采用国际单位制，才存在关系式=ma，所以应用牛顿第二定律时必须注意单位的统一性。
⑻ 适用性 牛顿第二定律只适用与宏观物体相对惯性参照系做低速运动的情形。所谓惯性参照系是指参照物本身没有加速度，相对于地面静止或匀速直线运动的参照物可以看作惯性系。所谓低速是指物体运动速度比光速小得多，当研究电子、质子等接近光速运动时，牛顿第二定律就不再适用了。
⒌ 牛顿第二定律的初步应用
应用牛顿第二定律解题时，常见的较简单的问题有两类：第一类是已知物体的受力状况，应用牛顿第二定律求出加速度，再进一步去研究物体的运动；第二类是已知物体的运动状况，应用运动学公式求出加速度，再应用牛顿第二定律去求解未知力.对于这两类问题，都应在分析研究对象的受力状况和运动状况的基础上列方程.通常可采用如下的基本解题步骤：
(1)? 确立研究对象，并分析其受力状况；
(2)? 分析运动状况，确定加速度方向；
(3)? 建立恰当的直角坐标系，用正交法分解物体所受的各外力.通常使加速度方向与 某一坐标轴重合.
(4)? 以速度方向为正方向建立如下方程组(设a与x轴重合)并解之：
课堂小结
4.1 牛顿第一定律
教材分析
牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，是牛顿物理学的基石，力学的第一原理，它破除了长达两千年以来亚里士多德的错误，改变了人类的自然观和世界观，本身还包含着力、惯性和参考系的科学概念，是物理学理论的支柱和基石.在教学中，不能把它看作牛顿第二定律的特殊情况，它意在引导学生了解科学的发现和发展.本节课采用的理想实验法，在物理研究中具有十分重要的地位和作用.
本课程的教学设计，主要是让学生通过动手实验和利用贴近学生生活的实例，达到突破重难点的目的.
教学目标
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.
教学重点
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.
教学难点
惯性与质量的关系.
教学过程
导入新课
常识导入
1.我国公安交通部门规定，从1993年7月1日起，在各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，为什么？
2.常见的柴油机、电动机等机器的底座非常沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱以减小质量，这是为什么呢？你能解释一下吗？
情景导入
用多媒体播放牛耕地的画面：牛耕地时，牛拉着犁前进；牛停止拉犁，犁也停止运动.边播放边介绍，牛拉犁，犁前进；牛停犁也停.由此看来，必须有力作用在物体上，物体才运动；没有力作用在物体上，物体就不运动——两千多年前古希腊科学家亚里士多德就得出了这样的结论，这个结论正确吗？
学生讨论，教师借机导入新课.
推进新课
一、理想实验的魅力
自主探究
让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究：
1.力推物动，力撤物停.
2.力撤物不停.
供选用器材：小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺等.
学生操作时，教师巡回指导学生完成以下操作：
1.桌子上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停；
2.将毛巾换成玻璃板，或直接用桌面，把小车在桌面或玻璃板上推一下，它运动一段时间才停下来.
学生操作结束后，教师可以让一个学生说一下他的操作过程及看到的现象，由此可以得到结论.
结论：物体的运动不需要力来维持.
为了证明这个结论的正确性，再让学生举出一些其他的实例来说明.如：蹬一段时间自行车后停止蹬车，自行车还会滑行一段距离；在冰面上踢出去的冰块要运动一段距离才停止运动；空中飞行的飞机制动后仍然还会向前滑翔；射出枪蹚的子弹等等.
既然物体的运动不需要力来维持，刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢？矛盾出现在哪里呢？下面用小球来做个对比实验.
实验探究
图4-1-1
A.使斜槽下端与桌子上铺好的毛巾吻合，让小球从斜槽上自由滚下，标出小球在毛巾上滚动的距离；
B.使斜槽下端直接与桌面吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在桌面上滚动的距离；
C.使斜槽下端与桌面上的玻璃吻合，让小球从斜槽上同一位置自由滚下，标出小球在玻璃上滚动的距离.
通过观察对比实验，让学生分析实验，总结实验：
接触面越光滑，小球滚动的距离越远.
结论：运动小球停下来的原因是受到摩擦力的作用.
为了引出伽利略的理想实验，教师可继续设疑：若接触面光滑无摩擦小球会怎样？
学生讨论、交流，大胆猜想.（充分发挥学生的想象空间，发散思维）
在学生讨论交流的基础上，结合实验进一步总结.
结论：物体的运动不需要力来维持.力撤物停的原因是因为摩擦力.若无摩擦力，运动物体会一直运动下去.最早发现这一问题的科学家是伽利略，他是怎样研究这个问题的呢？
（课件展示）用多媒体播放伽利略的理想实验（边播放边介绍）要动态出以下效果：
图4-1-2
A.对称斜面，无摩擦小球滚到等高.
B.减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置自由释放要滚到等高，滚动距离越远.
C.把另一侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去.
根据这一现象伽利略得出了：运动的物体若不受力，物体将匀速运动下去.
为了验证这个理论的正确性，下面通过气垫导轨实验来验证一下：
（介绍气垫导轨、光电门工作原理）
演示1：利用气垫导轨消除摩擦，让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出滑块在不同位置的速度.
学生记录数据并比较，感受伽利略理论的正确性.
让学生阅读课本找出：
1.伽利略的观点.
2.笛卡儿的补充和完善.
3.牛顿第一定律.
对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更全面？
学生回答问题：
1.伽利略：物体不受力时，运动的物体一直做匀速直线运动.
2.笛卡儿：物体不受力时，物体将永远保持静止或运动状态，永远不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动.
3.牛顿：一切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.
综上所述，牛顿第一定律更全面、更完善.
二、牛顿物理学的基石——惯性定律
为了进一步加深对牛顿第一定律的理解，培养学生理解问题的能力，教师可继续设疑：既然牛顿第一定律更完善，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系？
让学生讨论交流并回答：
两个方面：不受力时，物体保持匀速直线运动状态或静止状态；受力时，力迫使它改变运动状态.
在学生回答基础上，进一步总结：
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.
设疑：牛顿第一定律能否用实验来验证？
结论：不能，因为不受力作用的物体是不存在的.
受力但合力为零可看作不受力.在学生回答的基础上，作出肯定，并指出：牛顿第一定律虽然所描述的是一种理想化状态，但它却正确揭示了自然规律.
三、惯性与质量
演示2：在小车上竖放一长条木块，让小车在光滑玻璃板上运动，前面固定一个物体，
当车被物块挡住时，车上的木块向前倾倒，为什么？
图4-1-3
引导学生分析：木块随车一起运动，当车被挡住时，车停止运动，木块的下半部分受到车的摩擦作用也随车停止运动，而上半部分由于要保持原来的运动状态，故向前倾倒.物体这种保持原来运动状态不变的性质叫惯性.
举例说明：①木块立在静止的车上，忽然拉动小车，木块后倾.
②人站在匀速行驶的车厢内竖直向上跳起，仍落回原地.
总结：惯性是指物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.
从牛顿第一定律我们得知，一切物体都有保持它们原来的匀速直线运动或静止状态的性质，所以牛顿第一定律又叫惯性定律.当力迫使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的“本领”.这个“本领”与什么因素有关？请大家通过实例分析.
讨论交流：载重货车启动时，由静止到高速得需要较长一段时间；百米冲刺到终点后，体重大的运动员较难停下来.
通过这样的实例分析，使学生总结出：运动状态变化的难易程度与质量有关.
结论：惯性大小与质量有关，质量大的物体惯性大；质量小的物体惯性小.
课堂小结
通过本节的学习，我们知道了：
1.历史上几位科学家对力和运动关系的看法和研究.
2.伽利略得到力和运动关系的研究方法.
3.牛顿第一定律的内容.
4.惯性及应用惯性知识解决实际问题的方法.
4.2实验：探究加速度与力、质量关系
教材分析
牛顿第二定律是动力学的核心规律，是本章重点和中心内容，而探究加速度与力和质量的关系是学习下一节的重要铺垫.本节是探索规律的实验，重点就是让学生亲身体验探究过程.在教师的引导下学生动手、动脑进行设计研究，体会通过控制变量来研究物理规律的重要方法，在研究电阻、电容等实验中都会用到此法.只有让学生在实际的设计和操作中才能使学生体会到物理学研究的方法，达到掌握方法、提高能力的目的.
教学目标
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.使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.
教学重点
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.
教学过程
导入新课
情景导入
多媒体播放十字路口红绿灯时摩托车、载重汽车减速停止与加速启动的画面.
图4-2-1
通过以上画面我们可以看出，摩托车启动很快，而载重汽车启动很慢，这是为什么呢？
复习导入
复习提问：物体运动状态的改变是指哪个物理量的改变？标志物体运动状态变化快慢的物理量是什么？
回答：物体运动状态的改变是指速度的改变，加速度是反映物体运动状态变化快慢的物理量.
通过上一节学习，我们知道：物体的质量越大，物体的运动状态越难改变；物体的质量越小，物体的运动状态较易改变.请同学们根据上节所学知识及日常见闻实例猜测一下：加速度的大小与哪些物理量有关？
学生猜想：加速度的大小与物体的受力、质量有关.
推进新课
既然物体的加速度与物体的质量和它受到的力有关，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.
学生讨论后回答：
1.质量大的物体加速度小.如：并驾齐驱的大货车与小汽车在相同的制动力下，小汽车停下来用的时间少.
2.受力大的物体加速度大.如：赛车和普通小汽车质量相近，但赛车安装了强大的发动机，牵引力大，提速很快.
点评：通过类似的实例使学生获得感性认识，为下一步定量研究作好铺垫.下面我们来定量探究一下这三个量之间的关系.
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？
学生思考后回答：可以先研究加速度与物体受力的关系，再研究加速度与物体的质量的关系.
教师总结：当研究三个物理量之间的关系时，先要保持某个量不变，研究另外两个量之间的关系，再保持另一个量不变时，研究其余两个量之间的关系，然后综合起来得出结论.这种研究问题的方法叫控制变量法，是物理学中研究和处理问题时经常用到的方法.
下面通过控制变量法研究一下加速度与物体受力和质量的关系.
一、加速度与力的关系
让学生阅读课本，明确以下两个方面内容：
1.实验的基本思路：保持物体的质量不变，测量不同力下的加速度，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.
（1）设计表格，如：
次数
项目
1
2
3
4
5
6
F/N
a/（m·s-2）
(2)建立坐标系如图4-2-2：

图4-2-2
（3）描点
（4）连线
通过得到的图线，分析a与F的关系.实验发现a-F图象是一条过原点的直线.改变小车的质量重复上面步骤，看得出的图象有什么不同.
二、加速度与质量的关系
让学生阅读课本，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∝,
（1）设计表格，如：
次数
项目
1
2
3
4
5
6
a/m·s-2
m/kg
/kg-1
/kg-n
（2）建立坐标系如图4-2-3：a-或a-
图4-2-3
（3）描点
（4）连线
得到图线分析，分析a与m的关系.
为了增强学生做实验的目的性，引导学生分析以下内容：
这个实验需要测量的物理量有三个：物体的速度、物体所受的力、物体的质量.质量可用天平测量，本实验要解决的主要问题是怎样测量加速度和怎样提供与测量物体受到的力.
三、制定实验方案时的两个问题
图4-2-4
1.怎样测量（或比较）物体的加速度，你能想到哪些方法？让学生思考后回答：用如图4-2-4所示的装置：在一端有滑轮的长木板上，放一小车，通过细绳另一端的钩码拉小车.
（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，用秒表测量出运动的时间，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.
（3）直接用加速度计测量.
总结：这些方法的共同特点是直接测出了加速度的大小，我们要探究的是加速度与其他量之间的比例关系，如果不直接测出加速度，我们能否找出加速度和质量之间的定量关系呢？
学生思考后回答：
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.
现实中，除了真空中抛出或落下的物体（仅受重力）外，仅受一个力的物体几乎是不存在的.然而，一个单独的力的作用效果与跟它大小、方向都相同的合力的作用效果是相同的，因此，实验中力F的含义可以是物体所受的合力.那么，如何为一个运动的物体提供一个恒定的合力？如何测出这个合力呢？
交流讨论：用前边测加速度的器材，使物体做匀加速运动的力就是物体的合力，这个合力就等于钩码的重力.通过改变钩码的个数就可以改变物体所受的合力，通过测量钩码的重力就可测得物体所受的合力.
注意事项：
（1）在钩码质量远小于小车质量的条件下，钩码的重力大小才近似等于小车所受合力.（至于为什么，以后再讨论）
（2）小车在运动时还受到木板对它的滑动摩擦力，那么我们如何减小滑动摩擦力，使物体所受的合力尽可能接近钩码的重力？
学生交流讨论，大胆设想，并小组总结.
结论：（1）换用接触面光滑的木板.
（2）平衡滑动摩擦力.方法：将木板一端垫高，让小车从木板上能匀速滑动.
根据上面讨论的内容选定自己的实验方案进行实验，记录实验数据.
学生进行分组实验，教师巡回指导.
四、怎样由实验结果得出结论
学生分组实验结束后，利用前面的方法处理实验数据，分析得出实验结论，让小组代表发言.
教师对各小组学生的实验方案、数据处理方法、实验结论等情况进行评价，让学生明确，只要设计方案合理，亲身体验探究过程，至于能否得出正确结果并不多么重要.
课堂小结
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.
4.3牛顿第二定律
教材分析
牛顿第二定律是动力学部分的核心内容，它具体地、定量地回答了物体运动状态的变化率，即加速度与它所受外力的关系，以及加速度与物体自身的惯性——质量的关系；况且此定律是联系运动学与力学的桥梁，它在中学物理教学中的地位和作用不言而喻，所以本节课的教学对力学是至关重要的.本节课是在上节探究结果的基础上加以归纳总结得出牛顿第二定律的内容，关键是通过实例分析强化训练让学生深入理解，全面掌握牛顿第二定律，会应用牛顿第二定律解决有关问题.
教学目标
知识与技能
1.掌握牛顿第二定律的文字内容和数学公式.
2.理解公式中各物理量的意义及相互关系.
3.知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.
4.会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算.
过程与方法
1.以实验为基础，归纳得到物体的加速度跟它的质量及所受外力的关系，进而总结出牛顿第二定律.
2.认识到由实验归纳总结物理规律是物理学研究的重要方法.
情感态度与价值观
渗透物理学研究方法的教育，体验物理方法的魅力.
教学重点
牛顿第二定律应用
教学难点
牛顿第二定律的意义
教学过程
一、牛顿第二定律
师：通过上一节课的实验，我们再一次证明了：物体的加速度与物体的合外力成正比，与物体的质量成反比．
师：如何用数学式子把以上的结论表示出来?
生：a∝F/m
师：如何把以上式子写成等式?
生：需要引入比例常数k
a＝kF/m
师：我们可以把上式再变形为F=kma．
选取合适的单位，上式可以，简化。前面已经学过，在国际单位制中力的单位是牛顿．其实，国际上牛顿这个单位是这样定义的：质量为1 kg的物体，获得1 m／s2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kg·m／s2 ．
可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，F＝ma
这就是牛顿第二定律的数学表达式．
师：牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们的方向关系，结合上节课实验的探究，它们的方向关系如何?
生：质量m是标量，没有方向．合力的方向与加速度方向相同．
师：对，我们如何用语言把牛顿第二定律表达出来呢?
生：物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同．
师：加速度的方向与合外力的方向始终一致，我们说牛顿第二定律具有同向性。
[讨论与交流]
(多媒体演示课件)一个物体静止在光滑水平面上，从某一时刻开始受到一个方向向右、大小为5 N的恒定外力作用，若物体质量为5 kg，求物体的加速度．若2 s后撤去外力，物体的加速度是多少?物体2 s后的运动情况如何?
学生进行分组讨论
师：请同学们踊跃回答这个问题．
生：根据牛顿第二定律F＝ma，可得a=F/m，代入数据可得a＝lm／s2，2s后撤去外力，物体所受的力为零，所以加速度为零．由于物体此时已经有了一个速度，所以2 s以后物体保持匀速直线运动状态．
师：刚才这位同学说2s后物体不再受力，那么他说的对不对呢?
生：不对．因为此时物体仍然受到重力和水平地面对它的支持力．
师：那么在这种情况下的加速度又是多少呢?
生：仍然是零，因为重力和支持力的合力为零，牛顿第二定律中物体所受的力是物体所受的合力，而不是某一个力．
师：非常好．以后我们在利用牛顿第二定律解题时一定要注意这个问题，即用物体所受的合力来进行处理．
[课堂训练]
讨论a和F合的关系，并判断下面哪些说法不对，为什么．
A．只有物体受到力的作用，物体才具有加速度
B．力恒定不变，加速度也恒定不变
C. 力随着时间改变，加速度也随着时间改变
D．力停止作用，加速度也随即消失
答案：ABCD
教师点评：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是产生加速度．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．这就是牛顿第二定律的瞬时性．
师：根据牛顿第二定律，即使再小的力也可以产生加速度，那么我们用一个较小的力来水平推桌子，为什么没有推动呢?这和牛顿第二定律是不是矛盾?
生：不矛盾，因为牛顿第二定律中的力是合力．
师：如果物体受几个力共同作用，应该怎样求物体的加速度呢?
生：先求物体几个力的合力，再求合力产生的加速度．
师：好，我们看下面一个例题．
多媒体展示例题
(例1)一物体在几个力的共同作用下处于静止状态．现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零，又逐渐使其恢复到原值(方向不变)，则…………………( )
A．物体始终向西运动 B．物体先向西运动后向东运动
C.物体的加速度先增大后减小 D．物体的速度先增大后减小
生l：物体向东的力逐渐减小，由于原来合力为零，当向东的力逐渐减小时，合力应该向西逐渐增大，物体的加速度增大，方向向西．当物体向东的力恢复到原值时，物体的合力再次为零，加速度减小．所以加速度的变化情况应该先增大后减小．
生2：物体的加速度先增大后减小，所以速度也应该先增大后减小．
生3：这种说法不对，虽然加速度是有一个减小的过程，但在整个过程中加速度的方向始终和速度的方向一致，所以速度应该一直增大，直到加速度为零为止．
师：对．一定要注意速度的变化和加速度的变化并没有直接的关系，只要加速度的方向和速度的方向一致，速度就一直增大．
多媒体展示例题
(例2)某质量为1 000kg的汽车在平直路面上试车，当达到72km／h的速度时关闭发动机，经过20s停下来，汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2 000 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)
生：物体在减速过程的初速度为72km／h＝20 m／s，末速度为零，根据a＝(v-vo)/t得物体的加速度为a＝一1 m／s2，方向向后．物体受到的阻力f＝ma＝一l 000 N．当物体重新启动时牵引力为2 000N，所以此时的加速度为a2=(F+f)/m＝1 m／s2，方向向车运动的方向．
师：根据以上的学习，同学们讨论总结一下牛顿第二定律应用时的一般步骤．
1．确定研究对象．
2．分析物体的受力情况和运动情况，画出研究对象的受力分析图．
3．求出合力．注意用国际单位制统一各个物理量的单位．
4．根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解．
师：牛顿第二定律在高中物理的学习中占有很重要的地位，希望同学们能够理解牛顿第二定律并且能够熟练地应用它解决问题．
[课堂训练]
如图4—3—1所示，一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动，滑到顶点后又返回斜面底端．试分析在物体运动的过程中加速度的变化情况．
解析：在物体向上滑动的过程中，物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的，与物体运动的速度方向相反，物体做减速运动，直至速度减为零．在物体向下滑动的过程中，物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑时小，所以物体将平行斜面向下做加速运动，加速度的大小要比上滑时小．由此可以看出，物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的，而物体的运动速度不仅与受到的外力有关，而且还与物体开始运动时所处的状态有关．
课堂小结
本节课通过对上节课探究实验得到的结论进行归纳总结引出牛顿第二定律.牛顿第二定律的内容、比例式本身较简单，但对牛顿第二定律深层理解和具体应用对学生来说有一定困难.本节课是通过多举有针对性的实例，通过对实例的细致分析来突破这些困难的.精讲多练，注重总结归纳是本教学设计的特点.
4.4力学单位制
教材分析
本节从牛顿第二定律数学表达式F=ma，各物理量单位必须使用统一的国际单位制出发，引入新课，探究物理量的单位，培养学生逻辑推理、探究、创新的思维能力。由学生根据已学的物理量和日常生活中的事实，体验数量后面必有单位，才能构成一个完整的概念。探究物理量单位如何确定及利用单位制对一些问题进行判断。
教学目标
一、知识与技能
1．了解什么是单位制，知道力学中的三个基本单位；
2．认识单位制在物理计算中的作用
二、过程与方法
1．让学生认识到统一单位的必要性．
2．使学生了解单位制的基本思想．
3．培养学生在计算中采用国际单位，从而使运算过程的书写简化．
4．通过学过的物理量了解单位的重要性，知道单位换算的方法．
三、情感、态度与价值观
1．使学生理解建立单位制的重要性，了解单位制的基本思想．
2．了解度量衡的统一对中国文化的发展所起的作用，培养学生的爱国主义情操．
3．让学生了解单位制与促进世界文化的交流和科技的关系．
4．通过一些单位的规定方式，了解单位统一的重要性，并能运用单位制对计算过程或结果进行检验
教学重点
1．什么是基本单位，什么是导出单位．
2．力学中的三个基本单位．
3．单位制．
教学难点
统一单位后，计算过程的正确书写
教学过程
一）预习检查、总结疑惑
检查落实知道了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性
（二）情景导入、展示目标
展示张飞和姚明的图片
师：大家都认识这两个人吧．
生：认识，一个是张飞，一个是姚明．
师：那么大家知道他们的身高是多少呢?
生：《三国演义)上说张飞身高9尺．
师：按照现在的计算方法，张飞的身高应该是多少?
生：三尺是1 m，张飞的身高应该是3m．
师：姚明在当代应该是身高很高的人了，他的身高是多少?
生：2．26m．看起来张飞要比姚明高很多，打篮球一定挺厉害．
师：并不是张飞比姚明高，而是古代的尺和现代的尺不一样．在我国有“伸掌为尺”的说法，我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尺，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9m到0．355 8m的变化，其差别相当悬殊．
师：大家如果经常看NBA介绍时会发现姚明的身高并不是说成2．26m，而是怎样介绍的呢?
生：我记得好像是几英尺几英寸，具体数值记不清了．
师：1英尺等于0．304 8m，1英寸为2．54 cm．大家如果不记得的话可以重新计算一下，也可以计算一下自己的身高是多少．大家知道尺和英尺是怎样来得吗?
生：不知道．
多媒体介绍 ．
在古代，人们常用身体的某些器官或部位的尺度作为计量单位．在遥远的古埃及时代，人们用中指来衡量人体的身长，认为健美的人身长应该是中指长度的19倍．各个国家，地区以及各个历史时期，都有各自的计量单位．仅以长度为例，欧洲曾以手掌的宽度或长度作为长度的计量单位，称为掌尺．在英国，1掌尺相当于7．62 cm而在荷兰，1掌尺却相当于10cm．英尺是8世纪英王的脚长， 1英尺等于0.304 8 m．10世纪时英王埃德加把自己大拇指关节间的距离定为1英寸．1英寸为2．54cm．这位君王又别出心裁，想出了“码”这样
一个长度单位．他把从启己的鼻尖到伸开手臂中指末端的距离——91 cm，定为1码．到了1101年，亨利一世在法律上认定了这一度量单位，此后，“码”便成为英国的主要长度单位，一直沿用了1 000多年．在我国亦有“伸掌为尺”的说法．我国三国时期(公元3世纪初)王肃编的《孔子家语》一书中记载有：“布指知寸，布手知尺，舒肘知寻．”两臂伸开长八尼，就是一寻；从秦朝(约公元前221年)至清末(约公元1911年)的2 000多年间，我国的“尺”竟由1尺相当于0．230 9 m到0.355 8m的变化，其差别相当悬殊．
多媒体展示学习目标，强调重难点。
（三）合作探究、精讲点拨
[讨论与交流]
单位的不统一会造成什么样的困难?
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了什么是基本单位，什么是导出单位，什么是单位制，知道了力学中的三个基本单位以及统一单位后，解题过程的正确书写方法.
4.5牛顿第三定律
教材分析
本节内容学生在初中已有一定基础．教学中要利用实验、视频资料或课件，多举例子，让学生观察、体会力是物体间的相互作用，并让学生描述物体间的相互作用。
牛顿第三定律揭示了作用力和反作用力之间的关系，在第二章中已经涉及对力的相互性的分析和应用，具有很重要的实际意义。
教学目标
一、知识和技能
(1)知道作用力和反作用力的概念；
(2)理解牛顿第三定律的确切含义；
(3)能用牛顿第三定律解决简单问题；
过程和方法
(1)通过生活中的作用力和反作用力的事例，体验作用力和反作用力的不同作用效果；
(2)通过实验探究得出牛顿第三定律,体会实验在发现自然规律中的作用。
三、情感和价值观
培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题，
教学重点
对牛顿第三定律的理解和应用
教学难点
正确区别作用力与反作用力跟平衡力。
教学过程
从力的概念我们已经知道力的作用是相互的，有受力物体必有施力物体，那么两物体相互作用之间存在怎样的关系是我们加深对力的概念的理解所必须探讨的问题。
力是物体间的相互作用
【演示】先使玩具汽车的后轮（驱动轮）上紧发条，使它做逆时针转动，然后抓住
汽车顶部，把它按在垫着试管的薄木板上。在起点处，转动的后轮给木板向右的作用力f，于是木板向右运动，这时木板对后轮有没有作用力？再把汽车拿起，使木板制动，然后使后轮再转动，把玩具汽车放在木板上，可以看到木板向右运动的同时，玩具汽车向在运动，说明后轮对木板施加向右的作用力的同时，木板对后轮施加向左的反作用力。这两个均为摩擦力，且同时产生，同时消失。
通过学生的观察，教师的引导得出结论：
力是两物体间的相互作用，我们把这一对相互作用的力称为作用力和反作用
力，且作用力和反作用力的性质相同，同时存在，同时消失。
【演示】把两个相同的弹簧秤A和B连接在一起，用手拉弹簧秤A，可以看到
两个弹簧秤的指针同时移动，弹簧秤B的示数指出弹簧秤A对它的拉力F的大小，而弹簧秤A的示数指出弹簧秤B对它的拉力F′的大小，可以看出两弹簧秤的示数是相等的，改变手的拉弹簧秤的力，弹簧秤的示数随着改变（同时增大，同时减小，同时为零），但两个弹簧秤示数总相等，方向总相反。
作用力和反作用力总是在一条直线上大小相等，方向相反，分别作用在两相互
作用的物体上。
牛顿第三定律
牛顿第三定律的表述：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向
相反，作用在一条直线上。
牛顿第三定律的数学表达式表述：F=-F′（负号表示反作用力F′与作用力F
的方向相反）
对牛顿第三定律的深层理解：
⑴ 有大小相等，方向相反，作用在两个物体上， 同时产生，同时消失，作用时间相同，力的性质相同，总是大小相等作用在同一条直线上等性质的力，不一定是作用力与反作用力。还必须具有是两个物体之间的相互作用才可肯定其为作用力与反作用力 的力。
（2）定律中的“总是”这两个字是强调对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立即；
不管物体大小形状如何，例如大物体与大物体之间，或大物体与小物体间，还是任何形状的物位之间其相互作用力总是大小相等。
不管物体的运动状态如何。例如静止的物体之间，运动的物体之间或静止物体与静止的物体之间，其相互作用力都是大小相等，
⑶ 作用力和反作用力的产生和消失是同时的。因为两者中若有一个产生和消失，则另一个必须同时产生或消失。否则其间的相等关系就不成立了。可见认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的。
作用力和反作用力跟平衡力的区别
作用力和反作用力跟平衡力虽有相似之处（力的大小相等，方向相反，作用在同一
直线上）但更重要的是它们之间存在本质的区别。
⑴ 作用物体不同。作用力和反作用力是作用在两个不同物体上，而平衡力只作用
在一个物体上。
⑵ 力的性质不同。作用力和反作用力必是同性质的力，而平衡力可以是性质不同
的一对力。
⑶ 力的作用时间不同。作用力和反作用力同时产生，同时消失，而一对平衡力中的一个消失，另一个可以存在。。
⑷ 作用效果不同。作用力和反作用力在两个不同物体上，效果可以不同，作用力和反作用不存在平衡问题。而一对平衡力的作用效果是使外同处于平衡状态。
可见：作用力和反作用力“异体（相互作用的两物体）、共线（作用在一条直线上）、等值（大小相等）、反向（方向相反）、同性（性质相同）、同存（同时存在同时消失）”，平衡力是“同体（作用在同一物体上）、共线、等值、反向”。
【例1】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，不正确的说法是（ ）
大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
大人拉小孩的力不一定比小孩拉大人的力大
大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相同
地面对大人的最大摩擦力一定比地面对小孩的最大摩擦力大
【解析】作用力与反作用力总是大小相等的，大人与小孩手拉手比力气时，无论是相持阶段还是小孩被拉过来的过程中，大人拉小孩的力与小孩拉大人的力总是相等的。大人为什么能把小孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同。答案为A、B。
【小结】两物体间的相互作用力叫作用力和反作用力，它们总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，它们跟两力平衡有本质区别。。
课堂小结
4.6用牛顿定律解决问题（一）
教材分析
力和物体运动的关系问题，一直是动力学研究的基本问题，人们对它的认识经历了一个漫长的过程，直到牛顿用他的三个定律对这一类问题作出了精确的解决.牛顿由此奠定了经典力学的基础.牛顿三定律成为力学乃至经典物理学中最基本、最重要的定律.牛顿第一定律解决了力和运动的关系问题；牛顿第二定律确定了运动和力的定量关系；牛顿第三定律确定了物体间相互作用力遵循的规律.动力学所要解决的问题由两部分组成：一部分是物体运动情况；另一部分是物体与周围其他物体的相互作用力的情况.牛顿第二定律恰好为这两部分的链接提供了桥梁.
????应用牛顿定律解决动力学问题，高中阶段最为常见的有两类基本问题：一类是已知物体的受力情况，要求确定出物体的运动情况；另一类是已经知道物体的运动情况，要求确定物体的受力情况.要解决这两类问题，对物体进行正确的受力分析是前提，牛顿第二定律则是关键环节，因为它是运动与力联系的桥梁.
教学目标
１．知识与技能：
①进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。
②掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。
③能够从物体的受力情况确定物体的运动情况.能够从物体的运动情况确定物体的受力情况
２．过程与方法
①培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。
②帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。
③帮助学生运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。让学生认识数学工具在物理问题中的作用。
３．情态价值观：
①利用高科技成果激发学生的求知欲。培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。
②培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解.
教学重点
1、已知物体的受力情况，求物体的运动情况。
2、已知物体的运动情况，求物体的受力情况。
教学难点
物体的受力分析及运动状态分析和重要的解题方法的灵活选择和运用。
正交分解法。
教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标
[学生活动]同学们先思考例题一、例题二，简单的写出解题过程。
[提问]上述两个例题在解题的方法上有什么相同之处？有什么不同之处？在第二个例题中为什么要建立坐标系？在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时要建立坐标系与上述的情况相比，有什么不同吗？
设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。
（三）合作探究、精讲点拨
[教师讲解]大家可以看到上述两个例题解题过程中都用到牛顿第二定律，但是例题一是已知物体的受力情况，求物体的运动情况的问题，而例题二是已知物体的运动情况求物体的受力情况的问题。所以我们发现，牛顿运动定律可以解决两方面的问题，即从受力情况可以预见物体的运动情况和从运动情况可以判断物体的受力情况。下面我们来分析两种问题的解法。
从受力确定运动情况
例题一
基本思路：（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）结合给定的物体的运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量。
强调：（1）速度的方向与加速度的方向要注意区分；
（2）题目中的力是合力还是分力要加以区分。
对应练习1答案：解析 设汽车刹车后滑动的加速度大小为a，由牛顿第二定律可得
??μmg=ma，a=μg。
由匀变速直线运动速度—位移关系式v02=2ax，可得汽车刹车前的速度为
m/s=14m/s。
正确选项为C。
点评 本题以交通事故的分析为背景，属于从受力情况确定物体的运动状态的问题。求解此类问题可先由牛顿第二定律求出加速度a，再由匀变速直线运动公式求出相关的运动学量。
从运动情况确定受力
例题二
基本思路：（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，求出物体的所受的合外力；
（4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。
对应练习 2 答案：解析　将运动员看作质量为m的质点，从h1高处下落，刚接触网时速度的大小为
???（向下）；
　 弹跳后到达的高度为h2，刚离网时速度的大小为
　 ?（向上）。
速度的改变量 ??Δv＝v1＋v2（向上）。
以a表示加速度，Δ t表示运动员与网接触的时间，则
Δv＝a Δ t。
接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg，由牛顿第二定律得
?F－mg＝ma。
　 由以上各式解得 ，
　 代入数值得　 F＝1.5×103Ｎ。
　 点评　本题为从运动状态确定物体的受力情况的问题。求解此类问题可先由匀变速直线运动公式求出加速度a，再由牛顿第二定律求出相关的力。本题与小球落至地面再弹起的传统题属于同一物理模型，但将情景放在蹦床运动中，增加了问题的实践性和趣味性。题中将网对运动员的作用力当作恒力处理，从而可用牛顿第二定律结合匀变速运动公式求解。实际情况作用力应是变力，则求得的是接触时间内网对运动员的平均作用力。
小结
牛顿运动定律F＝ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系，要列出牛顿定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化，方程左边是物体受到的合力，这个力是谁受的，方程告诉我们是质量m的物体受的力，所以今后的工作是对质量m的物体进行受力分析。首先要确定研究对象；那么，这个合力是由哪些力合成而来的？必须对物体进行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四边形定则或正交分解法。方程右边是物体的质量m和加速度a的乘积，要确定物体的加速度，就必须对物体运动状态进行分析，由此可见，解题的方法应从定律本身的表述中去寻找。
在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时，往往需要利用正交分解法建立坐标系，列出牛顿运动定律方程求解，一般情况坐标轴的正方向与加速度方向一致。
课堂小结
牛顿运动定律F＝ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系，要列出牛顿定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化，方程左边是物体受到的合力，这个力是谁受的，方程告诉我们是质量m的物体受的力，所以今后的工作是对质量m的物体进行受力分析。首先要确定研究对象；那么，这个合力是由哪些力合成而来的？必须对物体进行受力分析，求合力的方法，可以利用平行四边形定则或正交分解法。方程右边是物体的质量m和加速度a的乘积，要确定物体的加速度，就必须对物体运动状态进行分析，由此可见，解题的方法应从定律本身的表述中去寻找。
在运动学中，我们通常是以初速度的方向为坐标轴的正方向；在解决静力学的问题时，通常使尽量多的力在坐标轴上，在利用牛顿运动定律解决问题时，往往需要利用正交分解法建立坐标系，列出牛顿运动定律方程求解，一般情况坐标轴的正方向与加速度方向一致.
4.7用牛顿运动定律解决问题（二）
教材分析
牛顿运动定律是经典力学的基础，它在科学研究和生产技术中有着广泛的应用.上一节课主要是以理论的分析为主，研究如何根据已知运动情况求解物体的受力情况和已知受力情况求解物体的运动情况.本节课是从应用角度学习牛顿运动定律，举例说明了牛顿运动定律的两个具体应用.物体的平衡是物体加速度为零的一种特殊情况，分析物体平衡时应该紧紧地抓住这一点，主要利用力的分解知识列出方程进行求解，主要用到的方法是力的正交分解和建立直角坐标系.超重和失重研究的是在竖直方向上物体的受力情况和物体运动情况的关系，要注意引导学生区别视重和实际重力.了解加速下落和减速上升其实加速度的方向是一样的.
教学目标
知识与技能
1.理解共点力作用下物体平衡状态的概念，能推导出共点力作用下物体的平衡条件.
2.会用共点力平衡条件解决有关力的平衡问题.
3.通过实验认识超重和失重现象，理解产生超重、失重现象的条件和实质.
4.进一步熟练掌握应用牛顿运动定律解决问题的方法和步骤.
过程与方法
1.培养学生的分析推理能力和实验观察能力.
2.培养学生处理三力平衡问题时一题多解的能力.
3.引导帮助学生归纳总结发生超重、失重现象的条件及实质.
情感态度与价值观
1.渗透“学以致用”的思想，有将物理知识应用于生产和生活实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题.
2.培养学生联系实际、实事求是的科学态度和科学精神.
教学重点
1.共点力作用下物体的平衡条件及应用.
2.发生超重、失重现象的条件及本质.
教学难点
1.共点力平衡条件的应用.
2.超重、失重现象的实质.正确分析受力并恰当地运用正交分解法.
教学过程
［新课导入］
师：上一节课中我们学习了用牛顿运动定律解决问题的两种方法，根据物体的受力情况确定物体的运动情况和根据物体运动情况求解受力情况.这一节我们继续学习用牛顿运动定律解题.
师：我们常见的物体的运动状态有哪些种类？
生：我们常见的运动有变速运动和匀速运动，最常见的是物体静止的情况.
师：如果物体受力平衡，那么物体的运动情况如何？
生：如果物体受力平衡的话，物体将做匀速直线运动或静止，这要看物体的初速度情况.
［新课教学］
一、共点力的平衡条件
师：那么共点力作用下物体的平衡条件是什么？
生：因为物体处于平衡状态时速度保持不变，所以加速度为零，根据牛顿第二定律得：物体所受合力为零.
师：同学们列举生活中物体处于平衡状态的实例.
生1：悬挂在天花板上的吊灯，停止在路边的汽车，放在地面上的讲桌以及放在讲桌上的黑板擦等等.
生2：竖直上抛运动的物体到达最高点的瞬间.
师：大家讨论一下竖直上抛的物体到达最高点的瞬间是否处于平衡状态.
学生讨论，回答提问
生1：竖直上抛的最高点物体应该处于平衡状态，因为此时物体速度为零.
生2：我不同意刚才那位同学的说法，物体处于平衡状态指的是物体受合力为零的状态，并不是物体运动速度为零的位置.处于竖直上抛最高点的物体只是在瞬间速度为零，它的速度立刻就会发生改变，所以不能认为处于平衡状态.
师：刚才的同学分析得非常好，大家一定要区分到底是速度为零还是合外力为零时物体处于平衡状态，经过讨论分析我们知道应该是合外力为零时物体处于平衡状态.为了加深同学们对这个问题的理解，我们通过一个例子来进一步探究物体的平衡是怎样进行研究的.
多媒体投影课本中的例题、三角形的悬挂结构及其理想化模型
师：轻质细绳中的受力特点是什么？
生：轻质细绳中的受力特点是两端受力大小相等，内部张力处处相等.
师：节点O的受力特点是什么？
生：节点O的受力特点是一理想化模型，所受合外力为零.
师：我们分析的依据是什么？
生：上面的分析借助牛顿第二定律进行，是牛顿第二定律中合力等于零的特殊情况.
师：同学们把具体的解答过程写出来.
投影学生的解答过程
解答：如图4－7－1所示，F1、F2、F3三个力的合力为零，表示这三个力在x方向的分矢量之和及y轴方向的分矢量之和也都为零，也就是：
图4－7－1
F2－F1cosθ=0
F1sinθ－F3=0
由以上两式解出钢索OA受到的拉力F1
F1==
硬杆OB的支持力F2
F2=F1cosθ=
师：在这个同学解题的过程中，他采用的是什么方法？
生：正交分解法：将其中任意一个力沿其余两个力的作用线进行分解，其分力必然与其余两个力大小相等.
师：除了这种方法之外，还有没有其他的方法？
生1：可以用力的合成法，任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反.
生2：也可以用三角形法，将其中任意两个力进行平移，使三个力首尾依次连接起来，应构成一闭合三角形.
师：总结：处理多个力平衡的方法有很多，其中最常见的就是刚才几位同学分析的这三种方法，即正交分解法、力的合成法和三角形定则.这几种方法到底采用哪一种方法进行分析就要看具体的题目，在实际操作的过程中大家可以灵活掌握.
【课堂训练】
如图4－7－2所示，质量为m的木块在推力F的作用下，在水平地面上做匀速直线运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，F的方向与水平方向成θ角斜向下.那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个
图4－7－2
A.μmg B.μ（mg＋Fsinθ）
C.μ（mg－Fsinθ） D.Fcosθ
解析：物体受力如图4－7－3所示，水平方向有f=Fcosθ，故D正确.竖直方向有FN=Fsinθ+G，由于匀速运动，f=μFN=μ（Fsinθ+G），故选项B正确.点评：要注意问题的多解性.
图4－7－3
答案：BD
二、超重和失重
【学生实验】
一位同学甲站在体重计上静止，另一位同学说出体重计的示数.注意观察接下来的实验现象.
学生活动：观察实验现象，分析原因
师：甲突然下蹲时，体重计的示数是否变化？怎样变化？
生：体重计的示数发生了变化，示数变小了.
师：甲突然站起时，体重计的示数是否变化？怎样变化？
生：体重计的示数发生了变化，示数变大.
师：当人下蹲和突然站起的过程中人受到的重力并没有发生变化，为什么体重计的示数发生了变化呢？
生：这是因为当人静止在体重计上时，人处于受力平衡状态，重力和体重计对人的支持力相等，而实际上体重计测量的是人对体重计的压力，在这种静止的情况下，压力的大小是等于重力的.而当人在体重计上下蹲或突然站起的过程中，运动状态发生了变化，也就是说产生了加速度，此时人受力不再平衡，压力的大小不再等于重力，所以体重计的示数发生了变化.
这位同学分析得非常好，我们把物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力叫做物体的视重，当物体运动状态发生变化时，视重就不再等于物体的重力，而是比重力大或小.大家再看这样一个问题：
多媒体投影例题：人站在电梯中，人的质量为m.如果当电梯以加速度a加速上升时，人对地板的压力为多大？
学生思考解答
生1：选取人作为研究对象，分析人的受力情况：人受到两个力的作用，分别是人的重力和电梯地板对人的支持力.由于地板对人的支持力与人对地板的压力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，只要求出地板对人的支持力就可以求出人对地板的压力.
生2：取向上为正方向，根据牛顿第二定律写出支持力F、重力G、质量m、加速度a的方程F－G=ma，由此可得：F=G+ma=m（g+a）
人对地板的压力F′与地板对人的支持力大小相等，即F′=m（g+a）
由于m（g+a）>mg，所以当电梯加速上升时，人对地板的压力比人的重力大.
师：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体受到的重力的现象称为超重现象.物体处于超重现象时物体的加速度方向如何呢？
生：物体的加速度方向向上.
师：当物体的加速度方向向上时，物体的运动状态是怎样的？
生：应该是加速上升.
师：大家看这样一个问题：
投影展示：人以加速度a减速下降，这时人对地板的压力又是多大？
学生讨论回答
生1：此时人对地板的压力也是大于重力的，压力大小是：F=m（g+a）.
生2：加速度向上时物体的运动状态分为两种情况，即加速向上运动或减速向下.
师：大家再看这样几个问题：
【投影展示】
1.人以加速度a加速向下运动，这时人对地板的压力多大？
2.人随电梯以加速度a减速上升，人对地板的压力为多大？
3.人随电梯向下的加速度a＝g，这时人对地板的压力又是多大？
师：这几种情况物体对地板的压力与物体的重力相比较哪一个大？
生：应该是物体的重力大于物体对地板的压力.
师：结合超重的定义方法，这一种现象应该称为什么现象？
生：应该称为失重现象.当物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力小于物体重力的现象称为失重.
师：第三种情况中人对地板的压力大小是多少？
生：应该是零.
师：我们把这种现象叫做完全失重，完全失重状态下物体的加速度等于重力加速度g.
师：发生超重和失重现象时，物体实际受的重力是否发生了变化？
生：没有发生变化，只是物体的视重发生了变化.
师：为了加深同学们对完全失重的理解，我们看下面一个实验，仔细观察实验现象.
课堂演示实验：取一装满水的塑料瓶，在靠近底部的侧面打一小孔，让其做自由落体运动.
生：观察到的现象是水并不从小孔中喷出，原因是水受到的重力完全用来提供水做自由落体运动的加速度了.
师：现在大家就可以解释人站在台秤上，突然下蹲和站起时出现的现象了.
课堂小结
本节课是牛顿运动定律的具体应用，分别是两种特殊情况，一种是物体受合力为零时物体处于平衡状态时的分析，应该注意三力合成与多力合成的方法，注意几种方法的灵活运用，另一种情况就是物体在竖直方向上做变速运动时超重和失重现象.对于这两种现象，我们应该注意以下几个问题：物体处于“超重”或“失重”状态，并不是说物体的重力增大了或减小了（甚至消失了），地球作用于物体的重力始终是存在的且大小也无变化.即使是完全失重现象，物体的重力也没有丝毫变大或变小.当然，物体所受重力会随高度的增加而减小，但与物体超、失重并没有联系.超（失）重现象是指物体对悬挂物的拉力（或对支持物的压力）大于（小于）重力的现象.
“超重”“失重”现象与物体运动的速度方向和大小均无关，只决定于物体的加速度方向.