(共44张PPT)
物理观念 (1)知道什么是已知物体的受力情况确定物体的运动情况。
(2)知道什么是已知物体的运动情况确定物体的受力情况。
(3)会对研究对象进行受力分析和运动情况分析。
科学思维 (1)理解加速度是联系力和运动的桥梁。
(2)掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本思路和方法。
科学态度与责任 初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响,建立应用科学知识解决实际问题的意识。
a
苹果动起来了(共28张PPT)
物理观念 (1)知道什么是单位制、基本单位和导出单位。
(2)知道国际单位制中的与力学有关的三个基本单位。
(3)了解国际单位制中7个基本单位。
科学思维 (1)能够根据物理量的定义式或者物理关系来推导其他物理量的单位。
(2)能在运算过程中规范使用物理单位。
(3)会利用单位制判断一个物理量表达式的可能正误等有关问题。
科学态度与
责任 (1)了解单位制在物理学中的重要意义。
(2)认识统一单位的重要性和必要性,了解单位制能促进世界科技、文化的交流。
[问题驱动]
某运动员健身跑步的速度可以达到5 m/s,某人骑自行车的速度为16 km/h。
(1)某同学单凭所给两个速度的数值能否直接判断运动员健身跑步的速度与某人骑自行车的速度的大小。
(2)你能比较以上两个速度的大小吗?以上两个速度哪个大?
提示:(1)由于两个速度的单位不同,故不能直接比较它们数值的大小。
(2)应先统一这两个速度的单位,再根据数值大小来比较它们的大小,由于 5 m/s=5×3.6 km/h=18 km/h,故老师健身跑步的速度较大。
012345
5
长度:米(m)
基本
质量:千克(kg)
单位
时间:秒(s)
力学单位制
速度:米每秒(m/s)
国际
导出
(1)
功率:瓦特(W)
单位制
单位
压强:帕斯卡(Pa》
其他单位制
长度:厘米(cm)、千米(km)
基本
质量:克(g)、吨(t)
单位
力学
时间:小时(h)、分钟(min)
单位制
速度:千米每小时(km/h)、
厘米每秒(cm/s)
常用
导出
(2)
单位
功率:千瓦(kW)
单位制
压强:千帕(kPa)
其他单位制(共38张PPT)
物理观念 (1)知道力的作用是相互的,了解作用力和反作用力的概念。
(2)能正确表述牛顿第三定律。
科学思维 (1)能把一个力的反作用力和这个力的平衡力区分开。
(2)会对物体进行初步的受力分析,并解释物理现象或者解决实际问题。
科学探究 通过实验探究,了解两个物体间作用力与反作用力大小和方向的关系。
科学态度与责任 能应用牛顿第三定律分析和解决实际问题。
[问题驱动]
如图甲所示,某人用力去推墙壁;如图乙所示,某次校运动会上A、B两队进行拔河比赛;如图丙所示,手拿一磁铁靠近水平桌面上一安装有磁铁的小车,小车在磁铁的作用下发生运动。分析三种情况下无论物体是否接触、运动,当一个物体给另一个物体施加作用力时,另外一个物体是否给这个物体施加作用力?通过分析,我们可以得出作用力和反作用力之间有怎样的关系?
提示:是 作用力与反作用力总是大小相等,方向相反
比较项目 一对作用力和反作用力 一对平衡力
不
同
点 作用对象 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上
依赖关系 相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失 无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在
叠加性 两力作用效果不可叠加,不可求合力 两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零
力的性质 一定是同种性质的力 可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上(共36张PPT)
B
C
D
mwwpppupupppppu
234567
8
910
111213cm14
乙(共41张PPT)
分析处理动力学问题的基本方法
1.连接体问题的处理方法——整体法与隔离法
方法 研究对象 选用原则
整体法 一起运动的整个系统 求各部分加速度相同的连接体的加速度或受到的合力
隔离法 系统中的某一部分(或某一物体) 求各部分(或物体)之间的作用力
说明:有些题目既可以用“整体法”,也可以用“隔离法”,有些题目则需要交替运用“整体法”与“隔离法”。
2.牛顿运动定律中力的处理方法——正交分解法
(1)正交分解法是解决有关牛顿运动定律问题时用到的最基本的方法,物体在受到三个或三个以上不在同一直线上力的作用时,一般都用正交分解法。
(2)为减少矢量的分解,建立坐标系确定x轴正方向时有两种方法:分解力不分解加速度,此时一般规定加速度的方向为x轴正方向;分解加速度不分解力,此时以某个力的方向为x轴正方向。
3.多过程问题的处理方法——程序法
按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法称为程序法,解题的基本思路:正确划分出题目中有多少个不同过程或多少个不同状态,然后对各个过程或各个状态进行具体分析,得出正确的结果。
[典例] 静止于粗糙水平面上的物体,受到方向恒定的水平拉力F的作用,拉力F的大小随时间变化的图像如图甲所示。在拉力F从0逐渐增大的过程中,物体的加速度随时间变化的图像如图乙所示,g取10 m/s2。则下列说法错误的是( )
A.物体与水平面间的摩擦力先增大,后减小至某一值并保持不变
B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.1
C.物体的质量为6 kg
D.4 s末物体的速度为4 m/s
[解题指导] 由F t图像和a t图像可知,物体在外力F和摩擦力f的作用下,在0~2 s内处于静止状态,从2 s后物体受到的合外力随时间均匀增大,其加速度也随时间增大,根据力和运动的关系列出相关方程分析求解问题。
[解析] 将题图甲、乙对照可以看出,在0~2 s时间内,物体处于静止状态,t=2 s时物体开始运动,运动前瞬间静摩擦力等于拉力,为6 N。2 s时拉力F1=6 N,加速度a1=1 m/s2,利用牛顿第二定律有F1-f=ma1,4 s时拉力F2=12 N,加速度a2=3 m/s2,利用牛顿第二定律有F2-f=ma2,联立解得物体的质量m=3 kg,滑动摩擦力f=3 N,小于最大静摩擦力,选项A正确,C错误。由滑动摩擦力公式f=μmg,可得物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,选项B正确。物体从2 s时开始运动,根据加速度—时间图像与坐标轴围成的面积表示速度变化量可知,4 s末物体的速度为v= ×2 m/s=4 m/s,选项D正确。
[答案] C
[针对训练]
1.如图所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,
每根杆上套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从
a、b、c处释放(初速度为0),用t1、t2、t3依次表示各滑环
到达d所用的时间,则 ( )
A.t1t2>t3
C.t3>t1>t2 D.t1=t2=t3
解析:小滑环下滑过程中受重力和杆的弹力作用,下滑的
加速度可认为是由重力沿细杆方向的分力产生的,设细杆
与竖直方向夹角为θ,由牛顿第二定律知mgcos θ=ma设
半径为R,由几何关系得,滑环由开始运动至d点的位移
为x=2Rcos θ,由运动学公式得x= at2,联立解得t=2 ,
小滑环下滑的时间与细杆的倾斜情况无关,故t1=t2=t3,选项D正确。
答案:D
2.[多选]如图(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v- t图线如图(b)所示。若重力加速度及图中的v0、v1、t1均为已知量,则可求出 ( )
A.斜面的倾角
B.物块的质量
C.物块与斜面间的动摩擦因数
D.物块沿斜面向上滑行的最大高度
答案:ACD
(1)物块第1次滑过P点时的速度大小v1;
(2)物块第1次在传送带上往返运动的时间t。
[答案] (1)8 m/s (2)9 s
加速度
关系 滑块与滑板保持相对静止,可以用“整体法”求出它们一起运动的加速度
如果滑块与滑板之间发生相对运动,应采用“隔离法”分别求出滑块与滑板运动的加速度。应注意发掘滑块与滑板是否发生相对运动等隐含条件
速度关系 滑块与滑板保持相对静止时,二者速度相同,分析清楚此时的摩擦力作用情况
滑块与滑板之间发生相对运动时,二者速度不相同,明确滑块与滑板的速度关系,从而确定滑块与滑板受到的摩擦力情况。应注意摩擦力发生突变的情况
位移关系 滑块和滑板向同一方向运动时,它们的相对滑行距离等于它们的位移之差
滑块和滑板向相反方向运动时,它们的相对滑行距离等于它们的位移之和(共45张PPT)
物理观念 (1)了解伽利略关于运动和力的关系的认识。(2)了解亚里士多德的
观点和笛卡尔的贡献。(3)能准确叙述牛顿第一定律的内容。
(4)知道质量是物体惯性大小的量度。
科学思维 (1)能领悟理想实验的科学推理方法及其意义。
(2)能对牛顿第一定律所揭示的运动和力的关系有较深刻理解。
(3)能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度,会解释有关的惯 性现象。
科学态度与责任 (1)了解牛顿第一定律的发现过程,体会人类认识事物本质的曲折
过程,培养学生严谨的科学态度。
(2)通过具体实例,体会生活中惯性的应用与防止,乐于将所学知
识应用于日常生活实际。
[问题驱动]
如图所示为乘坐公交车时的场景。
(1)如图甲所示,公交车由静止突然快速启动时,车上站着的乘客身体为什么会向后倾倒?
(2)如图乙所示,公交车在运行时突然急刹车,车内乘客身体为什么会向前倾倒?
提示:(1)当公交车由静止突然快速启动时,乘客的下半身受到车的摩擦力作用也随车运动,而上半身由于要保持原来的静止状态,故向后倾倒。
(2)乘客随车一起运动,当急刹车时,车停止运动,乘客的下半身受到车的摩擦力作用也随车停止运动,而上半身由于要保持原来的运动状态,故向前倾倒。(共60张PPT)
[问题驱动]
如图所示,某人在客厅内用力推沙发,但是沙发没有动。
(1)根据牛顿第二定律,有力就能产生加速度,人给沙发
施加力后,沙发为什么没动?
(2)如果地板光滑,当人给沙发施加力的瞬间,沙发会有加速度吗?是否立刻获得速度?
提示:(1)牛顿第二定律F=ma中的力F指的是物体所受的合力,尽管人给沙发一个推力作用,但沙发受的合力为零,所以不能产生加速度。
(2)加速度与力之间是瞬时对应关系,有力就立刻获得加速度,但速度的获得,需要一段时间,故不能立刻获得速度。
[问题驱动]
如图为“山东舰”航空母舰,假设“山东舰”在拖
船的帮助下离港,此过程中,“山东舰”会受到来自拖
船的多个方向的力的作用。
(1)知道每艘拖船对“山东舰”的力,如何求解“山东舰”的加速度?
(2)知道“山东舰”的加速度和除一艘拖船外其余拖船的力,如何求解这未知拖船的力?
提示:(1)先根据航母受到的每个力求解航母所受的合力,再求合力的加速度;或先求出每个力产生的加速度,再求每个力产生的加速度的矢量和。
(2)根据航母的加速度求出航母所受到的合力,再根据平行四边形定则求出未知的那个力。
分解力 通常以加速度a的方向为x轴正方向,建立直角坐标系,将物体所受的各个力分解在x轴和y轴上,分别得x轴和y轴的合力Fx和Fy,得方程:
分解
加速度 若物体所受各力都在互相垂直的方向上,但加速度却不在这两个方向上,这时可以力的方向为x轴、y轴正方向,只需分解加速度a,得ax和ay,根据牛顿第二定律得方程:
[问题驱动]
如图所示,A、B两小球分别用轻质弹簧和细线连接,
再用细线将A球系于天花板上,某时刻用剪刀将连接A球
与天花板的细线剪断。
(1)求两种情形下B球的加速度大小。
(2)两端系物体的细线和轻弹簧,在外界变化的瞬间,受力具有什么样的特点?
提示:(1)题图甲B球加速度大小为0,题乙图中B球加速度大小为g。
(2)细线的力可以突变,轻弹簧的力不能突变。
2.用动力学方法测质量
[选自人教版新教材“科学漫步”]大家知道,质量可以用天平来测量。但是在太空,物体完全失重,用天平无法测量质量,那么应该如何测量呢?
由牛顿第二定律F=ma可知,如果给物体施加一个已知的力,并测得物体在这个力作用下的加速度,就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
北京时间2013年6月20日上午10时,我国航天员在天宫一号目标飞行器进行了太空授课,演示了包括质量的测量在内的一系列实验。
质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。测量时,航天员把自己固定在支架的一端,另外一名航天员将支架拉开到指定的位置。松手后,支架拉着航天员从静止返回到舱壁(如图)。支架能够产生一个恒定的拉力F;用光栅测速装置能够测量出支架复位的速度v和时间t,从而计算出加速度a。试计算出航天员的质量m。(共41张PPT)
物理观念 (1)知道测量重力的两种方法。
(2)知道失重、超重和完全失重现象及其产生条件。
科学思维 (1)会应用牛顿第二定律分析失重和超重现象发生的动力学原因,理解失重和超重现象的本质。
(2)了解失重和超重现象在各个领域的应用,解释生活中的失重和超重现象。
科学探究 (1)通过体验或者实验,认识失重和超重现象。(2)通过观察体重计示数的变化,理解失重和超重现象产生的条件。
科学态度与责任 (1)培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力。
(2)培养学生用科学知识解释生活现象的能力,激发学生的学习热情和兴趣。
[问题驱动]
我们测量体重时,站在台秤上应保持什么状态?为什么要这样?
提示:测量体重时应保持静止状态,因体重计的示数实际上是人对体重计的压力大小,保持静止时,人对体重计的压力大小等于人的重力。