江苏省六合高级中学物理新课程教案
第一节 质点 参考系和坐标系
【三维目标】
知识与技能
１．认识建立质点模型的意义和方法能根据具体情况将物体简化为质点，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。
２．理解参考系的选取在物理中的作用，会根据实际情况选定参考系。
３．认识一维直线坐标系，掌握坐标系的简单应用。
过程与方法
１．体会物理模型在探索自然规律中的作用，初步掌握科学抽象理想化模型的方法。
２．通过参考系的学习，知道从不同角度研究问题的方法。
３．体会用坐标方法描述物体位置的优越性。
情感态度与价值观
１．认识运动是宇宙中的普遍现象，运动和静止的相对性，培养学生热爱自然、勇于探索的精神。
２．渗透抓住主要因素，忽略次要因素的哲学思想。
３．渗透具体问题具体分析的辩证唯物主义思想。
教学重点
１．理解质点概念以及初步建立质点要点所采用的抽象思维方法。
２．在研究具体问题时，如何选取参考系。
３．如何用数学上的坐标轴与实际的物理情景结合起来建立坐标系。
教学难点
在什么情况下可以把物体看作质点。
课时安排
１课时
教学过程
导入
我们知道宇宙中的一切物体都在不停地运动着，机械运动是最基本、最普遍的运动形式，那么什么是机械运动呢？请列举几个运动物体的例子。
机械运动简称运动，指物体与物体间或物体的一部分和另一部分间相对位置随时间发生改变的过程。
新课教学
一、物体和质点
问题：选择以上一个较复杂的运动（例如鸟的飞行），我们如何描述它？
引导学生分析：
１．描述起来有什么困难？
２．我们能不能把它当作一个点来处理？
３．在什么条件下可以把物体当作质点来处理？
小结
１．只有质量，没有形状和大小的点叫做质点。
２．质点是一种科学抽象，一一种理想化的模型，这种忽略次要因素、突出主要因素（质量）的处理方法是一种非常重要的科学研究方法。
３．一个物体能否看成质点，取决于它的形状和大小在所研究问题中是否可以忽略不计，而跟自身体积的大小、质量的多少和运动速度的大小无关。
４．一个物体能否被看成质点，取决于所研究的问题的性质，同一个物体在不同的问题中，有的能被看作质点，有的却不能被看成质点。
学生讨论：１。是不是只有很小的物体才能看作质点？
２．地球的自转和转动的车轮能否被看作质点？
３．物理中的“质点”和几何中的点有什么相同和不同之处？
二、参考系
导入
坐在教室里的同学看到其他同学都是静止的，却不知道他们都在绕着太阳在高速运动着，这里面蕴含了什么问题呢？
学生活动
让学生观察图1.1-3和1.1-4，阅读图右文字，回答以下问题
１．得出什么结论？
２．就图1.1-4能否提出一些问题？（例如为什么跳伞者总是在飞机的正下方）
目的是为了培养学生的观察能力和提取有用知识的能力。
小结
１．参考系是参照物的科学名称，是假定不动的物体。
２．运动和静止都是相对的。
３．参考系的选择是任意的，一般选择地面或相对地面静止的物体。
学生讨论：１。小小竹排江中游，巍巍青山两岸走
２．月亮在莲花般的云朵里穿行
３．坐地日行八万里，巡天遥看一千河
在上述三例中，各个物体的运动分别是以什么物体为参考系的。
三、坐标系
创设实例：从一中到冶浦桥的公交车或刘翔的110m栏。
提出问题：怎样定量（准确）地描述车或刘翔所在的位置。
教师提示：你的描述必须能反映物体（或人）的运动特点（直线）、运动方向、各点之间的距离等因素。
学生讨论
教师总结
１．为了定量描述物体的位置随时间的变化规律，我们可以在参考系上建立适当的坐标系，这个坐标系应该包含原点、正方向和单位长度。
２．对于质点的直线运动，一般选取质点的运动轨迹为坐标轴，质点运动的方向为坐标轴的正方向，选取计时起点为坐标轴的原点。单位长度的选定要根据具体情况。
３．位置的表示方法，例：x=5m。
学生讨论：如果物体在平面上运动（例如滑冰运动员），我们应如何建立坐标系？
小结
可以建立一个直角坐标系，此时可以用（x，y）表示物体的位置。
巩固练习
1．下列物体能看做质点的是 （ ）
A．沿着斜面下滑的木块 B。研究斜面上的木块是下滑还是翻滚
C。电扇的叶片 D。自转中的地球
2．下列关于质点的说法中，正确的是（ ）
A．地球很大，一定不能看做质点 B。原子核很小，一定能看做质点 C。同一物体在不同的情况中，有时可看做质点，有时则不可看做质点 D。质点是一种理想化模型，无实际意义
３．下列说法中正确的是（ ）
Ａ。研究物体的运动，首先必须选定参考系
Ｂ。参考系必须选择地面
Ｃ。研究同一物体的运动时，选取地面或相对地面静止的物体为参考系，所得出的关于物体运动的结论是相同的
Ｄ。选取不同的参考系，所得出的关于物体运动的结论可能是不同的
４．诗句“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”中，“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参考系分别为（ ）
Ａ。船和山 Ｂ。山和船
Ｃ。地面和山 Ｄ。河岸和流水
布置作业
教材第13页问题与练习
第二节 时间和位移
三维目标
知识与技能
１．知道时间和时刻的区别和联系
２．理解位移的概念，了解路程与位移的区别。
３．知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量。
４．能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移。
５．知道时刻与位置、时间与位移的对应关系。
６．初步了解矢量与标量不同的运算法则。
过程与方法
１．通过具体问题引出时间、时刻、位移、路程等概念，要使学生学会将抽象问题形象化化的处理方法。
２．会用坐标表示时刻与时间、位置和位移及相关方向。
３．会用矢量表示和计算质点的位移，用标量表示路程。
情感态度与价值观
１．通过时间位移的学习，要让学生了解生活与物理的关系，同时学会用科学的思维看待事实。
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
１．帮助学生正确认识生活中的时间与时刻。
２．理解位移的概念，会用有向线段表示位移。
课时安排
２课时
教学过程
引入
提问一个走读生，上学的时候是什么时间离开家的？在路上用了多长时间？怎么走的？什么时间到校的？
根据学生的回答提出，要想清楚地描述物体运动情况，仅仅用上节课所学的内容是不够的，我们需要学习更多的物理量。
新课教学
一、时间和时间间隔
在一开始学生的回答中，学生离家和到校所对应的是时刻概念，在路上所用的时间就是时间间隔，它等于两个时刻之差。
如果建立一个表示时间的一维直线系，则在这个坐标系中，时刻用点表示，时间间隔是两个时刻之差，用线段表示。
学生讨论
如图所示，物体沿直线从O点开始运动，如果各点之间的时间间隔都是一秒，则下列各说法中分别表示哪一点或线段。
前3s内：
第2s内：
（第）2s末：
第3s初：
第二个2s内：
二、路程和位移
重新讨论提问学生的问题，问学生为什么不从另外一条路走？学生会很快回答另外一条路远，那么从不同的路径走就没有相同之处吗？当然有，那就是初始位置和末位置是相同的，所以为了准确描述这两种运动，就需要引入两个不同的概念。
小结
１．路程是物体运动轨迹的长度
２．位移是描述物体位置变化的物理量，用从初位置到末位置的有向线段表示，即物体位移的大小由初末位置决定，方向由初位置指向末位置。
问题：物体的位移大小有没有等于路程的情况？
答：在单向直线运动中位移的大小等于路程。
课堂训练
下列关于位移和路程关系的正确说法是（ ）
A. 物体沿直线向某一方向运动，通过的路程就是位移
B. 物体沿直线运动，通过的路程等于位移的大小
C. 物体通过的路程不等，位移可能相同
D. 物体通过一段路程，位移不可能为零
三、矢量和标量
象位移这样既有大小又有方向的物理量叫做矢量，象路程这样只有大小，没有方向的物理量叫做标量。
问题：回忆初中所学过的物理量，说明它们是标量还是矢量。
答：温度、时间、质量、密度等是标量，速度是知量。
问题：我们知道，如果一个口袋中原来有20kg大米，再放入10kg大米，口袋里共有30kg大米。那么如果一个物体第一次的位移大小为20m，第二次的位移大小为10m，则物体的总位移是不是30m呢？
问题：阅读教材的思考与讨论，能否得出分位移和合位移的关系？并由此得出知量运算的一般法则（实验班）。
教师总结
１．当两个矢量共线时，可以用算术运算，但首先要设定正方向。
２．当两个矢量不共线时，合矢量和分矢量必将构成一个三角形，它们分别是三角形的三条边。
３．不共线矢量的运算法则叫做平行四边形定则，又叫三角形定则。
四、直线运动的位置和位移
问题：要想准确描述物体的位置变化怎么办？
答：对于做直线运动的物体，可以用直线坐标系来描述。
在直线坐标系中，位置用点来描述，记为x= ；位移是位置的变化，记为Δx，Δx=x2-x1。
分析讨论：一个物体从点沿直线运动到点，已知点的坐标为，点的坐标为，求物体的位移？负号的含义？能否在直线坐标系中表示出来？
小结：物理中矢量的正负不表示大小，只表示方向，当规定了正方向后，正值表示与正方向同向，负值表示与正方向反向。反之亦然。
巩固练习
1．下列关于位移和路程的说法中，正确的是（ ）
A. 位移的大小和路程总是相等，但位移是矢量，路程是标量
B. 位移描述直线运动，路程描述曲线运动
C. 位移取决于始末位置，路程取决于实际运动路线
D. 运动物体的路程总大于位移
２．一个质点在x轴上运动，各个时刻的位置如下表（质点在每一秒内都做单向直线运动）
时刻 0 1 2 3 4
位置坐标／m 0 5 -4 -1 -7
（１）几秒内位移最大
Ａ。1s内 Ｂ。2s内 Ｃ。3s内 Ｄ。4s内
（２）第几秒内位移最大（ ）
Ａ。第1s内 Ｂ。第2s内 Ｃ。第3s内 Ｄ。第4s内
（３）几秒内的路程最大（ ）
Ａ。1s内 Ｂ。2s内 Ｃ。3s内 Ｄ。4s内
（４）第几秒内的路程最大（ ）
Ａ。第1s内 Ｂ。第2s内 Ｃ。第3s内 Ｄ。第4s内
３．某人沿着半径为R的水平圆形跑道跑了1.75圈时，他的（ ）
Ａ。路程和位移的大小均为3.5πR Ｂ。路程和位移的大小均为R
Ｃ。路程为3.5πR、位移的大小为 Ｄ。路为0.5πR、位移的大小为
布置作业
教材第页问题与练习。
第三节 运动快慢的描述—速度
三维目标
【知识目标】
1．理解速度的概念，知道速度是表示物体运动快慢的物理量，知道速度的定义．
2．知道速度是矢量，知道速度的单位、符号和读法．了解生活实际中的某些直线运动的速度大小数据．
3．理解平均速度的概念，知道平均速度的定义式，会用平均速度的公式解答有关的问题．
4．知道瞬时速度的概念及意义，知道瞬时速度与平均速度的区别和联系．
5．知道速度和速率以及它们的区别．
【能力目标】
1．运用平均速度的定义，把变速直线运动等效成匀速直线运动处理，从而渗透物理学的重要研究方法等效的方法．
2．培养迁移类推能力
【情意目标】
1．通过解决一些问题，而向复杂问题过渡，使学生养成一种良好的学习方法．
2．通过师生平等的情感交流，培养学生的审美情感．
【教学方法】
1．通过例题和实例引导学生分析如何辨别快慢．
2．通过讨论来加深对概念的理解．
【教学重点】速度，平均速度，瞬时速度的概念及区别．
【教学难点】
1.怎样由速度引出平均速度及怎样由平均速度引出瞬时速度．
2.瞬时速度与平均速度之间有什么区别和联系及在运动中瞬时速度是怎样确定的．
采用物理学中的重要研究方法 等效方法（即用已知运动来研究未知运动，用简单运动来研究复杂运动的一种研究方法）来理解平均速度和瞬时速度．
【师生互动活动设计】
1．教师通过举例，让学生自己归纳比较快慢的两种形式．
2．通过实例的计算，得出规律性的结论，即单位时间内的位移大小．
3．教师讲解平均速度和瞬时速度的意义．
【教学过程】
初始位置/m 经过时间/s 末了位置/m
A．自行车沿平直道路行驶 0 20 100
B．公共汽车沿平直道路行驶 0 10 100
C．火车沿平直轨道行驶 500 30 1250
D．飞机在天空直线飞行 500 10 2500
问题1：比较A和B谁运动的快，为什么？
问题2：比较B和D谁运动的快，为什么？
结论：比较物体运动的快慢，可以有两种方法：
1）一种是在位移相同的情况下，比较所用时间的长短，时间短的物体运动快，时间长的物体运动慢；
2）另一种是在时间相同的情况下，比较位移的大小，位移大的物体运动得快，位移小的物体运动得慢；
问题3：比较B和C谁运动的快，为什么？
一．速度
1．定义：位移跟发生这段位移所用时间的比值，用v表示．
2．物理意义：速度是表示运动快慢的物理量，
2．定义式：．
3．单位：国际单位：m／s（或m·s-1）
常用单位：km／h（或km·h-1）、cm／s（或cm·s-1）．
4．方向：与物体运动方向相同．
说明：速度有大小和方向，是矢量
二．平均速度和瞬时速度
如果物体做变速直线运动，在相等的时间里位移是否都相等？那速度还是否是恒定的？那又如何描述物体运动的快慢呢？
问题：百米运动员，10s时间里跑完100m，那么他1s平均跑多少呢？
回答：每秒平均跑10m。
百米运动员是否是在每秒内都跑10m呢？
答：否。
说明：对于百米运动员，谁也说不来他在哪1秒破了10米，有的1秒钟跑10米多，有的1秒钟跑不到10米，但当我们只需要粗略了解运动员在100m内的总体快慢，而不关心其在各时刻运动快慢时，就可以把它等效于运动员自始至终用10m/s的速度匀速跑完全程。此时的速度就称为平均速度。所以在变速运动中就用这平均速度来粗略表示其快慢程度。
1．平均速度
1）定义：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，叫做这段时间（或这段位移）的平均速度，用表示．
2）说明：
a.平均速度只能粗略表示其快慢程度。表示的是物体在t时间内的平均快慢程度。这实际上是把变速直线运动粗略地看成是匀速运动来处理．
b．这是物理学中的重要研究方法——等效方法，即用已知运动研究未知运动，用简单运动研究复杂运动的一种研究方法．
问题8：百米赛跑运动员的这个=10m/s代表这100米内（或10秒内）的平均速度，是否是说明他在前50米的平均速度或后50米内或其他某段的平均速度也一定是10m/s？
c．平均速度只是对运动物体在某一段时间内（或某一段位移内）而言的，对同一运动物体，在不同的过程，它的平均速度可能是不同的，因此，平均速度必须指明“哪段时间”或“哪段位移”的．
d.平均速度只能粗略地描述一段时间（或一段位移）内的总体快慢，这就是“平均速度”与匀速直线运动“速度”的根本区别．
e.平均速度不是各段运动速度的平均值，必须根据平均速度的定义来求解。
2．瞬时速度
（1）定义：运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫做此时刻（或此位置）的瞬时速度．
（2）意义：反映物体在某一时刻（或经某一位置）时运动的快慢，它能精确地描述变速运动的快慢。平均速度只能粗略地描述变速运动．
（3）对瞬时速度的理解：瞬时速度是在运动时间时的平均速度，即平均速度在时的极限就是某一时刻（或某一位置）的瞬时速度。
（4）瞬时速度的方向：瞬时速度是矢量，在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时的运动方向相同，（若是曲线运动，瞬时速度的方向是轨迹上物体所在点的切线方向（与轨迹在该点的延伸方向一致））
三．速率：
1． 瞬时速率
1）定义：瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称速率。
2） 瞬时速率的测量：技术上通常用速度计来测量瞬时速率。
2．平均速率：
瞬时速度的大小是瞬时速率，那平均速度的大小是否也可以叫平均速率呢？（NO）其实我们初中所学的速度也不是没有意义的，我们给了他一个新的名字平均速率。
1）定义：路程与发生这段路程所用时间的比值。
2）速率是标量。
3）注意：平均速率不是平均速度的大小。
【例题1】一个做直线运动的物体，某时刻速度是10m/s，那么这个物体 ( )
A. 在这一时刻之前0.1s内位移一定是1m
B. 在这一时刻之后1s内位移一定是10m
C. 在这一时刻起10s内位移可能是50m
D. 如果从这一时刻起开始匀速运动，那么它继续通过1000m路程所需时间一定是100s
【解析】某时刻速度是10m/s指的是该时刻的瞬时速度，不能说物体从此时起以后运动的快慢情况，以后做直线运动或匀变速直线运动，或非匀变速直线运动均可能。所以选项A、B均错。如果从某时刻（速度为10m/s）起质点做非匀变速直线运动，从这一时刻起以后的10s内位移可能为50m，所以选项C正确，如果从这一时刻起物体做匀速直线运动，那么经过1000m路程所需时间t=100s。正确选项是C、D。
【例2】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/s
*注意：全过程的平均速度只能由全过程的总位移与通过全路程所用的总时间的比值得出。如果用求速度的平均值去做=2.5m/s这样得出的结果是错误的。可见，平均速度概念与速度的平均值概念是不完全相同的。
【巩固练习】
第四节 实验:用打点计时器测速度
三维目标
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(时间和位移)
2. 会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度
3. 明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的速度---时间图象
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,用数学的方法表述出来.培养学生获取信息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量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,即要动手,又要动脑
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的运动
情感态度价值观
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实际生活的意识
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秘
3. 体验用图象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
4. 培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯
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
教具准备
打点计时器, 学生电源, 导线, 纸带, 刻度尺, 小车细线及钩码, 坐标纸
课时安排
2课时
教学设计
[新课导入]
测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.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的运动信息.怎样记录呢
课堂活动
请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器.
思考1. 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置
2. 在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响
学生讨论:
师总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪
生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了.
新课教学
师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.
一 电磁打点计时器
布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理及使用方法.
师总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.
思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么
师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点!
二 电火花打点计时器
布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理及使用方法.
师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验是纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.
思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么
学生讨论:
师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.
思考2: 打点计时器能记录哪些信息
生:时间(时间间隔)和位移
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:教师指导学生练习使用打点计时器并引导学生思考下列问题:
问题1. 电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带
师总结:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.
问题2. 振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况 怎样调节
师总结: 1.可能是复写纸该换新的了
2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置
3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置
4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止
5.可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V
问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带 可不可以先松手再打开打点计时器的电源
师总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差
问题4. 打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处
师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏
问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定
师总结:每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n个点之间的时间间隔为(n-1)倍的0.02s
问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度
师总结:测出两个点的距离,数出两个点之间有n段时间间隔,则.在用公式
即可计算出平均速度
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来粗略的代替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计算出的瞬时速度就越精确.
如图:要计算E点的瞬时速度可以用D---E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D—F的平均速度来替代.这三种方法中D—F包含E点切比较靠近E点,所以用D—F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!
可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本24页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.
五 用图象表示速度
在表2中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢
学生讨论:
师总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据表2中各个时刻的速度,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.
学生实际操作:
思考:我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢
学生讨论:
师总结:速度的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”这些点应该更符合实际情况.
小结
电磁打点计时器和电火花打点计时器都是记录物体在一定时间间隔内位移的仪器.v—t图象:
表示做运动的物体的速度随时间变化的规律.
板书设计
4 用打点计时器测速度
电磁打点计时器 靠电磁感应带动振针振动通过复写纸打点
电火花打点计时器 靠产生的电火花放电蒸发墨粉打点
打点计时器的使用 注意使用方法和领悟注意事项
测量瞬时速度 用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度
速度—时间图象 以时间为横坐标,速度为纵坐标,描点连线作出的平滑图象
布置作业
课本第26---27页”问题与练习”
补充练习
1. 运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明 ( )
A 运动物体在一段时间内的位移
B 运动物体在一段时间内的运动快慢
C 运动物体在某时刻的位置
D 运动物体的运动性质
2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是 ( )
A 点子密集的地方物体的运动速度比较大
B 点子密集的地方物体的运动速度比较小
C 点子不均匀说明物体在做变速运动
D 点子不均匀说明打点计时器有故障
3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时 ( )
A 应通过测量纸带表示的运动的全程来判断
B 必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
C 必须通过计算全程的平均速度来计算
D可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断
参考答案
1.ABCD 2.BC 3.D
单 元 检 测
一、选择题
１．下列下列质点的说法中正确的是（ ）
Ａ。质点是一个理想化模型，实际并不存在
Ｂ。因为质点没有大小，所以与几何中的点没有区别
Ｃ。凡轻小的物体都可以看作质点
Ｄ。如果物体的大小和形状对所研究的问题属于无关或次要因素，就可以把物体看做质点
２．关于质点的位移和路程，下列说法中正确的是（ ）
Ａ。位移是矢量，位移的方向即质点运动的方向
Ｂ。位移的大小不会比路程大
Ｃ。路程是标量，即位移的大小
Ｄ。当质点做直线运动时，路程等于位移的大小。
３．关于时刻和时间，下列说法正确的是（ ）
Ａ。时刻表示时间极短，时间表示时间较长
Ｂ。时刻对应物体的位置，时间对应物体的位移
Ｃ。作息时间表上的数字均表示时刻
Ｄ。1min只能分成60个时刻
４．地面看雨滴竖直下落时，坐在匀速前进的车厢中的乘客看雨滴是（ ）
Ａ。向前运动 Ｂ。向后运动
Ｃ。倾斜落向前下方 Ｄ。倾斜落向后下方
５．如图所示的是沿同一直线运动的甲、乙物体的x-t图像，由图像可知（ ）
Ａ。甲物体开始运动的时间比乙早t1
Ｂ。当t=t2时甲、乙两物体相遇
Ｃ。当t=t2时甲、乙两物体相距最远
Ｄ。当时甲、乙两物体相距xo
６．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（ ）
Ａ。点痕记录了物体运动的时间
Ｂ。点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移
Ｃ。点在纸带上的分布情况反映了物体的形状
Ｄ。点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
７．下列描述的各种情况可能存在的是（ ）
Ａ。加速度方向不变，而速度方向改变
Ｂ。物体的加速度很大，速度变化却很小
Ｃ。物体的速度在增加，加速度却在减小
Ｄ。物体的加速度为负值，速度却为正值
８．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小为4m/s，1s后速度的大小变为10m/s，在这1s内该物体的（ ）
Ａ。速度变化的大小可能小于4m/s
Ｂ。速度变化的大小可能大于10m/s
Ｃ。加速度的大小可能小于4m/s2
Ｄ。加速度的大小可能大于10m/s2
９．物体做匀加速直线运动的加速度为2m/s2，其意义是（ ）
Ａ。物体在任意1s末的速度是该秒初的速度的2倍
Ｂ。物体在任意1s末的速度比该秒初的速度大2m/s
Ｃ。物体在第1s末的速度是2m/s
Ｄ。物体在任意1s初的速度比前1s末的速度大2m/s
１０。下列关于瞬时速度和平均速度的说法中正确的是（ ）
Ａ。若物体在某段时间内任一时刻的瞬时速度都等于零，则它在这段时间内的平均速度一定等于零 Ｂ。若物体在某段时间内的平均速度等于零，则它在这段时间内任一时刻的瞬时速度一定等于零 Ｃ。匀速直线运动中物体任意一段时间内的平均速度都等于它任一时刻的瞬时速度 Ｄ。变速直线运动中一段时间内的平均速度一定不等于它某一时刻的瞬时速度
二、填空题
１１。在铅球运动中，运动员的成绩 （是或不是）位移， （是或不是）路程。
１２。质点做直线运动，若通过前1/3位移的速度为1m/s，通过后2/3位移的速度为2m/s．则通过全程的平均速度为_______m/s；若前1/3时间内速度为1m/s，后2/3时间内速度为2m/s，则通过全程的平均速度为________m/s．
１３。足球以10m/s的速率飞来，被运动员以16m/s的速率反向踢回，若以足球飞来的方向为参考正方向，则足球速度变化量为 m/s；若运动员与足球的接触时间为0.5s，则足球的平均加速度大小为 m/s2。
三、分析计算题
１４。用文字说明等式S1=-S2的含义，S表示物体的位移。
１５。物体做直线运动，其位移图象如图（2-2）所示，试求；
（1）5s末的瞬时速度（2）20s内的平均速度
（3）30s内的平均速度（4）30s内的位移
１６。甲、两地相距，两辆车分别以速率和同时从甲、乙两地相向行驶，一只小鸟以恒定速率在两辆车间来回飞行，直至两辆车相遇，则小鸟飞行的总路为多大？
１７。一位电脑动画爱好者设计了一个“猫捉老鼠”的动画游戏，如图所示，在一个边长为a的大立方体木箱的一个顶角G上，老鼠从猫的爪间逃出，选择了一条最短的路线沿着木箱的棱边奔向洞口，洞口处在方木箱的另一个顶角A处，若老鼠在奔跑中保持速度大小v不变，并不重复跑过任一条棱边，及不再回到G点。聪明的猫也选了一条最短路线奔向洞口（设猫和老鼠同时从G点出发），则猫的奔跑速度多大时，猫恰好在洞口再次抓住老鼠？
某高楼电梯上升的速度图像如图所示，试求：（１）在t1=1s、t2=5s、t3=8s时刻的速度和加速度；（２）画出电梯上升的加速度图像。
D
E
D
C
B
A
O
E
F
G
t1
t2
t3
t/s
x/m
xo
O
甲
乙
10
S/m
O
30
20
20
t/s
30
10
（2-2）
A
D
H
G
F
B
C
E
1
2
3
4
5
6
7
8
O
10
5
t/s
v/m·s-1
第17页共17页江苏省六合高级中学物理新课程教案
2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律
知识与技能
１．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
３．巧用v-t图象处理数据，观察规律
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
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．通过对纸带的处理实验数据的图象展现，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题、解决问题、提高创新意识。
２．在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
３．通过经历实验探索过程，体验运动规律探索的方法。
教学重点
１．图象法研究速度随时间变化的规律。
２．对运动的速度随时间变化规律的探究。
教学难点
对实验数据的处理规律的探究。
教具准备
学生电源、导线、打点计时器、小车、钩码、一端带有滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸、实物投影仪
课时安排
２课时
教学过程
(可加一多媒体录象，教师就不需要介绍了)在我们的生活中有跳远助跑、驾车、高山滑雪等运动，在自然界中有雨点下落、鸽子飞翔、蜗牛爬行等运动，在这些运动中都有速度的变化，且变化规律不尽相同，我们怎样才能知道速度随时间变化的规律呢？
如何探究一个物体速度随时间变化的规律？如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器测？
【实验】
问题一：打点计时器结构如何？
问题二：用打点计时器测小车的速度所需哪些实验器材、实验步骤？
步骤：（１）把一端附有滑轮的长木板平放（一高一低可否？）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远离滑轮的一端，连接好电路。（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，先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条后立即关闭电源。
问题三：本实验特别要注意哪些事项？
１．固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2．滑轮不能过高。3．应考虑复写纸与纸带的位置关系。4．钩码数量不能过多，长木板两端高低相差不能太大。5．小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动,防止小车从板上掉下来。6．先接通电源，后让纸带运动。7．打点结束后立即关闭电源。
【处理数据】
问题四：怎样分析和选取纸带上的点？
开头过于密集的点舍掉，纸带的一段；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔（可5）为一个计数间隔时间（间隔不再是0.02s）（但要看具体情况灵活选定）；原则上能取六、七个计数点为宜；给选取的点加标记。
问题五：如何计算出所取点的速度？
用求平均速度的方法来代替（用计算较准确的平均速度来代替），如何代替？（选择包括该点在内的一段位移（该点最好处在中间时刻位置）Δx，找出对应的时间Δt，用Δx／Δt作为该点的瞬时速度）；对于选取的两个端点的速度暂时不计算（误差较大）；测量各个计数点之间的距离应考虑估位、单位。
问题六：如何处理计算出来的数据？
１．列表法。（注意列表要求）
２．图象法：
①根据所得数据，选择合适的标度建立坐标系（让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）。
②描点：观察和思考点的分布规律。
③拟合：从点的分布可以有很大把握地说这些点应该在一条直线上，用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。
思考：
①为什么要用直线拟合？
②若某个点明显偏离直线，可能是什么原因及怎样处理？
③从图上可以看出小车的速度随时间怎样变化？
问题七：如何根据速度—时间图象（ v—t图象）求小车的加速度和初速度？
①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入Δv／Δt求解。
②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出两个时刻对应的坐标值求出Δv，代入Δv／Δt求解。
哪一种方法更好？（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）
纸带上零时刻的速度和末速度如何求？（根据图象来求，这样可以减小误差）
【计算机绘制v-t图象】
将实验所得数据在电脑的Excel文件中输入表格，利用其“图表向导”拟合v-t图象。
【巩固练习】
１．关于用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验操作，下列说法中正确的是（ ）
Ａ．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低
Ｂ．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器处
Ｃ．应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车
Ｄ．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动，再断开电源
２．在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，其中错误的步骤是 ，遗漏的步骤是 。
Ａ．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源
Ｂ．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
Ｃ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码
Ｄ．取下纸带
Ｅ．放手，使小车在平板上做加速运动
Ｆ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按合理序号排列 。
３．用打点计时器拉动通过计时器的纸带来分析物体运动速度和加速度的实验中，可以分析的运动应该是（ ）
Ａ．速度恒为正值，加速度亦为正值的运动
Ｂ．速度恒为负值，加速度亦为负值的运动
Ｃ．速度由正值变负值，加速度为负值的运动
Ｄ．速度由负值变正值，加速度为正值的运动
４．在探究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条记录小车运动情况的纸带，如图所示，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔为T=0.1s。（１）根据纸带上的数据，计算B、C、D各点的速度，填入表中。（２）在坐标纸上作出小车的v-t图象。
位置编号 A B C D E
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4
瞬时速度v/(ms-1)
3匀变速直线运动的位移与时间的关系
三维目标
知识与技能
1. 知道匀速直线运动的位移与时间的关系.
2. 了解位移公式的推导,掌握位移公式
3. 理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用.
4. 理解速度—时间图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内的位移.
5. 能推导并掌握位移与速度的关系式
6. 会适当的选用公式对匀变速直线运动的问题进行简单的分析和计算.
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.
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,培养自己的动手能力.
2. 体验成功的快乐和方法的意义,增强科学能力的价值观.
教学重点
1. 理解匀变速直线运动的位移与时间的关系及其应用.
2. 理解匀变速直线运动的位移与速度的关系及其应用.
教学难点
1. 速度—时间图象与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内的位移.
2. 微元法推导位移时间关系式.
3. 匀变速直线运动的位移与时间的关系及其灵活运用.
教具准备
坐标纸 铅笔 刻度尺 多媒体课件
课时安排
2课时
教学过程设计
【新课导入】
师:前面我们已经学过匀速直线运动,知道做匀速直线运动的物体其位移x,速度v,时间t三者之间存在着关系式.这也是我们计算匀速直线运动位移的方法.现在请同学们动手画出匀速直线运动的速度—时间图象!
生:
师:请同学们来计算一下初末时刻线与时间轴围成
图形的面积(矩形)
生:正好也是。
师总结:看来在匀速直线运动中物体通过的位移x刚好等于初末时刻线和时间轴所围成矩形的面积.在日常生活中我们经常会遇到物体做匀变速直线运动的情况,怎样来计算做匀变速直线运动物体在一段时间内通过的位移呢 它的位移与其速度—时间图象是不是存在着类似的关系呢
匀变速直线运动的位移
请同学阅读课本40页的“思考与讨论”
位置编号 0 1 2 3 4 5
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
速度v/(m/s) 0.38 0.63 0.88 1.11 1.38 1.62
师:怎样根据表中给出的数据用最简单的方法估算出小车从0----5时的位移.
生:在估算的前提下,可以考虑用各个时刻的瞬时速度来代替各小段的平均速度然后用
=……
师:怎样把这种思想反映在速度—时间图象上呢
图
师:这种用估算的方法得出的位移比小车实际通过的
位移是偏大还是偏小 请思考怎样做才能减小误差呢
生:结果偏小.可以仿照前面定义瞬时速度的思想通过
使时间间隔变小的方法来减小误差,比如把时间从
原来分成5份变为分成15份.当时间间隔越小时,各点
的瞬时速度就会越接近各小段的平均速度,因此我们
得出的位移就会越接近小车实际通过的位移.
表现在图上如右:
师总结:当然上面的两次计算都有误差,但是思路是
正确的.我们用很多细高的小矩形的面积和来代替
小车通过的位移会更加精确!可以想象当把整个运动
过程划分为更多很细高的小矩形求出面积之和就能
更加精确的表示小车的位移了.如果小矩形划分的非常
非常多,这样小矩形上方的锯齿形状就看不出来了.
这时小矩形就连成一个梯形.这个梯形的面积就能
表示小车通过的位移了.
注:在此之前梯形的面积是否可以代替小车通过的
位移还只是一个猜想,但矩形的面积可以代替匀速
运动的物体通过的位移已经是事实了.经过这种
微元的思想我们是证明了匀变速直线运动的物体
通过的位移可以用此梯形的面积计算!
师:如何求出图中梯形的面积呢
图
生:
把各段表示的物理量带入,上式变为
这就是我们通过推导得出的用来计算匀加速直线运动的位移时间公式。
说明:其实牛顿当初也是用刚才的思想推导出匀变速直线运动的位移公式的.这种思想同学们也不陌生,初中时学习的圆周率也是古代数学家刘徽用类似的方法求出来的.
师:简单介绍刘徽的思想方法.
师生讨论：
师：在公式中我们来讨论一下并说明式中各物理量的意义以及应注意的问题？式中有哪些量是矢量？
学生讨论：
师：当物体的运动初速度为零时，上式有何变化？
学生讨论：
师：这个式子是在小车做匀加速运动时得出来的，那么它是否适合匀减速运动的情况呢？
学生讨论：
例题：
1． 一个质点在沿竖直方向抛出，得到它的速度—时间图象如图：
试求：它在2s内的位移和4s内的位移。
2． 一质点沿直线运动，t=0时位于坐标原点
右图为质点做直线运动的速度—时间图象
由图可知：
（1） 该质点的位移随时间变化的关系式是_____________
（2） 在时刻t=__________s时质点距坐标原点最近。
（3） 从t=0到t=20s内质点的位移是________通过的路程是____________
以上为第一节课内容。
第二节课
师：复习回顾上节课的重点内容
师：在小车做匀变速运动的情况下，我们能不能考虑求出小车运动的平均速度进而用平均速度求出小车在时间t内的位移呢？提示：可以画出小车做匀变速直线运动的速度时间图象，利用到面积相等，采用割补的方法来尝试求小车的平均速度。
生：求解过程:
(面积相等)
解得
同时从图上还可以看出
即等于0---t时间内中间时刻的瞬时速度。
师总结：在匀变速直线运动中，
一段时间内的平均速度等于这段时间
内的初速度与末速度的之和的一半，
还等于这段时间内中间时刻的瞬时速度。
例题：
一个质点从静止开始向前做匀加速直线运动。加速度为a。从开始运动每隔时间T在同一底片上拍一张照片。
求：（1）0—T, T—2T, 2T—3T, 3T—4T各段时间内质点的位移。
（2）求每段时间间隔T内位移的增加量。
生：求解过程：
匀变速直线运动的位移与速度的关系
师：我们再来看一个例题：射击时，火药在枪筒中燃烧。燃气膨胀推动弹头加速运动。
我们把子弹在枪筒中的运动看作是匀加速直线运动，假设子弹的加速度是枪筒长，计算子弹射出枪口时的速度。
生：求解过程：子弹的初速度为0，所以位移时间公式变为可先求出时间t，然后根据既可求出子弹离开枪口时的速度v。
解：由位移公式解得
由
所以
师：但仔细分析会发现此题中时间t只是一个中间量，可不可以通过速度公式
和位移公式消掉时间t从而直接找出位移与速度之间的关系呢？
生：推导
消去t后解得
师：上式的特点是不涉及时间t，而只反映了位移，速度和加速度三者之间的依赖关系。因此如果在所解的问题中的已知量和待求量中都不涉及时间t，我们就可以利用位移—速度关系式直接进行求解，而且较方便！
例题
一个质点在以8m/s的初速度上抛的过程中做匀减速运动，加速度的大小为，求小球上升的最大高度。
学生讨论：
小结：通过本节的学习，掌握了匀变速直线运动的两个基本公式：
和
在理解公式时，一定要注意结合速度—时间图象，掌握速度—时间图象中“面积”的意义。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 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与方向相反，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，与正方向相同的物理量代入正值，与正方向相反的物理量代入负值。
第四节 自由落体运动
三维目标
知识与技能
1．认识自由落体运动，知道影响物体下落快慢的因素，理解自由落体运动是在理想条件下的运动，知道它是初速度为零的匀加速直线运动。
2．能用打点记时器或其他实验仪器得到相关的运动轨迹并能自主进行分析。
3．知道什么是自由落体的加速度，知道它的方向，知道在地球上不同地方，重力加速度大小不同。
4．掌握如何从匀变直线运动的规律推出自由落体运动的规律，并能够运用自由落体规律解决实际问题。
5．初步了解探索自然规律的科学方法，培养学生的观察、概括能力。
过程与方法
1．由学生自主进行实验探究，采取实验室的基本实验仪器—打点记时器，记录下运动的信息，定量地测定重物自由下落的加速度，探究运动规律的同时让学生进一步体验科学探究方法。
2．培养学生利用物理语言归纳总结规律的能力。
3．引导学生养成进行简单物理研究习惯、根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。
4．引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体的加速度g随纬度 变化的规律。
5．教师应该在教学中尽量为学生提供制定探究的机会，根据学生的实际能力去引导学生进行观察、思考、讨论和交流。
情感态度与价值观
1．调动学生积极参与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表述能力/。
2．渗透物理方法的教育，在研究物理规律的过程中抽象出一种物理模型—自由落体
3．培养学生的团结合作精神和协作意识，敢于提出与别人不同的见解。
教学重点
重点是使学生掌握自由落体的速度和位移随时间变化的规律。自由落体的特征是初速度为零，只受重力作用(物体的加速度为自由落体加速度g)。
教学难点
是演示实验的技巧及规律的得出，介绍伽利略的实验验证及巧妙的推理。
教具
牛顿管、硬币、小纸片、打点记时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物等
课时安排
1课时
教学内容
复习提问
??
??
??s1∶s2∶s3=1∶4∶9 sⅠ∶sⅡ∶sⅢ＝1∶3∶5
引入新课
演示：多种小物体的下落。我们都见过雨滴、雪片从天而降，树叶飘落，苹果坠地以及石子落入水井中，上述物体都是受到重力作用而竖直下落的。
落体运动：指出在地面附近的任何物体，脱离支持物后，竖直落向地面的运动叫做落体运动。
研究落体运动对我们的生产和生活有非常重要的意义。如：我们通过坠落的石子来测量井口到水面的深度；飞机空投人员和货物时使用降落伞以减小着地速度等都用上了自由落体运动的相关知识。引入新课
历史回顾及实验
演示１：取一枚硬币，一枚与硬币等大的纸片，让它们从同一高度同时下落，观察下落情况。
结论：“物体越重，下落得越快”。
1．亚里士多德(Aristotle)的认识
? 从公元前4世纪至公元17世纪，这种观念统治了人们两千多年之久。
2．伽利略(Galileo)的贡献(1638年)
? 两个物体mA＞mB分别由同一高度下落，重的物体比轻的物体下落的快，当把两物体捆在一起仍从同一高度下落情况会是怎样呢？
??结论：
??①整体分析：当把两个物体捆在一起时mC=mA＋mB，因为新组成的物体比上述两个物体中的任一个都重从而下落的应最快。
??②局部分析：A物体下落的快，受到一个下落得慢的物体B的作用，结果就像一个大人拉着小孩向前跑，比单独大人跑要慢，比小孩单独跑要快一样，他们的共同速度应介于A、B两物体之间即vA＞vC＞vB。伽利略用归谬法巧妙地否定了亚里斯多德的观点，从而得出结论：重物体不比轻物体下落得快。
问题：到底是谁的观点对呢？我们可做个简易实验，试试看。
演示2：取一颗小石子，一张比小石子重的大纸片，让它们从同一高度同时下落，观察下落情况。。
结论：“观察出小石子先着地，得出物体越轻下落越快。”
演示3：取两张完全相同的大纸片，它们的重力是相同的，这样重力对下落的作用是相同的（采用控制变量法），再把其中的一张捏成纸团，让它们从同一高度同时下落。
结论：“观察到纸团先着地，重力相同的两个物体下落快慢可能不同。”
物体下落的快慢和物体的轻重关系比较复杂，既不能说越重越快，也不能说越轻越快，重力相同的两个物体下落快慢可能不同。那么，除了物体的重力外，影响以上各实验物体下落快慢的因素还可能有什么呢？
学生讨论分析
分析前面各实验现象的原因得出是空气阻力的影响。影响空气阻力大小的因素太复杂（物体形状、速度大小、空气密度等），引导得出最好先研究在没有空气阻力的条件下的落体运动。
问题与假设
空气阻力是影响物体下落快慢的重要因素，若消除空气阻力，轻重物体的下落快慢会怎样呢？思维敏捷的学生对观察、实验得到的现象进行分析后会作出各种假设，学生们争论不休，期盼结论。
演示4：取一枚硬币，一枚与硬币等大的纸片，将纸片捏成团。让硬币与纸团从同一高度同时自由下落。
现象：观察到在空气阻力可忽略时，两者几乎同时着地。
演示5：通过牛顿管来演示羽毛和钱币下落的快慢
现象：没有抽气时，羽毛比钱币下落慢得多，尽量抽空管内空气后，两者几乎同步下落，同时落到牛顿管的下端，硬币落下有声，眼可直接观察鸡毛下落。
结论：物体下落过程的运动情况与物体的质量无关，没有空气阻力时，羽毛和钱币下落一样快。引入自由落体运动的概念。
一．自由落体运动
1．定义：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动。
2．说明：自由落体运动是一种理想化的运动，在实际问题中有空气时，物体的密度不太小，速度不太大(H不太高)，在空气阻力远小于物体的重力，空气阻力的作用可以忽略不计时，落体运动可以近似看成是自由落体运动。
3．推论：在没有空气阻力时，做自由落体运动的物体，在同一地点不同物体做自由落体运动的情况都相同。
二．自由落体运动的性质：
（探索自由落体运动的性质）（说明下一节有关于伽利略研究自由落体运动的过程，请同学们阅读）
从实验中知道，自由落体运动是一种变速直线运动，这种运动是什么性质的运动呢？是一般的变速直线运动，还是匀变速直线运动呢？
（展示重物自由下落时打点计时器打下的一条纸带）
从纸带可以看出，在相等的时间间隔里，小球下落的位移越来越大，表明小球在做加速运动。
（演示实验）
利用重物自由下落时打点计时器打下的纸带，测出有关的数据，利用结论ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝aT2，定量判断出自由落体运动是匀加速直线运动，并求出加速度的大小（在处理纸带是可以利用投影，教师测量数据，让学生自己处理并得出结果）
（教师小结）
1．结论：自由落体运动是一种初速度等于零的匀加速直线运动。
通过不同重量的物体在被抽掉空气的玻璃管内下落的情况的比较，可以得出的结论是：在没有空气阻力时，做自由落体运动的物体，在同一地点不同物体做自由落体运动的情况都相同，所以它们从静止开始在相同时间里下落的位移必定相同，根据公式S＝at2/2，得出自由落体运动的物体都具有相同的加速度。在同一地点的不同物体做自由落体运动的加速度均相同。
2． 自由落体加速度：
(1)在同一地点，不同物体作自由落体运动时的加速度相同，这个加速度叫自由落体加速度，也叫做重力加速度，通常用g表示。
物体自由下落时速度变化的快慢都一样。我们平时看到轻重不同，密度不同的物体下落时的快慢不同，加速度不同，那是因为它们受到的阻力不同的缘故。
(2)不同的地理位置，重力加速度的大小不同，其大小与物体所在地球上的位置有关，与离地面的高度也有关。在通常情况下，重力加速度取g=9.8m/s2，粗略计算时g取g=10m/s2 。
(3)重力加速度是矢量，它的方向总是竖直向下的，与重力方向相同。
由于自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，所以匀变速直线运动的基本规律及其推论都适用于自由落体运动，只要把V0取零，并且用g来代替加速度a就行了。
三．自由落体运动的规律：
1．规律：速度变化规律 Vt＝gt
位移变化规律 S＝gt2/2
2．推论：Vt2＝2gs
＝Vt/2＝Vt中
3．特点：V1 ∶V2∶V3…＝1∶2∶3…
S1∶S2∶S3 … ＝12∶22∶32…
SⅠ∶SⅡ∶SⅢ… ＝1∶3∶5…
ΔS＝SⅡ－SⅠ＝SⅢ－SⅡ＝…＝gT2
例1。物体从离地h 高处下落，它在落地前的1s 内下落35m，求物体下落时的高度及下落时间。
解析：设下落时间为t ,则有：
最后1s 内的位移便是ts内的位移与(t-1)s内的位移之差：
s=gt2-g(t-1)2
代入数据：35=5t2-t(t-1)2
得t =4s
下落时的高度h=gt2=80m
例2：长为L的细杆AB，从静步开始竖直落下，求它全部通过距下端h处的p点所用时间是多少？
解析：由于细杆上各点运动状态完全相同，可以将整个杆转化为一个点，例如只研究A点的运动。
B下落h时，杆开始过P点，A点下落h+L时，杆完全过P点。
从A点开始下落至杆全部通过P点所用时间为
t1 =
A点下落h所用时间，t2 =
杆通过P点所用的时间，
t=t1 – t 2 =
通过草图分清各阶段运动，然后用自由落体运动公式求解。
巩固应用
1．做一做：测定反应时间（详见教材）
（学生对这个小实验兴趣极大，个个跃跃欲试，可多做几位，g 取10m/s2，教师必须先测算出一些数据，做好准备）
2．某人要测一座高塔的高度，从这座塔顶上静止释放一个小石块，测得石块从释放到落地时间是3.0s，问塔有多高？g取10m/s2。
3．甲物体的质量是乙物体质量的2倍，甲从H米高处自由落下，乙从2H米高处与甲同时自由下落，下面说法中正确的是：
A：两物体下落过程中，同一时刻甲的速度比乙的速度大。
B：下落过程中，下落1s末时，它们速度相同。
C：下落过程中，各自下落1m时，它们的速度相同。
D：下落过程中，甲的加速度比乙的大。
4．一个自由落体落至地面前最后一秒钟内通过的路程是全程的一半，求它落到地面所需的时间。
解析：物体做匀变速直线运动，第n秒通过的路程为sN，n秒内通过的路程为sn，则
??
??物体在n-1秒内通过的路程为sn-1，则
??
??
??根据题意，得
??
【课堂小结】
1．自由落体运动是一种非常重要的运动形式，在现实生活中有许多落体运动可以看成是自由落体运动，研究自由落体运动有着普遍的意义。
2．为了研究自由落体运动，我们运用了物理学中的理想化方法，从最简单、最基本的情况入手，抓住影响运动的主要因素，去掉次要的非本质因素的干扰，建立了理想化的物理模型——自由落体运动，并且研究了自由落体的运动规律，理想化是研究物理问题常用的方法之一，在后面的学习中我们还要用到。
3．自由落体运动是一种简单的基本的运动形式，抛体运动可以看成是另一个运动形式与自由落体运动的合成，也就是说自由落体是研究其他抛体运动的基础，一定要抓住其产生的条件和运动规律。
四．作业
课本47页 2 3
运动图象专题
目标
１．知道几种图象的物理意义
２．会由图象判断物体的运动情况
３．能根据图象判断或求解图象以外的物理量
４．能够把一种图象转化成另一种图象
课时安排
1课时
课堂教学
例１．分析比较下面三个图象中各段及一些特殊点的物理意义。
图象的意义：
斜率的意义：
A点的意义：
AB表示：
BC表示：
CD表示：
D点的意义：
DE表示：
例２．探究学习Ｐ35页10.
在一条宽马路上某处A、B两车同时开始运动，取开始运动时刻为计时零点，它们的v-t图象如图所示，在0~t4这段时间内A、B两车的运动情况是（ ）
Ａ。车在0~t1时间内做匀加速直线运动，在t1时刻改变运动方向
Ｂ。在t2时刻A车速度为零，然后反向运动，此时两车相距最远
Ｃ。t4时刻车追上车
Ｄ。t4时刻两车相距最远
例３．一做直线运动物体的x-t图象如图所示，画出物体在8s内的v-t图象。
例4．一做直线运动物体的v-t图象如图所示，画出物体在8s内的a-t图象。
例５．探究P24 7（轨迹图）
追及问题和相遇问题专题
目标：
１．知道两种问题的各种处理方法
２．能归纳两种问题的临界条件
３．理解数学方法和图象法在处理物体问题中的重要性
课时安排
1课时
教学过程
例１．（练习册P41思维拓展）一辆汽车在十字路口等候绿灯，当绿灯亮时汽车以的加速度开始行驶，恰在这时一辆自行车以的速度匀速驶来，从后面赶过汽车，试求：（１）汽车从路口开动后，在追上自行车之前经过多长时间两车相距最远？此时距离是多少？（２）什么时候汽车追上自行车，此时汽车的速度是多少？
解法一、分析两个物体的运动过程，找出两者的位移、时间关系，用速度公式和位移公式进行求解，这种解法的前提是要知道两者距离最远的条件是两者的速度相等。
解法二、用相对运动求解，难点是要会求相对速度、相对加速度、及理解相对位移。（此种解法的适用环境是两个或两个以运动的物体）由此例还可以知道，所有匀变速直线运动的公式中的所有物理量必须是相对于同一个参考系的。
解法三、用数学极值方法求解（关键是列出两个物体之间的距离随时间变化的规律）
解法四、用v-t图象求解，如图所示。
例２．车从静止开始以1m/s2的加速度前进，车后相距xo=25m处，与车运动方向相同的某人同时开始以6m/s的速度匀速追车，能否追上？若追不上，则人、车间的最小距离为多少？（P46例４）
分析：四种解法与例１类似。
归纳：（１）追和被追两者的速度相等常是能追上、追不上、二者距离有极值的临界条件。
（２）同向运动的物体追及即相遇，相向运动的物体，当各自的位移的绝对值之和等于开始时两者之间的距离时即相遇。
（３）不管用哪一种方法来处理追及和相遇问题，关键是要建立正确的运动图景，搞清楚两个物体之间的速度、位移和时间关系。
作业：
１。火车以速度v1匀速行驶，司机发现前方同轨道上相距x处有另一火车沿同方向以速度v2（对地，且v1>v2做匀速运动，司机立即以加速度a紧急刹车。要使两车不相撞，a应满足什么条件？（P45例3）
２．甲、乙两车同时、同地、同向出发，甲以初速度16m/s、加速度2m/s2做匀减速运动，乙以4m/s初速度、加速度1m/s2做匀加速运动，求：（１）两车再次相遇前二者间的最大距离？（２）两车两次再次相遇所需时间？（P48,12）
可以要求学生用两种方法求解。
单 元 检 测
班级__________姓名__________得分___________
一、选择题：（每题可能有一个或几个正确答案，全对得3分，选对但不全得1分，不选或有错选的不得分）
1.下列表示物体做匀变速直线运动的是
2.一个做匀加速直线运动的物体,其位移和时间的关系是, 则它的速度为零的时刻是
A.1.5s B.3s C.6s D.18 s
3.对于自由落体运动 , 下列说法正确的是
A.在1s末 , 2s末 , 3s末的速度之比是1:3:5
B.在第1s内 , 第2s内 , 第3s内的位移之比是1:3:5
C.在第1s内 , 第2s 内 , 第3s内的平均速度之比1:4:9
D.在相邻两个1s内的位移之差都是9.8m
4.两物体都做匀变速直线运动,在给定的时间间隔内
A.加速度大的,其位移一定也大
B.初速度大的,其位移一定也大
C.末速度大的,其位移一定也大
D.平均速度大的,其位移一定也大
5.在匀变速直线运动中,质点的加速度,速度及速度变化之间的关系,下列说法正确的是
A.质点加速度越大,其速度越大
B.质点加速度越大,其速度变化越大
C.质点加速度越大,其速度的变化越快
D.质点运动速度变化越大,其加速度也一定越大
6.某物体沿直线运动的速度图象如图所示，则物体做
A.来回的往复运动 B.匀变速直线运动
C.朝某一方向的直线运动 D.不能确定
7.一小球自45m高塔顶自由下落,若取,则小球下落过程中最后1s内发生的位移是
A.15m B.20m C.25m D.28.9m
8.长为5m的竖直杆的下端距离一竖直隧道口上沿为5m , 若这隧道长也是5m , 让这根杆自由下落,杆能自由穿过隧道,则它通过隧道的时间为
A. B. C. D.
9.如图所示的是同时，同地向同一方向做直线运动的甲，乙两物体的图象,从图中可知
A.甲物体的加速度大于乙物体的加速度
B.在10s末甲物体追上了乙物体
C.在20s末甲物体追上了乙物体
D.甲追上乙物体时 , 两物体的速度相等
10.质点沿直线运动，在时间内通过的位移为x ，在它的中间位置处速度为，在中间时刻时速度为,则，的关系是
A.当质点做匀加速直线运动时，>
B.当质点做匀减速直线运动时，<
C. 当质点做匀加速直线运动时，<
D. 当质点做匀减速直线运动时，>
请将选择题答案填在相应的题号下:
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
二、填空题：（每空2分，共24分）
11.一矿井深125m , 在井口每隔相同的时间自由下落一个小球,当第11个小球刚从井口开始下落时,第1个小球恰好到达井底 , 则相邻小球开始下落的时间间隔为_________s , 这时第3个小球和第5个小球相距____________m (g=10m/s2)
12.一物体由A经B到C做匀加速直线运动 , 前2s从A到B和后2s从B到C的位移分别为8m , 12m . 则物体的加速度______________;通过A点的速度=_____________.
13.某市规定,卡车在市区内行驶速度不超过40km/h,一次一卡车在市区路面紧急刹车后,经1.5s停止,量得刹车痕迹长,问这车是否违章___________,假定卡车刹车后做匀减速运动,可知其行驶速度达___________km/h.
14.一小球从斜面顶端由静止开始做匀加速直线运动 , 经过2s到达斜面中点 , 那么物体滑到斜面底端的总时间为______________s.
15.甲,乙两车同时同地同向开始运动,它们的位移公式分别,则两车再次相遇前在________s末相距最远,此时两车的距离为__________m.
16.质点做匀减速直线运动,第1s内位移为10m,停止前的最后1s通过的位移为2m,则该质点的初速度为_________m/s,加速度大小为____________m/s2.
17.某同学在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,得到的各个时刻的速度描绘在坐标系内的点如图所示,请在图中描绘出小车的 图线.
三、分析计算题：（共46分）
18（8分）.一小球从楼顶的边缘自由落下,经过某层楼的窗户所经历的时间为0.1s,窗户的高度为1.45m , 从窗台的下沿起,再经过0.2s着地.若取.求楼的高度.
19（8分）.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,用打点计时器记录纸带的运动时间,计时器所用电源的频率为50,图为一次实验得到的纸带,纸带上每相邻的两个计数点间都有4个点未画出,按时间先后取0,1,2,3,4,5,6七个计数点,用刻度尺量出1,2,3,4,5,6各点到0点的距离如图(单位:cm).试由纸带上数据求出:
(1).计数点”4”所对应时刻物体运动的速度
(2).物体运动的加速度
20（10分）.一列快车正以20m/s的速度在平直公路上运行时,发现前面180m处有一列货车正以6m/s的速度匀速同向行驶,快车司机立即合上制动闸,经40s才能停下,试分析是否发生碰车事故.若未碰车,请求出运动中两车的最近距离;若碰撞了,请求出在何处发生碰撞.
21（10分）.汽车以10m/s的速度在平直公路上匀速行驶,刹车后经2s速度为6m/s,求:
(1).刹车后2s内前进的距离及刹车过程中的加速度
(2)刹车后前进9m所用的时间
(3)刹车后8s内前进的距离
22（10分）.小汽车以120km/h的速度在高速公路上行驶，前方汽车因故障停在路中，司机从发觉情况时产生反应到立即刹车需时间，紧急刹车能获得的加速度大小为，汽车在刹车后的运动可视为匀减速直线运动。高速公路上随处有路牌提醒司机保持车距，试按上述数据计算出这个距离。
A
B
C
D
E
7.5
27.6
60.3
105.6
cm
v
O
O
O
C
O
O
O
4
·
·
5
4
2
·
-4
-5
·
例2
例1
O
O
A
B
C
D
E
x/m
y/m
t1
t2
t3
t4
O
A
B
C
D
E
t/s
x/m
t1
t2
t3
t4
O
A
B
C
D
E
t/s
v(m/s)
t
t4
t3
t2
t1
v
O
2
4
6
8
O
A
B
C
D
E
t/s
x/m
10
-10
4
2
4
6
8
O
A
B
C
D
E
t/s
v/(m/s)
10
-10
4
v/(m/s)
O
2
4
t/s
6
12
0
0
0
0
甲
乙
0
1
2
6
5
4
3
0
1.40
3.55
6.45
10.15
14.55
19.70
第12页共20页江苏省六合高级中学物理新课程教案
4．1牛顿第一定律
知识与技能
１．知道伽利略的理想实验及其主要推理过程和推论，知道理想实验是科学研究的重要方法。
２．理解牛顿第一定律的内容及意义
３．知道什么是惯性，会正确地解释有关惯性的现象。
过程与方法
１．观察生活中的惯性现象，了解力和运动的关系
２．通过实验加深对牛顿第一定律的理解。
３．理解理想实验是科学研究的重要方法
情感态度与价值观
通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物体质的曲折性。
教学重点
１．对牛顿第一运动定律和惯性的正确理解
２．科学思想的建立过程
教学难点
１．力和运动的关系
２．惯性和质量的关系
教具
多媒体视频
课时安排
１课时
教学过程
问题一：物体运动的原因是什么？
（历史的思考：亚里士多德、伽利略）
问题二：亚里士多德为什么会出错？错误的结论维持近两千年，我们有何思考？
（凭经验、表象，而这往往是不可靠的；要善于思考、敢于质疑，要动脑筋探寻解决问题的方法。）
问题三：伽利略发现问题的关键在哪里？
（ 摩擦力；实验探索）
问题四：伽利略是如何考虑实验、如何分析问题的？
①常识：给水平面上的物体一个初速度，物体为何运动一段会停下来？（摩擦力）如何使它运动更远一些？（物体表面尽量光滑，但轨道不可能无限长。）
②伽利略的理想实验：
如图：让小球从一个斜面由静止滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小另一个斜面的倾角，小球仍能到达原来的高度，但比第一次滚得要远些，假设把另一个斜面放至水平，则小球因为无法达到原来的高度而永远运动下去。
③分析教材P72图4.1.1，有哪些认识？
（将实验问题的理论化：画图、加字母等；频闪法拍照：小球在斜面上各点的速度的求法，定性、定量判断小球在斜面上做什么运动，）
④小球在水平方向运动的理想分析（水平方向不受力）
⑤结论：力不是维持物体的运动（速度）的原因，而是改变物体运动状态（改变物体速度）的原因。
问题五：牛顿是如何总结这个问题的？
①法国工程师笛卡尔的研究
②牛顿第一运动定律：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。
例：
a．用一细绳一端系一小球，让它做圆周运动。若在绳断的瞬间，小球不受任何力的作用，则小球将做什么运动？（以绳断那个时刻的速度做匀速直线运动）
b．用绳吊起一个小球，小球静止。若在剪断绳子的瞬间，小球不受任何力的作用，则小球将做什么运动？（静止）
③牛顿第一运动定律是理想定律
④自然界中物体不可能不受力，若物体受平衡力，则可等效物体不受力或认为受合外力为零，在这种情况下物体将保持静止状态或匀速直线运动状态。
问题五：如何理解惯性？
①物体都具有抵抗状态变化的“本领”，如：冬天晚上上床和早上起床人的感觉等。
②惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
例：
汽车启动、加速，汽车刹车、减速，车上的人的感觉？原因？如何表达？（原来状态，怎么改变，由于惯性，结果）
③猜想惯性的大小与哪些因素有关？
静止的物体无惯性；速度大的物体惯性大；受的力越大惯性越大；做曲线运动的物体惯性要发生变化。这些话对吗？说明什么？（与外界因素无关）
惯性是物体的固有性质，仅与物体的质量有关，惯性大小的唯一量度是质量。
惯性可以表现出来，也可以不表现出来。只有在运动状态发生改变才可以表现出来。
【练习】
教材P75页练习
问题六：什么是惯性参考系？（简介教材P74页内容）
【思考】
如图所示，在密闭的车内用细线拴着一个铁球和一个氢气球，当车突然向右加速时，铁球和氢气球相对于车的位置发生怎样的变化。
4．2 实验：探究加速度与力、质量的关系
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
过程与方法
１．指导学生半定量地探究加速度和力、质量的关系。知道用控制变量法进行实验
２．学生自己设计实验，自己根据自己的实验设计进行实验。
３．对实验数据进行处理，看一下实验结果能验证什么问题
情感态度与价值观
１．通过探究实验，培养实事求是、病重客观规律的科学态度。
２．通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神。
３．培养与人合作的团队精神
教学重点
１．控制变是法的使用
２．如何提出实验方案并使实验方案合理可行
３．实验数据的分析与处理
教学难点
１．如何提出实验方案并使实验方案合理可行
２．实验数据的分析与处理
教具
（１）附有滑轮的长木板２块（２）小车２个（３）带小钩或小盘的细线２条（４）钩码，规格：10g，20g，用作牵引小车的力。（５）砝码，规格：50g、100g、200g，用做改变小车质量（６）刻度尺（７）宽口文件夹（８）1-2m粗线绳，用做控制小车运动。
课时安排
２课时
教学过程
问题一：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因。请猜想加速度与哪些因素有关？
问题二：如何研究这个问题？
（控制变量法）
问题三：具体如何操作？
①实验器材：
附有滑轮的长木板1块，规格为200g的小车1个，带小钩细线1条，规格为20g的钩码5只（作牵引小车的力），规格为200g的砝码5只（用做改变小车质量），打点计时器，20cm的纸带，稳压源。
②控制质量不变（200g）
a．要考虑加速度与什么力有关？（绳子拉力、摩擦力、合力）
b．如何用绳子拉力来替代合力？（平衡摩擦力）如何平衡摩擦力？（体会长木板的倾角逐渐变大，小车的受到的静摩擦力大小与重力什么关系、如何变化，注意平衡的应该是动摩擦力）
c．在实验中，钩码的重力大小等于拉力大小吗？请定性分析哪个较大一些？如何使钩码的重力大小与拉力大小更接近？（M＞＞m）
d．小车的加速度如何测？（打点计时器，提醒如何数据处理）
e．添加钩码（增大拉力），重复实验。
f．列表分析或画图分析（横、纵坐标分别选什么好？描点、拟合，图象经过原点吗？）
g．有何结论？M一定时，a∝F
h．若M=400g时，重复以上实验，有何结论？
③控制拉力不变（钩码质量50g，F=0.5N）
a．添加砝码（增大M），重复实验。
b．列表分析或画图分析（横、纵坐标分别选什么好？）
c．有何结论？F一定时，a∝1/M
d．若F=1N时，重复以上实验，有何结论？
问题四：若某同学做这个实验，取M=500g，得到如图1或2的图象，说明什么？
问题五：不直接测加速度可以探究这个问题吗？
①不具体测加速度，可作对比实验。其他思想可以同前实验。
②实验器材：
附有滑轮边侧有刻度的长木板2块，规格为200g的小车2个，带小钩细线2条，规格为20g的钩码5只（作牵引小车的力），规格为200g的砝码5只（用做改变小车质量），宽口文件夹，2m粗线绳。
③分析两小车均做初速度为零的匀加速运动，相同时间内两小车位移之比就是其加速度之比。
④ 处理实验数据：
表一：M1=M2=600g
次数 小车１ 小车２
钩码(g) 位移x1(cm) 钩码(g) 位移x2(cm)
１ 20.0 40.0
２ 20.0 60.0
３ 20.0 80.0
４ 20.0 100.0
５ 20.0 120.0
表二：F1=F2=0.2N
次数 小车１ 小车２
M1(g) 位移x1(cm) M2(g) 位移x2(cm)
１ 200 400
２ 200 600
３ 200 800
４ 200 1000
５ 200 1200
⑤ 作出图象,分析图象:
问题六：通过实验发现加速度a与合外力F、质量m有什么关系？
（加速度与力成正比，与质量成反比。即a∝F， a∝1/m）
问题七：通过本节内容的学习应搞清楚思维上的哪些问题？
（①实验要探究的内容，②探究实验的设计思路，③实验仪器的操作方法，④数据处理方法，⑤如何画出图象并且从图象探究到什么规律。）
【巩固练习】
评价手册P53 1、5、6、7
4．3牛顿第二定律
知识与能力
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． 会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算
过程与方法
1． 通过对上节课实验结论的总结，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． 培养学生的概括能力和分析推理能力
情感态度和价值观
1． 渗透物理学研究方法的教育
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
教学重点
牛顿第二定律的特点
教学难点
牛顿第二定律的理解
课时安排
２课时
教学过程
问题一：上节课我们是如何探究物体的加速度与力、质量的关系的？有什么关系？
（研究问题的方法和程序）
问题二：牛顿第二定律的内容是什么？
①内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
②作用力指的是什么？（合力）合力是怎么求的？（在对物体受力分析的基础上，对力进行合成）
③表达式： a∝F合/m 或者F合∝ma(比例式)
F合=kma (等式) k应是比例系数
④单位： 比例系数k的选取有任意性，但取k=1最简单。在这种规定下来定义力的单位1kg m/s2=1N
这样：F合=ma（运用时请注意必须统一单位： N，Kg，m/s2）
⑤意义：力是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因；若有力作用于物体，物体则立即产生加速度，若力撤消作用，加速度瞬间消失（瞬时对应，共存亡）。
⑥矢量方程：的方向永远由F 合的方向决定，永远与F 合的方向一致。
问题三：用手推课桌（对课桌施加力的作用），课桌为何没有运动（产生加速度）？
（课桌不止受一个力，还受到摩擦力；F合=0，a=0；）
问题四：如何求物体的加速度？
①根据运动学方程来计算
②对物体进行受力分析，然后将所有力进行合成从而求出合力
③根据F =kma将物体受到的每一个力产生的加速度分别求出各自的加速度：a1、a2、a3、a4等，然后将这些加速度进行合成。
问题五：力与加速度有何关系？
①力与加速度有因果关系，但无时间先后而是同时产生、立即产生；若合力改变，加速度立即随之改变；合力消失，加速度立即消失。即合力与加速度瞬时对应，无需时间过程。
②力与速度无因果关系。因为，即速度变化必须有时间过程，在很短的时间内可以近似认为=0，则=0速度不变。
【讨论】
教材P82 1、2、3
【例题】
1．某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到100km/h的速度时关闭发动机，经过70s停下来，汽车受到的阻力是多大？重新起步加速时牵引力为2000N，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。
①汽车质点的运动图景（两种情况）
②汽车质点的受力分析（竖直情况如何考虑）
③解题规范：
汽车匀减速：a1=v0/t f=ma1=m v0/t=1100×27.8/70=437（N）
汽车匀加速：F合=F-f=2000-437=1563（N） 又F合=ma2
a2= F合/m=1563/1100=1.42(m/s2)
2．一个质量为2kg的物体受到互成120 0角的两个力F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，这个物体产生的加速度是多大？
①对物体进行受力分析，求合力
②利用牛顿第二定律求解
③解题规范：
④思考：质量不同的物体，自由下落的加速度为何一样？
3．如图所示，质量分别为mA和mB的两个小球，用一根轻弹簧连接后用细线悬挂在顶板下，当细线被剪断的瞬间，两球下落的加速度分别是aA＝ ，aB＝ 。（重力加速度为g）
①弹簧的弹力瞬间不变
②分别对A、B进行受力分析，根据牛顿第二定律求解
③若把弹簧改为绳或杆呢？（aA＝g，aB＝g）
4．如图所示，小球从轻弹簧正上方无初速释放，自由下落一段时间后，与弹簧接触，从小球开始接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度，加速度和所受合外力的变化情况是怎样的？
①分段考虑问题，受力分析
②下落：（自由落体、变加速、变减速）
③上升：（变加速、变减速、竖直上抛）
5．一物体放在光滑的水平面上，初速度为零，先对物体施加一向东的恒力F，历时1s，随即把此力改为向西，大小不变，历时1s，接着又把此力改为向东，大小不变，历时1s；如此反复，只改变力的方向，共用了1min，在此1min内
A、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置之东
B、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末静止于初始位置
C、物体时而向东运动，时而向西运动，在1min末继续向东运动
D、物体一直向东运动，从不向西运动，在1min末静止于初始位置之东
注意：每一段的受力情况和动图景（D）
【巩固练习】
教材P82 4、5
4．4牛顿第二定律的简单应用
教学目标：
1．让学生知道牛顿第二定律是运动学与物体受力的桥梁，可以解决两类问题
2．让学生熟悉应用牛顿第二定律解题的基本步骤
一、从物体受力确定运动情况
【例题】
1．静止在水平地面上的物体，质量是2 kg，在6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动。物体与地面间的摩擦力是4 .2N。求物体在4s末的速度和4s内发生的位移。
①受力分析求出合力
②物体的运动图景，由运动学公式求解。
2．如图1所示，质量为m＝1.0kg的金属块放在水平桌面上，在与水平成370角斜向上、大小为10N的拉力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动，已知金属块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，求5s末物体的速度及位移大小。
①明确解题的基本步骤：
a．受力分析
b．规定正方向，建立坐标系
c．把力正交分解
d．找合力，求加速度
e．清楚运动图景，由运动学公式求解
②注意解题规范
3．风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力。如图2所示，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。（2）保持小球所受的风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？
①分两种情况考虑，注意风力大小不变
②解题步骤：（应分别建立不同的坐标系；要细心、有条理。）
4．如图3所示，AB、AC、AD都是光滑的轨道，A、B、C、D四点在同一竖直圆周上，其中AD是竖直的直径。一小球从A点由静止开始，分别沿AB、AC、AD轨道滑至B、C、D点，所用时间分别为t1、t2、t3，则三个时间的关系为 。
①方法：要比较多个量间的关系时，不必一个个计算，而是找到一个变量，找出要求量与变量间的关系。
②取AC段研究：受力分析、坐标系建立、正交分解、求合力、计算加速度，运动学方程计算。
【总结】
物体受力 加速度 物体运动
【练习】
教材P91 3、4
二、从运动情况确定物体受力
【例题】
1．一个质量为75kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角为300，在5s的时间内滑下的路程是60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空气阻力）。
①读清问题，明确解题的基本步骤
②解题规范
2．粗细均匀、质量为200g的米尺（1m长）有1/4伸出水平桌面外，如图所示，尺与桌面间的动摩擦因数μ＝0.16。若用水平力F作用于尺上1s后，使原来静止的尺从桌面上落下，则力F至少为多大？（取g＝10m/s2）
① “尺从桌面上落下”的位置在哪里？此时米尺发生的位移是多少？
② “至少”两字如何理解？
③米尺的运动图景和受力分析
④解题规范
3．质量为m＝20kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动，0～2s内F与运动方向相反，2～4s内F与运动方向相同，物体的速度—时间图象如图所示，取g＝10m/s2。求物体与水平面间的动摩擦因数。
①从图象中分析物体做什么运动？（分段）图象中还有哪些信息？（初速度、加速度、末速度）
②两段物体的受力分析
③解题规范
4．蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平面5.0m高处。已知某运动员与网接触时间为1.2s，若把这段时间内对运动员的作用力当做恒力处理，求此力的大小。（取g＝10m/s2）
①运动员的运动图景（三段）
②主体研究的运动过程是床对人作用过程，注意受力分析
③3.2m和5.0m说明了什么？
【练习】
三、综合处理较复杂问题
【例题】
1．如图1所示，将一个物体先后放在几个具有相同底边b=0.3m的光滑斜面上。（1）当斜面与水平面的夹角为多大时，物体从斜面上滑下所用的时间t=0.4s？（2）当斜面与水平面的夹角为多大时，才能使这个物体从斜面上滑下所需的时间最短？这段时间是多少？
2．如图2所示，在倾角=370的足够长的固定斜面底端有一质量m=1.0kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F=10.0N，方向平行于斜面向上，经时间t=0.4s绳子突然断了，求：（1）绳断时物体速度大小。（2）从绳子断开开始到物体再返回到斜面底端物体的运动时间。
3．如图3，质量为m的物体恰好沿倾角为α的斜面匀速下滑，而质量为M的斜面始终与水平地面保持静止。求：（1）下滑过程中，物体对斜面体的压力和摩擦力。（2）下滑过程中，地面对斜面体的支持力以及摩擦力的大小和方向。
①先隔离m进行受力分析，然后隔离M再进行受力分析。（考虑地面对M的摩擦力时，可设某个方向）
②若m加速下滑呢？
③若用沿斜面向上（下）的力推m匀速运动呢？（M仍然静止）
④若用沿斜面向上（下）的力推m加速运动呢？（M仍然静止）
4．水平传送带长20m，以2m/s的速度匀速运动，一物体由静止放到传送带的一端，被传送带带到另一端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，问物体经过多长时间通过传送带？（g=10m/s2）
讨论：若传送带倾斜呢？
5．如图所示，在水平桌面上有一质量为2kg的小物体，受平行于桌面沿x方向的恒力F=8N作用，正沿x轴正方向运动。若从物体通过坐标原点时开始计时，速度为零之前，其位移与时间的关系为x=12t-3t2。（1）求t=1s时，物体速度的大小和方向。（2）从计时开始经过多长时间，小物体再次经过坐标原点？
6．如图4，A、B叠放在水平桌面上，水平外力F拉物体A时，①A、B都未动，则A、B之间的摩擦力f1=？B与地之间的摩擦力f2=？②A匀速运动，B不动，则A、B之间的摩擦力f1=？B与地之间的摩擦力f2=？③A以加速度a做匀加速运动，B不动，则A、B之间的摩擦力f1=？B与地之间的摩擦力f2=？④A、B都向左做匀速运动，则A、B之间的摩擦力f1=？B与地之间的摩擦力f2=？⑤A、B都向左做加速度为a的匀加速运动，则A、B之间的摩擦力f1=？B与地之间的摩擦力f2=？⑥A、B间有相对滑动，A 的加速度为a1，B也向左运动，加速度为a2，（a1＞a2）则A、B之间的摩擦力f1=？B与地之间的摩擦力f2=？
7．如图5所示，木块A、B静止叠放在光滑水平面上，A的质量为m，B的质量为2m．现施水平力F拉B，A、B刚好不发生相对滑动，一起沿水平面运动．若改用水平力F′拉A，使A、B也保持相对静止，一起沿水平面运动，则F′不得超过（ B ）
A．2F B．F/2
C．3F D．F/3
①分两种情况考虑：第一种情况，水平力F拉B时，A、B刚好不发生相对滑动，什么意思？
②对A、B整体：F＝(m＋2m)a（整体法）
对A： fm＝ma＝F/3（隔离法）
③第二种情况，将F′作用在A上，对B：fm＝2m a′（B能与A一起运动，而A、B不发生相对滑动）（隔离法）
④对A、B整体：F′＝(m＋2m)a′
⑤“刚好不发生相对滑动”是临界状态。
8．如图6，m=4kg的小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成370角。求下列两种情况下，细线对小球的拉力F1和后壁对小球的压力：（1）小车以a=g向右加速运动，（2）小车以a=g向右减速运动。
①小车静止或匀速运动，小球受力情况如何？
②小车向右加速运动，小球受力情况如何？（后壁对小球的弹力永远存在）
③小车向右减速运动，小球受力情况如何？（有可能后壁对小球的弹力为零）
④小车的加速度过大，小球会“飘”起来（找临界情况）
9．如图7质量为m 的木块放在倾角为θ的光滑斜面上，当斜面沿水平方向向左做匀加速运动而木块与斜面保持静止时（ ）
A．木块所受的弹力大小为mg/cosθ
B．木块所受的弹力大小为mgcosθ
C．木块的加速度为gtanθ
D．木块的加速度为gsinθ
10．如图8所示，放在光滑水平桌面上的物体m2，通过穿过定滑轮的绳和吊在桌面上的物体m1相连．释放后系统加速度的大小为a1．如果取走m1，用大小等于m1所受重力的力F向下拉绳，m2的加速度为a2．则（不计滑轮摩擦及绳的质量） （ ）
A．a1=a2 B．a1＜a2 C．a1＞a2 D．a2 = a1/2
①m1拉m2时，分别隔离分析m1和m2，它们有共同的什么量（大小）？
②绳子的拉力T= m1g吗？
③m1在下降时，m1是超重还是失重？m2呢？
④若用F=m1g拉m2，m2的加速度如何求？
11．质量为50kg的人站在放电梯内的磅秤上，下列电梯的运动情况磅秤的读数分别为多少？①静止②以1m/s的速度匀速上升③以12m/s的速度匀速上升④以20m/s的速度匀速下降⑤以1m/s2的加速度加速上升⑥以1m/s2的加速度减速上升⑦以1m/s2的加速度加速下降（失重）⑧以1m/s2的加速度减速下降（超重）
12．杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量M的杆，当杆上一质量为m，以加速度a加速下滑时，杆对人“底人”的压力为多大？
①若杆上的人匀速下滑，“底人”对地面的压力是多大？
②若杆上的人以加速度a加速上爬，“底人”对地面的压力是多大？
13．举重运动员在地面上能举起120kg的重物，而在运动着的升降机中却只能举起100kg的重物，求升降机运动的加速度．若在以2.5m/s2的加速度加速下降的升降机中，此运动员能举起质量多大的重物？(g取10m/s2)
【练习】
1．如图9所示，是电梯上升的v～t图线，若电梯的质量为100kg，则承受电梯的钢绳受到的拉力在0～2s之间、2～6s之间、6～9s之间分别为多大？(g取10m/s2)
2．如图10所示，在一升降机中，物体A置于斜面上，当升降机处于静止状态时，物体A恰好静止不动，若升降机以加速度g竖直向下做匀加速运动时，以下关于物体受力的说法中正确的是（ ）
A．物体仍然相对斜面静止，物体所受的各个力均不变
B．因物体处于失重状态，所以物体不受任何力作用
C．因物体处于失重状态，所以物体所受重力变为零，其它力不变
D．物体处于失重状态，物体除了受到的重力不变以外，不受其它力的作用
3．如图11所示，滑轮的质量不计，已知三个物体的质量关系是：m1＝m2＋m3，这时弹簧秤的读数为T．若把物体m2从右边移到左边的物体m1上，弹簧秤的读数T将（ ）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断
4．金属小筒的下部有一个小孔A，当筒内盛水时，水会从小孔中流出，如果让装满水的小筒从高处自由下落，不计空气阻力，则在小筒自由下落的过程中（ ）
A．水继续以相同的速度从小孔中喷出 B．水不再从小孔中喷出
C．水将以较小的速度从小孔中喷出 D．水将以更大的速度从小孔中喷出
5．一根竖直悬挂的绳子所能承受的最大拉力为T，有一个体重为G的运动员要沿这根绳子从高处竖直滑下．若G＞T，要使下滑时绳子不断，则运动员应该（ ）
A．以较大的加速度加速下滑 B．以较大的速度匀速下滑
C．以较小的速度匀速下滑 D．以较小的加速度减速下滑
6．在以4m/s2的加速度匀加速上升的电梯内，分别用天平和弹簧秤称量一个质量10kg的物体(g取10m/s2)，则( )
A．天平的示数为10kg B．天平的示数为14kg
C．弹簧秤的示数为100N D．弹簧秤的示数为140N
7．如图12所示，质量为M的框架放在水平地面上，一根轻质弹簧的上端固定在框架上，下端拴着一个质量为m的小球，在小球上下振动时，框架始终没有跳起地面．当框架对地面压力为零的瞬间，小球加速度的大小为( )
A．g B．(M-m)/g C．0 D．(M+m)/g
4．5牛顿第三定律
知识与能力
1．知道力的作用是相互的，知道作用力与反作用力的概念
2．理解牛顿第三定律的确切含义，会用它解决有关问题
3．会区分平衡力与作用力和反作用力
过程与方法
1．观察生活中的力的相互作用现象，思考力的相互作用的规律
2．通过实验探究力的相互规律
3．通过鼓励学生动手、大胆置疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯
情感态度与价值观
1．经历观察、实验、探究等学习活动，培养尊重客观事实、实事求实的科学态度
2．通过研究性学习，获得成功的喜悦，培养学好物理的信心
3．培养与人合作的团队精神
教学重点
1．知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力
2．掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题
3．区别平衡力与作用力和反作用力
教学难点
区别平衡力与作用力和反作用力
教具
弹簧秤
教学过程
问题一：力的作用既然是相互的，那么两物体相互作用之间的关系如何？
①两个力的名称（作用力与反作用力）
②实验1：
③
1、 相互、同时、同一性
生活中的各种现象告诉我们，物体间的作用总是相互的，例如，用手敲击黑板的同时，手有痛的感觉，这说明手对黑板作用时，黑板对手也有作用．又如，用手拉弹簧的同时，也感觉到弹簧对手也有拉力作用，下面作一个实验，请同学们注意观察小车运动情况．
［］将两小车用一根短细绳连接．同时在其中间夹一个压缩了的弹簧，让它们都静止在桌面上如图3－10所示，现烧断连接两小车的细绳，两小车同时向两边运动．且距离几乎相等．
生活中的现象和实验都告诉我们力的作用总是相互的，即甲对乙有作用力的同时，乙对甲也有力的作用，我们把其中一个力称为作用力，另一个力就叫做反作用力．
二．牛顿第三定律
1．作用力与反作用存在什么关系呢 请同学们看下面实验
［实验2］将弹簧秤A和B按图3－11方式连接，用手拉弹簧秤A，请同学观察A、B弹簧秤读数（结论：大小相等）加大力拉A，再请同学观察A、B弹簧秤的读数（结论：相等）这说明：作用力与反作用力大小总是相等的．分析弹簧秤B受A的拉力方向向右、而弹簧秤A受B的拉力方向向左，说明作用力与反作用方向相反，再看A所受力与B所受力在一条直线上．
2．牛顿第三定律的内容：
综上分析，说明作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上，这便是牛顿第三定律
两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上．
3．作用力与反作用力之间还有别的特征吗
（1）当弹簧秤A对弹簧秤B无作用力时，我们观察到弹簧B对A也无作用力，说明了作用力与反作用力同时存在，同时消失．
（2）［实验3］将两个条形磁体放在小车上如图3－12所示，先用手按住小车，然后放手A小车和B小车同时向两边运动，说明A小车上磁铁给B小车磁铁斥力，B小车磁铁给A小车磁铁以斥力，与实验2联系起来共同考虑，说明作用力是弹力，反作用力也是弹力，当作用力是磁力，反作用力也是磁力，请大家思考，当作用力是摩擦力时，反作用力是什么力（摩擦力）作用力是重力时，反作用力是什么力（重力），这说明作用力与反作用力是性质相同的力．利用这个性质，可对物体进行受力分析，例如在桌面上向右运动的物体，受到桌面给它向左的滑动摩擦力，由牛顿第三定律及作用力与反作用力同时性、同性质可断定，桌面一定受到物体给桌面的方向向右的大小与桌面给物体的滑动摩擦力相等的一个滑动摩擦力．
图3－12
三．平衡力、作用力和反作用力的异同点
一对平衡力和一对作用力与反作用力，虽然都是大小相等，方向相反，作用在一条直线上，但是它们有以下不同之处．
（1）平衡力是作用在同一个物体上（即处于平衡的研究对象上），而作用力与反作用力是两物体相互作用在对方上，它们对相互产生的效果不能抵消，更谈不上平衡．
（2）对二力平衡中的两个力，性质可以不同，如桌面上的物体受到重力及桌面给它的弹力，而作用力与反作用力是性质相同的力．
（3）二力平衡中的两个力．若其中一个消失，另一个力不一定消失，而作用力与反作用力是同时产生，同时消失，不分主动被动，不分先后．
总结、扩展
牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性，即两个相互作用的物体之间必然同时存在一对作用力与反作用力，这两个物体互为施力物体和受力物体，由于人们生活中的直觉错误和对牛顿第三定律及作用力与反作用力性质认识不清，出现了错误认识．
（1）拔河比赛中，甲队胜了乙队，人们往往认为甲队给乙队的力大于乙给甲的力，这是错误的，实际上甲队给乙队的力与乙队给甲队的力是一对作用力与反作用力，它们是大小相等方向相反的，甲队胜乙队的原因，是甲队给乙队的大于乙队所受到的摩擦力，所以拔河比赛中要取胜的一个重要因素，是增大本队所受的摩擦力．
（2）用手压弹簧，手先给弹簧一个作用力，弹簧形变后给手一个弹力，直觉上看似乎很有道理，其实是错误的，手给弹簧的压力与弹簧给手的弹力是一对作用力与反作用力，它们应是同时产生，没有先后之分的，有了压力的同时，一定有弹力，出现弹力的同时一定受到了压力．
作用力、反作用力 一对平衡力
力的性质相同 力的性质不一定相同
作用在两个不同物体上 作用在同一物体上
同时存在，同时消失 不一定同时存在，也不一定同时消失
一个力只有一个反作用力 一个力的平衡力可以是一个力，也可以是几个力的合力
一对作用力和反作用力 一对平衡力
作用对象 分别作用在两个不同物体上，不能合成也不能平衡 同一个物体上，合力为零
作用时间 一定同时产生，同时变化、同时消失 没有确定关系
作用性质 一定是同种性质的力 没有确定关系
大小关系 大小相等 大小相等
方向关系 方向相反 方向相反
共同点 大小相等、方向相反，在同一条直线上
F2/F1
x2/x1
O
m2/m1
x1/x2
O
A
B
m
370
F
图3
D
C
B
A
a
F
O
1
2
图1
图2
图1
图2
图1
F
F
图2
m
M
图5
A
B
图6
M
m
a
图7
B
A
F
图3
图4
图8
图8
图9
图10
图11
图11
图3－10
图3－11
第16页共16页江苏省六合高级中学物理新课程教案
3.1重力、基本相互作用
知识与技能
1．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物体运动状态发生改变。
知道力的三要素，会画力的图示和力的示意图。
2．知道重力的方向以及重力的大小与物体质量的关系。
3．知道重力产生的原因及其定义。
4．知道重心的含义。
5．了解四种相互作用。
过程与方法
1．知道人类认识力的作用是从力的作用产生的效果开始的。
2．能通过探究活动体验力的作用效果与力的大小、方向、作用点三个要素有关。
3．能通过多个实验现象归纳得出力的作用是相互的。
4．自己动手，找不规则薄板重心的实验锻炼自己的动手能力，并通过重心的概念渗透“等效代换”的物理方法。
情感态度与价值观
1．通过实例激发学生对科学的求知欲，激励探索与创新的意识。
通过实验培养学生的团结协作精神。
2．通过本节课的学习，培养全面观察分析问题的能力。
教学重点
1．力的概念，图示及力的作用效果。
2．重力的概念及重心的理解。
教学难点
1．力的概念。
2．重心的概念和位置。
教学过程
新课教学
引入：
在足球场上，守门员大脚开球，球由静止变为运动；守门员接住球时，球由运动变为静止；运动员用头顶球，球的方向改变了。用劲折木条，木条弯曲了，这些都是什么现象，是什么原因造成的呢？引入新课
一、力和力的图示
演示1、用手压锯条、拉皮筋等 ，学生观察现象，是什么原因导致这种变化呢？
演示2、扔掉手中的粉笔，拖动桌面上的书等，又有什么现象，又是什么原因引起这样的变化呢？
锯条、皮筋的形状发生了改变，粉笔、书的运动状态发生了改变，这些都是由于这些物体受到了其他物体的力的作用的结果。在物理学中，人们把改变物体的运动状态，产生形变的原因，即物体与物体之间的相互作用称作力。
1、 力的定义：物体与物体之间的相互作用。
问题：力可以离开物体而单独存在吗？
（1）、力的物质性
力是物体对物体的作用，有力就有受力物体和施力物体，两者是同时存在的，不分先后。在研究某物体时，我们把它叫做受力物体，对它作用的物体叫做施力物体。不是有生命的物体才能作为施力物体，施力物体和受力物体不是绝对的，在研究不同问题时，同一物体有时是受力物体，有时是施力物体。
问题：我们用手拍打桌子时，是手给桌子一个力，可为什么我们的手也会感到疼痛呢？（让学生用力打桌子，体会手的感觉）
（2）、相互性
力是物体间的相互作用，甲对乙有作用力，同时乙对甲也有力的作用，力的作用是相互的。
问题：用大小相等的力沿不同的方向拖动桌面上的书，书的运动一样吗？
（3）、矢量性
力是有大小和方向的物理量（矢量），力的作用效果不仅与其大小有关，也与方向有关。
问题：力的作用效果有那些？举例说明。
2、力的作用效果
力可以使物体发生形变和运动状态发生改变（包括速度的大小和方向）。
演示：关门时，在不同的地方施加不同方向和大小的力，产生的效果不一样，说明了力的作用效果与那些因素有关？
1、 力的三要素
大小、作用点、方向
问题：我们可以怎样把力的三要素完整的表示出来呢？
2、 力的图示和示意图
例：一物体重150N，画出绳子对物体的拉力的图示。
有时只需要画出力的示意图，即只画出力的作用点和方向，表示这个物体在这个方向上受到了力。
3、 力的单位：牛顿 符号N
演示：竖直上抛一粉笔头，结果它会落在地上，粉笔为什么会掉下来呢？
二、 重力
抛向空中的物体会落回地面，地球在自转而海水不会洒向太空，都是地球与他们之间存在着相互吸引的作用。
1、 重力的产生：地面附近的物体，由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力。
说明：
（1）重力是由于地球吸引而产生的，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。
（2）在地球表面附近的物体都要受到重力作用，与物体的运动状态和是否受到其他力等情况无关。
2、 重力的大小
重力的大小可以根据公式G=mg计算，其中g是我们以前所学的自由落体加速度，它的大小与物体所处的高度和纬度有关，当高度增加时g的值减小，当纬度增加时，g值增大。
3、 测量
问题：如何测重力的大小？
重力仍可以用弹簧秤测量，但在操作的过程中要注意弹簧秤要保持竖直、静止状态时读数。
4、 方向
例举一些生活中的小例子，引导学生找到重力的方向是竖直向下的。
竖直向下（不能说是垂直向下也不能说是指向地心）
5、 作用点
（1）重心：物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中于一点（即重心）。重心是重力的等效作用点。
（2）重心位置的确定
问题：质量分布均匀，形状规则的物体，重心是怎样确定的呢？
a. 质量分布均匀的物体（也称匀质物体），且形状规则，重心就是其几何中心。
如：均匀细直棒的重心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中心。
讨论：
对于非匀质物体和形状不规则的物体的重心怎样决定呢？
b. 非匀质物体和不规则的物体的重心，不仅与形状有关还与物体内的质量分布有关。
演示悬挂法和支撑法找重心（适用于薄板）
原理：拉力（或支持力）与重力是对平衡力，绳的反向延长线必过重心
三、四种相互作用力（自学）
问题：自然界中存在着哪几种相互作用，其区别是什么？
1、 万有引力相互作用
存在于一切物体之间，相互作用强度随距离增大而减小。
2、 电磁相互作用
存在于电荷之间和磁体之间，他们的本质是相同的
3、 强相互作用和弱相互作用
作用范围小，但弱相互作用的强度只有强相互作用的10－12
小结
力在我们初中已接触过，但其概念的理解仍是难点，关键是在于力是物体间的相互作用这一问题上，并且两个力的地位是相同的。重力的学习中，重点应放在重心上。
作业布置
课本57页 1 2
3.2 弹 力
知识与技能
１．知道弹力产生的条件。
２．知道压力、支持力、绳的拉力都是弹力，能在力的示意图中画出它们的方向。
３．知道形变越大弹力越大，知道弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比，即胡克定律。会用胡克定律解决有关问题。
过程与方法
１．通过归纳得出弹力产生的条件是物体发生弹性形变。
２．学会用放大的方法去观察微小形变。
３．知道实验数据处理常用的方法，尝试作用图象法处理数据。
情感态度与价值观
１．真实准确地记录实验数据，体会科学精神和科学态度在探究过程的重要作用。
２．从任何物体都能发生形变入手，培养学生实事求是的世界观。
教学重点
１．弹力有无的判断和弹力方向的判断。
２．弹力大小的计算。
３．实验设计与操作。
教学难点
弹力有无的判断及弹力方向的判断。
教具
刻度尺、钢锯条、弹簧、弹簧称及钩码（多组）、带有橡皮塞的椭圆形玻璃瓶、激光器、平面镜及支架。
教学过程
引入
问题：作用在物体上的力可以产生哪些作用效果？
答：改变物体的运动状态或使物体发生形变。
问题：能不能列举一些外力使物体发生形变的例子。
学生活动
教师分析：发生形变的物体会对施加外力的物体产生力的作用，这种力叫做弹力，也就是我们这节课要研究的问题。
一、弹性形变
演示：用弹簧、橡皮筋、塑料直尺演示，（１）改变外力大小，观察形变量的大小。（２）当外力撤去后物体可以恢复原状。
问题：若拉弹簧的力过大，会发生什么现象。
小结
１．发生形变的物体如果在撤去外力后能够恢复原状，这样的形变叫做弹性形变。
２．发生弹性形变的物体对与它接触的物体产生的作用力叫做弹力。所以，产生弹力的条件是：相互接触且发生弹性形变。
３．在物体的弹性限度内，物体的形变量越大，弹力越大。
演示
１．用激光器和平面镜演示桌面的微小形变。
２．用椭圆形的瓶子演示瓶子的微小形变。
小结：通过以上两个实验，要知道“放大”这种研究物理问题的科学方法。
二、几种弹力
１．桌面和放在桌子上的蓝球或足球。
分析蓝球或足球的形变情况，判断球对桌面的弹力方向。根据前面的实验知道，桌面因发生形变而对球产生一个向上的弹力。
由上面的分析可知：压力和支持力都是弹力，它们的方向都垂直于物体的接触面。
２．绳子的拉力
当用外力拉绳子时，绳子将伸长，由于要恢复原状，因而对施加外力的物体产生一个力的作用，这个力沿着绳指向绳子收缩的方向。
三、胡克定律
发生弹性形变的物体形变量越大，弹力越大，但弹力与形变量的定量关系通常比较复杂，而弹簧的弹力与弹簧的伸长量的关系则比较简单。
问题：要想研究弹簧的弹力与弹簧伸长量的定量关系，需要哪些器材？怎样实验？怎样处理实验数据从而得到规律？
学生活动：分小组进行实验。
分析学生的实验结果，得出结论：弹簧发生形变时，弹力的大小F跟弹簧伸长（或缩短）的长度x成正比，即F=kx。
说明：１。式中的k称为弹簧的劲度系数，单位是N/m。
２．式中的x是弹簧的形变量而不是弹簧的长度。
３．上式的适用条件是在弹簧的弹性限度内。
四、巩固练习
１．怎样制作一个弹簧称。
主要考察学生的应用能力。
２．要测量一个准确弹簧称内弹簧的劲度系数，说出至少需要的器材。
主要考察学生的审题能力。
３．问题与练习第３题，
五、布置作业
问题与练习第４题。
课外训练
１．关于弹力，下列说法正确的是
A. 弹力的大小总等于物体本身的重力
B. 弹力的大小总与物体本身重力的大小成正比
C. 物体只要相互接触就存在弹力
D. 弹力产生在直接接触并且发生形变的物体之间
２．画出图中物体A所受弹力的示意图．
３．一根大弹簧内套一根小弹簧，大弹簧比小弹簧长0.2m，大、小弹簧的一端平齐并固定，另一端自由如图甲所示，当压缩此组合弹簧时，测得力与压缩距离之间的关系图线如图乙所示，求两根弹簧的劲度系数各是多少？
3.3 摩 擦 力
知识与技能
1.知道滑动摩擦力产生的条件，认识滑动摩擦的规律，能运用滑动摩擦力公式来计算滑动摩擦力。
2.认识静摩擦力的规律，知道静摩擦力的变化范围及其最大值，根据平衡条件计算静摩擦力。
过程与方法
1.培养学生利用物理语言分析、思考、描述摩擦力概念和规律的能力。
2.通过自己动手实验，培养学生分析问题，解决问题的能力。
情感态度与价值观
1.利用实验和生活实例激发学生学习兴趣。
2.在研究问题时，要培养突出主要矛盾，忽略次要因素的思维方法。
教学重点
滑动摩擦力大小的计算以及方向的判断
静摩擦力有无的判断以及静摩擦力方向的判断
教学难点
静摩擦力有无的判断和静摩擦力方向的判断
课时：2课时
第一课时：静摩擦力
教学过程:
[新课引入]生活中摩擦无处不在，同学们举例说明(学生活动)
复习初中摩擦力的概念：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的力。
分类：
一.静摩擦力
桌子静止在水平地面上，有无静摩擦力
桌子静止在斜面上，有无静摩擦力
手推桌子，桌子与地面有无静摩擦力
1.摩擦力的概念（以手推桌子为例）
①开始用很小的推力，推不动，分析桌子受力情况。
②再用稍大的力去推，还是静止不动，分析受力情况
③继续增大推力，讲桌开始运动，分析受力情况。
分析：桌子在推力作用下相对地面静止，但在沿这个力的方向上有相对运动趋势，就是因为桌子跟地板之间发生了摩擦。这个摩擦力和推力都作用在桌子上，他们的大小相等，方向相反，彼此平衡，因此桌子保持不动，这时发生的摩擦叫静摩擦力。
结论：两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动。
2.摩擦力的产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动的趋势。
3.探究静摩擦力大小与什么有关(学生活动)
静摩擦力的大小与外力有关
4.方向：总是跟接触面相切，与相对运动的趋势的方向相反
5.最大静摩擦力就是物体刚开始运动时所需的最小推力。
书P61实验结论：静摩擦力随着推力的增大而增大，它的极限值就是最大静摩擦力。可见，静摩擦力的大小在一个范围内：0＜F静≤Fmax
6.关于静摩擦力有无的判断
方法一：根据初中学过的二力平衡条件
方法二：假设法
例：斜面上有一物体，质量为m，在斜面上静止不动，m受摩擦力吗？为什么？
7.静摩擦力的作用
拿在手中的东西不会滑落
把线织成布，用布缝衣服，也是靠纱线之间的静摩擦力的作用。
例：如图，物体在F的作用下静止，当F的大小变化时，分析物体所受的静摩擦力情况。
二.滑动摩擦力
以手推桌为例，继续增大推力直到桌子开始运动，一旦物体运动物体就受滑动摩擦力
运动的物体之所以会停下，是因为受到摩擦力。
1.滑动摩擦力的概念：当一个物体在另一个物体表面滑动的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力。
2.滑动摩擦力产生条件：粗糙，有弹力，有相对运动
3.实验探究：滑动摩擦力的大小和哪些因素有关
猜想：(学生活动)粗糙程度，正压力，材料等
实验证明：滑动摩擦力的大小与相互之间的正压力FN成正比，还与接触面的粗糙程度、材料有关。
4.大量实验表明，滑动摩擦力大小与压力成正比。
数学表达式： F= FN
F为摩擦力，FN为压力（对物体表面垂直的作用力）， 为动摩擦因数.其数值与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关，没有单位。
5.方向：总是跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反。
例：物体在水平面上向右运动，物体的重力为10N，物体与地面之间的滑动摩擦系数为0.2，求物体所受的滑动摩擦力。
解：此时，物体与地面之间压力的大小等于物体重力的大小。所以滑动摩擦力F滑= FN= G= 0.2×10N=2N 方向水平向左
学生练习
若该物体在F=40N的作用下沿墙下滑，物体与墙之间的滑动摩擦系数为0.2，求物体所受的滑动摩擦力。
三、摩擦力的应用
1、摩擦力的重要性
（1）走路须靠脚与地面间的摩擦力才能行走。
（2）摩擦力使运动物体能停止下来。
（3）悬吊物品须靠钉子与墙的摩擦力。
（4）由于摩擦力，平面上的物体不致因为倾斜而摔坏。
（5）轮胎及运动鞋底部的纹路设计可增加摩擦力。
2、摩擦力的坏处
（1）耗费能量。
（2）造成机件耗损。
四.几个问题
1.静止的物体所受的摩擦力一定是静摩擦力，运动的物体所受的摩擦力一定是滑动摩擦力吗
举例说明：皮带传送机把货物运往高处，物体是运动的，当相对于皮带没有滑动,受到静摩擦力。
一个人端着一杯水走路，杯子受到手的静摩擦力。
人走路时受到地面的摩擦力等。
物体沿斜面下滑，物体受到沿斜面向上的滑动摩擦力，同时斜面受到沿斜面向下的滑动摩擦力，此时斜面是静止的。
2.摩擦力一定阻碍物体运动吗
摩擦力只是阻碍物体的相对运动,，不一定阻碍物体的运动。
皮带传送机上的货物受到的摩擦力拉着货物向上运动是动力，同时它阻碍了货物相对于皮带的运动。
物 体 受 力 分 析
知识与技能
掌握受力分析的一般方法和注意事项
情感态度价值观
通过对隔离法和整体法的运用，学会辩证地处理物理问题的方法。
教学过程
１．受力分析的顺序
一般遵循由易到难（重力、弹力、摩擦力）或由已知到未知的原则。
２．受力分析的方法
（１）隔离法
（２）整体法
３．受力分析的步骤
（１）确定研究对象（单个物体或几个物体组成的系统／整体）
（２）把研究对象与其它物体隔离
（３）按一定的顺序把外界物体对研究对象施加的力画出示意图。
４．注意事项
（１）不能总认为物体在运动方向上一定受到力的作用。即在画力时要明确该力的施力物体是哪一个。
（２）受力分析是分析物体受到的力，不能把研究对象对外界物体施加的力也画在受力图上。
（３）判断弹力的有无可假设把外界物体移走，通过物体的运动状态是否变化来判断接触面处有没有弹力。判断静摩擦力的有无及方向可假设接触面光滑，通过物体是否发生相对运动和相对运动的方向来判断静摩擦力的有无和方向。
（４）用整体法进行受力分析时，系统以外的物体对系统内任一物体的作用力都认为是系统受到的力，系统内物体之间的作用力（内力）不需要画出来。
（５）在本书范围内，我们只研究共点力的情况，所以不管是单个物体还是几个物体组成的系统，在对他们进行受力分析时，都应把他们当作一个点（质点）来处理，所有力的作用点都是同一点。
例１．分析图１中的小球是否受到弹力的作用。
评析：用假设法判断弹力的有无。
例２．分析图２中物体受到的力。图中两物体都处于静止状态。
评析：此例主要说明受力分析的顺序和用假设法确定静摩擦力的有无和方向。
例３．评价手册３７页第８题。
评析：此例主要说明隔离法和整体法的应用，可拓展说明可以从平衡条件出发判断静摩擦力的方向。
巩固练习
评价手册P34 3、 P37 3、7 P36 例2
甲
x/m
F/N
0.1
0.2
0.3
0.4
O
1
2
3
4
5
6
乙
F
v
F
图１
甲
乙
Ｆ
Ｆ
甲
乙
图２
静摩擦力
滑动摩擦力
滚动摩擦力
摩擦力
F
F
v
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