2022年高中物理 第四章 牛顿运动定律全章教案 新人教版必修1

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1、2022年高中物理 第四章 牛顿运动定律全章教案 新人教版必修1课题：4.1.1 牛顿第一定律 第 1 课时 总序第 个教案课型：新授课 三维目标：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通过实验加探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1通过伽利略和亚里士多德对力和运动关系的不同认识，了解人类认识事物本质的曲折性2感悟科学是人类进步的不竭动力教学重点、难点：教学重点 1对牛顿第一运动定律

2、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学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备 多媒体课件、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块、气垫导轨装置、伽利略针和单摆实验装置教学过程：新课导入 做实验引入力和运动的关系，引发学生的思考 参考实验在讲台上放一辆小车，使它处于静止状态 师：怎样才能让小车运动起来呢? 生：要用力去推它 师：从这个例子很容易得到：物体要运动，需要对它施加力的作用，那么力和运动之间关系如何呢?本节课我们就来探究这个问题 新课教学 承接刚才的实验现象，演示当物体不再受手的推力时，物体停止运动 师：静止在水平面上

3、的物体，用力去推，物体由静止变为运动；一段时间后撤掉该力，物体的运动状态又如何? 生：一段时间后撤走该力时，物体速度越来越慢，最终停下 师：根据以上的例子，思考“运动一定需要力来维持吗” 生l：需要因为用力推物体它才能运动，而撤走了这个力物体最终会停下，所以，运动必须用力来维持 生2：不一定，按照生1的说法，运动一定需要力来维持的话，撤走了力，物体应该立刻停下才对 生3：例如在空中飞行的足球，已经不再受到脚的作用力，但仍然向前运动，因此“物体的运动不一定需要力的作用” 师：相同条件下空中飞行的足球比地滚球运动的距离要长很多，地滚球为什么运动一会儿就停止呢? 生：因为受到阻力 师：如果没有阻力的

4、作用，足球将会怎样运动?生：将不会减速师：(鼓励)很好，现在我们看一个实验 实验演示：让一个小球从斜面上滑下，斜面末端分别放毛巾、木板和玻璃板，让学生仔细观察实验现象 师：仔细观察实验现象并得出结论 生1：实验现象是当斜面末端的接触面越光滑，小球滑动的距离越远 生2：说明摩擦力是阻碍物体运动的原因，因为摩擦力的存在使物体运动状态发生了变化 师：如果没有摩擦力的作用，小球又将会怎样运动呢?大家大胆猜想一下 生l：不好预测，因为没有摩擦力这种情况不可能存在 生2：如果没有摩擦力的作用，物体将永远运动下去师：现在就让我们沿着历史的足迹看一下物理学的先知们是如何一步步从黑暗走向光明的一、理想实验的魅力

5、演示多媒体课件首先是亚里士多德的错误观点：必须有力作用在物体上，物体才能够运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方接着演示伽利略是如何利用理想实验反驳伽利略错误的观点的师：伽利略对于“运动与力的关系”，构思出如图411所示的“理想实验”将轨道弯曲成曲线ABC的形状，在轨道的一边释放一颗小球，如果不存在摩擦力，小球将上升到哪里?生：不存在摩擦力的话，小球将上升到与A点相同高度的C点师：下面我们通过动画模拟验证同学们的说法，动画模拟师：若将轨道的倾角减小，弯曲成曲线ABD或曲线ABE，小球最高将上升到哪个位置?路程是增大还是减小?生：同样上升到与A点同高度的D点或正点，路程增大了师：假如将轨道弯

6、曲成一侧水平及曲线ABF的形状，这时会发生什么情况呢?生：由于BF是水平的，小球就再也达不到原来的高度，如果不存在摩擦力，将永远运动下去师：下面我们通过动画模拟验证同学们的说法。动画模拟、验证学生的想法师：伽利略根据“理想实验”断言：小球应该以恒定的速率永远运动下去由此可推断，在水平面上做匀速运动的物体并不需要用外力采维持师：理想实验，是科学研究中的一种重要的方法它突出了事物的本质特征，能达到现实科学实验无法达到的极度简化和纯化的程度它不仅可以充分发挥理性思维的逻辑力量，还可以让思维超越当时的科学技术水平，在想象的广阔天地里自由驰骋演示实验：把滑块放到气垫导轨上面，调整气垫导轨水平，滑块与导轨

7、间形成气层，从而使滑块与导轨间的摩擦变得很小，推一下滑块，让学生观察滑块的运动是什么运动师：滑块的运动是什么运动?生：近似匀速直线运动师：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时候会引到错误的线索上去。知识拓展可以用多媒体演示伽利略的另外一个理想实验：参考实验案例多媒体演示：伽利略针和单摆实验：伽利略曼教堂内吊灯搔动的启发运用逻辑思维的方陆进行分析，得出了与亚里士多德不同的力与运动的关系的结论在如图412所示的装置中，将摆球拉到一边，由静止开始释放小球，摆球会

8、摆到另一边，用水平长尺标记其高度，用一报针多次改变小球的悬点，重复实验在当时的测量条件下伽利略得出的结论是：摆球能上升到原来的高度这个实验后来被称为“伽利略针和单摆实验”师：伽利略同时代的法国科学家笛卡儿补充和完善了伽利略的观点，明确指出：除非物体受到外力的作用，物体将永远保持其静止或运动状态永远不会使自己沿曲线运动面只保持在直线上运动他还认为，这应该作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然观的基础二、牛顿物理学的基石牛顿第一定律师：伽利略对物体不受外力时的运动作了准确的描述，但他并没有明确指出运动和力之间的关系是什么笛卡儿在伽利略的基础上更近了一步，更为接近真理牛顿在前人工作的基础上，根据自

9、己的研究，系统地总结了力和运动的关系，于1687年发表了他的著作自然哲学的数学原理，提出了三条运动定律，奠定了经典力学的基础其中，牛顿第一定律的内容是：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止师：既然牛顿第一定律是最完善的，那么它从几个方面阐述了力和运动的关系?组织学生进行讨论生：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师：什么叫运动状态的改变?生：速度的大小和方向的改变称之为运动状态的改变师：牛顿第一定律可不可以用实验来验证?什么时候可以看作不受力并举例说明生：不能因为不受力作用的物体是不存在的当物体受力但所受合力

10、为零时可以看作物体不受力比如：冰面上滑动的冰块、冰壶球师：一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性；所以牛顿第一定律又叫做惯性定律师：简述惯性定律和惯性的区别和联系生：惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性师：惯性能解释日常生活中的许多现象例如：当汽车启动时，车上的乘客会向后倾斜，为什么? 生：因为汽车已经开始前进，乘客的下半身受到汽车的作用而随车前进，由于惯性的作用，其上半身仍然保持静止状态，所以车上的乘客会向后倾斜师：当汽车刹车时，车上的乘客会向前倾斜，为什么?生：因为汽车刹车时，乘客的下半身受到汽车的作用而随车减速，由于惯

11、性的作用，其上半身仍然保持原来的速度前进，所以车上的乘客会向前倾斜(课堂交流)师：现代汽车中，通常有安全带、安全气囊和头枕等设备，从惯性的角度说明它们有什么作用参考答案：当紧急刹车时，车虽然停下了，人却因惯性仍然向前，而安全带、安全气囊和头枕等设备会给人阻力，保护人的安全和减少伤害师：从牛顿第一定律知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”，这种“本领”与什么因素有关呢? 课堂训练(1)一切物体总保持 状态或 状态，直到有 迫使它改变这种状态为止(2)物体保持 的性质叫做惯性惯性是物体的 ，与物体的运动情况或受力情况 (3)伽利略的理想实验说

12、明了 答案：(1)匀速直线运动 静止 外力(2)匀速直线运动状态或静止状态 固有属性 无关 (3)力是改变物体运动状态的原因 三、惯性与质量师：运动的火车比运动的自行车停下来要困难得多，可见物体的惯性即保持匀速直线运动状态或静止状态的本领，它与物体的质量有关，有什么关系呢?生1：物体的惯性与质量有关，与物体的速度有关，比如运动的汽车，质量越大，速度越快，要停下来就越困难生2：刚才那位同学说的不对，物体的惯性与速度无关，因为惯性是指物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质汽车的惯性的大小，是看它保持静止或保持某一速度的能力的大小只要速度有所改变，运动状态就改变了，并不一定要从运动到静止师：讨

13、论、总结一下惯性的特点学生进行讨论后总结生：一切物体都有惯性，在任何状态下都有惯性；惯性是物体的固有性质；物体的惯性的大小只与质量有关，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变；质量越小，惯性越小，运动状态越容易改变；惯性的大小只与质量有关，与其他因素无关 课堂训练在路上跑的人被绊倒时是向前趴着倒下，而慢走的人滑倒时，则大多数是后仰着地摔倒，试论述其原因解析：这是因为人在跑的时候人的重心在人的整体的前方，当人的脚遇到障碍物之后，由于惯性的原因使其上半身继续向前运动，容易向前趴；而慢走的人由于重心在整个身体的后面，所以经常后仰着地摔倒小结 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

14、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 课外训练 1关于牛顿第一定律，下列说法正确的是( ) A.牛顿第一定律是一条实验定律 B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 C惯性定律和惯性的实质是相同的 D物体的运动不需要力来维持 2一个物体保持静止或匀速运动状态不变，这是因为 ( ) A.物体一定没有受到任何力 B物体一定受到两个平衡力作用 C物体所受合力一定为零 D物体可能受到两个平衡力作用 3下列关于惯性的说法中，正确的是 ( ) A人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性 B百米赛跑到终点时不能立即停下是由于

15、惯性，停下时就没有惯性了 C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了 D物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关 4有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界请你评价一下，这个设想可行吗?参考答案1答案：BD解析：牛顿第一定律是物体在理想情况下的运动规律，反映的是物体在不受外力情况下所遵循的运动规律，而自然界不受力的物体是不存在的，所以A是错误的惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映的是物体在一定情况下的运动规律，所以C错误由牛顿第一定律知，物体的运动不需要力来维持，但改变物体的运动状态则必须有力的作用2答案：CD解析：物

16、体不受任何力的状态是不存在的，物体保持静止或匀速直线运动时所受的合力一定为零，可能是两个力，也可能是多个力3答案：D解析：惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力与否及运动状态无关一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度，静止物体的惯性是保持静止，匀速运动的物体的惯性是保持其速度不变当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小不发生变化 4解析：因为地球上的一切物体(包括地球周围的大气)都随着地球一起在自转，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度当忽略其他与地球有相对运动(如风)的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相

17、对地球绕行一周的板书设计:理想实验的魅力牛顿物理学的基石惯性定律惯性与质量 内容(或定义)1亚里士多德的观点2伽利略的观点3笛卡儿的观点一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性 说明通过学习人类对运动和力关系的认识，体会科学家对人类的贡献和正确思想的来之不易(1)物体不受外力时，运动状态保持静止或匀速直线运动，说明力不是维持物体运动的原因(2)外力的作用是迫使物体改变原来的运动状态，说明力是改变物体运动状态的原因(3)一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性(1)一切物体在任何状态下都有

18、惯性(2)惯性是物体的固有性质(3)物体的惯性只与质量有关教学后记：批注课题： 4.1.2 牛顿第一定律第 2 课时 总序第 个教案课型：习题课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日学习目标1.知道伽利略的理想实验及其推理过程，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.理解惯性的概念，会解释有关的惯性现象基础知识回顾一、理想实验的魅力1关于运动和力的两种对立的观点(1)亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方力是维持物体运动的原因这种错误的观点统治了人们的思维近两千年(2)伽利略的观点(伽利略第一次提出

19、)：物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持2伽利略的理想实验的意义(1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实抽象思维科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系(2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位二、牛顿物理学的基石惯性定律1牛顿第一定律：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2对牛顿第一定律的理解(1)定性说明了力和运动的关系说明了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态说明力是改变物体运动状态的原因(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性惯性因此牛顿第一定律也叫惯性定

20、律3物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况：(1)速度的方向不变，只有大小改变(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变(物体做曲线运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变(物体做曲线运动)三、惯性与质量1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，我们把这个性质叫做惯性牛顿第一定律又叫惯性定律2惯性与质量的关系(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性(2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大3惯性与力无关(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的(2)力是改变

21、物体运动状态的原因惯性是维持物体运动状态的原因4惯性的表现(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度质量越大，惯性越大，运动状态越难改变一、对伽利略理想实验的认识例1理想实验有时能更深刻地反映自然规律伽利略设计了一个如图1所示的理想实验，他的设想步骤如下：图1减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动请将上述理想

22、实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(只要填写序号即可)在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列有关事实和推论的分类正确的是()A是事实，是推论B是事实，是推论C是事实，是推论D是事实，是推论解析本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论而是可靠事实，因此放在第一步，、是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验.因此正确顺序是.答案B二、对牛顿第一定律的理解例2由牛顿第一定律可知()A物体的运动是依靠惯性来维持的B力停止作用后，物体的运动就不能维持C物体做变速运动时，一定有外力作用D力是改变物体惯性的原因解析物体具有保持

23、原来静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性，由于惯性的存在，物体才保持原来的运动状态，A对力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，B错，C对惯性是物体的固有属性，力不能改变物体的惯性大小，D错答案AC针对训练做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是()A悬浮在空中不动B速度逐渐减小C保持一定速度向下做匀速直线运动D无法判断答案C解析物体自由下落时，仅受重力作用，重力消失以后，物体将不受力，根据牛顿第一定律的描述，物体将以重力消失瞬间的速度做匀速直线运动，故选项C正确三、惯性的理解例3关于物体的惯性，下述说法中正确的是()A运动速度大的物体不能很

24、快地停下来，是因为物体速度越大，惯性也越大B静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的物体惯性大C乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性小D在宇宙飞船中的物体不存在惯性解析惯性大小只与物体质量有关，与物体的速度无关，故A错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，火车速度变化慢，表明它的惯性大，是因为它的质量大，与是否静止无关，故B错误；乒乓球能被快速抽杀，表明它的运动状态容易发生改变，是因为它的惯性小，故C正确；一切物体在任何情况下都有惯性，故D错误答案C巩固训练1(对伽利略理想实验的认识)关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是()A只要接触面摩擦相当小，物体在水平面上就能匀速运动下去B这个实验实际上

25、是永远无法做到的C利用气垫导轨，就能使实验成功D虽然是想象中的实验，但是它建立在可靠的实验基础上2(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律的理解正确的是()A不受外力作用时，物体的运动状态保持不变B物体做变速运动时一定受外力作用C在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D飞跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态3(力与运动的关系)某人用力推一下原来静止在水平面上的小车，小车便开始运动，以后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见()A力是维持物体速度不变的原因B力是维持物体运动的原因C力是改变物体惯性的原因D力是改变物体

26、运动状态的原因4(对惯性的理解)如图2所示，冰壶在冰面上运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于()A冰壶的速度B冰壶的质量C冰壶受到的推力D冰壶受到的阻力批注课题：4.2.1 实验：探究加速度与力、质量的关系第 1 课时 总序第 个教案课型：实验课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日三维目标：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指导学生半

27、定量的探究加速度和力、物体质量的关系，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、尊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控制变量法的使用 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学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备 多媒体课件，小轧一端带滑轮长木板、带小钩或小盘的细线两条；钩码(规格：10 g20

28、g，用作牵引小车的力)；砝码(规格：50e100 g200g，用来改变小车的质量)；刻度尺；文件夹；粗线绳(用来牵引小车)打点计时器、学生电源、纸带、气垫导轨、微机辅助实验系统一套教学过程：新课导入利用多媒体投影图421；分组定性讨论组I：物体质量一定，力不同，物体加速度有什么不同?组2：力大小相同，作用在不同质量的物体上，物体加速度有什么不同?师：请组1的代表回答一下你们讨论的结果组1生：当物体质量一定时，物体的加速度应该随着力的增大而增大师：请组2的代表回答你们组讨论的问题，组2生：当力大小相同时，物体质量越大，运动状态越难以改变，所以质量越大，加速度越小师：物体运动状态改变快慢取决于哪些

29、因素?定性关系如何?生l：应该与物体的质量和物体所受的力有关系力越大，加速度越大；质量越大，加速度越小生2：这里指的力应该是物体所受的合力，以上图为例，物体所受的重力和支持力相等，不参与加速度的提供师：刚才进行多媒体演示时一次是固定力不变，一次是固定质量不变，这样做有什么好处呢?生：方便我们的研究 师：这是研究多个变量之间关系的非常好的方法，我们把它称作控制变量法我们以前在什么地方学到过这种方法? 生1：在初中我们在探究物体的密度与质量、体积之间的关系时 生2：在研究电流与电压、电阻的关系时师：好，我们这节课就用这种方法进行探究加速度和力、质量之间的关系新课教学一、加速度与力的关系师：设计一个

30、实验，保持物体的质量不变，测量物体在各个不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系大家分组讨论并且每组设计一个实验方案，并说明实验的原理分组讨论 组l生1：我们是根据课本上的参考案例设计实验的(在投影仪上展示实验装置如图422)组1生2：我们设计实验的实验原理如下；因为两个小车的初速度都为零，拉力大小不同，但对每个小车来说保持不变，所以小车应该做匀加速直线运动根据初速度为零的匀加速直线运动的位移公式x=at2/2可知，加速度和位移成正比，只要测量位移就可以得到加速度与受力之间的关系，力的大小可以根据盘中的砝码求出来师：下面请组2的代表发言组2生1：我们设计的方法和组1的差不多，我们是用了一

31、辆小车，小车后面连接一纸带，用打点计时器记录小车的运动情况，根据所打的点计算小车的加速度，然后再看所受的力和加速度的关系组2生2：为了消除摩擦力的影响，我们在木板下面垫了一个小木块，当小车没有拉力时让它在木板上匀速运动师：这个同学的想法很好，这样小车受到的绳子的拉力就等于小车受到的合力，下面请组3的同学代表发言组3生1：前面两组的同学设计实验时都是物体的初速度为零，我们可以利用气垫导轨设计一个更为一般的方法，让导轨倾斜不同的角度，滑块所受的力就是重力的分力，让滑块滑过轨道中间的两个光电门，记录经过光电门的速度和两个光电门的距离，根据公式x=(v2v02)/2a可以求出加速度的大小，从而可以得到

32、加速度和力的关系师：好的，在进行实验之前还应该先设计自己的实验表格来记录一下自己的实验数据那么你是怎样设计表格使你的实验数据得以记录的呢?生1：水平面长木板与小车，车后用绳控制小车运动，两车质量相同表格设计如下：参考表格 小车l 小车2 次数 拉车砝码(s) 位移x1cm 拉车砝码(s) 位移x2cm 1 2 3 4 5生2：用一辆小车，测量加速度 次数 拉车砝码(g) 加速度a1 拉车砝码(e) 加速度a2 1 2 3 4 5师：好，现在大家就根据自己设计的方案进行实验，把数据填人设计的表格内学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组完成实验师：现在请各小组简要进行一下实验报告 组1生1

33、：我们根据课本上的参考案例进行了实验，因为已知小车的加速度和位移成正比，通过验证位移和受力之间的关系，即可得出加速度和受力的关系 师：实验数据是怎样进行处理的呢?组1生2：我用的是位移和对应力的比值组1生3：通过我们的讨论，我们发现用作图的方法能更好地表示位移(即加速度)和力的关系关系图表如图423所示；可得在研究物体质量不变的情况下，物体的加速度与物体所受的外力成正比组2生：我们通过处理小车后面的纸带，计算出小车的加速度，通过作图验证了小车的加速度和物体所受的合力成正比组3生：我们用气垫导轨作出的加速度和所受力的关系图象，实验结论是图象非常接近一条过原点的直线师：大家做得都非常好，那么你们在

34、实验中遇到的困难是什么呢?能不能想出办法来克服?组1生：当拉小车的砝码的质量较大时，绳子容易打滑，从而影响了位移的测量我们用松香涂抹在绳子上，效果不错组2生：我们在做实验时发现了这样一个问题，即当砝码的质量和小车的质量差不多时，aF图象不能再是一条直线，而是发生了弯曲师：这组同学的问题非常好，实际上砝码和盘的重力并不严格等于小车受到的拉力，简单证明如下：设砝码及盘的质量为m，小车的质量为M，则分别对它们进行受力分析，对小车，受拉力和摩擦力，对砝码和盘，受重力和拉力，那么它们之间的关系是什么呢?如果相等，根据物体受合力为零则物体做匀速运动，而实际上砝码及盘实际的运动应该是做加速运动，所以说重力和

35、拉力并不相等，而是应该重力大于拉力，而我们在实验中认为二者相等，所以实验的误差有一部分来源于此控制的方法就是尽可能地使砝码和盘的质量远小于小车及砝码的质量，具体的分析方法我们将在下一节学到组3生：虽然用气垫导轨做实验结果比较精确，但实验数据处理比较复杂师：我们可以用计算机进行数据处理，使数据处理变得简单化，大家在课下讨论一下看如何用数据处理软件处理实验中得到的数据师：以上我们是通过控制物体的质量不变来探究物体的加速度与物体所受力之间的关系，下面同学们继续做实验，通过控制物体所受的力不变来探究物体的加速度和质量的关系 二、加速度与质量的关系 学生进行实验，老师巡回指导，帮助实力较弱的小组实现实验

36、由于和以上的实验方法非常类似，所以可以直接让学生得出结论师：大家得出的结论是什么?生：物体加速度在物体受力不变时，和物体的质量成反比师：这时候我们应该怎样通过图象来验证问题呢?生：我们如果作aM图象则图象是曲线，我们可以作a1M图象来解决这个问题，物体的加速度和质量成反比，所以a1M图象应该是一条过原点的直线三、由实验结果得出的结论师：通过大家的实验，排除误差的影响，大家讨论总结一下加速度和物体所受的力以及物体质量之间的关系分组讨论生1：我们可以得出这样的结论：物体的加速度和物体所受的力成正比，和物体的质量成反比生2：应该是和物体所受的合力成正比生3：我想力是矢量，加速度也是矢量，加速度的方向

37、应该和物体所受力的方向相同师：(总结)大家的发言非常好，那么我们得出的结论是不是一个定理性的结论呢?仅靠少量的实验是不行的，应该通过更为精确的实验和更多次的实验进行证明，不过我们大家在现有水平下能够得出这个结论是非常了不起的，这是我们下节课要学的牛顿第二定律的内容课堂训练在水平路面上，一个大人推一辆重车，一个小孩推一辆轻车，各自做匀加速运动(阻力不计)甲、乙两同学在一起议论，甲同学说：大人推力大，小孩推力小，因此重车的加速度大乙同学说，重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大你认为他们的说法是否正确?请简述理由答：甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分，物体的加速度决定于物体所受的合外力和物

38、体的质量大人的推力虽然大，但车的质量也大，因此重车的加速度也不一定就大小车的质量小，但是小孩的推力也小，因而轻车的加速度也不一定大判断谁的加速度大，必须看各自的质量和合外力小结本节我们学习了：1力是物体产生加速度的原因2用控制变量法探究物体的加速度与合外力、质量的关系；设计实验的方法3物体的质量一定时，合外力越大，物体的加速度也越大；合外力一定时，物体的质量越大，其加速度越小，且合外力的方向与加速度的方向始终一致4实验数据的处理方法 作业：1完成实验报告 2设计一种方案，测量自行车启动时的平均加速度与加速度有关的因素1物体受的合外力 2物体的质量实验方法控制变量法实验过程与结论物体的质量一定时

39、，合外力越大，物体的加速度也越大合外力一定时，物体的质量越大，其加速度越小板书设计:教学后记：批注课题：4.2.2实验：探究加速度与力、质量的关系 第 2 课时 总序第 个教案课型：习题课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日学习目标1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的aF、a图象.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系 基础知识回顾一、实验器材小车、砝码、小桶、砂、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平二、实验原理实验的基本思想控制变量法1保持研究对象即小车的质量不变，改变小桶内砂的质量，即改变作

40、用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力2保持小桶中砂的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量三、实验方案的设计1三个物理量的测量方法近似法放在长木板上的小车在拉力的作用下做匀加速直线运动(装置如图1所示)图1(1)小车质量的测量利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量(2)拉力的测量当小桶和砂的质量远小于小车的质量时，可以认为小桶和砂的重力近似等于对小车的拉力，即Fmg.(3)加速度的测量：逐差法2实验数据的处理方法图象法、“化曲为直”法(1)研究加速度a和力F的关系以加速度a为纵坐标，以力F为横坐标，根据测量数

41、据描点，然后作出图象，如图2所示，若图象是一条通过原点的直线，就能说明a与F成正比图2(2)研究加速度a与物体质量m的关系如图3甲所示，因为am图象是曲线，检查am图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是反比例关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难若a和m成反比，则a与必成正比我们采用“化曲为直”的方法，以a为纵坐标，以为横坐标，作出a图象，若a图象是一条过原点的直线，如图乙所示，说明a与成正比，即a与m成反比图3四、注意事项1实验中应先接通电源后释放小车2在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点间隔均匀，表明小车受到的阻力跟

42、它受到的重力沿斜面向下的分力平衡3改变砂的质量过程中，要始终保证砂桶(包括砂)的质量远小于小车的质量4作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去例某实验小组利用图5所示的装置探究加速度与力、质量的关系图5(1)下列做法正确的是_(填字母代号)A调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B在调节长木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)当木块(及木块上的砝码)的质量M与小桶(包括桶

43、内砝码)的质量m的大小关系满足_时，才可以认为细绳对木块的拉力大小等于桶及桶中砝码的重力(3)图6是甲、乙两同学研究了加速度与力的关系，并根据实验数据画出的图象图6形成图线甲的原因是_形成图线乙的原因是_解析(1)实验中细绳要与长木板保持平行，A项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B项错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不需要重新平衡摩擦力，D项正确(2)验证牛顿第二定律的实验中，要保证Mm，才能保证细绳的拉力约等于m的重力(3)图线甲中F0时，木块就有了加速度，可见是长木板倾角过

44、大图线乙中，有了拉力时，加速度仍为0，说明未平衡摩擦力或长木板倾角过小答案(1)AD(2)Mm(3)长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角过小巩固训练如图7甲所示，在探究加速度与力、质量的关系实验中，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后面拖动的纸带打上的点计算出(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为绳对小车的拉力大小约等于盘及盘中砝码的重力(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与_的图象图7(3)乙、

45、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a图线如图乙所示，两个同学做实验时的盘及盘中砝码的质量m乙_(填“大于”“小于”或“等于”)m丙批注课题：4.3.1 牛顿第二定律第 1 课时 总序第 个教案课型：新授课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日三维目标：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，体会大师的做法与勇气2培养学生的概括能力和分

46、析推理能力情感态度与价值观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3通过牛顿第二定律的应用能深切感受到科学源于生活并服务于生活，激发学生学习物理的兴趣教学重点：牛顿第二定律的特点教学难点：1牛顿第二定律的理解 2理解k1时，F=ma教学方法：探究、讲授、讨论、练习教具准备 多媒体课件教学过程：新课导入 师：利用多媒体播放上节课做实验的过程，引起学生的回忆，激发学生的兴趣，使学生再一次体会成功的喜悦，迅速把课堂氛围变成研究讨论影响物体加速度原因这一课题中去 学生观看，讨论上节课的实验过程和实验结果 师：通过上一节课的实验，我们知道当物体所受的力不变时物体的加

47、速度与其所受的作用力之间存在什么关系? 生：当物体所受的力不变时物体运动的加速度与物体所受的作用力成正比， 师：当物体所受力不变时物体的加速度与其质量之间存在什么关系? 生：当物体所受的力不变时物体的加速度与物体的质量成反比 师：当物体所受的力和物体的质量都发生变化时，物体的加速度与其所受的作用力、质量之间存在怎样的关系呢?新课教学 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：aF/m 师：如何把以上式子写成等式?生：需要引入比例常数kakF/m师：我们可以把上式再变形为F=km

48、a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 ms2的加速度时，受到的合外力为1 N，即1 N=1 kgms2 可见，如果各量都采用国际单位，则k=1，Fma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

49、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Fma，可得a=F/m，代入数据可得alms2，2s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

50、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

51、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，Fma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

52、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

53、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72kmh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72kmh20 ms，末速度为零，根据a(v-vo)/t得物体的加速度为a一1 ms2，方向向后物体受到的阻力fma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)/m1 ms2，方向向车运动的方向师：根据以上的学习，同学

54、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431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

55、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小结这节课我们学习了1牛顿第二定律：Fma2牛顿第二定律具有同向性、瞬时性、同体性、独立性3牛顿第二定律解决问题的一般方法板书设计:4.3牛顿第二定律1.内容:物体的加速度跟所受的台力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方

56、向跟合力的方向相同2.表达式 F=ma3.理解 (1)同向性：加速度的方向与力的方向始终一致 (2)瞬时性；加速度与力是瞬间的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失 (3)同体性：加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的 (4)独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度叠加的结果教学后记：批注课题： 4.3.2 牛顿第二定律 第 2 课时 总序第 个教案课型：习题课 编写时时间： 年 月 日 执行时间： 年 月 日学习目标1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.

57、3.能应用牛顿第二定律解决简单的实际问题基础知识回顾一、牛顿第二定律1牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同(2)公式：Fkma，F指的是物体所受的合力当各物理量的单位都取国际单位时，k1，Fma.(3)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N. “牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力叫做1 N，即1 N1_kgm/s2.2对牛顿第二定律的理解(1)瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系(2)矢量性：Fma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同(3)同体性：公式Fma中各物理量都是针对同一物体的(4)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足Fma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度故牛顿第二定律可表示为3合外力、加速度、速度的关系(1)力与加速度为因果关系力是因，加速度是果，只要物体所