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1、物理 必修一 第一章 学案第四章 牛顿运动定律第1课时 牛顿第一定律【课本导读】 1人类对力和运动的关系的探索历程亚里士多德认为力与运动的关系是什么？伽利略通过斜面理想实验得到的结论是什么？笛卡尔在伽利略的基础上做了什么补充？牛顿第一定律的内容：_物体总保持_状态或_状态，除非_。牛顿第一定律又称为_定律。2理想实验资料所谓“理想实验”，又叫做“假想实验”、“抽象的实验”或“思想上的实验”， 是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”，它是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法。“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，首先，“理想实验”是以实践为基础的。所谓的“理想实验”就是在真

2、实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析。可以使人们对实际的科学实验有更深刻的理解，可以进一步揭示出客观现象和过程之间内在的逻辑联系，并由此得出重要的结论。伽利略的理想实验是在可靠事实的基础上进行抽象思维的一种科学推理，科学研究中的一种重要方法，在自然科学的研究中有着重要的作用，它可以深刻揭示自然规律，被爱因斯坦誉为“是人类思想史上最伟大的成就之一”。3牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特殊情况，它三个方面的意义：描述了物体不受外力时的运动情况。（物体的运动不需要外力维持。）提出了惯性的概念。（物体具有保持原来的_状态或_状态的性质，这种性质叫做惯性。）

3、指出了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。注意：惯性是物体的一种固有属性，而惯性定律（即牛顿第一定律）是一条客观的运动规律，所以惯性不是惯性定律。 3物体惯性的大小用质量来量度。对惯性的理解如下：惯性是物体本身的一种固有属性，即一切物体在任何情况下都有惯性（即无论物体是静止还是运动，无论物体是受力还是不受力，在任何时候，任何状态下都具有惯性。）。物体的惯性只与物体的质量有关，物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小，惯性与除质量之外的其他因素无关。惯性不是一种力，在解答问题时，只能说“由于惯性”、“具有惯性”。而不能说“受到惯性” 、 “由于惯性的作

4、用”、“克服惯性”等。惯性的表现：物体受外力时表现为：改变其运动状态的快慢。物体不受力时表现为：保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。物体的运动状态用速度来描述，只要一个物体的速度变化了，我们就说这个物体的运动状态发生了变化。物体速度变化的快慢用加速度来描述，所以运动状态改变的快慢可以用加速度来描述。由牛顿第二定律（）可知，当物体受相同的外力时，其加速度（运动变化的快慢）只与质量有关。【知识点】1伽利略理想实验亚里士多德认为，必须_物体才能运动；没有力的作用，物体就要_，这种认识是错误的。伽利略通过_和科学推理，得出的结论是：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，就将以这一速度_地运动下去。物体

5、运动状态的改变是指物体由静止变为_或由_变为静止。如果物体_的大小或方向变了，也说它的运动状态发生改变。2牛顿第一定律和惯性牛顿第一定律的内容是：一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面的力迫使它_。惯性是物体具有保持原来_状态或_状态的性质，任何物体都具有惯性，牛顿第一定律又叫_。量度物体惯性大小的物理量是物体的_，质量只有大小，没有方向，是_，符号是m，国际单位是_。【练习】1伽利略根据理想实验进行推论，认识到：力不是维持_的原因，而是改变_的原因。2伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关的实验程序内容如下：（1）减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上

6、仍要达到原来的高度。（2）两个对接的光滑斜面，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。（3）如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度。（4）继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速运动。请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项中正确的是：( )A事实2事实1推论3推论4 B事实2推论1推论3推论4C事实2推论3推论1推论4 D事实2推论1推论43下列说法中正确的是（ ）A运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了 C一个小球被竖直上抛，当抛出后能继

7、续上升，是因为小球受到了向上的推力D物体的惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小无关4关于惯性，下列说法正确的是（ ）A惯性是一切物体的基本属性 B物体的惯性与物体的运动状态无关C物体运动快，惯性就大 D惯性大小用物体的质量大小来量度5汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（ ）A车速越大，它的惯性越大 B质量越大，它的惯性越大C车速越大，刹车后滑行的路程越长 D车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大6关于惯性的大小，下列说法中正确的是（ ）A高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越小B用相

8、同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大C两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同D在月球上举重比在地球上容易，所以同一物体在月球上比在地球上惯性小7火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人竖直向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为（ ）A人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他同火车一起向前运动B人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他同火车一起向前运动C人跳起后，火车继续向前运动，所以人落地后必定偏后一些，只是时间很短，偏后距离太小，不很明显而已D人跳起后直到落地，在水平方向上人和火车始终具有相同的速度 8所谓“运动状态的改变”的正确理解是

9、（ ）A仅指速度大小的改变 B仅指速度方向的改变C要改变物体的运动状态，必须有力的作用 D物体受到了力，运动状态不一定改变9在车箱的顶板上用细线挂着一个小球，在下列情况下可对车厢的运动情况得出怎样的判断：细线竖直悬挂：_。细线向图中左方偏斜：_。细线向图中右方偏斜：_。10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11关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（ ）A牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的B牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论C根据牛顿第一定律可

10、知，力是维持物体运动的原因D根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因12我国公安部规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带。为什么要做这样的规定？13用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂，小球将（ ）A保持原来的圆周运动状态 B保持绳断时的速度作匀速直线运动C小球运动速度减小，但保持直线 D以上三种都有可能14汽车突然加速或刹车时，坐在汽车里面的人将相对于汽车怎样运动？做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然加速或突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？15汽车速度越大，要让它停下来就越困难，由此有同学说：“同一物

11、体，速度越大，惯性就越大。”这一说法对吗？你怎样反驳他？16如图所示，劈形物体M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上。在M的水平上表面放一光滑小球m，后释放M，则小球在碰到斜面前做什么运动？试说明理由。17一列在平直铁路上匀速行驶的火车，当车厢里的人看到车厢内水平桌面上的小球突然向前运动时，说明火车是突然加速还是突然减速运动？18为了使静止的物体开始运动，首先要“克服”物体的“惯性”，这种说法对吗？为什么？【本课小结】1牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，指出了物体具有惯性，它所描述的状态是一种理想状态，所以牛顿第一定律只能靠理想实验和科学推理得出。2惯性的理解。（1）一切物体都具有惯

12、性，它是物体的固有属性。（2）惯性只与物体质量有关，与其他因素无关。（3）惯性不是力。第2课时 实验：探究加速度与力、质量的关系【课本导读】1物体的加速度与_和_两个因素有关。如果物体的加速度为零，物体的速度（运动状态）不会发生变化。物体的速度（运动状态）在发生变化，说明物体的加速度不为零。物体只有受到力的作用，速度（运动状态）才可能发生变化，所以可以说“力是改变物体运动状态的原因”，也可以说“力是产生加速度的原因” 。在质量相同的情况下，合力越大，物体的加速度_。在合外力相同的情况下，物体的质量（惯性）越大，运动状态改变越_（慢、快），即加速度越_（大、小）。2加速度既与力有关，又与质量有关

13、。当一个物理量与多个因素有关时，为了弄清它们之间的关系，物理学中常用的一种方法叫做_法。即：首先保持物体所受的外力不变，研究_与_的关系；然后保持物体的质量不变，研究_和_的关系；最后经过总结推理，得出加速度与力、质量的关系。3实验装置如图所示，我们可以近似地认为小车受到的拉力等于盘和重物的总重量，可以通过增减小盘中的重物可以改变_。通过在小车内增减重物以以改变小车的_。4怎样消除打点计时器对小车的阻力及其他阻力？平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上吗？_。每一次改变了改变了小车的质量后，需要重新平衡摩擦力吗？5为什么只能近似地认为小车受到的拉力等于盘和重物的总重量？（此问题可以待

14、以后再解释）高盘和重物的质量为m，小车的质量为M，在本实验中m和M之间应满足什么关系？ 6怎样通过纸带求出小车的加速度？7如何直观地判断a与F的关系？如何检验a与m是否成反比？8当物体做初速度为零的匀加速直线运动时，为什么可以用位移x1x2之比代替加速度a1a2之比？二、第一种方案（图象法）实验步骤：1安装实验装置。2平衡摩擦。调整轨道的倾角，轻推小车，使小车在不受牵引时能拖着纸沿沿木板匀速运动。3在小车质量不变的情况下，探究加速度与力的关系。用天平测出小盘和重物的质量m，计算出拉力F=mg，将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上。将小车靠近打点计时器，先接电源再释放小车，打出纸带，计算出加速度a。

15、将F和a记录在表1中。逐次增加小盘中的重物的质量，重复第步。以F为横坐标，a为纵坐标，作出aF图象，判断a与F的关系。4在小车所受拉力不变的情况下，探究加速度与质量的关系。测出小车的测质量，保证小车所受的拉力不变，在小车上放置不同数量的重物，改变小车的质量，测出小车不同质量对应的加速度。将小车的质量M和加速度a记录在表2中。在表格中计算出M的倒数，记录在表中。以1/M为横坐标，以a为纵坐标，作出a1/M图象，判断a与M的关系。5综合上述两个实验结论，总结出实验结论。数据记录：表1： 表2：实验次数Fa12345实验次数M1/Ma12345数据处理：由上述实验得到的结论：_。三、第二种方案（对比

16、分析法）（见课本P73参考案例一）1研究加速度与力的关系：取两个质量相同的小车放在长木板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘。（图见课本4.2-5）盘中放有数目不等的砝码，使两小车自静止开始在不同拉力作用下匀加速运动，小车所受拉力F的大小可以认为等于砝码和盘所受重力的大小（保证小车质量比砝码和盘质量大的多），小车后端系上细绳，用一只夹子夹住，以同时控制两小车。使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x1和x2，所受的拉力F1和F2。判断x1x2与F1F2是否相等。改变F重做几次。2研究加速度与质量的关系：在两个盘子里放上相同数目的砝码，使两小车所受的拉力相等而在一个

17、小车 的上面加放砝码以增加其质量使两车同时运动，同时停止，分别测出两小车的位移x1和x2，两小车的质量m1和m2。判断x1x2与m2m1是否相等。改变m重做几次。3数据记录：表1： 表2：实验次数F1F2x1x212345实验次数m2m1x1x212345四、问题讨论1图象出现的情况是什么原因？2图象出现的情况是什么原因？3图象出现的情况是什么原因？【知识点】1加速度是表示物体运动状态_的物理量。根据事实经验，加速度与物体的_有关。物体_一定时，质量越小，加速度就越大。加速度还与物体_的大小有关，物体_一定时，受力越大，其加速度越大。2控制变量法：加速度a和质量m，受力F都有关系。研究它们之间

18、的关系时，先保持_不变，测量物体在_的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系，再保持物体所受的力_，测量不同_的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。这种先控制一个参量不变，研究其余参量之间变化关系的方法叫控制变量法。【练习】1“在影响加速度的因素”的探究中发现（ ）A同一物体运动的速度越大，受到的合外力越大B同一物体运动的速度变化越大，受到的合外力越大C同一物体运动速度变化率越小，受到的合外力越小D同一物体运动速度变化越快，受到的合外力越大2为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是（ ）A控制变量法 B假设法 C理想实验法 D图象法3一个由静止状态开始做匀变速直

19、线运动的物体，可以由刻度尺测出_和秒表测出_，由公式_计算物体的加速度。4在探究实验中，测量长度的工具是_，精度是_ _mm，测量质量的工具是_。5为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选用（ ）Aa-m图象 Bm-a图象 C图象 D图象6如果图象是通过原点的一条直线，则说明（ ）A物体的加速度a与质量m成正比 B物体的加速度a与质量成反比C物体的质量m与加速度a成正比 D物体的质量与加速度a成反比7某同学在探究加速度a与力F和加速度a与物体质量M的关系时，测出了表1、表2两组数据，请在图甲、乙两个坐标上分别作出a-F和图线。F/N0.14

20、0.280.430.550.682.002.503.334.005.00a/ms-20.200.400.610.790.97a/ms-20.440.560.730.891.08表1表2甲乙【本课小结】1用控制变量法研究物理规律。控制变量法是物理实验中经常采取的一种方法，当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时，我们设法控制某些参量使之不变，而研究其中两个参量之间的变化关系的方法。2加速度与办质量的关系。（1）质量一定时，加速度与作用力成正比；（2）作用力一定时，加速度与质量成反比。第3课时 牛顿第二定律 【课本导读】 1根据上节的实验探究我们可以得出牛顿第二定律的内容：物体的加速度跟 成正比，

21、跟 成反比，加速度的方向跟 方向相同。 2由实验可得出牛顿第二定律的表达式可以表示成F=kma的形式，那么，k的取值应该是多大呢？ 资料一物理公式中的比例常数的确定方式：一般情况下，物理公式中的比例常数k值的确定方法有两种如果函数式中各物理量单位已经确定，则k值由实验确定；如果函数式中尚有未规定单位的物理量，则往往根据能使k为最简单值（例如使）的要求来规定该物理量的单位。 3力的单位“牛顿”是怎样定义的？力的国际单位就是由牛顿第二定律定义的：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1N。即： 1N=1kgm/s2 4确定了力的国际单位后，牛顿第二定律的数学表达式为：_。其中F是_，

22、m是_，a是_？5对牛顿第二定律的理解：因果关系：力是产生加速度的原因，质量决定了物体加速度大小的重要因素。所以可以说“加速度与物体所受的合外力成成比，与物体的质量成反比”，不能说“合外力与物体的质量和加速度成正比。”瞬时性：物体受到了力（合外力不为零），便立即产生了加速度，合外力变化，加速度也立即变化，外力停止作用，加速度也同时消失。物体受到外力，立即获得了加速度，但速度不会瞬间变化，物体的速度的变化需要时间的积累（）。即加速度_（可以、不可以）瞬间获得，_（可以、不可以）瞬间变化。速度_（可以、不可以）瞬间获得，速度_（可以、不可以）瞬间变化。矢量性：加速度方向_（一定、不一定）与合外力的

23、方向相同。力的独立作用原理：一质点同时受几个力作用，各力分别产生自己的效果，而不互相影响。几个力的合力产生的加速度，等于每个力产生的加速度的矢量和。牛顿第二定律的意义牛顿第二定律的物理意义在于建立了物体的加速度与_及_之间的定量关系。从而把运动和力结合起来，建立了力与运动之间的桥梁，知道物体的运动规律可以研究物体的受力情况，知道物体的受力可以预测物体的运动。6两个加速度公式与的区别：是决定式，它指出了加速度产生的本质和内因。是定义式、度量式，它是从字面和物理含义角度定义加速度。 【知识点】1牛顿第二定律的内容和公式牛顿第二定律的内容是：_，_。在国际单位制中，力的单位是_。它的定义是使质量为_

24、的物体，获得_的加速度的力，叫做1 N。即1牛顿=_。当物体受多个力作用时，物体的加速度跟所受_成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟_相同。牛顿第二定律的公式为_。2牛顿第二定律的意义牛顿第二定律的物理意义在于建立了物体的加速度与_及_之间的定量关系。从而把运动和力结合起来，建立了力与运动之间的桥梁，知道物体的运动规律可以研究物体的受力情况，知道物体的受力可以预测物体的运动。【练习】1在牛顿第二定律公式Fkma中，有关比例常数k的说法正确的是（ ）A在任何情况下都等于1 Bk值是由质量、加速度和力的大小决定的Ck值是由质量、加速度和力的单位决定的 D在国际单位制中，k的数值一定等于12关

25、于运动和力，正确的说法是（ ）A物体速度为零时，合外力一定为零 B物体作曲线运动，合外力一定是变力C物体作直线运动，合外力一定是恒力 D物体作匀速运动，合外力一定为零3设雨滴从很高处竖直下落，所受空气阻力f和其速度v成正比。则雨滴的运动情况是（ ）A先加速后减速，最后静止 B先加速后匀速C先加速后减速直至匀速 D加速度逐渐减小到零 4静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是（ ）A物体立即获得加速度和速度B物体立即获得加速度，但速度仍为零C物体立即获得速度，但加速度仍为零D物体的速度和加速度均为零5从牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个微小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为（ ）A牛顿第二定律不适用于静止的物体B桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到C推力小于静摩擦力，加速度是负的D桌子所受的合力为零6一个质量为1kg的物体受到两个大小分别为2N和3N的共点力作用，则这个物体可能产生的最大加速度大小为_，最小加速度大小为_。7下列对于牛顿第二定律的表达式F=ma及其变形公式的理解中，正确的是（ ）