内容正文:
第三章 牛顿运动定律
大单元分层教学设计
基础
落实课
第1讲 牛顿运动定律的理解
第2讲 牛顿第二定律的基本应用
综合
融通课
第3讲 牛顿运动定律的综合应用(一)
第4讲 牛顿运动定律的综合应用(二)
实验
探究课
第5讲 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
第1讲 牛顿运动定律的理解(基础落实课)
一、惯性
1.定义:任何物体都有保持原来 状态或 状态不变的属性。
2.普遍性:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的 ,与物体的运动情况和受力情况 。
3.量度: 是惯性大小的唯一量度, 的物体惯性大, 的物体惯性小。
二、牛顿运动定律对比
定律
牛顿第一定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
内容
一切物体总保持 或 状态,除非有外力迫使它改变这种状态
物体加速度的大小与所受合外力的大小成 ,与物体的质量成 ,加速度方向与合外力方向
物体之间的作用力和反作用力大小 ,方向 ,
作用在 上
公式
—
F=ma
F=-F'
联系
牛顿的三个运动定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律是以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出的
三、单位制
1.单位制:由 和 一起组成了单位制。
2.基本单位:基本物理量的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是 、 和 ,它们的国际单位分别是 、 和 。
3.导出单位:由 根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
微点判断
1.(鲁科必修1P123T4·改编)对一些生活中的现象,从惯性角度分析,判断下列说法的正误:
①“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了。 ( )
②汽车超速行驶易引发交通事故,是因为速度大的汽车惯性大。 ( )
③车辆转弯时适当减速,是为了减小车辆的惯性,使行驶更安全。 ( )
④货运列车在有些车站加挂车厢,这会增大它的惯性。 ( )
2.(教科必修1P104T5·选摘)推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需要的力大,所以静止的物体惯性大。 ( )
3.物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态。 ( )
4.牛顿第一定律是实验定律。 ( )
5.火车头拉车厢的力一定大于车厢拉火车头的力。 ( )
6.(粤教必修1P107T1·选摘)判断下列说法的正误:
①物体受到的合外力越大,其速度越大。 ( )
②物体受到的合外力越大,其加速度越大。 ( )
③物体在合外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。 ( )
7.功的单位是焦耳(J),1 J=1 kg·m2·s-2。 ( )
逐点清(一) 牛顿第一定律
|题|点|全|练|
1.[力与运动的关系](2025·江苏苏州模拟)下列说法正确的是 ( )
A.牛顿第一定律只有在无摩擦力的条件下才成立
B.必须有力的作用物体才能运动
C.伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础
D.笛卡儿最早指出力不是维持物体运动的原因
2.[牛顿第一定律]下列对牛顿第一定律的理解不正确的是 ( )
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变
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
D.奔跑的运动员,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.[对惯性的理解]下列有关力和运动,说法正确的是 ( )
A.把手中的铅球静止释放,铅球竖直下落是因为惯性
B.汽车的速度越大,刹车时越难停下来,说明速度越大惯性越大
C.牛顿第一定律也被叫作惯性定律
D.汽车紧急刹车时乘客向前倾,是因为乘客受到向前的惯性力
|精|要|点|拨|
1.对牛顿第一定律的理解
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的认识
惯性是物体保持原来运动状态的性质,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关,物体的惯性只与其质量有关,物体的质量越大其惯性越大。
3.惯性的两种表现形式
保持
“原状”
物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)
反抗
改变
物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变
逐点清(二) 牛顿第二定律
|题|点|全|练|
1.[对牛顿第二定律的理解]下列说法不正确的是 ( )
A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度
B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用
C.F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关
D.物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小
2.[合力、加速度、速度之间的决定关系](双选)如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的全过程中,下列说法中正确的是 ( )
A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的速度先增大后减小
D.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的加速度先减小后增大
3.[牛顿第二定律的简单应用]
(1)(人教版教材必修1,P113T4)如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103 kg,其推进器的平均推力F为900 N,在飞船与空间站对接后,推进器工作5 s内,测出飞船和空间站的速度变化是0.05 m/s,求空间站的质量。
(2)(2024·北京高考)如图所示,飞船与空间站对接后,在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M,则飞船和空间站之间的作用力大小为 ( )
A.F B.F C.F D.F
|考|教|衔|接|
人教版教材中的练习题与2024年北京高考题均考查了牛顿第二定律的简单应用,且教材练习题与高考题命题情境相同,高考题是已知质量求相互作用力,而教材练习题是已知速度变化求质量,学通教材,灵活应用。
|精|要|点|拨|
1.牛顿第二定律的五个特性
2.合力、加速度、速度之间的决定关系
(1)不管速度是大是小或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。
(3)合力与速度同向时,物体做加速运动;合力与速度反向时,物体做减速运动。
3.分析物体运动性质时的三点提醒
(1)分析物体的运动性质,要从受力分析入手,先求合力,然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化。
(2)速度增大或减小取决于加速度和速度方向间的关系,和加速度的大小没有关系。
(3)加速度如何变化取决于物体的质量和合外力,与物体的速度没有关系。
逐点清(三) 牛顿第三定律
细作1 作用力和反作用力的关系
1.如图甲所示,将一个力传感器固定在滑块上,用另一个力传感器钩住固定在滑块上的传感器的挂钩向右拉滑块,观察到这对拉力随时间变化的曲线如图乙所示,下列说法正确的是 ( )
A.作用力大时,反作用力小
B.作用力和反作用力的大小总是相等
C.反作用力总是在作用力出现后才产生
D.图乙所示的曲线只有在滑块静止或做匀速运动时才能得到
一点一过 作用力和反作用力的关系
细作2 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
2.(双选)我国传统古建筑屋檐下总能看到系挂着铃铛,叫作“风铃”。风铃由主线、吊线(上附管体)、铃铛、铃托四个部分组成,如图所示。风吹动铃托,铃托带动吊线摆动,敲击铃铛,发出悦耳清脆的铃声,铃声惊走鸟雀,防止鸟雀在檐下做窝。某同学研究风铃静止时的受力,忽略主线、吊线及管体质量。以下说法正确的是 ( )
A.吊线上、下两端受到铃托、铃铛的拉力大小相等
B.铃托对吊线的拉力与铃铛对吊线的拉力为作用力和反作用力
C.主线对铃铛的拉力与铃铛的重力平衡
D.风吹铃响时,风铃的重心在其内的相对位置发生变化
一点一过 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
名称
项目
作用力和反作用力
一对平衡力
作用对象
两个相互作用的不同物体
同一个物体
作用时间
一定同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
力的性质
一定相同
不一定相同
作用效果
不可抵消
可相互抵消
细作3 牛顿第三定律的应用
3.如图所示,大圆环质量为m0,经过环心的竖直钢丝(质量不计)上套有一质量为m的橡皮球,现让橡皮球沿钢丝以一定的初速度v0竖直向上运动,大圆环对地面无压力,则橡皮球上升过程中 ( )
A.钢丝对橡皮球的摩擦力为m0g,方向竖直向上
B.钢丝对橡皮球的摩擦力为0
C.橡皮球的加速度大小为g
D.橡皮球的加速度大小为g
一点一过 利用牛顿第三定律转换研究对象
如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力,然后根据牛顿第三定律得到压力的大小和方向。求摩擦力时也可以用此种方法转换研究对象。
逐点清(四) 力学单位制
|题|点|全|练|
1.[对单位制的理解](2024·浙江1月选考)下列属于国际单位制基本单位符号的是 ( )
A.s B.N
C.F D.T
2.[单位制的应用]飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。圆盘形飞轮存储的能量与其质量、半径、角速度的关系为E=mRkωn,k、n为常数。在飞轮厚度、材料、角速度均不变的情况下,飞轮储存的能量E与飞轮半径R的关系为 ( )
A.E∝R B.E∝R2
C.E∝R3 D.E∝R4
|精|要|点|拨|
1.国际单位制中的七个基本物理量和基本单位
物理量名称
物理量符号
单位名称
单位符号
长度
l
米
m
质量
m
千克(公斤)
kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]
A
热力学温度
T
开[尔文]
K
物质的量
n,(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I,(Iv)
坎[德拉]
cd
2.两点提醒
(1)应用物理公式解题时,要把各物理量的单位统一到同一单位制,一般统一为国际单位制。
(2)物理公式中,有些比例系数有单位,例如公式F=kx中的k,有些比例系数无单位,例如公式f=μN中的μ。
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