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高中牛顿第一定律教案

发表时间:2020-06-22

§4.1牛顿第一定律 牛顿第三定律 (复习学案)。

古人云,工欲善其事,必先利其器。作为教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助教师掌握上课时的教学节奏。写好一份优质的教案要怎么做呢?小编特地为大家精心收集和整理了“§4.1牛顿第一定律 牛顿第三定律 (复习学案)”,欢迎阅读,希望您能阅读并收藏。

§4.1牛顿第一定律牛顿第三定律(复习学案)
【学习目标】
1.理解牛顿第一定律的内容和意义。
2.知道什么是惯性,会正确解释有关惯性问题。
3.知道作用力和反作用力的概念,理解牛顿第三定律的确切含义。
【自主学习】
一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律的内容: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.牛顿第一定律的理解:
(1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律,它是牛顿以的理想实验为基础,在总结前人的研究成果、加之丰富的想象而推理得出的一条理想条件下的规律。
(2)牛顿第一定律成立的条件是,是理想条件下物体所遵从的规律,在实际情况中,物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的。
(3)牛顿第一定律的意义在于
①它揭示了一切物体都具有的一种基本属性惯性。
②它揭示了运动和力的关系:力是的原因,而不是产生运动的原因,也不是维持物体运动的原因,即力是产生加速度的原因。
(4)牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系
①牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,牛顿第一定律指出了力与运动的关系力是改变物体运动状态的原因,从而完善了力的内涵,而牛顿第二定律则进一步定量地给出了决定物体加速度的因素:在相同的外力作用下,质量越大的物体加速度越小,说明物体的质量越大,运动状态越难以改变,质量是惯性大小的量度。
②牛顿第一定律不是在牛顿第二定律中当合外力为零的特定条件下的一特殊情形,牛顿第一定律所描述的是物体不受力的运动状态,故牛顿第二定律不能替代牛顿第一定律。
3.惯性
(1)定义:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)对惯性的理解:
①惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关
②是物体惯性大小的量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
③物体的惯性总是以保持“原状”和反抗“改变”两种形式表现出来:当物体不受外力作用时,惯性表现为保持原运动状态不变,即反抗加速度产生,而在外力一定时,质量越大运动状态越难改变,加速度越小。
④惯性不是力,惯性是物体具有的保持或状态的性质,力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。
二、牛顿第三定律
1.内容
两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
2.理解
(1)物体各种形式的作用都是相互的,作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失、无先后之分。
(2)作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
(3)作用力与反作用力是同一性质的力。
(4)作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的,既不能合成,也不能抵消,分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果。
3.作用力与反作用力和二力平衡的区别
内容作用力和反作用力二力平衡
受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上
依赖关系同时产生,同时消失,相互依存,不可单独存在无依赖关系,撤除一个、另一个可依然存在,只是不再平衡
叠加性两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力运动效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零;形变效果不能抵消
力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力
【典型例题】
例1.下列说法正确的是()
A.一同学看见某人用手推静止的小车,却没有推动,是因为这辆车惯性太大的缘故
B.运动得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
C.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力
D.放在光滑水平桌面上的两个物体,受到相同大小的水平推力,加速度大的物体惯性小
例2.物体静止于一斜面上,如右图所示,
则下述说法正确的是()
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的
支持力是一对平衡力
B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体
的摩擦力是一对作用力和反作用力
C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
【针对训练】
1.关于牛顿第一定律有下列说法:
①牛顿第一定律是实验定律②牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
③惯性定律与惯性的实质是相同的④物体的运动不需要力来维持
其中正确的是()
A.①②B.②③C.②④D.①②④
2.下列说法正确的是()
A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B.物体只有受外力作用时才有惯性
C.物体的速度大时,惯性大
D.力是使物体产生加速度的原因
3.跳高运动员从地面上跳起,是由于()
A.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力
B.运动员给地面的压力大于运动员受的重力
C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力
D.运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力
4.一物体受绳的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动;再改做减速运动,则下列说法中正确的是()
A.加速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
B.减速前进时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力
C.只有匀速前进时,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等
D.不管物体如何前进,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等
5.物体静止于水平桌面上,则()
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力和反作用力

【能力训练】
1.在力学中,下列物理量的单位为基本单位的是()
A.长度、质量和力B.位移、质量和时间
C.位移、力和时间D.长度、质量和时间
2.火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为()
A.人跳起后,厢内空气给他以向前的力,带着他随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,推动他随同火车一起向前运动
C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已
D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度
3.如图所示,一个劈形物体物体F,各面均光滑,放在固定斜面上,上面成水平,水平面上放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球碰到斜面前的运动轨迹是()
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线
D.抛物线
4.某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动。可见()
A.力是使物体产生运动的原因B.力是维持物体运动速度的原因
C.力是使物体产生加速度的原因D.力是使物体惯性改变的原因
5.人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有()
A.一对B.二对C.三对D.四对
6.如图所示,在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球,B是用绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动,若忽然刹车使车厢做匀减速运动,则下列哪个图正确表示刹车期间车内的情况()

7.甲乙两队拔河比赛,甲队胜,若不计绳子的质量,下列说法正确的是()
A.甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力
B.甲队对地面的摩擦力大于乙队对地面的摩擦力
C.甲乙两队与地面间的最大静摩擦力大小相等、方向相反
D.甲乙两队拉绳的力相等
8.一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N,它们只能在右图所示平面内摆动,某一瞬时出现图示情景,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是()
A.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N静止
B.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N也在摆动
C.车厢做匀速直线运动,M静止,N在摆动
D.车厢做加速直线运动,M静止,N也静止
二、非选择题
9.有一仪器中电路如右图,其中M是质量较
大的一个钨块,将仪器固定在一辆汽车上,
汽车起动时,灯亮,原理是

汽车急刹车时,灯亮。
10.一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,
在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,
如图所示,已知环沿杆匀加速下滑时,环与杆间的摩擦力
大小为Fμ,则此时箱对地面的压力大小为多少?

11.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,如下图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?

【课后反思】
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

牛顿第一定律牛顿第三定律答案
例1D例2B
针对训练:1.C2.D3.C4.D5.AC
能力训练:
1.D2.D3.B4.C5.C
6.D7.BD8.AB
9.绿金属块由于惯性向后移,使绿灯接触
10.解:M受力如图
由平衡条件得:
FN-Fμ-Mg=0
得FN=Fμ+Mg
由牛顿第三定律得:箱对地面的压力大小等于地面对箱的支持力
即F压=FN=Fμ+Mg
11.首先确定本题应该用惯性知识来分析,但此题涉及的不仅仅是气泡,应该还有水,由于惯性的大小与质量有关,而水的质量远大于气泡质量,因此水的惯性远大于气泡的惯性,当小车突然停止时,水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势,当水相对于瓶子向前运动时,水将挤压气泡,使气泡相对于瓶子向后运动。

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高考物理第一轮考纲知识复习:牛顿第一定律牛顿第三定律


第1节牛顿第一定律牛顿第三定律
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1.牛顿运动定律、牛顿定律的应用Ⅱ
2.超重和失重Ⅰ
3.单位制Ⅰ
实验四:验证牛顿运动定律1.理解牛顿第一定律、牛顿第三定律,认识惯性和作用力、反作用力的特点
2.熟练掌握牛顿第二定律,会用牛顿定律分析解决两类典型的动力学问题

【考纲知识梳理】
一、牛顿第一定律
1.内容:一切物体总保持静止状态或者匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.意义:
⑴揭示了力与运动的关系:力不是使物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,从而推翻了亚里士多德“没有力物体不能运动”的错误观点。
⑵揭示了任何物体都有保持静止或运动直线运动的性质------惯性
3.惯性
(1)定义:物体所具有的保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。
(2)说明:①惯性是物体本身的固有属性。与物体受力情况无关,与物体所处的地理位置无关,一切物体都具有惯性。
②质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大惯性大。
③惯性不是一种力,惯性不是一种力,惯性的大小反映了改变物体运动状态的难易程度。
二、牛顿第三定律
1.内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
2.表达式:
3.说明:作用力与反作用力有“三同、三不同”。
⑴三同:大小相同、性质相同、同时存在消失具有同时性
⑵三不同:方向不同、作用对象不同、作用的效果不同。
【要点名师透析】
一、牛顿第一定律(即惯性定律)的理解
1.明确了惯性的概念
牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性,即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质.
2.揭示了力的本质
牛顿第一定律对力的本质进行了定义: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,物体的运动并不需要力来维持.
3.揭示了不受力作用时物体的运动状态
牛顿第一定律描述的只是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体受外力但所受合力为零时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变.
注意:在理解牛顿第一定律时,注意以下两点:
(1)牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是通过伽利略斜面实验等大量事实推理得出的.
(2)牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例,而是不受任何外力的理想化情况.
【例1】伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得到的正确结论有()
A.倾角一定时,小球在斜面上的位移与时间成正比
B.倾角一定时,小球在斜面上的速度与时间成正比
C.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关
D.斜面长度一定时,小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角无关
【答案】选B.
【详解】(1)倾角一定时,小球位移与时间的关系.当倾角一定时,分析位移、速度与时间的关系,由于斜面倾角一定,则小球下滑的加速度为定值,由x=at2可知位移与时间的平方成正比,又由v=at知速度与时间成正比,故A错,B对.(2)斜面长度一定时,小球运动时间与倾角的关系.当斜面长度一定时,分析小球滚到底端的速度及所需时间与倾角的关系,由于斜面倾角越大,小球下滑的加速度越大,则由可知倾角越大,小球到达底端时的速度越大;又由得倾角越大,小球到底端所需时间越短,故C、D均错.
二、对牛顿第三定律的理解和应用
1.作用力与反作用力的关系
作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关”.
2.应用牛顿第三定律时应注意的问题
(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的.
(2)牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立,因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力,不一定是作用力和反作用力.
(3)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中,若一个产生或消失,则另一个必然同时产生或消失,否则就违背了“相等关系”.
3.作用力与反作用力和一对平衡力的区别
【例证2】(20xx深圳模拟)如图所示为杂技“顶竿”表演的示意图:一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为()
A.(M+m)gB.(M+m)g-ma
C.(M+m)g+maD.(M-m)g
【答案】选B.
【详解】对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力Ff,有mg-Ff=ma、Ff=m(g-a),竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力——摩擦力,且大小相等,方向相反,对竿分析:受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN,有Mg+Ff′=FN,又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律,得到FN′=Mg+Ff′=(M+m)g-ma.B项正确.
【感悟高考真题】
1.(20xx江苏物理T9)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m(Mm)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有
A.两物块所受摩擦力的大小总是相等
B.两物块不可能同时相对绸带静止
C.M不可能相对绸带发生滑动
D.m不可能相对斜面向上滑动
【答案】选AC.
【详解】当物块与丝绸之间的动摩擦因数时,M、m恰好相对于绸带静止,M相对于斜面向下运动,m相对于斜面向上运动,由于斜面光滑且不计绸带质量,此时绸带等效为一根轻绳;当时情况相同;当时,m会相对于斜面向下滑动,M相对于绸带静止,沿斜面向下滑动,无论何种情况绸带绸带对两物体的摩擦力大小均相等,故A、C正确,B、D错误。
2.(09安徽17)为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是(C)
A.顾客始终受到三个力的作用
B.顾客始终处于超重状态
C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下
D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下
解析:在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左,电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,由牛顿第三定律,它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下;在匀速运动的过程中,顾客与电梯间的摩擦力等于零,顾客对扶梯的作用仅剩下压力,方向沿竖直向下。
【考点模拟演练】
1.如图所示,一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M和N,它们只能在图示平面上摆动,某一瞬时出现图示情景,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是()
A.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N静止
B.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N也在摆动
C.车厢做匀速直线运动,M静止,N在摆动
【答案】AB
【详解】由牛顿第一定律,当车厢做匀速直线运动时,相对于车厢静止的小球,其悬挂应在竖直方向上,故M球一定不能在图示情况下相对车厢静止,说明M正在摆动;而N既有可能相对于车厢静止,也有可能是相对小车摆动恰好达到图示位置,知A,B正确,C错,当车厢做匀加速直线运动时,物体运动状态改变,合外力一定不等于零,故不会出现N球悬线竖直的情况,D错,故应选A、B.
2.我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因为
()
A.系好安全带可以减小惯性
B.是否系好安全带对人和车的惯性没有影响
C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害
D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害
【答案】D
【详解】根据惯性的定义知:安全带与人和车的惯性无关,A错,B选项不符合题目要求,故B项不对,系好安全带主要是防止因刹车时,人具有向前的惯性而造成伤害事故,C错D对.
3.如图8所示,甲运动员在球场上得到篮球之后,甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑,甲运动员要将球传给乙运动员,不计空气阻力,问他应将球向什么方向抛出()
图8

A.抛出方向与奔跑方向相同,如图中箭头1所指的方向
B.抛出方向指向乙的前方,如图中箭头2所指的方向
C.抛出方向指向乙,如图中箭头3所指的方向
D.抛出方向指向乙的后方,如图中箭头4所指的方向
【答案】C
【详解】以乙为参考系,甲是相对静止的,相当于并排坐在汽车里的两个人.甲要将球传给乙,只要沿3方向抛出就行了.以地面为参考系时,不但要考虑乙向前的速度v,还要考虑甲抛出球时,由于惯性,球有一个向前的速度分量v,所以当甲向3方向抛出球时,正好可以到达乙的手中.
4.(20xx无锡模拟)一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面,桌面上的A处有一小球.若车厢内的旅客突然发现(俯视图)小球沿如图所示的虚线从A点运动到B点,则由此可以判断列车的运行情况是()
A.减速行驶,向北转弯B.减速行驶,向南转弯
C.加速行驶,向南转弯D.加速行驶,向北转弯
【答案】选B.
【详解】小球具有惯性,相对于列车向前运动,故列车在减速,相对于列车向北运动,故列车向南转弯.
5.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章:阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员:“汤姆,我们现在已关闭了所有发动机,正向月球飞去.”汤姆:“你们关闭了所有发电机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知下列说法正确的是()
A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
【答案】A
【详解】上小学的汤姆,对于力和运动的认识,只能凭经验感觉,不会认识到力是改变物体运动的原因.
6.如图所示,体积相同的小铁球(如图中黑色球所示)和小塑料球(如图中白色球所示)分别用细线系于两个带盖的盛水的瓶子中,当两瓶和车一起加速向右运动时,会发生的现象最接近图中的哪一种情景()
【答案】B
【详解】由于系统加速度向右,而水具有惯性,只会出现如题图A、B所示的水面.同样体积的铁球、水、塑料球中,铁球的惯性最大,塑料球的惯性最小,因而两球的相对位置如图B所示.
7.(20xx泉州模拟)一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了.对这一现象,下列说法正确的是()
A.榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力,所以玻璃才碎裂
B.榔头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
C.榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的,只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂
D.因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
【答案】选C.
【详解】这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题,因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同,所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系.故选项C正确.
8.(20xx海口模拟)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验,点击实验菜单中“力的相互作用”.把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果如图所示.观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下实验结论()
A.作用力与反作用力同时存在
B.作用力与反作用力作用在同一物体上
C.作用力与反作用力大小相等
D.作用力与反作用力方向相反
【答案】选A、C、D.
【详解】由题图可知:两个力传感器的相互作用力属于作用力和反作用力,它们同时存在、大小相等、方向相反、作用在两个物体上,故A、C、D正确.
9.(20xx无锡模拟)有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上,靠风帆受力而向前运动,如图所示.对于这种设计,下列分析中正确的是()
A.根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运行
B.根据牛顿第三定律,这种设计能使小车运行
C.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第二定律
D.这种设计不能使小车运行,因为它违反了牛顿第三定律
【答案】选D.
【详解】风扇吹出风时,风对风扇叶片产生向右的作用力,风扇运转时吹出的风打到风帆上时,风会给风帆一个向左的作用力,根据牛顿第三定律,对于整个装置而言,作用力和反作用力大小相等,属于内力,小车不会前进.
10.(20xx东北四校联考)
如右图所示,小车上有一直立木板,木板上方有一槽,槽内固定一定滑轮,跨过定滑轮的轻绳一端系一重球,另一端系在轻质弹簧测力计上,弹簧测力计固定在小车上,开始时小车处于静止状态,轻绳竖直且重球恰好紧挨直立木板,假设重球和小车始终保持相对静止,则下列说法正确的是()
A.若小车匀加速向右运动,弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变
B.若小车匀加速向左运动,弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变
C.若小车匀加速向右运动,弹簧测力计读数变大,小车对地面压力变小
D.若小车匀加速向左运动,弹簧测力计读数变大,小车对地面压力不变
【答案】B
【详解】小车匀加速向右运动时重球将飞离木板后与小车一起加速,二者保持相对静止,此时弹簧拉力大于重球重力,其读数变大.小车匀加速向左运动时重球受到木板向左的支持力,竖直方向上弹簧拉力仍与重力保持平衡,其读数不变.取整个系统分析由平衡条件可知小车对地面的压力保持不变,始终等于系统重力,综上可知B项正确.
11.如图所示,在台秤上放半杯水,台秤示数为G′=50N,另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a=10cm的金属块,金属块的密度ρ=13×103kg/m3,当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水深b=4cm时,弹簧测力计和台秤的示数分别为多少?(水的密度是ρ水=103kg/m3,g取10m/s2)
【答案】26N54N
【详解】金属块的重力为:
G金=ρga3=3×103×10×0.13N=30N
金属块所受水的浮力为
F浮=ρ水ga2b=103×10×0.12×0.04N=4N
弹簧测力计的示数为FT=G金-F浮=26N
台秤的示数为FN=G金+F浮=54N
12.如图所示,高为h的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶,加速度大小为a,车厢顶部A点处有油滴滴落到车厢地板上,车厢地板上的O点位于A点的正下方,则油滴落地点必在O点的左方还是右方?离O点距离为多少?
【答案】右agh
【详解】设油滴离开车厢顶部时,车速为v0,油滴因惯性此时也具有水平速度v0,对地做平抛运动,油滴落到车厢上的时间为t,这段时间油滴水平位移为x1=v0t,车的水平位移为x2=v0t-12at2,油滴落在O点的右方,距O点Δx=x1-x2=12at2,而t=2hg得Δx=agh.

牛顿第三定律


§3.4牛顿第三定律
[教学重点]
理解掌握牛顿第三定律。
[教学难点]
掌握好作用力、反作用力的特点,区分其与一对平衡力的区别。
[教学准备]
教师演示器材:条形磁铁,测力计(弹簧测力计、圆盘测力计),试管,铁架台,烧杯,铁球,铁条等。
学生实验器材:测力计(弹簧测力计、圆盘测力计),铁架台,烧杯,铁球等
[课时]1课时
[教学方法]实验、讲授、讨论、多媒体相结合。
[教学过程]
一、引入新课
1.牛顿简介
课件展示:牛顿图片
教师:牛顿生于伽利略去世的那一年。他提出的三条运动定律是整个动力学的基础。19世纪著名的力学评论家马赫对其中的牛顿第三定律给予了很高的评价,他说:牛顿第三定律是牛顿在力学方面最重要的功绩。我们后面要学的动量守恒定律是通过牛顿第三定律直接推导来的。
牛顿第一个创立了伟大的现代理论体系。这个理论体系卓越非凡,在以后的二百年内它决定了物理科学的发展,以至使亚历山大波普也赞叹不绝,他说:
大自然啊!你的规律隐藏于黑夜之中。
上帝说:“牛顿来吧!”他带来了光明!
2.复习提问
提问:什么是力
学生:力是物体对物体的作用
教师:今天我们就来探究力的相互作用的规律。
板书课题:牛顿第三定律
二、新课教学
板书:1.力是物体与物体间的相互作用
学生活动:学生鼓掌欢迎听课的教师。
提问:在座的老师已经感觉到了同学们的热情,现在让我们也来体会一下自己的感受!在鼓掌时右手用力拍打左手时,左手掌是否有感觉,右手掌是否也有感觉?
(学生讨论、回答)
教师:若两手都有感觉,则说明了右手拍打左手时,右手对左手有力的作用,同时左手也对右手有力的作用。
课件展示:1.学生溜冰2.推小船
(学生讨论、回答)
教师:学生用力推墙,但同时人向后移。在一只船上用力推另一只船,另一只船也要推前一只船,两只船同时向相反方向运动。
演示实验:将外形相似的一根铁棒和一根条形磁铁分别放在两根试管上。
教师:我们知道磁铁吸引铁棒,铁棒对磁铁是否也有吸引力?如果有,那么它们应该相向运动起来。
教师:由于互相吸引,铁条和磁铁相向运动起来。观察和实验表明,两个物体的作用总是相互的,一个物体对另一物体有力的作用,后一物体一定同时对前一物体有力的作用。
总结:力是物体与物体间的相互作用。

板书:2.作用力和反作用力
教师:物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。
课件展示:作用力和反作用力的任意性

板书:3.作用力和反作用力的关系
提问:当一个大人和一个小孩在拔河比赛时,大人给小孩一个力,由于力的作用是相互的,同时小孩也给大人一个力。谁的力气大?
(学生可能意见不同)
追问:这就牵涉到作用力和反作用力的关系是怎样的?请同学们猜测一下。
(提示学生从力的“三要素”来猜测)
(学生猜测,然后让学生根据所给的实验器材,设计实验,探究作用力和反作用力之间的关系)
学生实验:探究“作用力和反作用力之间的关系”
两个弹簧测力计用挂钩各挂住细绳套的一端,分别让两个同学用手抓住。拉到一定的状态,保持稳定,请学生读数比较两测力计的读数,看是否相等。改变几次读数,重复以上实验。
学生实验1:让小女孩“主动”施拉力
学生实验2:让小男孩“主动”施拉力
学生实验3:双方同时施拉力
提问:本实验现象说明了什么?
学生:作用力、反作用力大小相等
演示实验:甲弹簧一端挂在铁架台上,另一端与乙弹簧某一端相挂,乙弹簧另一端用手抓住。用力将两弹簧拉直。无论如何改变拉力方向,两弹簧始终在一条直线上。
提问:本实验现象又说明了什么?
学生:作用力、反作用力方向始终在同一直线上
总结板书:牛顿第三定律——两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在一条直线上。F甲对乙=-F乙对甲
教师:公式中的“-”表示方向相反的意思。
提问:“总是”意味着什么?“相等”又意味着什么?
课件展示:“总是”意味着:
a.不论物体的形状如何,例:不论小物体和小物体之间,还是小物体与大物体之间,或是大物体与大物体之间;
b,不论物体的运动情况如何。例:不论是静止的物体与运动的物体之间,还是两静止物体之间,或是两运动的物体之间。
c.不仅适用于固体之间的相互作用,也同样适用于气体和液体之间的相互作用。
“大小相等”意味着:
作用力和反作用力同时产生,同时消失,同时变化

板书:4.作用力、反作用力和平衡力的区别
提问:马向前拉车时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力?
教师:错误产生的原因:混淆了一对相互作用力和一对平衡力。
课件展示:“灯悬挂在天花板上的受力情况”
(结合例子,分析讨论,填写表格。)
[例]请分析下图中,天花板、细绳、重物和地球之间存在哪些对作用力、反作用力;哪些对平衡力。
回答:作用力、反作用力:T1与T1’、T2与T2’、G与G’
平衡力:T1’与T2、T2’与G

板书:作用力、反作用力和平衡力的区别
作用力与反作用力平衡力
作用在两个物体上作用在同一个物体上
具有同种性质不一定具有同种性质
具有同时性不一定具有同时性
不能求合力(不能抵消)能求合力(能抵消)

课件展示:(结合课件组织学生讨论:
1.既然马向前拉车的力等于车向后拉马的力,那么马为什么能拉动车前进呢?
2.人走路时用脚蹬地,脚对地面施加一个作用力,地面同时给脚一个反作用力,使人前进。)

实验探究:“浮力的反作用力”
实验现象:将物体逐渐浸入量杯的水中的过程中,上面弹簧测力计的示数逐渐减小,而下面圆盘测力计的示数逐渐增大,上方弹簧测力计示数减小值总等于下方圆盘测力计增加的示数。
组织学生讨论:这个实验现象说明了什么?
教师:说明了相互作用力的关系与两物体的运动状态无关,无论两物体静止或运动总是大小相等方向相反地作用在一条直线上。
教师:力是成对出现的,但在现实生活中我们往往只注意其中的一个力。例如,浸在液体里的物体受到液体对它向上的浮力,但同时物体对液体也有一个反作用力,而这个力是作用在液体上的,我们不关心它,往往忽视了他。但是牛顿没有忽视它。牛顿出生于17世纪,当时欧洲正处于文艺复兴时期,科学、哲学、文学、美学互相融合、渗透,认为科学是简单的、对称的,因而是美的。牛顿根据现实中的一些现象断定力一定是成对出现的,而且他们大小是相等的。“牛顿第三定律”蕴含了牛顿很高的智慧,也蕴含了17世纪科学界的思想、观点和方法。因此库珀在他的《物理世界》一书中高度评价了牛顿,说“那些震撼了17世纪科学界的所有方法、观点和知识,全被牛顿继承下来。”
5.牛顿第三定律在生活和生产中应用
教师:中国是火箭的故乡,早在公元1500年,我国学者万户,首次作了航天的科学尝试,他把47枚当时最大的火药捆在自己坐的椅子背面让别人同时点燃这批火箭。
2005年10月17日凌晨,巨大的轰鸣声中,神六返回舱着陆在苍茫的内蒙古草原,两位翱翔太空115个小时的中国航天员平安出舱。中国的航天发展史将会铭记这个沁着泪水和激情的时刻。
作为最早开始思索宇宙奥秘的文明古国,中国的航天之旅,必将助推全世界实现对浩瀚太空无尽的梦想。
课件展示:“神州六号”发射过程
教师:牛顿第三定律在现代航天技术中也有应用,你们想到了吗?

课件展示:如右图

三、总结全文
提问:这节课你学到了哪些知识?对哪些知识有更深层次的理解?
学生总结、回答
课件展示:全文小结

[板书设计]
§3.4牛顿第三定律
1.力是物体间的相互作用
2.牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力总是
大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
3.平衡力和作用力、反作用力
作用力和反作用力:异体、共线、等值、反向、同性、同存
平衡力:同体、共线、等值、反向

[教学体会]
我在课堂中使用了探究式教学,这一节课的探究实验看似无序实是有序,是再现规律发现的有序过程;看似混乱实是统一,是多途径,多方法解决问题,最后经分析归纳达到统一。
新课引入尽量自然贴切,上课开始即叫学生鼓掌欢迎听课的教师,再从生活实际出发结合学生的感觉,深入引导学生,这样步步深入的引入,激发了学生的兴趣和强烈的求知欲、探究欲。
学生在学习完本节课之后,基本上能够顺利、清晰地解释本节课所提出的问题。但本节课在某些环节上也存在一些问题,例如有的学生用两个弹簧秤对拉,发现两个弹簧秤的示数不相等,因为实验前弹簧秤没有调零,但没有及时点拨。有的学生提出了较好的实验方法,例如将两根条形磁铁放在四根试管上,同名磁极互相排斥,看后退的距离是否相同。这种方法颇有新意,但教师没有引导好,没有充分发挥学生的主观能动性。

§4.5牛顿第三定律


§4.5牛顿第三定律

【学习目标细解考纲】
1.知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念。
2.理解牛顿第三定律,并能应用它解释生活中的问题。
3.能区别平衡力和作用力、反作用力。
【知识梳理双基再现】
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_________,方向________,作用在________________。如汽车的发动机驱动车轮转动,由于轮胎和地面间的摩擦。车轮向后推地面,地面给车轮一个向前的___________,使汽车前进。汽车受到的牵引力就是这样产生的。
【小试身手轻松过关】
1.下列的各对力中,是相互作用力的是()
A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力B.电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力
C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力
2.用绳悬挂一重物,当重物处于平衡状态时,重物所受重力的平衡力是____________,重力的反作用力是_______________。
3.浮在水面上的木块所受重力的反作用力为_____________________,方向___________,木块所受浮力的反作用力为_______________,方向_______________。
【基础训练锋芒初显】
4.下列关于作用力与反作用力的说法中,正确的是()
A.先有作用力,后有反作用力
B.只有物体静止时,才存在作用力与反作用力
C.只有物体接触时,物体间才存在作用力与反作用力
D.物体间的作用力与反作用力一定是同性质的力
5.一小球用一细绳悬挂于天花板上,以下几种说法中正确的是()
A.小球所受的重力和细绳对它的拉力是一对作用力和反作用力
B.小球对细绳的拉力就是小球所受的重力
C.小球所受重力的反作用力作用在地球上
D.小球所受重力的反作用力作用在细绳上
6.关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识,正确的是()
A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力的合力也为零,作用效果也相互抵消
B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且性质相同,平衡力的性质却不一定相同
C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且一对平衡力也是如此
D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力却是同时作用在同一个物体上

【举一反三能力拓展】
7.甲、乙两人发生口角,甲打了乙的胸口一拳致使乙受伤。法院判决甲应支付乙的医药费。甲狡辩说:“我打了乙一拳,根据牛顿的作用力与反作用力相等,乙对我也有相同大小的作用力,所以,乙并没有吃亏。”那么这一事件判决的依据在哪里?
A.甲打乙的力大于乙对甲的作用力,判决甲付乙的医药费
B.甲打乙的力等于乙对甲的作用力,但甲的拳能承受的力大于乙的胸能承受的力,乙受伤而甲未受伤,甲主动打乙,判决甲支付乙的医药费
C.甲打乙的力等于乙对甲的作用力,甲的拳和乙的胸受伤害程度不相同,甲轻而乙重,判决甲付乙的医药费
D.由于是甲用拳打乙的胸,甲对乙的力远大于乙胸对甲拳的作用力,判决甲付乙的医药费
8.机车A拉着一节车厢B向右行驶。用FAB和FBA分别代表A对B和B对A的作用力。已知B行驶时受到的阻力F阻=2.0×103N。画出题中情境的草图,回答以下问题。
(1)A拉B匀速行驶时,FAB与F阻有什么关系?FAB和FBA有什么关系?(要说明大小和方向两方面的关系,并说明回答的根据。)
(2)A拉B加速行驶时,FAB和F阻有什么关系?FAB和FBA有什么关系?若车厢B的质量是4.0t,加速度a是0.3m/s2,FAB和FBA各等于多少?

【名师小结感悟反思】
1.一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别
一对作用力和反作用力一对平衡力
共同点大小相等、方向相反、且作用在一条直线上


点作用对象两个力分别作用在两个物体上两个力作用在同一个物体上
作用时间同时产生,同时变化,同时消失不一定同时
产生或消失
力的性质一定是同性质的力不一定是同
性质的力
2.牛顿第三定律提示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力,理解这种相互作用关系,对解决受力分析问题有很大帮助。另外,在求解某力大小时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力求解。

牛顿第三定律导学案


第四章牛顿运动定律
编制:高一物理三级部

第五节牛顿第三定律
【学习目标】
1.熟练掌握牛顿第三定律,提高应用该定律进行受力分析的能力。
2.自主学习,合作探究,学会根据力的相互作用对物体进行受力分析的方法。
3..激情投入,享受学习的快乐,感悟物理规律的和谐统一。
【重点难点】
1.区分一对平衡力和作用力、反作用力2.作用力、反作用力在受力分析时的应用
【使用说明及学法指导】
依据学习目标,研读课本P81—P84,明确什么是作用力、反作用力,牛顿第三定律的内容,以及在受力分析时如何应用。
【问题导学】
1.阅读课本P81前三段后分析:用你的左手击打右手,哪个是施力物体?哪个是受力物体?

2.以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”但石头却“安然无恙”,请你用身边的物体,模仿出鸡蛋碰石头的情景,分析:是鸡蛋对石头的力太小,还是石头对鸡蛋的力太大呢?

3.仔细阅读课本P83例题后分析:
涉及木块受到的作用力与反作用力共有几对?
画出静止在斜面上的木块受到的力的示意图

【预习自测】
1.物体静止在水平桌面上,下列说法正确的是()
A.物体受到桌面的支持力等于物体的重力,但它们不是一对平衡力
B.物体对桌面的压力就是物体的重力,它们是一对作用力与反作用力
C.物体对桌面的压力大小等于桌面对物体的支持力的大小,它们是一对作用力与反作用力
D.物体对桌面的压力的大小等于桌面对物体的支持力的大小,它们是一对平衡力

2.下列说法正确的是()
A.拔河比赛时,胜方拉对方的力大于败方拉对方的力
B.马能拉车前进是因为马对车的拉力大于车对马的拉力
C.太阳对地球的吸引力与地球对太阳的吸引力大小一定相等
D.用铁锤钉钉子,锤对钉的打击力与钉对锤的作用力大小一定相等
【我的疑惑】
请写出你的疑问,让我们在课堂上一起解决!

【合作探究】
探究点一、牛顿第三定律
问题1.
把两个弹簧测力计A和B连接在一起,用手拉B,结果发现两个弹簧测力计示数,改变拉力,弹簧测力计示数也都随着,但两个示数总是,这说明作用力与反作用力大小,方向。
总结:牛顿第三定律的内容

【针对训练】
1.关于作用力与反作用力,下列说法中正确的是()
A.作用力和反作用力一定是同一性质的力
B.作用力与反作用力一定同时产生,同时消失
C.作用力与反作用力的作用效果一定互相抵消
D.作用力与反作用力的大小一定相等,方向一定相反

2.下列说法中正确的是()
A.人走路时地对脚的推力大于人对地的蹬力,所以人才能向前进
B.只有人站着不动时人对地的压力才与地对人的弹力等大
C.人站着在地面上时人对地的压力总是与地对人的弹力等大
D.甲乙两队拔河比赛,甲队胜,是因为甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队的力
探究点二、物体的受力分析
问题2..
如图所示,A、B两物体叠放在一起,A受到一向右的力F=4N的作用,A、B与地面保持相对静止,画出A、B两物体的受力分析图,并指出哪两个力是作用力和反作用力,哪两个力是平衡力。
解:
总结:
作用力与反作用力跟平衡力的区别:
一对作用力和反作用力一对平衡力
共同点


点作用对象
作用时间
力的性质
【针对训练】
1.1.一物体静止于一斜面上,如图所示,则下述说法正确的是()
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B.物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D.物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
★2.机车A拉着一节车厢B沿水平轨道向有行驶。用FAB和FBA分别代表A对B和B对A的作用力。已知B行驶时受到的阻力F阻=2.0×103N。画出受力分析图,回答以下问题。
(1)A拉B匀速行驶时,FAB与F阻是什么关系?FAB和FBA是什么关系(要说明大小和方向两方面的关系,并说明回答的根据)?

(2)A拉B加速行驶时,FAB与F阻是什么关系?FAB和FBA有什么关系?若车厢B的质量mB是4.0t,加速度a是0.3m/s2,FAB和FBA各是多少?