教科版高一物理教案全集

教科版高一物理教案全集修一)(总145页)

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必

( 质点 参考系 空间 时间

教学目标 1.知识与技能

⑴了解机械运动、质点、参考系的概念 ⑵了解时间间隔与时刻的区别和联系 ⑶掌握时刻中n秒初与n秒末的差异 2.过程与方法

⑴通过对初中物理机械运动和参照物的复习，建立参考系的概念 ⑵通过对质点的学习，了解理想化方法以及理想模型

⑶通过对时间间隔与时刻的辨别，初步学会分辨n秒初与n秒末 3.情感态度与价值观

通过对物体能否被看作质点的条件，培养学生建立具体问题具体分析的辩证唯物主义哲学思想。

教学重点：1.质点的概念

2.时间间隔与时刻的区别与联系、

教学难点：n秒初与n秒末的区别 课时安排 1课时 教学过程

导入

师：同学们，现在我们开始学习高中物理的力学知识。在开始学习力学知识之前，我们需要了解力学中几个基本概念。

力学可以分为两部分：只是对物体运动的描述，而不究其运动的原因的部分，我们把它叫做运动学（教材第一章），它解决的是是什么的问题；对物体运动的原因以及相关规律的研究，我们把它叫做动力学（教材第三章），它解决的是为什么的问题。

这一节课，我们来了解运动学中的几个基本的概念。 新课开讲 1.机械运动

初中阶段我们已经学习了机械运动的概念，它是指物体的位置随时间的变化的运动。它是自然界中最简单、最基本的运动形式。

在初中阶段学习机械运动的时候还学习了运动的绝对性和静止的相对性的物理学规律。我们说运动是绝对的，静止是相对的。那么为了描述一个物体的运动状态，我们还学习了参照物的概念。

2.参考系

初中阶段我们说为了描述一个物体的运动状况，我们需要选择一个物体与它做参照，这个被选的物体就叫做参照物，现在我们把它叫做参考系。

参考系的选取需要遵循以下的原则：

a.参考系是被假定不动的物体 b.研究对象不能被选作参考系

c.参考系的选择是任意的，运动和静止的物体都可以选作参考系 d.通常把地面或固定在地面上不动的物体选作参考系

讨论：“刻舟求剑”这个故事家喻户晓。这个故事不但有讽刺意义，而且还包含了一定的物理知识。请从物理学的知识讨论一下该人找宝剑选择的参考系是什么？请你为他提供一种找到宝剑的方法。

3.质点

我们先来计算这样几个问题：

D5182次列车上午8:09分从成都火车北站出发，9:40分到达南充火车客站，成都火车北站到南充火车客站铁路全长215 km，列车的长度是384 m。

a.试计算D5182次列车的平均速度为多大？

b.列车全部通过西山隧道需要多长时间？其中假设西山隧道全长827 m。 通过计算，我们很容易得到D5184次列车的平均速度为 m/s，列车全部通过西山隧道的时间为 s。

在计算列车的平均速度时我们没有考虑列车的全长，而在计算列车全部通过西山隧道的问题中，我们却把列车全长考虑在内。这是因为在前一个问题中，铁路的长度远远大于列车的长度；而在后一问题中，列车的长度与隧道的长度比较起来相差不大，因此我们需要考虑列车的长度。

像第一个问题这样的，不考虑物体的大小的情况下，我们就可以把物体看成一个点，这样的点在物理学上，我们把它称作质点。

⑴概念：用来代替物体的有质量的点。

在这里需要强调的是“用来代替物体的”，说明不是真实的，是一种假设（一个物体不可能没有大小）。但是，这个物体的大小对于我们所研究的问题来说影响不大，这个时候我们就可以忽略掉这个物体的大小。我们把这种保留主要因素而忽略次要因素的思想方法成为理想化方法。而这种从实际物体中抽象出来的、被理想化了的研究对象称为理想模型。理性化方法、理想模型在物理学中有着广泛的应用，这在后面我们还会遇到。

这里还要强调一点：这里的点是有质量的，区别于数学上的点。 因此我们要对质点做点说明。 ．．．．．．．．．．．．⑵说明：a.质点是一种理想模型。

b.物理学上的质点与数学上的点是有区别的，不能混为一谈。

回到刚刚提到的列车问题上，在第一问中列车之所以能够看成质点是因为它的长度远远小于铁路的长度，而在第二问中，列车的长度对于隧道长度来说却不可忽略。同样的一个物体，在有些问题中可以看成质点，然而在另外一些问题中却不能被看着质点。因此，我们可以看出：一个物体能否被看成质点是由其在具体的问题决定的而不是由物体的大小决定的，当其大小和形状对所研究的问题影响不大时就可以看成质点；反之，则不能。

因此，我们要具体问题具体分析。具体问题具体分析是马克思主义活的灵魂（列宁语），希望同学们在以后的问题上都要坚持具体问题具体分析的辩证唯物主义的思想。

⑶物体被看作质点的条件：物体的大小和形状对所研究的问题来说可以忽略不计，这时物体能够看成质点

4.时间 空间 时刻

对于时间和空间，我们并不陌生。但是在物理学中，时间和时刻却是两个容易混淆的概念。

在上图中，时刻就是时间轴上的一个点（比如图中的t1、t2），而时间间隔（一般意义上我们称时间）为两个时刻之差，即图中的t即为时间。

关于时刻还有两组容易混淆的理解，那就是n秒初与n秒末所经历时间。比如：3 s初指的是从计时起点开始到3 s初经过了2 s的时间，而3 s末指的是从计时起点到3 s末经历了3s的时间。这一点在同学们刚刚学习高中物理时特别容易搞混的地方，应引起注意。

小结

通过本节课的学习，我们复习了初中物理中的机械运动、参照物（参考系）等概念，学习了质点的概念以及学会区分时间与时刻。还要懂得了物理学中的理想化方法与理想模型以及辩证唯物主义中的具体问题具体分析的哲学方。

课后作业

完成《课后练习》的所有作业以及预习第一章第二节《位置变化的描述——位移》 板书设计

质点 参考系 空间 时间

一、机械运动

物体位置随时间的变化 二、参考系

为了描述一个物体的运动情况，而选其他物体为参考，这个被选做参考的物体就叫做参照物，也叫参考系 三、质点

1.定义：用来代替物体的有质量的点 2.说明：a.质点是一种理想模型

b.物理学上的质点与数学上的点是有区别的，不能混为一谈

3.条件：物体的大小和形状对所研究的问题来说可以忽略不计，这时物体能够看成质点 四、空间 时间 时刻

1.时刻：时间轴上的一点

2.时间间隔（时间）：两时刻之间的时刻差

课后反思

位置变化的描述—位移

教学目标

1．理解位移的概念，了解路程与位移的区别．

2．知道标量和矢量，知道位移是矢量，时间、时刻和路程是标量． 3．能用数轴或一维直线坐标表示时刻和时间、位置和位移． 4．知道时刻与位置、时间与位移的对应关系． 重点难点

重点：位移的概念以及它与路程的区别． 难点：理解位移的概念，会用有向线段表示位移． 设计思想

位移和路程是两个不同的物理量，位移是用来表示质点变动的，它的大小等于运动物体初、末位置间的距离，它的方向是从初位置指向末位置，是矢量；而路程是物体实际运动路径的长度，是标量．这两个概念是运动学中的基本概念，是学生学好后续课程内容的重要基础，所以在教学中要特别注意帮助学生形成准确而清晰的第一印象。还想通过刚开始的这几节课让学生认识到物理和实际生活是密不可分的，认识到物理的重要性。所以通过一些生活实例来解读位移和路程的概念。同时利用数学知识和方法即用数轴来表示位移轴，在位移轴上，点表示某一时刻的位置，线段表示某段时间内的位移．要选位置参考点(位置零点)，直线运动中，可选某一单一方向作为正方向，朝正方向离开

参考点的位置都为正，朝负方向离开参考点的位置都为负．位移方向与规定方向相同时为正相反时为负．标量遵从算术加法的法则，矢量遵从三角形定则(或平行四边形定则，以后会学到，不让学生知道)．这样既直观又易懂。同时让学生举例并进行讨论。对学习基础较好的同学，可以指导学生阅读课本，提出问题，分组讨论解决问题。这样既调动了学生学习的积极性，也培养了学生的阅读能力，提出问题的能力，合作探究等方面的能力。 教学资源 《位置变化的描述——位移》多媒体课件 教学设计【课堂引入】

问题：阅读课本关于塔克拉玛干沙漠的故事，提到的三个问题涉及哪三个物理量？

物体的任何机械运动都伴随着物体在空间中位置的改变，我们用什么来量度物体位置的改变呢? 【课堂学习】

学习活动一：确定位置的方法

师： 你现在在哪儿如何描述 学生： “扬州市新华中学” 师：不认识新华中学的人还是不知道你在哪儿？ 学生：扬子江中路728号。

师：能再具体点儿吗？ 学生：高一（1）班 师：能再具体点儿吗？ 学生：第二行第五个 问题1：什么是位置？

物体所在的具体地点叫位置。

问题2：阅读课本第6页观察思考，如何描述物体的位置和位置的变化？

建立坐标系．如果物体在一维空间运动，即沿一条直线运动，只需建立直线坐标系，就能准确表达物体的位置；如果物体在二维空间运动，即在同一平面运动，就需要建立平面直角坐标系来描述物体的位置；当物体在三维空间运动时，则需要建立三维直角坐标系来描述。

问题3：对照课本第7页图1-2-5、1-2-6，怎样建立坐标系来研究物体的位置及其位置的变化？

学习活动二：位移

师：从北京到上海，观察地图，你有哪些不同的选择这些选择有何相同或不同之处

生：从北京到上海，可以乘汽车，也可以乘火车或飞机，还可以中途改变交通工具．选择的路线不同，运动轨迹不同，但就位置变动而言，都是从北京来到了上海．

问题1：根据上面的学习，你能给出位移的概念以及如何表示位移呢?

位移是表示物体位置变化的物理量．从物体运动的起点指向运动的终点的有向线段来表示位移．

问题2：位移就是初中学过的路程吗什么是路程 位移不是路程。路程是质点实际运动轨迹的长度． 问题3：怎样在坐标系中表示位移呢？

如果物体做的是直线运动，运动中的某一时刻对应的是物体处在某一位置，如果

是一段时间，对应的是这段时间内物体的位移．

如上图所示，物体在时刻t1处于“位置”x1，在时刻t2运动到“位置”x2，那么(x2－ x1)就是物体的“位移”，记为Δx ＝x2－ x1

可见，要描述直线运动的位置和位移，只需建立一维坐标系，用坐标表示位置，用位置坐标的变化量表示物体位移．

在一维坐标系中，用正、负表示运动物体位移的方向．如下图所示汽车A的位移为负值，B的位移则为正值．表明汽车B的位移方向为x轴正向，汽车A的位移方向为x轴负向．

学习活动三：标量和矢量

阅读课本第8页

问题1：什么是标量什么是矢量

只有大小没有方向的物理量称为标量；既有大小又有方向的物理量称为矢量。矢量用一根带箭头的线段（有向线段）表示，线段的长短表示矢量的大小，箭头的方向表示矢量的方向。

问题2：位移、路程、温度、质量、体积、长度、时间、电流、压强哪些量是标量，哪些量是矢量？

路程、温度、质量、体积、长度、时间、电流、压强是标量，位移以

及下面几节课要学的速度、加速度和力都是矢量。

问题3：但是电流和压强是有方向的，它们应该是矢量呀，为什么是标量呢矢量和标量的运算法则

标量遵循算术法则，矢量遵循平行四边形法则(第二章学)

学习活动四：位移和路程 甲：请问到市图书馆怎么走?

乙：从你所在的市中心向南走400 m到一个十 字路口，再向东走300m就到了． 甲：谢谢! 乙：不用客气．

请在图上把甲要经过的路程和位移表示出来．

问题：归纳一下：位移和路程有什么不同?

1、质点的位移与运动路径无关，只与初位置、末位置有关．

2、位移与路程不同，路程是质点运动轨迹的长度，路程只有大小没有方向，是标量．

师：位移的大小有没有等于路程的时候? 学生讨论后回答，并交流自己的看法．

生：在直线运动中，位移的大小就等于路程。教师适时点拨，画一往复直线运动给学生讨论．

生：在单方向的直线运动中，位移的大小就等于路程． 教师总结

师：只有在单向直线运动中位移的大小才等于路程，在其他情况中，路程要大于位移的大小． 【课堂小结】

问题1：什么是位置以及如何描述位置？ 问题2：什么是位移以及如何描述位移？

问题3：什么是矢量和标量，遵循什么运算法则？ 问题4：位移和路程的区别？ 【板书设计】

二 位置变化的描述——位移

一、位移 初位置指向末位置的有向线段表示位移，描述物体位置的改变； 二、路程 质点运动轨迹的长度； 三、矢量 矢量既有大小，又有方向；

四、标量 只有大小，没有方向，标量相加遵从算术加法的法则，路程是标量，取决于物体运动路径； 五、位置 用坐标表示位置；

六、位移 用位置坐标的变化量表示物体，位移是矢量，与运动路径无关，只由初末位置决定；

运动快慢与方向的描述—速度

教学目标

1.知识与技能

⑴理解速度、平均速度、瞬时速度、速率、平均速率等概念. ⑵知道匀速直线运动v-t图像的特点以及图像“面积”的物理意义. ⑶能用v-t图像描述物体的运动情景.

⑷会正确使用打点计时器（电火花打点计时器、电磁打点计时器）. 2.过程与方法

⑴通过初中阶段对速度、平均速度的回忆，建立高中阶段速度、平均速度、瞬时速度的概念.

⑵通过对实验仪器的介绍，了解打点计时器的使用方法 3.情感态度与价值观

⑴通过对速度、平均速度等概念的升华，明确新事物必然代替旧事物的理念.

⑵培养学生做实验的热情以及爱护实验仪器、正确操作实验仪器的良好习惯. 教学重难点

教学重点：1. v-t图像 2.用打点计时器测量平均速度和瞬时速度

教学难点：v-t图像的应用 课时安排 2课时 四、教学过程

导入 师：同学们，在初中阶段我们已经学习了速度、平均速度的概念。当时我们是在路程的概念上建立的速度与平均速度的概念。现在，我们知道位移能够更好的描述物体的运动，对应的速度和平均速度又该如何定义呢？这就是我们这一节课需要解决的问题。同时，在这一节中我们还会认识一种新的实验仪器——打点计时器。 新课开讲

1.速度 根据初中阶段对速度的定义，我们可以依葫芦画瓢得出有关速度的有关知识。

定义：单位时间内通过的位移。 计算公式：v=

x（x为位移） t通过上一节的学习，我们知道位移为矢量，根据矢量的性质，我们不难得出速度也为矢量，其方向为物体的运动方向。

⑵ 单位:m/s或km/h 换算关系：1m/s=h

⑷物理意义：速度是描述物体运动快慢的物理量。 2.平均速度

按照同样的道理我们也很容易的得出平均速度的有关知识。

⑴定义：物体在一段时间内总的位移除以总时间，就是这段时间内的平均速度。

⑵计算公式：v=

x t

平均速度也是矢量，其方向由总的位移的方向确定。 ⑶物理意义：平均速度是描述物体平均运动快慢的物理量。 3.瞬时速度

平均速度只能初粗略的描述物体运动的快慢，为了精确的描述物体在某时刻或经过某位置的运动快慢，我们引入了瞬时速度的概念。

定义：当运动的物体在某时刻或经过某位置的平均速度，我们把它叫做瞬时速度。

对于瞬时速度的测量非常的困难，因此，现在普遍采用一段很短时间内（趋近于0）的平均速度作为某个时刻的瞬时速度。教材后面的发展空间的应用数据实时采集系统（DIS）测量瞬时速度以及气垫导轨测量瞬时速度都是测量的是一段时间内的平均速度，只是在这段时间非常的短，几乎可能看成时刻。

瞬时速度也是一个矢量，它表示的是物体在某一时刻运动的快慢，它的方向就是物体在某一时刻运动的方向。

瞬时速度的大小称为瞬时速率，简称速率。速率只有大小没有方向，是标量。

在某些参考书上引入了平均速率这个物理量，它的计算就相当于初中阶段定义的平均速度，即路程与时间的比值。

例题1：下列所说的速度中，哪些是平均速度哪些是瞬时速度 A.百米赛跑的运动员以s的速度冲过终点线； B.列车提速后的速度达到250km/h； C.由于堵车，汽车的速度仅为s；

D.返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中； E.子弹以800m/s的速度撞击到墙上。 答案：平均速度有BC，瞬时速度有ADE。

例题2：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每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．变速直线运动中任意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

答案：AC

例题3：物体沿一条直线运动，下列说法正确的是( ) A.物体在某一时刻的速度是3m/s,则物体在1s内一定运动了3m

B.物体在某1s内的平均速度是3m/s，则物体在这1s内的位移一定是3m C.物体在某一段时间内的平均速度是3m/s，则物体在1s内的位移一定是3m

D.物体在发生某一段位移过程中的平均速度是3m/s，则物体在发生这段位移一半时的速度一定也是3m/s

答案：B

例题4：某人爬山，从山脚爬到山顶，然后又从原路返回到山脚，上山的平均速度为

v1,下山的平均速度为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率是( )

A.

v1+v2v1+v2v-vv-v， B. 12，12 2222v1-v22vv ，12 v1+v2v1+v2，

答案：D

4.速度——时间(v-t)图像

⑴定义：以速度为纵轴、时间为横轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系画出物体随时间的变化关系，这样的图像就叫做速度——时间图像（v-t图像），简称速度图像。（如图1）

⑵几个直线运动的v-t图像（如图2）

⑶图像的面积意义：一段时间内，速度随时间的变化关系与时间轴所包围的面积即为这段物体的位移。（如图3）

例题5：根据v-t图像，计算物体运动的位移。 ⑴求3s内物体运动的位移 ⑵求3s~7s内物体运动的位移 ⑶ 求2s~5s内物体运动的位移

1答案：(1)x=36=9m

21(2) x=(46)4=20m

211(3) x=7221=6m

225.实验：用打点计时器测量平均速度和瞬时速度 ⑴实验原理

打点计时器是利用交流电的周期变化来打点的。我国的交流电的频率是50Hz，因此打点计时器的打点时间间隔为。

在高中阶段，我们主要使用电火花打点计时器和电磁打点计时器这两种，下面分别介绍。

⑵仪器介绍

①电火花打点计时器

电火花打点计时器形状和结构见图4和图5。

电火花使用220V的交流作为电源，它产生的高压电火花和墨粉在纸带上产生痕迹（即为打点）

②电磁打点计时器 电磁打点计时器的形状和结构图如图6和图7所示。

电磁打点计时器使用学生交流电源（一般为6V）作为电源，利用电流的磁效应产生的力使振针在复写纸上震动在纸带上产生痕迹。

③两种打点计时器的比较

电火花打点计时器没有复写纸，因此可以减小摩擦，实验数据准确；但是其使用220V的电压，使用时存在不安全隐患。

电磁打点计时器使用6V交流电，相对电火花打点计时器来说相对安全，但是由于具有复写纸与纸带间的摩擦，实验精度不如电火花打点计时器。

现在有一种叫做电火花描迹仪，客服了上述两种打点计时器的弊端，但由于其价格昂贵，现在还没大量使用，仅在部分重点中学有。基于这个原因，我们在此不再介绍。

⑶实验仪器

木板、铁架台、小车、电磁打点计时器、纸带、交流电源 ⑷实验步骤

① 按照图8所示安装好实验装置

②接通电磁打点计时器的电源开关，待打点稳定后释放纸带 ③按照②的方法连续打5条纸带 ⑷ 实验数据的处理

把打好的纸带，每隔5个点取一个计数点（如图9所示）。

①用刻度尺量出A点到B点、C点、D点、E点、F点的距离分别记为sAB、

sAC、sAD、sAE、sAF并填入表1中

②利用平均速度的公式分别计算出纸带A到F点的平均速度，填入表1

② 利用vBsAC计算出B点的速度vB TAC③ 用②的公式计算出C点、D点、E点的速度并填入表1

⑤用上面的方法计算出每条纸带的平均速度和B点、C点、D点、E点的瞬时速度。

表1 小车的平均速度和各点的瞬时速度

位移 瞬时速度 平均速度 sAB= vB = sAC= vC = sAD= vD = sAE= vE = sAF= v= ⑹实验注意事项

打点计时器在使用时需要先开电源（既先让打点计时器开始打点）然后再释放纸带。

想一想：这是为什么？ 小结

通过本小节的学习，我们在初中物理知识的基础上明确了速度、平均速度、瞬时速度、速率等概念；学会了打点计时器的打点原理以及其使用方法；初步了解了速度时间图像的物理意义，会用速度时间图像做简单的计算。

课后作业

完成《课后练习》的全部作业以及预习第四节《速度变化快慢的描述——加速度》。 板书设计

运动快慢与方向的描述

一、速度

1.定义：单位时间内通过的位移 2.计算公式：v=x/t（x为位移） 3.单位：m/s或km/h 换算关系：1m/s=h

4.物理意义：速度是描述物体运动快慢的物理量。

二、平均速度

1.定义：物体在一段时间内总的位移除以总时间，就叫做这段时间内

的平均速度。

2.计算公式：v=

x t

3.物理意义：平均速度是描述物体平均运动快慢的物理量。 三、瞬时速度、速率

1.定义：物体通过某一位置或某一时刻的速度，瞬时速度的大小叫做

速率。

2.方向：物体运动的方向 四、速度——时间(v-t)图像

1.定义：以速度为纵轴、时间为横轴，建立一个平面直角坐标系，在该坐标系画出物体随时间的变化关系，这样的图像就叫做速度——时间图像（v-t图像），简称速度图像。

2.几个直线运动的v-t图像

3.图像的面积意义：一段时间内，速度随时间的变化关系与时间轴所包围的面积即为这段物体的位移。 五、实验：打点计时器的使用 1.实验原理

2.仪器介绍

电火花打点计时器、电磁打点计时器 3.实验器材 4.实验步骤 5.实验数据处理 6.实验注意事项

课后反思

速度变化快慢的描述—加速度

一、 教学目标

知识与技能

1.知道加速度的物理意义并掌握其定义公式和单位.

2.知道加速度的方向与速度变化量方向一致并区别加速度、速度、速度变化量. 过程与方法

1.通过比值定义法，进一步了解加速度的物理意义.

2.通过对速度变化快慢描述的探索过程，体会一个量的变化与变化快慢的区别. 情感态度与价值观

1.本节在物体运动快慢的基础上进一步提出速度变化快慢的问题.

2.通过探索用比值定义法得出加速度的概念，感悟到探索问题、解决问题的兴趣和学无止境的观点.

二、 教学重点

1.加速度概念的建立和加速度与匀变速直线运动的关系. 2.加速度是速度的变化率，它描述速度变化的快慢和方向.

三、 教学难点

1.理解加速度的概念，树立变化率的思想. 2.区分速度、速度的变化量及速度的变化率.

四、 教学过程

导入新课

复习导入

教师通过课件展示甲、乙v-t图象，供同学们交流讨论，并设疑对比思考.指导学生对两个匀变速直线运动的v-t图象认真观察，找出速度随时间的变化规律.

学生归纳总结出：甲图中，物体的速度每秒变化5 m/s. 乙图中，物体的速度每5 s变化5 m/s.

引导学生体会速度的变化有快有慢，我们今天学习的加速度这一概念就是用来描述速度变化快慢的物理量，很自然地引出本节学习的内容. 推进新课 一、加速度

利用多媒体投影播放赛车、高速列车、自行车、运动员等录像，提出问题，让学生思考讨论.谁的速度“增加”得快如何来表示增加的快慢

课件展示：依次展示三个速度表格，分析比较速度改变的快慢. 表一：

时刻/s 甲v/（m·s） 乙v/（m·s） 丙v/（m·s） 丁v/（m·s） -1-1-1-10 20 10 35 50 5 25 30 30 35 10 30 50 25 20 15 35 70 20 5 表二：

轿车启动 5吨货车启动 10吨货车启动 表三：

A自行车下坡 B公共汽车出站 C火车出站 D飞机在空中飞行 初速度（m/s） 2 0 0 300 末速度（m/s） 11 6 20 300 所用时间（s） 4 3 100 10 初速度（km/h） 20 20 20 末速度（km/h） 50 50 50 所用时间（s） 7 38 50 教师设疑：在表三中，A物体在4 s内速度从2 m/s增加到11 m/s，怎样描述物体运动的速度增加的快慢呢？

交流总结：用物体速度的增量除以所用时间来描述这段过程物体速度增加的快慢. 归纳 1.定义：加速度等于速度的改变跟发生这一改变所用的时间的比值.

2.表达式：a=

vtv0 t2

2

3.单位及符号：米/秒 m/s(国际单位制)

思考 问题1：“上海磁悬浮列车的最高速度可达430 km/h,它的加速度一定很大”.这一说法对吗为什么

问题2：运载火箭在点火后的短时间内，速度的变化很小，它的加速度一定很小吗？

分析总结 加速度和速度的区别：

1.速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大. 2.速度变化量大，加速度不一定大.

3.加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零.

说明：（1）加速度是矢量，加速度方向与速度变化方向相同，物体做匀加速直线运动时，加速度的方向跟速度的方向相同；做匀减速直线运动时，加速度的方向跟速度的方向相反. （2）加速度的正负只表示方向，不表示大小。 二、从v-t图象看加速度

教师指导学生认真观察课本中的v-t图象，并思考：速度—时间图象描述了什么问题怎样建立速度—时间图象

教师引导，学生讨论后回答.学生在没有学习斜率概念前，可以用陡度的“平缓”或“陡”来表述.

学生总结归纳：a直线的倾斜程度更厉害，也就是更陡些，而b相对较平缓.所以，a的速度变化快，即a的加速度大，b的速度变化慢，加速度小.

知识小结：速度—时间图象是描述速度随时间变化关系的图象，它以时间为横轴，以速度为纵轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度—时间图象.

我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量Δv，时间间隔Δt.

这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式a=

v就行了. t五、 课堂小结

本节课重点学习了加速度的概念及其特性，注意加速度是矢量及这里的“加”并不是“增

加”的意思，它反映的是速度变化快慢的程度.

加速度是速度的变化与发生这一变化所用时间的比值.也就是速度对时间的变化率，在数值上等于单位时间内速度的变化.它描述的是速度变化的快慢和变化的方向.加速度的大小由速度变化的大小和发生这一变化所用时间的多少共同决定，与速度本身的大小以及速度变化的大小无必然联系.加速度大表示速度变化快，并不表示速度大，也不表示速度变化大.加速度是矢量，它的方向就是速度变化量Δv的方向，与速度方向无必然联系.加速度是状态量，与时刻（或位置）相对应.

可以从速度—时间图象中倾斜直线的陡缓定性看出加速度的大小，也可以从图象中定量求出加速度的大小.

七、教学后记

匀变速直线运动速度与时间的关系

教学目标

1.知道什么是匀变速直线运动．

2.理解匀变速直线运动的速度与时间的关系式vt=v0+at，会用其解简单的匀变速直线运动问题．

3.知道匀变速直线运动的v-t图象特点，知道图像的斜率反映匀变速直线运动的加速度． 重点难点

重点：掌握匀变速直线运动中速度与时间的关系式及应用 难点：匀变速直线运动v-t图象的理解及应用 设计思想

通过本节教学，不但要使学生认识掌握匀变速直线运动的规律，而且要通过对这一问题的研究，使学生了解和体会物理学研究问题的方法，图象、公式、以及处理实验数据的方法等，这一点可能对学生更为重要，要通过学习过程使学生有所体会．本节在内容的安排顺序上，既注意了科学系统，又注意学生的认识规律．讲解问题从实际出发，尽量用上一节的实验测量数据．运用图象这种数学工具，相对强调了图象的作用和要求，这是与以前教材不同的．在现代生产、生活中，图象的运用随处可见，无论学生将来从事何种工作，掌握最基本的应用图象的知识，都是必须的．学生在初学时往往将数学和物理分割开来，不习惯或不会将已学过的数学工具用于物理当中，在教学中应多在这方面引导学生．本节就是一个较好的机会，将图象及其物理意义联系起来．

在本节教材最后，通过图象提出了一般变速运动（非匀变速运动）的问题，这是对问题自然的扩展和引伸，目的是开阔学生思路，并不是要深入讲解非匀变速运动．教学中对基础较好的学生要求掌握，以利因材施教，使学生各得其所．

教学资源 《匀变速直线运动速度与时间的关系》多媒体课件 教学设计

【课堂引入】

活动：图1-5-1是玩具小车的频闪照片，频闪的时间间隔为，测得的小车运动的数据如下表所示．

图1-5-1 小车做匀变速直线运动的频闪照

时间t/s 位置坐标x/cm 瞬时速度v/（cm·s1-0 ） 1、取与某点相邻的两个计数点间的平均速度为该点的瞬时速度，并填在下表中：

时间t/s 位置坐标x/cm 瞬时速度v/（cm·s1-0 ） 2、在图1-5-2中按实验数据描点，并用一条平滑曲线将坐标系中的点连接起来，你能看出该物体速度的变化有什么特点吗？从图中求出该物体的加速度．

图1-5-2

【课堂学习】

学习活动一：匀变速直线运动

问题1：v-t图象是一条直线，该物体的速度是怎么变化的？从图中求出该物体的加速度．

（该物体的速度随时间是均匀变化的（匀变速直线运动），av1.6m/s2，t斜率

v代表物体的加速度．） t问题2：什么是匀变速直线运动？

（在物理学中，速度随时间均匀变化即加速度恒定的运动被称为匀变速直线运动 （uniformly accelerated rectilinear motion）．飞机在起飞阶段的运动，火车、汽车等交通工具在起动和刹车阶段的运动，小车在斜面上的运动等，都可以看成是匀变速直线运动．） 问题3：匀变速直线运动有哪些特点？

（速度均匀变化，加速度恒定，v-t图象是一条倾斜的直线．）

（过渡：除了图象外，还可以用什么方法表达物理规律？启发引导学生用数学公式来表达．）

学习活动二：速度与时间的关系

问题1：匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，是加速度不变的运动．设初始时刻速度为v0，t时刻速度为vt，则加速度的表达式是什么？

avvtv0 tt问题2：设初始时刻速度为v0，加速度为a，则经过时间t的速度vt=？

vtv0at

通常取初速度v0方向为正方向，加速度a可正可负（正、负表示方向），在匀变速直线运动中a恒定．（1）当a与v0同方向时，a>0，表明物体的速度随时间均匀增加；

（2）当a与v0反方向时，a<0，表明物体的速度随时间均匀减

少．）

学习活动三：匀变速直线运动的v-t图像

问题1：匀变速直线运动的规律除了用公式vtv0at表示，还可以用什么表示？

v-t图像

问题2：从v-t图像中我们可以得到哪些信息？

（①任意时刻的速度；②物体做何种运动，匀速直线运动的v-t图象是一条平行于t轴的直线，匀加速直线运动的速度图象是一条斜向上倾斜的直线，匀减速直线运动的速度图象是一条斜向下的倾斜的直线．③物体的加速度，图象的倾斜程度（斜率）反映速度变化的快慢，代表加速度．） 问题3：根据下列图象说明质点的运动情况．

问题4：如图所示是一个物体运动的速度一时间图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的：

（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度 （2）运动的方向是否变化 （3）速度的大小是否变化怎样变化

参：（1）具有一定的初速度（2）是，t3时刻改变方向（3）是，略 问题5：（1）物体运动的速度怎样变化?

（2）在相等的时间间隔内，速度的变化量总是相等吗?

（3）物体在做匀加速运动吗?

参：（1）变大（2）不等（3）不是，相同时间内变化量变化量变小了，加速度变小了，切线的斜率代表加速度。

问题1：一质点从静止开始以1m/s2的加速度匀加速运动，经5s后做匀速运动，最后2s的时间质点做匀减速运动直至静止，则质点匀速运动时的速度是多大减速运动时的加速度是多大

解析：质点的运动过程包括加速一匀速一减速三个阶段，如图．

图示中AB为加速，BC为匀速，CD为减速，匀速运动的速度既为AB段的末速度，也为CD段的初速度．这样一来，就可以利用公式方便地求解了． 由题意画出图示，由运动学公式知：

vBv0at＝5m/s，vCvB＝5m/s

由vv0at应用于CD段（vD0）得：a示a与v0方向相反．）

vDvC052

2.5m/s（负号表t2问题2：足够长的斜面固定在水平地面上，一物体以v0=4m/s的初速度从斜面底端向上滑行，加速度大小a=2m/s2，如图所（1）物体经过多长时间到达最高点． （2）经过时间t1=1s，速度v1多大？

（3）经过时间t2=3s，速度v2多大？

解析：（1）由vtv0at得：0=4m/s+(-2m/s2)t，解得t=2s

（2）由vtv0at4(2)12(m/s)，1s后汽车的速度大小为2m/s，方向与初速度相同．

（3）由vtv0at4(2)32(m/s)，3s后汽车的速度大小为2m/s，方向与初速度相反．

问题3：一辆汽车以20m/s的初速度做匀减速刹车，若刹车过程的加速度大小为3m/s2，求8s后此汽车的速度．

解析：错误解法：由vtv0at20(3)84(m/s)，认为8s后汽车的速度大小为4m/s，方向与初速度相反．

汽车刹车运动，可能在8s前就停下来了，而汽车在实际运动中停下后不会继续匀减速即向反向匀加速，所以此题必须先解出汽车停下来所用的时间

示。求：

t′=

206.67s，即汽车刹车后已停下，速度为零，因此8s时的速度也为3零．可见解匀减速运动问题，在求末速度时，必须考虑实际情况，先求出停止所用时间，看所求的时刻物体是否已经停下来，然后再计算末速度． 【课堂小结】

问题1：什么是匀变速直线运动？

问题2：速度与时间关系的表达式是什么

问题3：从v-t图像中我们可以得到哪些信息？

【板书设计】

第五节 匀变速直线运动速度与时间的关系

一、匀变速直线运动 二、速度与时间的关系式 1．表达式：vtv0at

2．（1）当a与v0同方向时，a>0，速度随时间均匀增加； （2）当a与v0反方向时，a<0，速度随时间均匀减少． 三、匀变速直线运动的v-t图像

匀变速直线运动位移与时间的关系

教学目标

1.理解v-t图象中图线与t轴所夹的面积表示物体在这段时间内运动的位移．

12.了解位移公式的推导方法，掌握位移公式xv0tat2．

23.知道位移-时间图像． 重点难点

1重点：理解匀变速直线运动的位移与时间的关系xv0tat2及其应用

2难点：微元法推导位移时间关系式 设计思想

高中物理引入极限思想的出发点就在于它是一种常用的科学思维方法，前面教材用极限思想介绍了瞬时速度和瞬时加速度，本节介绍v-t图线下面四边形的面积代表匀变速直线运动的位移时，又一次应用了极限思想．当然，我们只是让学生初步认识这些极限思想，并不要求会计算极限．按教材这样的方式来接受极限思想，对高中学生来说是不会有太多困难的．学生学习极限时的困难不在于它的思想，而在于它的运算和严格的证明，而这些，在教材中并不出现．教材的宗旨仅仅是“渗透”这样的思想．在导出位移公式的教学中，利用实验探究中所得到的一条纸带上时间与速度的记录，让学生思考与讨论如何求出小车的位移，要鼓励学生积极思考，充分表达自己的想法，可启发、引导学生具体、深入地分析，肯定学生正确的想法，弄清楚错误的原因．本节应注重数、形结合的问题，教学过程中可采用探究式、讨论式进行授课． 教学资源 《匀变速直线运动位移与时间的关系》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】

前面我们学习了匀变速直线运动中速度与时间的关系，其关系式为

v=v0+at．在探究速度与时间的关系时，我们分别运用了不同方法来进行．我们知道，描述运动的物理量还有位移，那位移与时间的关系又是怎样的呢我们又将采用什么方法来探究位移与时间的关系呢

【课堂学习】

学习活动一：匀变速直线运动的位移

问题1：对于匀速直线运动，物体的位移对应着v-t图象中一块矩形的面积．对于匀变速直线运动，它的位移与它的v-t图象，是不是也有类似的关系？

问题2：在“探究小车的运动规律”的测量记录中，某同学得到了小车在0，1，2，3，4，5几个位置的瞬时速度．如下表：

位置编号 时间t/s 速度v/(m·s) -10 0 1 2 3 4 5 能否根据表格中的数据，用最简便的方法估算实验中小车从位置0到位置5的位移（估算时可以用某一时刻的瞬时速度代表它附近的一小段时间内的平均速度．）

（x＝×＋×＋×＋×＋×＝……）

问题3：在上面的讨论中不是取时，而是时间间隔更小时，结果会怎样？

（所取的时间间隔越短，平均速度越能更精确地描述那一瞬时的速度，误差也就越小．）

活动：根据上面提出的思想，我们利用v-t图象，研究以初速度v0做匀速直线运动的物体在时间t内发生的位移．

作出以初速度v0做匀加速直线运动的速度—时间图象（图甲）

学生分组活动：

A组：将整个运动过程分为5个小段（如图乙） B组：将整个运动过程分为10个小段（如图丙）

各个小矩形的面积之和近似地代表物体在整个过程中的位移：

问题4：比较A、B两组，观察哪组更接近于物体在整个过程中的位移？

问题5：为了使结果更精确一些，可以怎么做？

（可以想象，如果把整个运动过程划分得非常非常细，很多很多的小矩

形的面积之和就能准确地代表物体的位移了，这时小矩形顶端的“锯齿形”就看不出来了，这些小矩形合在一起就成了一个梯形OABC（如图丁）．梯形OABC的面积就代表做匀变速直线运动物体在0（此时速度为v0）到t（此时速度为

v）这段时间内的位移．） 学习活动二：位移与时间的关系式

在v-t图象中直线下面的梯形OABC的面积是：S1(OCAB)OA 21(v0vt)t 2把面积及各条线段换成所代表的物理量，上式变为：x1把前面已学过的速度公式：vtv0at代入上式，得到：xv0tat2

2这就是匀变速直线运动的位移与时间关系的公式，虽然是在匀加速直线运动的情况下导出的，但也同样适用于匀减速直线运动． （1）匀加速直线运动，a 与 v0 同方向，a > 0 （2）匀减速直线运动，a与v0 反方向时，a < 0 学习活动三：位移-时间图像 问题1：什么是位移-时间图像？

（横坐标表示时间t，纵坐标表示位移x，在 t 时刻物体相对于t=0时刻的位移为x，在坐标平面上用点标出不同时刻对应的位移值，并用平滑的线连接各点，形成的图线就是位移-时间图象（x-t 图像），简称位移图象．） 问题2：从x-t图像中我们可以得到哪些信息？

（在图象上的某一点表示运动物体在某时刻所处的位置；图线的斜率大小反映物体运动的快慢，斜率越大表明物体运动越快．）

问题1：一辆汽车以1m/s2的加速度行驶了12s，驶过了180m，汽车开始加速时的速度是多少？

解析：画出物理过程示意图，确定研究的对象和过程．

1x1根据位移公式xv0tat2得：v0at

2t2将数据代入：v0180m11m/s212s=9m/s 12s2问题2：以18m/s的速度行驶的汽车，紧急刹车后做匀减速直线运动，其加速度大小为6m/s2，求：（1）汽车在2s内通过的距离；（2）汽车在6s内通过的距离．

1111参：（1）2）v0tats2v18t2mat18(6)3m2m(246)m（3m27m 02222问题3：物体做匀变速直线运动的初速度为v0，末速度为vt，试证明：该物体在某段时间t的中间时刻的瞬时速度等于这段时间的内的平均速度，即

vtv2v0vt 2证明：设中间时刻的速度为vt，因为做匀变速直线运动，由vt=v0+at知，

2t从0～t/2时间段内，vt=v0+a  ①

22而从0～t时间段内，vt=v0+at ② 综合①②两式解得：vt2v0vt 2因为匀变速直线运动的速度是均匀变化的，故

vv0vt 2所以得vtv2v0vt，证毕． 2问题4：明明同学讲了一个龟兔赛跑的故事，按照明明讲的故事情节，聪聪画出了兔子和乌龟的位移图象如图所示，请你依照图象中的坐标，并结合物理学的术语来讲述这个故事．在讲故事之前，先回答下列问题． （1）明明故事中的兔子和乌龟是否在同一地点同时出发？ （2）乌龟做的是什么运动？

（3）兔子和乌龟在比赛途中相遇过几次？ （4）哪一个先通过预定位移到达终点？

参：（1）同一地点但不同时（2）两次（3）乌龟 问题5：物体做直线运动，其位移图象如图所示，试求： （1）5s末的瞬时速度． （2）20s内的平均速度． （3）第二个10S内的平均速度．

参：（1）3m/s（2）1m/s（3）1m/s 【课堂小结】

问题1：v-t图像与时间轴所围的面积代表什么

问题2：位移与时间关系的表达式是什么

问题3：从x-t图像中我们可以得到哪些信息？

【板书设计】

第六节 匀变速直线运动位移与时间的关系

一、匀变速直线运动的位移 二、位移与时间的关系式

11．表达式：xv0tat2

22．（1）匀加速直线运动，a与v0同方向，a>0 （2）匀减速直线运动，a与v0反方向时，a<0 三、位移-时间图像

对自由落体运动的研究

一、教学目标 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． 能用打点计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运动的加速度，知道它的方向，知道在地球上的不

同地方，重力加速度大小不同。

4． 掌握如何从匀变速直线运动的规律推出自由落体运动规律，并能够运用

自由落体规律解决实际问题。

过程与方法 1．通过演示实验，让学生进一步了解打点计时器的应用，定量的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的方法。

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。

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。 二、教学重点

1. 自由落体运动的概念及探究自由落体运动的过程。 2. 掌握自由落体运动的规律，并能运用其解决实际问题。

三、教学难点 理解并应用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。 四、教学过程 [引入] 展示生活中常见的物体下落的现象

物体下落的运动是一种常见的运动，当树叶片片飘落，雨点滴滴落下的时候，你们有没有注意过这种运动物体下落的过程有没有一定的规律可循呢今天我们将一起来探究物体下落的规律。 首先，我们来研究这样两个问题：

（1） 在现实生活中 ，不同物体的落体运动，下落的快慢相同吗？ （2） 重的物体一定下落得快吗

[演示实验]①让一张纸与小钢球同时自由下落，可看到什么现象（ 小硬币先落地）

②把刚才的纸袋揉成团，和小钢球由静止同时下落（几乎同时落地）

讨论：为什么会出现这种现象呢（

这是因为空气的阻力的影响。把纸袋揉成团，所受空气的阻力要比纸袋所受空气的阻力小得多，所以与小钢球几乎同时落地。）

如果把不同的物体放在真空的环境下研究它们下落的快慢，情况又是怎样的？

[演示实验] “牛顿管”实验 [多媒体演示] 模拟“牛顿管”实验

分析：影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用，没有空气阻力时，只在重力作用下轻重不同的物体，下落快慢相同。 [板书]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。

说明：如果空气阻力的作用比较小，可以忽略，物体下落也可以近似的看作自由落体运动。

[提问引入]前面我们已经接触过匀速直线运动，变速直线运动和匀变速直线运动，大家猜想一下自由落体运动属于哪一种运动呢？ 下面我们就来研究一下自由落体运动的运动性质。

[演示实验]用打点计时器测量物体下落的加速度。

[多媒体演示]小球下落的频闪照片，以及其速度随时间的变化规律。 分析：从小球的速度随时间的变化规律我们可以判断，自由落体运动是

初速度为0的匀加速直线运动。

[板书]2. 运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。

从刚才的多媒体课件中我们可以知道，物体做自由落体运动的加速度大小为 m/s,使用不同物体进行反复实验表明，在同一地点一切物体自由下落的加速度都是相同的，这个加速度叫自由落体加速，也叫重力加速度。 [板书]二、自由落体加速度（重力加速度g）

1.大小：通常情况下取 m/s2 2.方向：竖直向下

3.地球上不同地方，g的大小是不同的。（计算时一般取g=10 m/s2）

2

[讨论]下表列出了一些地点的重力加速度，大家看看能从表中发现什么规律（ 越往北重力加速度月大，说重力加速度与地理纬度有关，纬度越高 ，重力加速度越大。）

[板书]三、自由落体运动的计算公式

[学生活动]请参照匀变速直线运动的公式写出自由落体运动相应的公式。 匀变速直线运动 自由落体运动 速度公式： vt= v0+at vt =gt 位移公式： x= v0t+(1/2)at2 x=(1/2)gt2 v2- v02=2ax v 2=2gx 根据我们今天所学习的内容，大家完成以下的题目

例1. 下面关于自由落体运动及重力加速度的说法中正确的是（答案：B ） 例2. A．初速度为零的运动就是自由落体运动。

例3. B．自由落体运动是初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动C．重力加速度表

示自由下落物体运动速度变化的大小D．轻物体和重物体的重力加速度不同，所以重的物体先落地

例2．一个物体从20 m高的地方下落，到达地面时的速度是多大( 取g=10 m/s2)答案：4 m/s

【小结】这节课我们学习了对自由落体运动和规律的认识和理解。首先大家要注意自由落体运动实际上是物体从静止开始的只受重力作用的匀加速直线运动，加速度为g。大家要结合匀变速直线运动的规律来理解它。在做题时，首先要物体所做的是自由落体运动，才能使用相应的规律解题。

自由落体运动实际上是一个理想化的模型，但是在现实生活中有很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普遍的意义。 五、[板书设计] 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。 2.运动性质：初速度为0的匀加速直线运动。

二、自由落体加速度（重力加速度g）

1.大小：通常情况下取 m/s2 2.方向：竖直向下

3.地球上不同地方，g的大小是不同的。（计算时一般取g=10 m/s2） 三、自由落体运动的计算公式

匀变速直线运动 自由落体运动 速度公式： vt= v0+at vt =gt 位移公式： x= v0t+(1/2)at2 x=(1/2)gt2 v2- v02=2ax v 2=2gx

.匀变速直线运动规律的应用

教学目标

1．会推出匀变速直线运动的vt2-v02=2ax，并会应用它们． 2．掌握初速为零的匀变速直线运动的有关推论及其应用． 3．会利用匀变速直线运动规律来解决实际问题． 重点难点

22ax及其应用 重点：理解匀变速直线运动的位移与速度的关系v2v0难点：初速为零的匀变速直线运动的常用推论 设计思想

本节教学内容的基本特点是讲述了关于匀变速直线运动规律的应用，推导

22ax，着重培养学生应用学过的数学知识处理物理问题速度-位移公式v2v0能力．本节内容在本章中的地位它是对前面匀变速直线运动规律的巩固温习，在此基础上得以提高，根据教学的总体目标根据学生的情况和教学资源，本节课主要采用的教学方式主要采用了启发式、探究式．对教学中关键环节的处理方法主要是教师引导学生探究讨论． 教学资源 多媒体课件 教学设计 【课堂引入】

前面我们学习了匀变速直线运动的位移，知道了匀变速直线运动的速度－时间图象中，图线与时间轴所围面积等于运动的位移，并推导出了匀变速直线

1运动的位移－时间公式xv0tat2，这节课我们继续探究匀变速直线运动的

2位移与速度的关系． 【课堂学习】

学习活动一：飞机跑道的设计

问题：请你设计一种跑道,给一特殊类型的喷气式飞机使用．

该飞机在跑道上滑行时以a=s2恒定的加速度增速，当速率达到85m/s时就可以升空.如果允许飞机在达到起飞速率的瞬时停止起飞而仍不会滑出跑道，且能以大小为 m/s2的恒定加速度减速,跑道的长度应当设计为多长?

方法一：

1t1=v/a1=85/4s= x1v0tat2=

21t2=v/a2=85/5s=17s x2v0tat2=

2x= x 1+ x 2= 方法二：

22ax 消去t后解得：v2v022ax1得：x 1= 由v12v0由v22v122ax2得：x 2=

x= x 1+ x 2=

学习活动二：喷气式飞机制动系统的设计

问题2：机场跑道为2500m，喷气式飞机以恒定的加速度a=s2增速，当速率达95m/s可升空．假定飞机在到达此速率时就因故要停止飞行，设计出的喷气式飞机的制动系统至少要能产生多大的加速度？

2v12v0=952/2×=12m x12a1x2=x-x1=1211m vt2v122

a2==s

2x2学习活动三：初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律 问题1：1T末、2T末、3T末、…、nT末的瞬时速度之比？

v1：v2：v3：…：vn=1：2：3：…：n

问题2：1T内、2T内、3T内、… 、nT内的位移之比？

x1：x2：x3：…：xn=12：22 ：32：…：n2

问题3：第一个T秒内、第二个T秒内、第三个T秒内、… 、第n个T秒内位移之比？

xI：xII：xIII：…：xN=1：3：5：…：（2n－1） 问题4：通过x、2x、3x、… 、nx位移所用时间之比？

t1：t2：t3：…：tn =1:2:3: :n 问题5：通过连续相等的位移所用时间之比？

）:3－2）: （:n－n1) tI：tII：tIII：…：t N =1:(2－1问题1：一个质点在以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10m/s2，求小球上升的最大高度． 参：

问题2：一观察者站在列车第一节车厢的前端，列车从静止开始做匀加速直线运动，第一节车厢驶过他身边所用时间为t，设每节车厢等长，车厢之间的距离不计，求第n节车厢驶过他身边需要多长时间？

参：(nn1)t

问题3：试证明在匀变速直线运动中，位移中点处的瞬时速度是：

vx22v0vt2 2xx2v2a证明：在前一段，有v2 x0222xx2a在后一段，有vt2v2 x222所以vvvv，可得：vx22x2202t2x22v0vt2 2

问题4：一子弹恰能穿透3块完全相同的木块，设子弹在木块内做匀减速直线运动，则子弹先后射入三木块前的速度之比、穿透三木块所需时间之比及子弹在三木块内的平均速度之比分别是多少？

参：3：2：1；（3-2）：（2-1）：1；（3+2）：（2+1）：1

【课堂小结】

问题1：匀变速直线运动的位移与速度的关系是什么？

问题2：初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律有哪些

【板书设计】

8. 匀变速直线运动规律的应用

22ax 一、匀变速直线运动的位移与速度的关系：v2v0二、初速度为零的匀加速直线运动的特殊规律

1、1T末、2T末、3T末、…、nT末的即时速度之比：v1：v2：v3：…：vn=1：2：3：…：n

2、1T内、2T内、3T内、… 、nT内的位移之比：x1：x2：x3：…：xn=12：22 ：32：…：n2

3、第一个T秒内、第二个T秒内、第三个T秒内、… 、第n个T秒内位移之比：

xI：xII：xIII：…：xN=1：3：5：…：（2n－1）

4、通过x、2x、3x、… 、nx位移所用时间之比：t1：t2：t3：…：tn =1:2:3: :n

5、通过连续相等的位移所用时间之比：

:3－2）: （:n－n1) tI：tII：tIII：…：t N =1:(2－1）教学反思

测定匀变速直线运动的加速度

教学目标

1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。

2．用打点计时器研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度。 重点难点

重点：正确使用打点计时器 难点：作图法求加速度 设计思想

本实验既是力学实验的基础，也是力学实验的重点所在，通过正确掌握打点计时器的使用方法，以及学会用图象法求加速度，为今后学习《探究加速度与力、质量的关系》和《验证机械能守恒定律》实验做好必要的知识和方法上的准备，同时也是前面《用打点计时器测量速度》实验的延续。

教学资源 《测定匀变速直线运动的加速度》多媒体课件、打点计时器、电源、一段带有定滑轮的长木板、纸带、钩码（或小车）等 教学设计 【课堂引入】

问题1：什么是误差？误差分为哪几种

（测量值与真实值之间的差异叫做误差。系统误差和偶然误差）

问题2：什么是系统误差？

（测量仪器不精确、实验方法粗略、试验原理不完善 ）

问题3：什么是偶然误差？

（由于实验者本身及各种偶然因素造成的）

问题4：从纸带上可以得到哪些信息？

（位移、时间、速度、平均速度等），其实根据以上信息，我们还可以计算该运动物体的加速度，今天我们就一起来学习第九节 测定匀变速直线运动的加速度。 【课堂学习】

实验目的

测定匀变速直线运动的加速度 实验原理

问题1：怎样判断物体作匀变速直线运动（ 播放PPT）

（做匀变速直线运动的物体在连续相等的时间内通过的位移之差为一个恒量：Δx＝aT2）

问题2：根据速度公式vt＝v0＋at ，画出的v－t图像是什么形状？

（一条倾斜直线，其斜率为加速度）

（利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度—时间的关系图像。 (1)某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。(2)若v－t图像为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度。）

实验器材

打点计时器、纸带、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、钩码、交流电源、刻度尺

实验步骤

a．如图所示，把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路；

b．把细绳拴在小车上，并在另一端挂上合适的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行；

c．把纸带穿过打点计时器，将其一端固定在小车的后面；

d．把小车停在靠近打点计时器，先接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动．于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点换上新纸带，重复实验三次；

e．当小车运动到滑轮端后，及时切断电源； f．实验完毕，整理好仪器. 数据处理

从几条纸带中，选择一条比较理想的纸带．为了便于测量，舍去开始比较密集的点，先确定一个合适的点作为计数起始点0，从0点开始，每打5个点取一个计数点1、2、3、4、5、6，计算出各计数点的瞬时速度，并设计表格，把结果填入表中．

画v－t图像

问题：画线的要求是什么

尽可能让多数点落在曲线(或直线)上，不在曲线(或直线)上的点尽可能分布在曲线(或直线)两侧． 误差分析

1、纸带上计数点间距离的测量不精确 2、用作图法描点时不准确

3、长木板上各处粗糙程度不同，引起的摩擦不均匀 4、纸带与振针和限位孔之间存在摩擦 5、使用的电源频率不稳定，导致计时误差 注意事项

(1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 (2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。 (3)打点完毕，立即断开电源。

(4)选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。

(5)牵引小车的钩码质量要适宜。如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，打出的点过于密集，不便于测量距离。

(6)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住。

(7)在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。 【课堂小结】

问题1：本实验的原理是什么？

问题2：本实验应注意哪些问题？

问题3：本实验的误差来源只要是哪些？

【板书设计】

测定匀变速直线运动的加速度

一、实验目的 二、实验原理 三、实验器材 四、实验步骤 五、数据处理 六、误差分析 七、注意事项 【教学反思】

力

教学目标 （一）知识目标

1、知道力是物体间的相互作用，力不能脱离物体而存在，在具体问题中能找出施力物体和受力物体。

2、知道力有大小和方向，在具体问题中能画出力的图示和力的示意图。 3、知道力的作用效果，知道力的名称可按力的性质和力的作用效果来命名。

（二）能力目标：

通过具体的例子，培养学生分析物体的受力情况，并能够画出力的图示和力的示意图。

（三）德育目标 从实际的物理情景出发，养成一种科学分析问题的习惯。

教学重点： 力的概念 教学难点： 力的图示

教学方法： 启发式、归纳法、讲练法

教学用具 磁铁、铁钉、弹簧秤、钩码（学生用） 圆规、三角板、讲练所用的投影片（教师用） 课时安排 1课时 教学步骤 一、导入新课

同学们，平常我们在日常生活当中力的现象太多了，打过篮球吗提过水吗举过哑铃吗帮人推过车吗……都干过，这些事情通俗的话就是出点力气，可在物理学里力是一个什么概念产生力的条件又是什么 板书：第一节 力 二、新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标 1、理解力的概念，知道力是矢量 2、力的图示要把力的三要素表示出来 3、力的分类

（二）学习目标完成过程 1、力是物体间的相互作用 （1）学生实验：①磁铁吸引铁钉 ②用手拉弹簧秤的挂钩

引导回答出：磁铁对铁定施加了力，同时感觉出力铁钉也在吸引磁铁；用于拉弹簧时，手也被弹簧所拉。

（2）出示投影片 效果 施力 物体 脚 手 肩 踢 提 推 作 用 受力 物体 球 水 车 效果

引导学生回答：只要有力发生，就一定有施力物体和受力物体；施力物体同时也是受力物体。 板书：力是物体间的相互作用。

（3）强调：一个孤立的物体不会存在力，力不能脱离开施力物体和受力物体而存在。在研究一个物体受力时，不一定指明施力物体，但施力物体一定存在且能找到。

（4）巩固训练（出示投影片）

找出下列带“·”的物体所受的力，指出各力的施力物体和受力物体 A木块飘浮在水面上 ．． B手里托着一本书 ．

2、力的大小和方向 实验：

（1）在弹簧的弹性限度以内轻轻地拉一下弹簧的挂钩，测一下拉力的大小。

（2）测钩码的重力的大小

引导得出：力的大小可用弹簧秤测量，力的单位是牛顿，简称牛，用符号N表示。

提问：在初中学习过浸在液体中的物体受浮力的作用，浮力的方向是什么方向？

学生回答：竖直向上

老师归纳：所以力是既有大小又有方向的物理量，是矢量。 板书：力是具有大小和方向的矢量，方向由具体的作用去定。 3、力的图示

提问：力的三要素是什么力的作用效果是什么

引导回答：力的三要素是力的大小、方向、作用点，其作用效果是改变物体的运动状态和使物体发生形变。

教师总结归纳引入：力的三要素决定力的作用效果，那在物理学当中可以形成准确地表示出力的三要素的方法就是力的图示。

（1）教师板演：小车在水平方向受到向右的100N的力F，如何表示这个力呢？

首先选一标度（比如1cm长表示20N的大小）。

其次，从力的作用点向右画一根带箭头的线段，线段的长度要是标度的5倍，表示100N，箭头表示力的方向。

学生：根据过程总结什么是力的图示。

板书：力的图示就是用一根带箭头的线段来表示力。 （2）力的示意图。

在分析物体的受力情况时，只需要在图中画出力的方向，不画大小，表示物体在这个方向上受到了力。 （3）巩固训练

AG=50N,表示其所受中立的力的图示：

B与水平面成300角的斜向右上房的500N的力的图示。 师生公平学生答案。

归纳：标度可以任意选取，但要依题而定，还要使所选取的标度有利于作图。在力的图示中要正确反映力的三要素。 4、力的种类：

提问：同学总结一下学过什么名称的力

学生答：拉力、支持力、压力、重力、动力、阻力……

教师分析：象拉力、支持力、压力、动力、阻力一听名称，同学够知道力的作用形式及效果，这是根据力的作用效果来分类的。但这些力产生的条件及性质不一定是一样的。比如：象重力、拉力是不同性质的力，但都可以作为动

力或阻力；而性质相同的力，又可产生不同的效果。比如支持力、压力是同种性质的力，产生的效果却不同。所以力的分类按效果和性质来分。

板书：力的分类

按性质分：重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。 按效果分：拉力、压力、支持力、浮力、动力、阻力等。 三、小结

（1）力是物体间的相互作用 （2）力的图示和步骤

（3）能从效果和性质两方面区分力。

以上内容就是今天这节课我们要掌握的基本内容，我们下节课就分别学习按性质分类的三种常见力产生的条件及大小、方向的确定。 四、作业

1、我们在游泳时，用手向后划水，身子却会向前游去，为什么呢？

五、板书设计：

互作用概念：力是物体间的相大小：用弹簧秤来测量力方向：是具有方向的矢量，方向由具体的作用去定表示：力的图示法；力的示意图、摩擦力按性质分：重力、弹力分类力、压力、动力、阻力等。按效果分：拉力、支持 

重力

一、教学目标

1．物理知识方面的要求：

(1)知道重力是物体由于受到地球的吸引而产生的

力；

(2)掌握重力的方向和大小，掌握重心的概念，会

求质量分布均匀且形状规则物体的重心；

(3)知道万有引力的大小与物体质量及物体间距离

的定性关系。

2．通过观察和亲身感受以及对初中知识的回顾，

概括出重力的产生、方向及大小与什么有关，培养学生归纳总结知识的能力以及认真阅读教材的习惯。

3．通过“重心”概念的引入渗透“等效代换”的

物理学方法。

二、重点、难点分析

1．“重力的大小跟物体的质量和g值有关”是本

节的重点，g值恒定是有条件的。

2．“重心”的概念是本节的难点。“重心”是为

了研究问题方便而引入的，它是物体每一部分所受重力合力的作用点，而力的合成以后才学到。

三、教具

1．演示重力和质量的关系

弹簧秤(悬挂式、台式两种)、铁块及外表相近的铝

块(均用相同颜色油漆涂饰外表)、钩码(50g×10)。

2．演示重心

(1)重心板(直角尺状、三角板——有悬线)； (2)起重机重心变化的CAI课件； (3)“欹器”——录像片； (4)“双锥体”及配套支架；

(5)“铁锹”模型——纸管一端缠有金属丝，剪

刀、天平。

四、主要教学过程 (一)引入新课

这里有两个物体，请同学来描述一下它们有什么不

一样，最显著的不同是什么

用手掂一掂，或弹簧秤称量一下，发现它们不一样

重。这里的“重”是我们的感受，或是测量的结果，这说明这两个物体受到的重力不同。

现在我们来学习第二节：重力 (二)教学过程设计 1．重力是怎样产生的

地球上的一切物体都受到地球的吸引，(水会自动

从高处流向低处，抛出的物体会落回地面)重力是由于地球对物体的吸引而产生的力。

明确：地球上物体受到重力，施力者是地球。物体

都有质量，只要在地球的引力范围之内，物体就会受到重力作用。

2．重力的方向和大小

(1)请同学回答：根据什么说“重力的方向是竖直

向下的”

观察：由静止释放的物体(粉笔头)沿竖直方向下

落；悬挂在细绳下的物体静止时，绳沿竖直方向——由二力平衡和重力沿竖直方向向下。

如果有同学问“纸片飘飘落到地上，并不是竖直下

落的，怎样解释”答：飘忽不定是因为空气阻力的作用，如果没有空气阻力，纸片也是竖直落下的。以后我们还会做这个实验的。

指出几点：

①竖直方向也叫重锤线方向，也就是与水平面相垂

直的方向，因此，不宜把竖直方向说成“垂直”方向；

②“向下”是相对于地面上的观察者来说的，对于

地球另一端的观察者，其“上”、“下”指向刚好与我们相反。

(2)重力的大小跟物体的质量成正比。

①重力的大小可以用弹簧秤来测量(原理：二力平

衡)；

②实验：重力的大小跟物体的质量成正比 G＝mg

指导阅读教材第11页第1段：“在静止的情况下，

物体对竖直悬绳的拉力或对水平支持物的压力也等于物体受到的重力。”找出关键词并加以理解。

“静止”：演示细线悬挂重物加速上升时线被拉断

——重物对悬线的拉力大于重力；台秤加速下降时，示数小于物重——被称物体对支持面的压力小于重力。

“竖直”悬绳(或“水平”支持物)：

“等于”：只是数值上相等。重力施力物是地球，

对绳的拉力(或对支持物的压力)施力者是该物体，以后还会学到其它区别。因此将“等于”二字换成“就是”二字是不妥的。

3．重心

物体的每一部分都受到重力作用，为了研究问题方

便，从效果上看，我们可以认为物体受到的重力集中作用在一点，这一点叫物体的重心。

“认为”：重心的概念是人为引入的。

“从效果上看”：等效代换的思想，即在处理某些

问题时，如果想象把构成物体的全部物质压缩成一个点集中在重心处，将不影响研究的结果。

(1)质量分布均匀的物体，重心的位置只跟物体的

形状有关。

演示：均匀直棒的重心在中点；均匀三角板的重心

在三条中线的交点。

均匀球的重心在球心，均匀圆环重心在圆心。 回顾：初中学过，可以用悬挂法找物体的重心。演

示：重心板实验。

物体的重心不一定是物体上的一个点(如圆环、直

角尺等)。

(2)质量分布不均匀的物体，重心的位置还跟质量

的分布情况有关。如：一把铁锹的重心在靠近鍬头的一侧。演示“模拟铁鍬”的重心。问：如果从重心处切开，哪头重同学回答并用杠杆平衡解释支点在重心处时“铁鍬”的平衡。最后用剪刀剪开“铁鍬”，两段各放在天平两盘中，验证一下。

演示：起重机的重心，随着提升重物的质量和高度

而变化——CAI课件。

重心随重物质量增大而前移，随提升高度增大而上

移，重心快超出支面时发出报警声。

放录像：欹器。

静止时向右倾斜，倒入一半水时处于正位，继续倒

水，重心向左上方移动，倒满水则倾覆。——“满则覆，中则正，虚则欹”。

(3)重心的实用意义

重心的高低和支面的大小决定物体的稳定程度。

(可阅读《读本》第一册第六章第六节)

计算势能，用到重心的概念。 4．万有引力

(1)地球对它周围的物体有吸引作用。

牛顿从苹果落地联想到地球与月球之间、行星与太

阳之间、任何两个物体之间都有相互吸引的力，这种力叫万有引力。

(2)万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产

生的一种相互作用。

(3)物体的质量越大，万有引力就越大；物体间距

离越大，万有引力就越小。(定量关系将在以后学习)

由于一般物体的质量不大，它们之间的万有引力极

其微小。例如两个直径1m的铁球(质量约4 100kg)靠在一起时，它们间的万有引力约为×10-3N。

天体的质量很大，因此天体间的万有引力十分巨

大。例如地球和太阳之间的万有引力大约是×1022N，它足以拉断直径9×103km的钢柱。(三)课堂小结1．重力是地球对物体的引力所产生的。从本质上讲，重力属于万有引力，但不能说重力就是地球对物体的万有引力。一般来说它们的大小和方向都有差别，但差别甚小。2．物体在其它星球上受到星球的吸引也产生相应的重力。通常不加说明时，“重力”是指物体在地球上受到的重力。3．重力的方向是竖直向下的；重力的大小与物体的质量和所在位置有关：G=mg。在地面附近不太大的范围内，可认为物质(质量一定)受到的重力是恒力。(计算表明：沿地表相距1800m的两点，重力的方向相差不到1′。)4．重心是重力的作用点，重心不一定在物体上。重心位置与物体的质量分布和形状有关。(四)作业与思考1．课本p．13练习二。说明：第(1)题第③项中“运动”指沿地面不太大的范围内的运动。

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 一、回顾

问题1：四种基本相互作用

这四种基本力是物体直接接触就能起作用的，但我们所观察到的是

接触力如：拉力、压力、支持力、阻力等，按性质分可归纳为弹力和摩擦力。

问题2：作用在物体上的力可以产生哪些作用效果？

改变物体的运动状态或使物体发生形变。 问题3：能不能列举一些外力使物体发生形变的例子。

在运动场上跳远时要用踏跳板，撑杆跳高运动员的杆，拉弓射箭、跳跳床、跳水踏跳板。

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。

学生分析：静止地放在倾斜木板上的书，书对木板的压力和木板对书的支持力。并画出力的示意图。

结论：压力、支持力都是弹力。压力的方向总是垂直于支持面而指向被压的物体，支持力的方向总是垂直于支持面而指向被支持的物体。

引导学生分析静止时，悬绳对重物的拉力及方向。

引导得出：悬挂物由于重力的作用而拉紧悬绳，使重物、悬绳同时

发生微小的形变。重物由于发生微小的形变，对悬绳沉重竖直向下的弹力F1，这是物对绳的拉力；悬绳由于发生微小形变，对物产生竖直向上的弹力F2，这就是绳对物体的拉力。

结论：拉力是弹力，方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向。 巩固训练（出示投影片） （1）

画出下列各静止物体的弹力（接触面光滑）

（2）师生共评：弹力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个共切面指向被支持物。

强调：象B图中，斜面与球间有无弹力？

对小球状态进行分析：如果小球受到斜面弹力，小球在水平方向上不会静止，会向右运动。由此可判定小球不受斜面的弹力。这是判定相接触的物体间是否有弹力得基本方法，说明两接触物体接触但没有发生形变。 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。 ☆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弹性形变的物体之间

答案：D

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，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？

答案：大弹簧k1=F1/x1=2/=10N/m

F1'=k1x2=10N/m*=3N

k2=F3/x3=(5-3)/教学目标

摩擦力

1、知道静摩擦力概念及产生的条件，会判断静摩擦力的方向，知道最大静降擦力的概念

2、知道滑动摩擦力概念及产生条件，知道滑动摩擦力的大小跟什么有关，知道滑动摩擦力跟压力成正比 3、了解滚动摩擦力和流体阻力 重点难点

重点：1、滑动摩擦力产生的条件及规律，并会用F摩=μFn解决具体问题 2、静摩擦力产生的条件及规律，正确理解最大静摩擦力的概念

3、摩擦力的方向

难点：1、滑动摩擦力的相关因素 2、摩擦力的方向 设计思想

本节内容是在初中摩擦力知识的基础上的延伸和拓展，与弹力的地位等同。本节知识是本章的重点，也是本章的教学难点，应当引起足够的重视，要把它放在一个较高的教学层面上来对待。由于摩擦力问题的复杂性，且在具体问题中又表现出“动中有静，静中有动”，尤其是静摩擦力在许多情况下似乎又是“若有若无，方向不定”，因此，对于初学者来说不易理解。本节的重点是通过实验认识摩擦力的规律，所以在设计教学过程时，充分运用书本上提供的实验，并以此为基础进行拓展，并适当调整知识呈现的次序，从静摩擦力入手，以降低学习难度，使教学效果达到最佳。

教学资源 弹簧秤、长方体木块、砝码、手巾、带滑轮长木板、带细线的砝码盘、小车、长

毛刷等、相关多媒体课件

教学设计 【课堂引入】

问题：据研究表明，地球自转周期每10万年增加,你知道是什么原因吗？

（介绍相关知识,并由学生首先根据自己初中所学知识进行回忆并举例说明生活中存在的摩擦力。）

为了进一步了解以上问题，今天这节课我们一起来研究第二章力的第四节内容：摩擦力。 【课堂学习】

学习活动一：摩擦力的概念、产生条件和分类 问题1：什么是摩擦力？

两个相互接触的物体，由于发生或者要发生相对运动，在其接触面上产生的阻碍相对运动的力，叫摩擦力。

（学生在结合初中所学摩擦力知识的基础上，回忆并由教师引导、总结出摩擦力的概念）

问题2：摩擦力产生的条件是什么？

① 相互接触并挤压；②接触面粗糙；③有相对运动或相对运动趋势； [说明] 摩擦力为接触力，存在弹力是产生摩擦力的前提之一，有f必有N，但有N却不一定有f

问题3：摩擦力分为哪几种类型？

摩擦力通常分为静摩擦力、滑动摩擦力的滚动摩擦力三种 学习活动二：静摩擦力？

问题1：什么是静摩擦力静摩擦力产生的条件是什么？ 强调“相互接触”、“有相对运动趋势”。 问题2：静摩擦力的方向如何确定

沿着接触面，与相对运动趋势方向相反。

[演示] 手拿粉笔盒使之静止或向各个地区方向匀速运动

[总结] 静摩擦力方向与运动方向无关，必与相对运动趋势方向相反。 问题3：静摩擦力的作用点如何确定？

在不考虑转动时（物体可视为质点），一般都画在质心上。 问题4：静摩擦力的大小如何确定？

1、处于平衡状态时：[演示] (1) 与对应的力等大、反向；) (2) 随对应的力增加而增大； (3) 存在最大值fmax。

最大静摩擦力fmax：使物体由相对静止变为相对运动所需的最小外力值。 2、处于非平衡状态时，(1) 只要不滑动，也存在静摩擦力(强调相对静止)； (2) 一般要根据牛顿定律求解；

(3) 同样也存在最大值fmax。

通常静摩擦力的大小满足：0 ≤ f静≤ fmax 。(作图说明) 学习活动三：滑动摩擦力 问题1：什么是滑动摩擦力？

口述概念，强调“相互接触”、“有相对运动”。 问题2：滑动摩擦力的作用点如何确定？

在不考虑转动时（物体可视为质点），一般都画在质心上。 问题3：滑动摩擦力的大小确定

1、[学生探究]滑动摩擦力的相关因素及关系（可考虑分组） 2、总结：精确实验表明，滑动摩擦力跟正压力成正比，

即：f=μN ，其中μ叫做动摩擦因数，它与接触面的粗糙程度和材料有关。无单位。

3、书批表格内容说明： (1) 一般情况下，0<μ<1；

(2) 常见材料中，钢-冰间的μ值最小；

(3) 使用橡胶轮胎的原因之一在于其与路面间的μ值较大。 4、[学生探究] 滑动摩擦力与接触面积及相对速度无关！ 强调f滑的科学测法

[说明]一般不特别指明时，可近似认为fmax=f滑。实际情况如图。

问题4：滑动摩擦力的方向确定？

1 、方向：(1) 相对运动方向≠运动方向，二者可能相同，也可能相反。 例如：A、人在行驶的火车车厢内反向行走（与同向行走）；

μB、轻放在运转的传送带上的物体；

2、结论：滑动摩擦力方向与运动方向无关，必与相对运动方向相反。 *学习活动四：滚动摩擦力（介绍）

1、口述定义，并简单说明：在压力相同时，滚动摩擦力比滑动摩擦小得多；方向与相对运动方向相反。 2、说明：

（1）增大或减小摩擦力的方法，并举例说明（例：握油瓶、滚珠轴承）； （2）N为正压力，倾斜时应折换成正压力（如右图）；

（3）摩擦力方向跟运动方向无关，但总与相对运动方向相反！ 故：摩擦力可充当阻力，也可以充当动力，但总是阻碍相对运动 例如：①传送带上的粮袋在摩擦力的作用下向上运动； ②正是摩擦力使得车辆向前运动； ③人也是依靠摩擦力才能向前走动的；

（4）可用假设打滑的方法判别摩擦力的方向（例：车轮、传送带等） （5）一般不特别指明时，可近似认为fmax=f滑。

（6）简单介绍一下阅读材料“流体的阻力”（与流速、横截面积等有关） 【课堂小结】

问题1：什么是摩擦力摩擦力分为哪些类型摩擦力产生的条件是什么 问题2：什么是静摩擦力如何确定静摩擦力的大小和方向

问题3：什么是滑动摩擦力如何确定滑动摩擦力的大小和方向

【板书设计】

第四节 摩擦力

一、静摩擦力（产生条件、方向、大小、最大静摩擦力） 二、滑动摩擦力（产生条件、方向、大小）

三、关于滑动摩擦力、静摩擦力的说明 四、摩擦力

五、滚动摩擦（了解）

力的合成

【教学目标】 1．知识与技能：

（1）掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。

（2）初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的

合成、合力与分力的概念。

（3）会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握

合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。 2．过程与方法：

（1）能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。

（2）培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协

作能力、创新思维能力、表达能力。

（3）培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的 能力。

3．情感、态度与价值观：

（1）培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

（2）培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。 （3）培养学生合作、交流、互助的精神 【重点】

（1）通过实验归纳出力的平行四边形定则 （2）力的平行四边形定则的理解和应用 【难点】

（1）对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力

（2）合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小与两个分力间夹 角的关系

教学策略：通过实验探究和联系实际举例，使学生自然地接受力的平行四边形定则，

理解其运用方法，并能用以解决相关问题。 【设计思想】

新课标对高中物理教学明确要求，以提高学生的科学素养为核心，把学生活动的过程、方法以及经历活动过程中的体验作为课程标准之一。依据这种教学理念，为了让学生体验科学研究过程，了解科学研究方法，把力的合成规律这种全新的知识，让学生去研究，获得亲身感受，加深对矢量合成法则的理解。所以这节课主要是实验教学，让学生通过自己动脑、动手，猜想、实验研究找出合力与分力之间的关系，体会等效替代的思想和矢量合成的方法――平行四边形定则。在学生实验的过程中，倡导他们勇于发表自己的看法，大胆猜想，实验验证，从而锻炼学生的能力。

但是高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识，没有任何生活经验可以借鉴，以前有的只是对如质量、时间等标量的代数运算。所以对他们来说，研究力的合成定则是一个难题，教学过程中注重老师的“引导”、学生的“研究”，体现老师是主导、学生是主体的原则，淡化教师的“教”，加强小组间的学习、交流、讨论，让学生积极参与课堂活动，猜想、设计方案、探求规律，使学生始终处于积极探求知识的过程中。同时一方面尽量增加学生参与

的机会，亲自体验实验过程，另一方面充分利用演示实验、多媒体等现代化的教学手段，提高整个课堂教学的效果。 【教学资源】

合力与分力关系模拟演示器（磁性黑板、带磁铁的滑轮、钩码、橡皮筋（带细绳

套）、实验器材（学生分组实验用）；方木块1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条，20cm

细线1条（两端打好套）、白纸1张、图钉几个、三角板一对 【教学设计】

课堂引入----问题：在现实生活中，一个物体往往会同时受到几个力的作用，对于我们研究问题不利，这就要求我们要对这些力先做一些处理，以方便研究。

为解决这些问题，今天这节课我们一起来研究第五节力的合成。 【课堂学习】

感受合力和分力：生活中常见到这样的事例 1、一个力的作用效果＝两个力的作用效果

2、一个力的作用效果＝多个力的作用效果

问题1：这个过程中有一个重要的物理思想，是什么合力和分力的定义是什么什么叫力的合成

1、合力与分力：一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。

2、力的合成：求几个力的合力的过程，叫做力的合成。

3、说明：用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。注意：不是物体又多受了一个合力。

问题2：力合成的法则是什么呢？

1、同一直线上的力的合成 （1）两个力的方向相同

（2）两个力的方向相反

2、互成角度的两个力的合成：探究求合力的方法

结论：遵循平行四边形法则：以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形法则。

问题3：平行四边形法则具体的应用？

1、作图法（即力的图示法）求合力

2、计算法求合力

问题4：F1、F2大小一定，合力随分力间夹角θ如何变化，合力的范围如何？

（1）F合随F1和F2的夹角增大而减小。

（2）θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：F合＝F1＋F2 ，合力最大 。 （3）θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：F合＝｜F1－F2｜，合力最小 ，合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。 （4）合力的取值范围:｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2 （5）F合可能大于、等于、小于 F1、F2。 问题5：多力合成的方法？

例：三个力F1=4N、 F2= 5N、F3= 6N的合力F的大小的范围？

例：三个力的大小分别为F1=4N、 F2= 5N和F3= 6N，已知其合力为0，则

F1、 F2的合力的大小和方向如何

问题6：什么叫共点力？

1、共点力：几个力同时作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。

2、平行四边形定则只适用于共点力。 【课堂小结】 【板书设计】

一、合力、分力与力的合成的概念（等效替代） 二、力的合成

三、平行四边形定则（适用于所有矢量的运算） 四、多力合成的方法 五、共点力

力的分解

一、教学目标

（一）知识与技能

1.理解力的分解与力的合成互为逆运算，都是力的等效替代，满足力的平行四边形定则。 2.了解力的分解具有惟一性的条件。

3.掌握按力的效果进行力的分解的方法。

（二）过程与方法1.培养学生的观察、实验能力。

2.学习用数学工具解决物理问题的方法。

（三）情感态度与价值观 1.渗透“等效替代”的思想。的观点。 二、教学重点

在具体问题中如何确定力的作用效果，根据平行四边形法则进行力的分解。

三、教学难点

1.力的分解具有惟一性的条件。四、教学准备

投影仪、投影片，粘有海棉的木板两块（或薄塑料板两块）、铁球一个、木块（或小车）一个。

五、教学过程 新课导入：

1.什么叫力的合成？

2.如何确定分力的方向。

2.通过力的合成和分解，渗透对立统一

2.如何求两个互成角度的力的合力？3.求下列两个力的合力：

①F1=30N,F2=40N,且方向互相垂直②F1=50N，F2=5N，且互成120°角

学生活动：解答思考题教师：析。

1.分别抽学生用做图法和解析法的求解过程在实物投影仪上评

2.在力的合成中，我们知道当几个力的作用效果与某个力相同

时，这几个力就可以用这一个力代替，那么反过来也可用几个力来代替一个力的作用效果，这就是力的分解。

新课讲解： 一、力的分解

演示：在黑板上固定一块白色的硬纸板，再在硬纸板上固定一根黑色橡皮筋，在橡皮筋的另一端系上两个结，先用力F把结点拉到O点，再用两个力F1和F2作用于结点，同样将绳结拉到O点。

分析：F1和F2共同作用的效果与F作用的效果相同。

拓展：能否在O点再作用个数更多的不同的力，使它们的作用效果与F的作用效果相同呢？

总结：

学生：可以.

1.几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，

这几个力就叫做原来的那个力的分力。2.求一个已知力的分力叫做力的分解。

3.力的分解是力的合成的逆运算，力的分解遵循平行四边形法则。

方法：把已知力作为平行四边形的对角线，平行四边形的邻边就是这个已知力的两个分力。

讨论：

1.如果两个分力确定，则合力是否惟一确定？2.同一个力的分解是否是惟一的？

总结：如果两个分力确定，相当于平行四边形两邻边确定，则合力是惟

一确定的（对角线惟一确定）。

同一个力可分解成无数对大小、方向不同的分力，因为相同对角线的平行四边形可有无数个。如图所示

讨论：那么要使一个力的分解是惟一的，对两分力有什么要求？得到：要使一个力的分解有惟一解有下列条件：

1 已知两分力方向。

2 已知一分力大小和方向。

教师：在实际进行力的分解时，我们应根据力的作用效果进行分解。（二）力的分解实例分析：

例1：放在水平面的物体受到一个斜向右上方的力F，F与水平方向成θ角，试分解力F。

演示：取一块粘有厚海棉的木板，水平放在桌面上，海棉上放一铁块时可看到海棉的凹陷。

此

用一斜向上的力拉铁块，此时观察到海棉凹陷程度变小，同时铁块向前运动。

分析得到：

斜向上的拉力F产生两个效果：一是水平向前拉物体，二是竖直向上拉物体。

所以根据力的作用效果可将F分解为沿水平方向的分力F1和沿竖直方向的分力F2，则力F1和F2的大小为：F1=Fcosθ,F2=Fsinθ。

［拓展］如果将作用于物体上的力改为斜向下，你认为该力产生什么效果？

学生活动：用带有海棉的木块与铁块进行演示，并叙述力F产生的效果，然后据效果进行分解。

例2：将一个物体放在斜面上，物体受到竖直向下的重力，重力产生什么样的作用效果呢？

演示：用薄塑料板做斜面，将铁块放到斜面上，观察到斜面被压弯，同时铁块向下滑。

或：用两块粘有厚海绵的木板如图组合，将一铁球放到其上，观察到两板上海棉均凹陷。

分析：放在斜面上的物体产生两个效果。

效果一：使物体沿斜面下滑。 效果二：使物体紧压斜面。 据力的作用效果将重力进行分解。

F1=Gsinθ,F2=Gcosθ. 分析讨论：

当斜面倾角θ增大时，分析F1和F2如何变化？

随θ角的增大，F1增大，F2减小。

CAI课件模拟：高大的桥要造很大的引桥。学生讨论：为什么要这样做？

据刚才的讨论，随θ的增大、F1增大、F2减小，车辆上桥时，分力F1阻碍车辆前进，车辆下桥时，分力F1使车辆运动加快，为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，来减小桥面的坡度。

二、矢量相加的法则

问题：力是矢量，求两个力的合力时，能不能简单地把两个力的大小相加呢？

教师可以引导学生实例讨论。

结论：不能简单地把两个力的大小相加，而要按平行四边形定则来确定合力的大小和方向.凡是矢量在合成与分解时都要遵循平行四边形定则。 根据平行四边形的性质推导出矢量合成的三角形法则。

在求三个或三个以上的共点力的合力时，可采用矢量相加的三角形法则.如图(a)所示，求F1、F2、F3、F4这四个共点力的合力，可不必用平行四边形定则将它们逐个合成，而是将表示这些力的矢量依次首尾相接，那么从第一个力矢量的始端到最后一个力矢量的末端的矢量就表示这几个共点力的合力。 对同一直线上的矢量进行加减时，可沿着矢量所在直线选定一个正方向，规定凡是方向跟正方向相同的矢量都取正值，凡是方向跟正方向相反的矢量都

取负值，这样便可将矢量运算简化为代数运算.矢量的正负仅表示矢量的方向，不表示矢量的大小.如－10 N的力比5 N的力大，而不能机械套用数学中正数一定大于负数的结论.不在同一直线上的矢量，则不能用正、负表示方向。

牛顿第一定律

★教材分析

牛顿运动定律是动力学的基础，正确认识力和运动的关系，是学好物理的关键，教学中应联系生活、贴近实际，以激发学生学习的兴趣。

l、理解力和运动的关系是本节课的重点，通过实验和生活的例子进一步体会，力不是维持物体运动的原因，而是改变运动状态的原因。这对以后研究问题，受力分析都是非常重要的。

2、惯性与质量的关系是这节课的难点，通过举例反复体会。 ★学生分析

1、力是维持物体运动状态的原因还是改变物体运动状态的原因，人们正确认识这个问题，经历了漫长的历史过程，同样学生要正确认识它，也要克服日常经验带来的错误认识，所以一开始就用了两个实验，让他们通过观察、思考，来澄清错误的认识。

2、惯性是一个重要的概念。虽然学生在初中接触过，但仍有一些学生误认为“物体在保持匀速直线运动或静止时才有惯性”。不理解一切物体都有惯

性，而且惯性大小与质量有关。要解决这问题也不是一蹴而就的，需要通过实例分析慢慢接受。 ★新课标要求

（一）知识与技能

1、理解力和运动的关系，知道物体的运动不需要力来维持。

2、理解牛顿第一定律，知道它是逻辑推理的结果，不受力的物体是不存在的。

3、理解惯性的概念，知道质量是惯性大小的量度． （二）过程与方法

1、培养学生分析问题的能力，要能透过现象了解事物的本质，不能不加研究、分析而只凭经验，对物理问题决不能主观臆断．正确的认识力和运动的关系．

2、帮助学生养成研究问题要从不同的角度对比研究的习惯．

3、培养学生逻辑推理的能力，知道物体的运动是不需要力来维持的。 （三）情感、态度与价值观

1、利用一些简单的器材，比如：小球、木块、毛巾、玻璃板等，来对比研究力与物体运动的关系，现象明显，而且更容易推理。

2、培养科学研究问题的态度。

3、利用动画演示伽利略的理想实验，帮助学生理解问题。

4、利用生活中的例子来认识惯性与质量的关系。培养学生大胆发言，并学以致用。 ★教学重点

1、理解力和运动的关系。

2、理解牛顿第一定律，知道惯性与质量的关系。 ★教学难点

惯性与质量的关系。 ★教学方法

1、对比实验、自主探索、合理推理。

2、利用生活中的实例，理解惯性与质量的关系，贴近生活更易理解。

★教学用具：

多媒体、小车、小球、毛巾、玻璃板、斜槽、刻度尺、木块、气垫导轨、滑块等。 ★教学过程 （一）引入新课

开门见山，阐述课题：前面几章学习了运动和力基础知识，这一章开始我们研究力和运动的关系。第一节课我们来学习牛顿第一定律。 （二）进行新课

〖教师活动〗：在讲台上放一小车，使它处于静止状态。

人推车走，不推车停，由此看来必须有力作用在物体上，物体才运动，没有力作用在物体上，物体就不运动——这是两千多年前亚里士多德说的，不是我说的。是这样的吗？

〖学生活动〗：思考：物体的运动是不是一定需要力？

〖教师活动〗：下面你就利用桌子上的器材来研究一下这个问题。（投影） 让学生利用桌子上的器材，自主设计实验，分别研究： ⑴、力推物动，力撤物停。 ⑵、力撤物不停。 教师巡回指导

〖学生活动〗：利用桌子上的器材：轨道、小车、小球、毛巾、玻璃板、刻度

尺、斜槽。设计实验：

⑴、轨道上铺毛巾，小车放在毛巾上，推它就动，不推就停。

⑵、撤去毛巾，让小车在轨道上，推一下小车，小车运动一段才停下来。 〖教师活动〗：你还能举出其他的例子来说明这个问题吗（ 投影）

〖学生活动〗：比如：自行车蹬一段时间后停止蹬车，自行车会滑行一段距

离；溜冰；冰面上踢出去的冰块。等等。

〖教师活动〗：刚才的两个实验为什么会出现两种现象呢矛盾出在哪呢（投

影）

引导学生进行实验对比。通过对比实验可以进行逻辑推理，如果接触面非常光滑没有摩擦，那运动的小球将会怎样？ 〖学生活动〗：用小球做对比实验

A、在轨道上放毛巾，使斜槽和毛巾吻合，让小球从斜槽上滚下，标出滚动距

离。

B、使斜槽和轨道吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。 C、使斜槽和玻璃板吻合，让小球从同样的高度滚下，标出滚动的距离。

现象：对比发现，接触面越光滑，滚动距离越远。

结论：小球运动停下来的原因是摩擦力。如果接触面非常光滑小球会永不停

止。

〖教师活动〗：在学生回答的基础上，结合实验进一步总结：（投影） 物体的运动是不需要力来维持的。

（力撤物停的原因是因为摩擦力。如果没有摩擦力，运动的物体会一直运动下去）。最早发现这一问题的科学家是伽利略。伽利略是怎么研究这个问题的呢？

〖教师活动〗：边介绍边用多媒体播放伽利略的理想实验。要动态出以下效

果：

（1）对称斜面，没有摩擦小球滚到等高。

（2）减小另一侧斜面倾角，小球从同一位置释放要滚到等高，滚动距离就会越

远。

（3）把另侧斜面放平，小球要到等高，就会一直滚下去。

根据这一现象伽利略得出了什么样的结论？

〖学生活动〗：观察并回答提出的问题：

运动的物体如果不受力，物体将保持自己的速度不变。

〖教师活动〗：用气垫导轨消除摩擦。让滑块在导轨上滑动，利用光电门测出

滑块在不同位置的速度。

〖学生活动〗：学生记录数据并比较。确信他的正确性。

〖教师活动〗：引导学生认识、总结力和运动的关系。

让学生阅读课文找出： l、伽利略的观点。 2、笛卡儿的补充和完善。 3、牛顿第一定律。

4、对比三个人的观点，他们都是叙述力和运动关系的，谁的更

全面？

〖学生活动〗：阅读课文，回答问题。

1、伽利略：物体不受力时，就会保持自己的速度不变。

2、笛卡儿：除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止或运动状态，永远保

持在直线上运动。

3、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为止。

4、牛顿第一定律叙述力和运动关系更全面。

〖教师活动〗：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？

〖学生活动〗：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。

〖教师活动〗：理解：①力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因.而是改

变物体运动状态原因.

②物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

〖教师活动〗：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。

〖学生活动〗：学生回答不能。因为不受力作用的物体是不存在的。受力但合

力为零时。比如：冰面上的滑动的冰块。冰壶球。

〖教师活动〗：力是物体间的相互作用，只要除研究对象外，还存在着物体，

那么研究对象就一定要受外力的作用，所以不受外力作用的物体是不存在的，通常所看到的匀速直线运动状态或静止状态，

其实都是物体受到平衡力作用的结束。牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，这种状态虽不能实现，但它却正确揭示了运动和力的关系（力不是维持物体运动的原因.而是改变物体运动状态原因.），指出了物体的惯性的性质。在现实中可以用合力为0的状态来代替它，或都说合力为0与不受外力是等效的。

理解：②物体不受外力（或所受外力合力为零）时，总保持匀速直线运动状态

或静止状态。

〖教师活动〗：在初中学习中我们已经知道牛顿定律又叫惯性定律，观看影片

后回答问题：什么叫惯性？惯性有什么样的特点呢？

〖学生活动〗：惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性

质。

特点：①一切物体都具有惯性；

②惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么状态，都具有惯性。

〖教师活动〗：一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，当

力使它改变这种状态时，它就会有抵抗运动状态改变的的“本领”。这个本领与什么有关呢比如货车启动时，由静止到运动得需要一段时间，是空车好启动还是满载时你还能举出什么例子来

〖学生活动〗：学生思考举例：比如骑自行车，单人时和带人时的感觉相比。

从实例可看出，运动状态变化的难易程度与质量有关。

特点：③物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量

越小，惯性越小。

（三）课堂总结、点评

〖教师活动〗：让学生概括总结本节的内容。 〖学生活动〗： 一、历史的回顾：

亚里士多德→伽利略→笛卡尔→牛顿

二、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为止。

1、理解：

⑴ 力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因.而是改变物体运动状态原因. ⑵ 物体不受外力 （或所受外力合力为零） 时，总保持匀速直线运动状态或静

止状态。

⑶ 物体具有一种固有属性：惯性。物体的惯性大小完全取决于质量，与其它因

素无关。

*⑷牛顿第一定律所描述的物体不受外力的状态，只是一种理想化状态，这种状

态虽不能实现，但它却正确揭示了运动和力的关系（力不是维持物体运动原因.而是改变物体运动状态原因.），指出了物体的惯性的性质。

在现实中可以用合力为0的状态来代替它，或都说合力为0与不受外力是等效

的

2、惯性：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫

惯性。

特点：①一切物体都具有惯性；②惯性是物体的固有属性，不论物体处于什么

状态，都具有惯性。③物体的惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，惯性越大，质量越小，惯性越小。

（四）实例探究

1、下列关于惯性的说法中,正确的是（ ） A.物体只有在静止时才具有惯性 B.物体运动速度越大,其惯性也越大 C.太空中的物体没有惯性

D.不论物体运动与否,受力与否,物体都具有惯性 答案D

2、以下说法中正确的是（ A、B、D ）

A．牛顿第一定律反映了物体不受外力的作用时的运动规律 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的结果

D．飞跑的运动员，由于通到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改

变原来的运动状态 答案 ABD

3、如图所示，重球系于DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（ ）

A、在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线容易拉断 B、在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线容易拉断 C、在线的A端突然猛力一拉，结果AB线容易拉断 D、在线的A端突然猛力一拉，结果CD线容易拉断 答案AC

4、交通部门规定：在各种小型车辆前排队乘坐的人必须系好安全带，请从物理

学的角度加以说明。

答：汽车紧急刹车时，突然减速，乘客由于惯性将会撞在前面而造成危险，系

上了安会带就可以靠安全带的拉力而随汽车地起减速，避免危险。

5、有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球自转，一昼夜就能环游世界，这个

设想可行吗？

答：因为地球上一切物体，（包括地球周围的大气）都随着地球一起运动，气

球升空后，由于惯性，它仍保持原来随地球自转的速度，当忽略其他与地球有相对运动的作用而产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止状态，不可能相对地球绕行一周。

★课余作业

1、课后完成课本“作业”中的习题。

2、动手做课本中的“迷你实验室”的实验。 ★“问题与练习”参

1、⑴不能。由于惯性，还要向前飞行。

⑵人随地球旋转，有相同的速度，跳起后由于惯性，人要随地球自西向东转，

所以落回原地。

2、在急刹车时，人会由于惯性而飞出，从而发生危险，安全带可以把人固定在

座位上，增加安全性。

3、向上运动的物体是由于惯性而飞出，并不是因为受到了向上的力。 4、相对于自由下落的小球来说，在桌面上所受合力为零的茶杯，是做变速运动

的，惯性定律不再成立。

★教学体会

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过

程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

探究加速度与力、质量的关系

教学目标

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。

重点难点1、怎样测量物体的加速度 2、怎样提供和测量物体所受的力 设计思想

探究加速度与力、质量的关系这节课，是个探究课，主要培养学生设计实验能力。让学生先提出问题，导入探究原理――自主选器材，设定方案，进行操作，总结归纳――进行交流。对学生操作过程细节进行指导，对学生实验过程的疑难问题进行解答。

教学资源 《探究加速度与力、质量的关系》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】

问题：设想：如果物体所受合外力不为零，则物体运动会怎样？

问题：物体加速度a和哪些因素有关你是怎么知道的 【课堂学习】

问题：通过课本上的图，你能定性地说出图中加速度与力质量的关系吗？

分析1：加速度大小与物体受力大小有关，质量一定时，受力越大，其加速度越大

分析2：加速度还与物体质量有关，受力一定时，质量越小，其加速度越大，这里的力指物体所受合力。

问题1：实验要说明什么问题a与F关系a与m关系 问题2：怎么设计这个实验测量哪些量怎么测量 问题3：如何由实验得出结论?

研究方法：控制变量法

保持物体的质量不变，测量物体在不同作用下的加速度，分析加速度与合外力的关系。

保持物体所受力合外力相同，测量不同质量的物体在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。 学习活动一：设计实验

问题1：怎样测量物体的加速度？

问题2：怎样测量物体的质量？

问题3：怎样给小车提供一个恒定的合力？

问题4：如何测定小车受到的合力？

问题5：绳子拉力大小与钩码的重力大小关系？

问题6：什么情况下，绳子拉力近似等于钩码重力即小车所受的合力？

探究1：加速度与合力的关系

实验基本思路：保持小车的质量不变，测量小车在不同作用下的加速度，分析加速度与合力的关系。 问题7：怎样改变合力？

问题8：如何更直观地处理数据？

探究2：探究加速度与质量的关系

实验基本思路：保持小车所受合力相同，测量不同质量的小车在该力下的加速度，分析加速度与质量的关系。 问题9：怎样改变小车的质量？

问题10：如何更直观地处理数据？

学习活动二：比较法

以小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、钩码、天平、刻度尺、宽口夹子为实验器材，研究小车的运动。

问题1：怎样测量（或比较）物体的加速度？: 问题2：怎样提供和测量物体所受的拉力F

（1）保持物体的质量不变，测量物体在不同的力作用下的加速度，分析加速度与力的关系

（2）保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系 实验注意事项

1．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力．平衡摩擦力是指使小车所受动力(小车重力沿斜面方向的分力)与小车所受阻力(包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车之后所拖纸带的摩擦力)大小相等．平衡摩擦力时，应在小车后拖上纸带，先接通电源，再用手给小车一个初速度，若在纸带上打出的点的间隔是均匀的，则表明平衡了摩擦力，否则必须重新调整小木板的位置．

2．平衡摩擦力后，每次实验时必须满足在小车上所加砝码的质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行．只有如此，砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等．

3．改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器(或尽量远离定滑轮的一端)，并应先接通电源，再放开小车，且在小车到达定滑轮前应按住小车．

4．各纸带的加速度a，都应是该纸带的平均加速度．

5．作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧． 误差分析

1．小车质量M应比重物的质量m大得多，其原理将在后面的牛顿运动定律的应用中专门讨论．二者差距越小，图象线性越差．

2．夹口的密合性能差是造成误差的原因之一．由于小车的质量和速度较大，夹子不易夹住小车的后拖线；有些时候夹子夹住一根拖线，而另一根未被夹住，对应小车仍向前运动，这些都是造成位移误差的原因．

3．小车运动停止时不能与定滑轮相碰，如果小车碰到定滑轮才松手让夹子夹住拖线，则与定滑轮相碰的小车位移偏小，产生误差． 【课堂小结】

问题1：加速度与力的关系？

问题2：加速度与质量的关系？

问题3：如何利用控制变量法？

问题4：本实验的注意事项和误差分别为什么？

【板书设计】

第二节 探究加速度与力、质量的关系

一．

系 二．

力、质量的关系 三． 四．

定性分析加速度与力、质量的关

利用控制变量法来探究加速度与

数据的处理以及得到的结论 实验的注意事项及误差分析

牛顿第二定律

【摘要】物体的加速度和力成正比，和物体的质量成反比，加速度的方向和力的方向是相同的。

【关键词】牛顿第二定律 对牛顿第二定律瞬时性的理解 解决简单问题 【教学目标】

1.知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。

2.理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。 3.能初步应用牛顿第二定律解决一些简单问题。 【知识对比】

知识点 牛顿第二定律 初中 未涉及 高中 牛顿第二定律的由来、含义和简单应用 【课时安排】1课时 【教学过程】 一、牛顿第二定律

【问题引入】在上一节实验的基础上，你能得出加速度与物体所受到的合外力、质量的定量关系吗？

【情景引入】

通过上节实验我们得到下表中的内容

m一定时，a与F成正比 F 一定时，a与1/m成正比 a∝F 上面两式整理得F=kma a∝1/m 1.牛顿第二定律

（1）内容：物体的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）表达式：aF→Fma→Fkma m

在Fkma这个表达式中，比例系数k的选取是任意的，如果选取k=1，那

么

牛顿第二定律得表达式→Fma （3）力的单位

当质量为m=1kg的物体，在某力的作用下它获得的加速度a=1m/s2时,

F=ma=1kg×1m/s2=1 kg·m/s 2，我就把这个力叫一个单位的力。即：1N=1

2

，使质量为1kg的物体产生1m/s的加速度的力，叫做1牛顿。 kg·m/s

2

（4）比例系数k的含义

由Fkma可知，kF/ma，因此k在数值上等于使单位质量的物体产生单位加速度的力的大小。k由F、m、a三者的单位共同决定，三者取不同的单位k值不同，在国际单位制中，k=1. 利用Fma计算时，各量必须用国际单位制中的单位。

2.力与运动的关系

力是改变物体运动状态的原因，

物体所受合外力 决定 物体加速度 决定 单位时间内速度的变化量，加速度与速度无必然联系。 理3.

定义式：a量。

v，给出了测量物体加速度的方法，是比值定义的物t 决定式：a素。

F，揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因m二、牛顿第二定律的四性 【问题引入】

怎样利用牛顿运动定律处理瞬时性变化问题？ 【情景引入】

一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度。小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他的运动速度随时间变化图象如图所示，图中Oa段和cd段为直线。根据此图象可知小孩的运动过程。

从图中可看出，蹦床对小孩的作用力在不断变化，根据牛顿第二定律可知小孩的加速度也随之变化，这种现象体现了牛顿第二定律的瞬时性。

根据F=ma知，加速度与物体受到的合力成正比，方向永远相同。 瞬时性：a与F是瞬时对应关系，即同时产生、同时变化、同时消失，保持一一对应关系。

矢量性：F合ma是一个矢量式。力和加速度是矢量，物体的加速度的方向由物体所受合外力的方向决定。F合产生的a是物体的合加速度，x方向的合力产生

x方向的加速度，y方向的合力产生y方向的加速度。矢量式具有分量式：

Fxmax，Fymay

同一性：F合ma，各量属于同一物体的，即研究对象的同一性；

相对性：公式中的 a是相对地面的（或惯性系的）而不是相对运动状态发生变化的参考系的（或非惯性系的）。 三、应用牛顿第二定律解决简单问题 【问题引入】

怎样利用牛顿第二定律解决简单问题？

【情景引入】

如图所示，为中国航母舰载机起飞的截图，大家能从牛顿第二定律角度分析舰载机在航母上起飞滑行时的加速度和牵引力之间的关系吗？

根据牛顿第二定律可以找出它们的关系，此类现象在生活中极为常见，如汽车启动、刹车问题等都涉及牛顿第二定律的应用。

【例1】某质量为1100kg的汽车在平直路面试车，当达到126km/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。 【分析】

（1）关闭发动机后，汽车在阻力作用下做匀减速运动，根据牛顿第二定律及运动学基本公式即可求解阻力；（2）重新起步时根据牛顿第二定律求解加速度． 【思路点拨】

【答案】阻力是550N，重新启动产生的加速度是s2

【例2】光滑水平桌面上有一个物体,质量是2kg,受到互成120o角的两个水平方向的力F1和F2的作用，两个力的大小都是10N，这个物体的加速度是多大?

【分析】

根据平行四边形定则求出合力的大小，结合牛顿第二定律求出物体的加速度．

【思路点拨】

运用牛顿第二定律，并结合力的正交分解法解题

⑴ 正交分解法是把—个矢量分解在两个互相垂直的坐标轴上的方法，其实质是将复杂的矢量运算转化为简单的代数运算。 表示方法:

Fx=Fx1 +Fx2 +Fx3+…=max Fy =Fy1 +Fy2+Fy3+…=may

（2）为减少矢量的分解，建立坐标系时，确定工轴正方向有两种方法： ①分解力而不分解加速度。通常以加速度a的方向为x轴正方向，把力分解到坐标轴上，分别求合力:Fx=ma,Fy=0.

②分解加速度而不分解力。若力太多，比较烦琐，可根据物体受力情况，使尽可能多的力位于两坐标轴上而分解加速度a,得ax和ay,根据牛顿第二定律得方程组Fx=max, Fy=may. 【答案】5m/s2 【科学漫步】

利用动力学的方法测质量

【例3】在水平地面上有两个彼此接触的物体A和B，它们的质量分别为m1和

m2，与地面间的动摩擦因数均为μ，若用水平推力F作用于A物体，使A、B一起向前运动，如图所示，求两物体间的相互作用力为多大？若将F作用于B物体，则A、B间的相互作用力又为多大？

【分析】由于两物体是相互接触的，在水平推力F的作用下做加速度相同的匀加速直线运动，如果把两个物体作为一个整体，用牛顿第二定律去求加速度a是很简便的，题目中要求A、B间的相互作用力，因此必须采用隔离法，对A或

B进行受力分析，再用牛顿第二定律就可以求出两物体间的作用力。 【解析】以A、B为研究对象对其受力分析如图所示，由牛顿第二定律可得：

F(m1m2)g(m1m2)a

所以aFg m1m2再以B为研究对象，其受力如图所示，由牛顿第二定律可得

F1F2阻=m2a

m2F。 m1m2则A、B间相互作用力F1为：F1当F作用于B时，应用同样的方法可求A、B间相互作用力F2为:

F2m1F。 m1m2m2FmF。F21 m1m2m1m2【答案】F1本题属于连接体问题。此类问题的一般思维方法是：先以整体为研究对象求加速度，然后运用隔离法，选取其中一部分作为研究对象，求相互作用力（内力）。 从上面例题的解答过程还可知道在动力学问题中，如果知道物体的受力情况和加速度，也可以求出物体的质量。也就是说，质量也可以用动力学的方法来测定。下面是用动力学的方法测定质量的一个有趣的题目。

【例4】1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验，如图所示，实验时，用双子星号宇宙飞船m1，去接触正在轨道上运行的火箭组m2，接触以后，开动飞船尾部的推进器，使飞船和火箭组共同加速，推进器的平均推力等于5N，推进器开动7s，测出飞船和火箭组的速度改变是s，已知双子星号宇宙飞船的质量m1=3400kg，求火箭组的质量m2是多大？

【解析】推进器的推力使宇宙飞船和火箭组产生共同加速为：

a0.91m/s0.13m/s2 7sF5m1(3400)kg=3484.6kg a0.13根据牛顿第二定律Fma(m1m2)a得m2【答案】 kg

实际上，火箭组的质量已经被地测出。实验的目的是要发展一种技术，找出测定人造卫星或其他物体的未知质量的方法。先已经测出火箭组的质量为3660kg，因而实验误差在误差允许范围内。 【作业布置】 问题与练习

牛顿第三定律

三维目标 知识与技能

1.让学生深刻理解物体间的作用是相互的及相互作用力的大小关系. 2.能够利用牛顿第三定律解决生活中遇到的实际问题. 过程与方法

学习研究物理现象，总结规律的方法. 情感态度与价值观

对学生进行创新精神的培养.

教学设计

教学重点 掌握牛顿第三定律

教学难点 区别平衡力和作用力与反作用力. 教具准备

1.对所有的学生进行合理分组. 2.提出问题，设计好学生的活动方案. 3.准备实验所需的各种器材. 课时安排 1课时

教学过程

导入新课 ［教师活动］

提出问题1:拍手鼓掌的感觉怎样？ 提出问题2:用脚踢球的感觉怎样？

［学生活动］每个小组成员根据自己的体验说出各种感受.

（设计意图:根据学生感受的共性引出物体的作用是相互的，提出作用力与反作用力的概

念） 推进新课

［教师活动］左手疼痛，是左手受到力的作用所产生的一种效果，这说明左手受到了力的作用.

问（紧接提）:请你分析一下，这个力是谁施加给它的（答:右手)

出示:

问:刚才鼓掌时，你的左手痛，那右手痛不痛（答:也痛) ［教师活动］那也就是说，你的右手也受到了力的作用. 那请你分析一下谁是施力物体.（答:左手)

出示:

小结:左手对右手有力的作用，右手对左手也有力的作用.

问:这说明什么问题（请学生回答:力的作用是相互的)肯定学生的回答. 一、物体间的作用是相互的 1.两个物体间的作用总是相互的

问:在刚才这个例子中，左手对右手有力的作用，右手对左手也有力的作用，这里出 现了几个力？答:两个.（强调:两个力,F1、F2） 引:这说明物体间的作用力总是成对出现的.

问:自然界的作用力的个数若用数学中的方法怎么表示？答:2 N，必然是偶数. 引:物体间的作用力总是成对出现的，两个物体间相互作用的这一对力，叫做作用力 与反作用力.若把其中一个力叫做作用力，则另一个就叫做反作用力.(电脑出示)

2.两个物体间相互作用的这一对力，叫做作用力与反作用力.若把其中一个力叫做作用力，

则另一个就叫做反作用力.

今天我们要学习的牛顿第三定律就是研究两个物体间的一对作用力与反作用力的规律. 二、牛顿第三定律 ［教师活动］

提出问题3:如果班级中力气大的同学与力气小的同学进行拔河比赛，预测比赛结果. 合作探究

学生活动:学生分小组开始实验；力气大的同学穿上旱冰鞋（或站在比较光滑的平面上）重复实验.

（设计意图:让学生亲自去体会作用力与反作用力大小的定性关系） 自然界的物体是相互联系、相互影响、相互作用的. 举例:

重力的作用是相互的;用手打排球 地球对人有吸引作用，人对地球也有吸引作用弹力的作用是相互的;刹车时车轮受地面的摩擦而停止摩擦力的作用是相互磁力的作用是相互的;带电的通草球之间的作用的;同名磁极相斥，异名磁极相吸静电力的作用是相互的.

［教师活动］提出问题4:设计实验探讨作用力与反作用力的定量关系（提供学生实验所需的测量器材如弹簧秤）,并亲自去指导每个小组的实验. ［学生活动］学生以小组为单位进行设计、实施实验.

（设计意图:让学生自己去探究本节课的重点并能分析实验得出结论） 教师精讲

结论:学生根据自己的实验得出结论，教师加以恰当的指导，最后给出完整的牛顿第三定律.

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. 强调说明:任何情况都是如此. 讨论:A.以卵击石；B.以拳击脸.

注意:（1）反向性——作用力和反作用力方向相反； （2）相等性——作用力和反作用力大小总相等； （3）同时性——作用力和反作用力同时产生，同时消失； （4）同性质——作用力和反作用力性质相同. 合作探究

作用力与反作用力和一对平衡力的区别:

作用力与反作用力 作用在不同的物体上，效果不可抵消 性质相同 同时产生，同时消失 一个力只有一个反作用力 知识拓展

解决实际问题:分析马拉车和车拉马的力的大小关系；分析人走路的受力情况. （最好让学生提出生活中涉及到的有关牛顿第三定律的问题） 课堂小结

这节课我们认识了作用力和反作用力，而这节课的重点是了解牛顿第三定律.牛顿第三定律揭示了作用力与反作用力之间的关系,说明作用力与反作用力是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上的,以及作用力与反作用力的相互性、同时性和同一性.并要注意作用力与反作用力跟我们初中学过的一对平衡力的区分.我们可以根据作用力与反作用力的性质

一对平衡力 作用在同一个物体上，效果可以抵消 性质不一定相同 不一定同时 一个力的平衡力有可能不止一个 来区分.

［例题剖析1］ 一个大汉（甲）跟一个女孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结果大汉把女孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系，不正确的说法是( ) A.大汉拉女孩的力一定比女孩拉大汉的力大 B.大汉拉女孩的力不一定比女孩拉大汉的力大 C.大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力一定相等

D.只有在大汉把女孩拉动的过程中，大汉的力才比女孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大

分析:作用力与反作用力总是大小相等的.大汉与女孩手拉手比力气时，无论是在相持阶段还是女孩被大汉拉过来的过程中，大汉拉女孩的力与女孩拉大汉的力的大小总是相等的，所以说法B、C正确. 答案:AD

说明:既然大汉拉女孩和女孩拉大汉的力一样大，大汉为什么能把女孩拉过来呢？关键在于地面对两者的最大静摩擦力不同.如图分别画出两者在水平方向上的受力情况，显然，只有当f甲＞f乙时，女孩才会被大汉拉过来.如果让大汉穿上溜冰鞋站在磨光水泥地上，两人再比力气时，女孩就可以轻而易举地把大汉拉过来.

［例题剖析2］一辆汽车沿山坡加速上行，不计空气阻力，汽车受到哪几个力？指出各个力的反作用力.

分析:以汽车为研究对象，根据对汽车发生作用的物体，找出汽车受到的力，然后由“甲对乙和乙对甲”的关系，找出各自的反作用力. 解答:汽车受到的力和各个力的反作用力列表如下:

汽车受到的力 地球对汽车的重力G 山坡对汽车的支持力N 山坡对汽车的摩擦力f 山坡对汽车的牵引力F 画出汽车和山坡隔离体的受力图，如图所示.

对应的反作用力 汽车对地球的吸引力G′ 汽车对山坡的压力N′ 汽车对山坡的摩擦力f′ 汽车对山坡的推力F′

说明:常有些学生会把汽车受到的牵引力，说成是“发动机对汽车的力”，这是不正确的.发动机作为汽车的一部分，它与车身之间的作用力是内力，根据牛顿第二定律，内力不可能使整体产生加速度.这正像自己用手揪住头发向上拉，不会使自己离开地面一样. 汽车前进的机理是:发动机工作，通过传动装置带动车轮旋转，车轮旋转时力图把地面向后推，地面施力使车向前，正像人行走时也是依靠从地面获得推力一样.

［例题剖析3］如图所示，用弹簧秤悬挂一个重力为G=10 N的金属块，使金属块部分地浸在台秤上的水杯中（水不会溢出）.若弹簧秤的示数变为T′=6 N，则台秤的示数( )

A.保持不变 B.增加10 N C.增加6 N D.增加4 N 分析:金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F.由弹簧秤的示数知，浮力的大小为

F=G=T′=10 N-6 N=4 N.

根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′=F=4 N.通过水

和缸的传递，对台秤产生附加压力.所以，台秤的示数增加4 N. 答案:D

说明:任何力都是成对出现的，对液体和气体的作用同样遵循着牛顿第三定律.本题可以通过实验精确验证，请同学们自己去完成.

讨论:牛顿第三定律中的作用力与反作用力，指的都是实际物体间的相互作用力，每一个力都有明确的施力者与受力者.它们不同于在力的分解与合成中，根据力的作用效果而引入的“合力”与“分力”.因此，合力与分力都没有单独的反作用力. 布置作业

根据本课和以后的学习要求提出以下两个作业: （1）分析火箭为什么能够升空； （2）总结区分牛顿第三定律和二力平衡. 思考题:

1.甲、乙两位同学在课间休息时相互打闹，甲失手将乙打痛了.甲狡辩说:“力的作用是相互的，我给了你多大的力，你同样给了我多大的力；我把你打痛了，你同样也把我打痛了.”你对此如何评判？

参：从物理角度看甲同学的说法是正确的，因为作用力与反作用力等大反向，但是从道德角度来评断，甲同学打痛了乙同学，甲同学需要向乙同学道歉。

2.在拔河比赛中，甲队胜了乙队，是不是由于甲队作用于乙队的力大于乙队作用于甲队的力.为什么如果不是那是由于什么原因

参：不是，甲队作用于乙队的力等于乙队作用于甲队的力，甲队获胜是因为甲队作用于乙队的力大于地面对乙队的摩擦力。

板书设计

牛顿第三定律

一、力是物体间的相互作用 二、作用力与反作用力 三、牛顿第三定律 相互性、同时性、同一性

四、平衡力跟作用力和反作用力的区别

牛顿运动定律的应用

教学目标

一、知识与技能

1. 进一步学习分析物体的受力情况，并能结合物体的运动情况进行受力分析。

2. 掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。 3. 学会如何从牛顿运动定律入手求解有关物体运动状态参量。 4. 学会根据物体运动状态参量的变化求解有关物体的受力情况。 二、过程与方法

1. 培养学生利用物理语言表达、描述物理实际问题的能力。

2. 帮助学生提高信息收集和处理能力，分析、思考、解决问题能力和交流、合作能力。

3. 帮助学生学会运用实例总结归纳一般问题解题规律的能力。 4. 让学生认识数学工具在表达解决物理问题中的作用。 三、情感、态度与价值观

1. 利用我国的高科技成果激发学生的求知欲及学习兴趣。 2. 培养学生科学严谨的求实态度及解决实际问题的能力。

3. 初步培养学生合作交流的愿望，能主动与他人合作的团队精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观点。 教学重点、难点

教学重点

用牛顿运动定律解决动力学问题的基本思路方法。 教学难点

正确分析受力并恰当地运用正交分解法。 教学方法

创设情景——导入课题——实例分析——实践体验——交流总结。

教学准备

投影仪、多媒体等。 教学过程

一、导入新课

此前我们学习了牛顿的三大运动定律，（应用牛顿定律分析物体受力与物体运动状态的关系）并且应用牛顿定律解决了一些问题，此间同学们有没有发现应用牛顿定律解决问题的一般方法呢？这节课我们就通过两个练习来探究应用牛顿定律解决问题的一般方法。

二、进行新课

（一）从受力确定运动情况

投影展示例题1 并布置学生审题：一个静止在水平地面上的物体，质量是 2kg，在 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。求物体在4s末的速度和4s内的位移。

问：l.本题研究对象是谁它共受几个力的作用物体所受的合力沿什么方向大小是多少

2.本题要求计算位移和速度，而我们只会解决匀变速运动问题。这个物体的运动是匀变速运动吗依据是什么

和G在竖直方向上，它们有什么关系？

学生思考讨论后作答，并进一步判定：物体所受的合力水平向右，根据牛顿第二定律其加速度一定水平向右，因此物体向右做匀加速直线运动。

FN和G在竖直方向上，大小相等、方向相反，是一对平衡力。借机让学生对平衡力和作用力与反作用力进行比较鉴别。

【答案】s

点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言的能力。

教师提问：经分析发现该题属于已知受力求运动呢，还是已知运动求受力呢？

学生讨论并形成一致意见：已知受力求运动学情况。 点评：培养学生敏锐观察并总结的能力。

教师要求学生在分析的基础上，画出受力分析图，并完整列出解答过程，提醒学生写明依据并与投影答案相对照。

学生计算，交流合作，找出不完善的地方予以改正。 点评：培养学生书面表述清楚物理问题的能力。

承转：如果已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，就可以根据牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是动力学所要解决的另一类问题。

（二）从运动情况确定受力

投影展示例2并布置学生审题：一个滑雪的人质量是 75 kg，以v0＝2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30，在 t=5s的时间内滑下的路程x＝60m，求滑雪人受到的阻力。（包括摩擦和空气阻力）

问：本题属于哪类力学问题人共受几个力的作用各力方向如何它们之中哪个力是待求量哪个力实际上是已知的待求力是谁物体所受的合力沿什么方向

学生分小组思考讨论，小组代表回答解题思路，描述物体受力情况。该题为已知受力求运动，合力沿运动方向，动力实际上是已知的。

【答案】15N

点评：通过分析实例，培养学生分析探索和寻找物理量之间的关系，发现浅层次规律的能力，运用物理语言表述物理问题的能力。

教师提问：本题中物体受力方向较为复杂，物体沿斜面方向匀加速下滑，我们应当如何建立坐标系求合力？

学生分小组继续思考讨论，然后作出正确选择：沿平行于斜面和垂直于斜面分别建立坐标系的x轴和y轴，使合力的方向落在x轴的正方向上，然后求合力比较方便。

教师提问：

l. 上述两个例题在解题方法上有什么相同和不同之处？ 2. 在例2中，为什么要建立平面直角坐标系？

3. 在运动学公式中通常是以v0为正方向的，但在利用牛顿第二定律列方程时，选

什么方向为正方向较为方便？

努力启发引导学生发现异同。

学生思考讨论，交流合作，推举学生回答，并相互补充：

l. 两题都需画受力图，都要利用牛顿第二定律和运动学公式，画受力图是重要的解题步骤。不同之处是例1先用牛顿第二定律求加速度，而例2先用运动学公式求加速度。

2. 例2中物体受力方向较为复杂，建立平面直角坐标系后，就可以用G1

和G2代替G，使解题方便。

3. 因为加速度的方向就是物体所受合外力的方向，所以以加速度的方向为正方向，会给分析问题带来很大方便。

点评：培养学生观察、思考、辨析、归纳综合的能力。

教师出示课堂练习（见实例探究），适当加入学生讨论。检查练习结果并予以评价矫正。

点评：在实际应用中锻炼能力。

（三）课堂练习

1.质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在400N的水平拉力作用下由静止开始经过16m时, 速度为16 m/s, 求物体受到的阻力是多少?

【答案】80N

2．用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是 m/s, 弹簧秤的示数是。这个物体的质量是多大?

【答案】m=2 kg

3.一斜面AB长为10m，倾角为30°，一质量为2kg的小物体（大小不计）从斜面顶端

2

A点由静止开始下滑，如图所示。（g取10 m/s2）

（1）若斜面与物体间的动摩擦因数为，求小物体下滑到斜面底端B点时的速度及所用时间。

（2）若给小物体一个沿斜面向下的初速度，恰能沿斜面匀速下滑，则小物体与斜面间的动摩擦因数μ是多少？

解析：（1）以小物块为研究对象进行受力分析，如图所示。物块受重力mg、斜面支

持力N、摩擦力f。

垂直斜面方向上受力平衡，由平衡条件得：mgcos30-N=0。 沿斜面方向上，由牛顿第二定律得：mgsin30-f=ma。 又f=μN，由以上三式解得a=s。 小物体下滑到斜面底端B点时的速度：

2

vB=2as3.65m/s

2s5.5s。 a运动时间： t（2）小物体沿斜面匀速下滑，受力平衡，加速度a＝0，有 垂直斜面方向：

mgcos30-N=0。

沿斜面方向：

mgsin30-f=0。

又f =μN，解得：μ＝

4.蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60kg的运动员，从离水平网面ｍ高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面ｍ高处。已知运动员与网接触的时间为ｓ，若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小（g取10m/s）。

质量为20kg的物体若用20N的水平力牵引它，刚好能在水平面上匀速前进。求： （1）若改用50N拉力沿与水平方向成37°的夹角向斜上方拉它，使物体由静止出发在水平面上前进时，它的速度多大？

2

（2）在前进时撤去拉力，又经过3s钟，物体的速度多大？

（3）物体总共通过多大位移（g取10m/s） 【答案】（1）／s （2）0 （3） 【答案】 F = ×10N 三、课堂小结

3

2

1．应用牛顿第二定律解题可分为两类：一类是已知受力求解运动情况；另一类是已知运动情况求解受力。

2．不论哪种类型题目的解决，都遵循基本方法和步骤，即分析过程、建立图景、确定研究对象、进行受力分析、根据定律列方程，进而求解验证效果。在解题过程中，画图是十分重要的，包括运动图和受力图，这对于物体经过多个运动过程的问题更是必不可少的步骤。

3．在斜向力作用下，可将该力沿运动方向和垂直运动方向分解，转化为受水平力的情形。解题方法相同。

四、布置作业 问题与练习3、4题。

超重与失重

一、教学目标

1．了解超重和失重现象；

2．运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因；

3．培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力． 二、重点、难点分析

1．超重和失重在本质上并不是物体受到的重力发生了变化，而是物体在竖直方向有加速度时，物体对支持物的压力或拉力的变化，这一点学生理解起来往往困难较大．让学生理解超重和失重的本质是本节课教学的重点之一，也是后面理解航天器中失重现象的基础．

2．超重和失重中物体对支持物的压力和拉力的计算，是牛顿第二定律应用的一个方面，也应作为本节教学的重点之一． 三、教具

演示教具：超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的可乐瓶、录像资料．

学生用具：弹簧秤、钩码、打点计时器用重锤、绣花线． 四、主要教学过程 (一)引入新课

看录像片《航天飞机上的失重现象》《失重物体的运动》．

提问：刚才所看到的录像片是在什么地方发生的它向我们展示了一种什么现象

这里给我们展示了失重现象，是在航天飞机中发生的．航天飞机在起飞中产生了超重现象，在太空中又产生了失重现象．超重和失重是怎么产生的呢？这就是我们这节课研究的内容． (二)教学过程设计 板书：十、超重和失重 我们先来研究一下超重现象． 板书：1．超重现象

实验：介绍装置，架子上有两个滑轮，两边挂有重物．我们取左边的重物加以研究，重物静止时，弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力．放手后物体做向上的加速运动，我们再观察弹簧秤示数的变化．

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数增大，物体对绳的拉力增大． 以上实验可以用更简单的装置来完成，只不过观察时的效果稍差一些．弹簧秤下挂一重物，物体静止时，弹簧秤的示数等于物体所受的重力．当物体向上做加速运动时，弹簧秤的示数大于物体所受的重力，物体对绳的拉力大于物重． 学生小实验：细线拉重锤(绣花线、打点计时器用重锤)．线系在重锤上，缓慢拉起，再让重锤做向上的加速运动，线断．

分析原因：取物体为研究对象，T-G=ma，T-mg=ma，弹簧秤的拉力为

T=mg+ma=m(g+a)

讨论：(1)物体做向上的加速运动时，弹簧对物体的拉力大于物体静止时的拉力，T＞mg，物体对弹簧的拉力大于物重．

举例：起重机在吊起重物时，有经验的司机都不让物体的加速度过大是什么原因？

(2)学生列举生活中的感受：电梯向上起动时，电梯对人的支持力大于静止时的支持力，同样人对电梯的压力也大于物重；电梯下降刹车时也一样．只要物体的加速度方向是向上的，就会产生以上现象．

提问：在电梯中放一弹簧测力秤，人站在上面．当电梯向上加速度运动时秤的示数怎样变化？

(3)整理公式：T=m(g+a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＞g．站在电梯里的人在电梯向上加速或向下减速时，人对电梯的压力大于人的重力，好像是重力加速度g增大了．火箭起飞时有很大的向上的加速度，内部发生的是超重现象．

当物体存在向上的加速度时，它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物重的现象叫做超重现象．

发生超重现象时，物重并没有变化． 2．失重现象

实验：重物静止时，弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力，物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力．放手后物体做向下的加速运动，我们再观察弹簧秤示数的变化．

提问：看到了什么现象？弹簧秤的示数减少，物体对支持物的拉力减小． 学生实验：观察感受失重现象．弹簧秤下挂一重物，物体静止时，弹簧秤的示数等于物体所受的重力．当物体向下做加速运动时，弹簧秤的示数小于物体所受的重力．(注意对减速时的示数增大的解释．)

取物体为研究对象，G-T=ma，弹簧秤的拉力为T=mg-ma=m(g-a)

讨论：(1)物体做向下的加速运动时，弹簧对物体的拉力小于物体静止时的拉力，T＜mg，物体对弹簧的拉力小于物重．

(2)学生列举生活中的感受：电梯向下起动时，电梯对人的支持力小于静止时的支持力，同样人对电梯的压力也小于物重；电梯上升刹车时也一样．

(3)整理公式：T=m(g-a)=mg′，g′叫做等效重力加速度，g′＜g．站在电梯里的人在电梯向下加速或向上减速时，人对电梯的压力小于人的重力，好像是重力加速度g减少了．

失重：当物体存在向下的加速度时，它对支持物的压力(或拉力)小于物重的现象，叫做失重．当a=g时，T=0，叫做完全失重． 发生失重时，物重并没有变化．

实验：在可乐瓶下面扎一些小孔，装上水后水从小孔喷出．把水瓶抛出，喷水情况会怎样变化？分析瓶抛出后，水怎样喷．让学生先分析可能发生的现象，再观察上抛时的现象，下抛的情况让学生回家去做．解释现象出现的原因，抛出后水处于失重状态，对瓶无压力，水不喷． 3．例题

例1 关于电梯的几种运动中，支持力的变化情况如何？

思考题：一个在地面上能举起100千克质量杠铃的运动员在一个加速运动的电梯上能举起多大质量的杠铃？a=g，a=g/2，分向上和向下两种加速情况讨论． (投影)例2：一台升降机的地板上放着一个质量为m的物体，它跟地面间的动摩擦因数为μ，可以认为物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．一根劲度系数为k的弹簧水平放置，左端跟物体相连，右端固定在竖直墙上，开始时弹簧的伸长为Δx，弹簧对物体有水平向右的拉力，求：升降机怎样运动时，物体才能被弹簧拉动？

分析：物体开始没有滑动是由于弹簧的拉力小于最大静摩擦力．这里f=μN，只有减小地面对物体的压力才能减少最大静摩擦力，当f=μN=kΔx时物体开始滑动．

取物体为研究对象，受力如图，当物体做向下的加速运动或向上的减速运动时，才能使地面对物体的压力减小，即G-N=ma． 联解两式得：

a=(G-N)/m=(mg-kΔx/μ)/m=g-kΔx/μm

即升降机做a＞g-kΔx/μm的向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，物体可以在地面上滑动．

(三)小结：发生超重和失重现象时，物体并没有变化，只是由于物体有竖直方向的加速度使得物体对支持物的作用力发生了变化．这里讨论的问题限于地面附近的物体所发生的超重和失重现象，没有讨论航天飞机中的失重现象．请大家思考一下，航天飞机中的物体受不受地球的引力，它上面的失重现象又是怎样发生的呢？

布置作业：练习(1)(2)(3) 五、说明

1．本节课可采用在教师引导下，教师跟学生共同讨论研究的方式进行．在教学中教师要注意学生对知识的接受情况，恰当地提出问题，对学生的认识给予正确的评价和解释．

2．课上安排的演示实验要自己制作，弹簧秤的量程要小，最好是千克左右的，刻度要明显利于学生观察．两边重物的质量选择要合适，可使加速过程时间较长、较稳定．

3．两个学生小实验，拉断线的实验要注意器材的选择；用弹簧秤拉钩码的实验要注意现象的正确解释．

共点力作用下物体的平衡

、教学目标

1、知识与技能

（1）知道什么是共点力，及在共点力作用下物体平衡的概念。 （2）理解物体在共点力作用下的平衡条件。 （3）知道我国古代科学家张衡的相关科学成就。 （4）会应用实验研究物体在共点力作用下的平衡条件。 2、过程与方法

（1）在对共点力平衡问题的探究中，感受等效、图示、归纳推理等科学方法。

（2）在共点力平衡条件的实验研究中，感受猜想、方案设计、实验探究、分析归纳结论的科学探究方法。

3、情感、态度与价值观

（1）在共同的实验探究过程中，体验合作，乐于合作。

（2）通过了解张衡的相关科学成就，激发爱国主义情感和对科学的热爱。 教学重点和难点

重点：共点力作用下物体的平衡条件。 难点：共点力平衡条件的探究过程。 教学过程

（一）情景导入，激发悬念

录像引入：2008北京奥运会我国举重运动员夺冠录像播放。

教师：张国政在69公斤级比赛中以抓举160公斤和挺举公斤总成绩公斤而夺冠，裁判员判定举重运动员成绩有效的依据是什么？

学生活动：举重运动员能将举起的杠铃保持静止几秒钟。 教师：这与本节课学习的受力平衡问题有关。

一、共点力作用下的平衡状态

物体在共点力的作用下，保持静止或做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态． 对平衡状态的理解

1．共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：加速度为零．

2．“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别，例如：竖直上抛的物体运动到最高点时，这一瞬间的速度为零，但这一状态不能“保持”，因而不属于平衡状态． 二、共点力作用下物体的平衡条件

1．力的平衡条件：要使物体保持平衡状态，作用在物体上的力必须满足一定的条件，这个条件叫做力的平衡条件． 2．共点力的平衡条件：F合＝0

3．力的平衡：作用在物体上几个力的合力为零，叫做力的平衡．

处于平衡状态的物体具有什么特点从力的角度，根据牛顿第二定律，分析物体要保持平衡状态必须满足什么条件

答案 处于平衡状态的物体速度不发生变化(v＝0或v＝常数)，加速度为0；因为a＝0，根据牛顿第二定律知，F合＝0.

2．二至三人合作，用三个测力计拉住小环O，使小环保持静止，如图1所示．记下三个测力计的拉力的方向及大小，用力的图示法在纸上表示出各个力．请先研究其中某两个力的合力跟第三个力的关系，然后找出三个共点力平衡时满足的条件．

图1

答案 用平行四边形定则作出F1、F2的合力F，如图所示．F3与F等大反向．

同理可发现：F2与F3的合力与F1等大反向，F1与F3的合力也与F2等大反向． 所以一个物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，这三个力的合力为零． [要点提炼]

1．平衡条件：(1)F合＝0(或加速度a＝0)

Fx合＝0(2)

Fy合＝0

2．平衡条件的四个推论

(1)二力作用平衡时，二力等大、反向．

(2)三力作用平衡时，任意两力的合力与第三个力等大、反向． (3)多力作用平衡时，任意一个力与其它所有力的合力等大、反向． (4)物体处于平衡状态时，沿任意方向上分力之和均为零． [延伸思考]

物体速度为0时，一定处于静止状态吗？

答案 不一定．静止状态是v＝0，a＝0，两者应同时成立．若v＝0，a≠0，如竖直上抛物体运动至最高点，不是处于静止状态．

例1 物体在共点力作用下，下列说法中正确的是( ) A．物体的速度在某一时刻等于零，物体就一定处于平衡状态 B．物体相对另一物体保持静止时，物体一定处于平衡状态 C．物体所受合力为零，就一定处于平衡状态 D．物体做匀加速运动时，物体处于平衡状态

解析 处于平衡状态的物体，从运动形式上看是始终处于静止或匀速直线运动状态，从受力上来看，物体所受合力为零． 答案 C

例2 如图2所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为( )

图2

C．F4

F4

解析 由共点力的平衡条件可知，F1、F2、F3的合力应与F4等大反向，当F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变时，F1、F2、F3的合力的大小仍为F4，但方向与F4成120°角，由平行四边形定则可得，此时物体所受的合力大小为F4，所以本题正确的选项应为C. 答案 C

三、利用正交分解法求解共点力的平衡问题

例3 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图3所示)．设拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略；拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时，沿拖杆方向推拖把，拖杆与竖直方向的夹角为θ.若拖把头在地板上匀速移动，求推拖把的力的大小．

图3

解析 设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把．将推拖把受到的力沿竖直和水平方向分解，根据平衡条件有

Fcos θ＋mg＝N Fsin θ＝f

式中N和f分别为地板对拖把的支持力和摩擦力，又因为

f＝μN

联立以上三式得

F＝

μmg

sin θ－μcos θ

答案

μmg

sin θ－μcos θ针对训练 如图4所示，重为500 N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重为200 N的物体，当绳与水平面成60°角时，物体静止，不计滑轮与绳的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力的大小．

图4

答案 N 100 N

解析 人与物体静止，所受合力皆为零，对物体分析得，绳的张力F＝200 N，人受四个力的作用，如图所示，可将绳的拉力正交分解．

F的水平分力Fx＝Fcos 60°＝100 N F的竖直分力Fy＝Fsin 60°＝1003 N

在x轴上，摩擦力f＝Fx＝100 N 在y轴上，三力平衡，地面对人的支持力

N＝G－Fy＝(500－1003) N＝100×(5－3) N≈ N

1．(对平衡状态的理解)下列物体中处于平衡状态的是( ) A．静止在粗糙斜面上的物体 B．沿光滑斜面下滑的物体 C．在平直路面上匀速行驶的汽车

D．做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间 答案 AC

解析 在共点力的作用下，物体如果处于平衡状态，则该物体必同时具有以下两个特点：从运动状态来说，物体保持静止或者匀速直线运动状态，加速度为零；从受力情况来说，合外力为零．物体在某一时刻的速度为零，并不等同于这个物体保持静止，如果物体所受的合外力不为零，它的运动状态就要发生变化，在下一个瞬间就不是静止的了，所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断，而不能认为物体某一时刻速度为零，就是处于平衡状态，本题的正确选项应为A、C.

2．(共点力平衡条件的简单应用)人站在自动扶梯上随扶梯匀速上升，如图5所示，下列说

法正确的是( )

图5

A．人所受合力方向同图中速度的方向 B．人在水平方向受到向右的摩擦力的作用 C．人只在竖直方向受力且合力为零 D．人在竖直方向所受合力不为零 答案 C

解析 由于人匀速上升，处于平衡状态，所以人所受的合力一定为零，在水平方向不受力的作用，否则，与人所处的状态就是矛盾的．

3．(利用正交分解法处理共点力的平衡问题) 如图6所示，质量为m的物体在恒力F作用下沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数为μ，则物体受到的摩擦力的大小为( )

图6

A．Fsin θ C．μ(Fsin θ＋mg) 答案 BC

解析 先对物体进行受力分析，如图所示，然后把力F进行正交分解，F产生两个效果：使物体水平向前F1＝Fcos θ，同时使物体压紧水平地面F2＝Fsin θ.由力的平衡可得F1＝

B．Fcos θ D．μ(mg－Fsin θ)

f，F2＋G＝N，又滑动摩擦力f＝μN，则f＝Fcos θ＝μ(Fsin θ＋mg)，故选B、C.

4．(利用正交分解法处理共点力的平衡问题)物体A在水平力F1＝400 N的作用下，沿倾角

θ＝60°的斜面匀速下滑(如图7所示)．物体A受到的重力mg＝400 N，求物体A与斜面

间的动摩擦因数μ.

图7

答案

解析 取物体A为研究对象，它在四个力的作用下处于平衡状态，根据受力情况，建立直角坐标系如图所示． 根据平衡条件可得：

f＋F1cos θ－mgsin θ＝0，

N－F1sin θ－mgcos θ＝0. 又f＝μN，

联立以上各式，代入数据解得：

μ＝.

共点力平衡条件的应用

一、教学目标：

1：能用共点力的平衡条件，解决有关力的平衡问题； 2：进一步学习受力分析，正交分解等方法。 二、教学重点： 共点力平衡条件的应用

三、教学难点： 受力分析、正交分解、共点力平衡条件的综合应用。 四、教学方法： 讲练法、归纳法 五、教学用具： 投影仪、投影片 六、教学步骤： 导入新课

1：出示复合题：

（1）如果一个物体能够保持 或 ，我们就说物体处于平衡状态。

（2）当物体处于平衡状态时： a：物体所受各个力的合力等于 ，这就是物体在共点力作用下的平衡条件。

b：它所受的某一个力与它所受的其余外力的合力关系是 。 2：学生回答问题后，师进行评价和纠正。

3：引入：本节课我们来运用共点力的平衡条件求解一些实际问题。 新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标：

1：熟练运用共点力的平衡条件，解决平衡状态下有关力的计算。 2：进一步熟练受力分析的方法。 （二）学习目标完成过程：

1：共点力作用下物体的平衡条件的应用举例： （1）用投影片出示例题1：

如图所示：细线的一端固定于A点，线的中点挂一质量为m的物体，另一端B用手拉住，当AO与竖直方向成角，OB沿水平方向时，AO及BO对O点的拉力分别是多大？

（2）师解析本题：

先以物体m为研究对象，它受到两个力，即重力和悬线的拉力，因为物体处于平衡状态，所以悬线中的拉力大小为F＝mg。

再取O点为研究对像，该点受三个力的作用，即AO对O点的拉力F1，BO对O点的拉力F2，悬线对O点的拉力F，如图所示：

a：用力的分解法求解：

将F＝mg沿F1和F2的反方向分解，得到

F/mgtg;F//mg/cos,

得到

F1mg/cos；F2mgtag

b：用正交分解合成法求解 建立平面直角坐标系

由Fx合=0;及Fy合=0得到:

F1cosmg0 F1sinF2解得: F1mg/cos;F2mgtan

2：结合例题总结求解共点力作用下平衡问题的解题步骤： （1）确定研究对象

（2）对研究对象进行受力分析，并画受力图；

（3）据物体的受力和已知条件，采用力的合成、分解、图解、正交分解法，确定解题方法；

（4）解方程，进行讨论和计算。

3：学生用上述方法求解课本上例1，并抽查部分同学的答案在投影仪上进行评析。

4：讲解有关斜面问题的处理方法： （1）学生阅读课本例2，并审题； （2）分析本题；

a：定物体A为研究对于； b：对物体A进行受力分析。

物体A共受四个力的作用：竖直向下的重力G，水平向右的力F1，垂直于斜面斜向上方的支持力F2，平行于斜面向上的滑动摩擦里F3，其中G和F1是已知的，由滑动摩擦定律F3＝uF2可知，求得F2和F3，就可以求出u。 c：画出物体的受力图： d：本题采用正交分解法：

对于斜面，常取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，将力沿这两个方向分解，应用平衡条件求解： e：用投影片展示本题的解题过程：

解：取平行于斜面的方向为x轴，垂直于斜面的方向为y轴，分别在这两个方向上应用平衡条件求解，由平衡条件可知，在这两个方向深的合力Fx合和Fy合应分别等于零，即

Fx合F3F1cosGsin0Fy合F2F1sinGcos0 解得：F2546N;F3146N

F3所以：u0.27F2 5：巩固训练：

如图所示：重为G＝10N的小球在竖直挡板作用下静止在倾角为=30o的光滑斜面上，已知挡板也是光滑的，求：

（1）挡板对小球弹力的大小； （2）斜面对小球弹力的大小。 七、小结

本节课我们主要学习了以下几点：

1：应用共点力平衡条件解题时常用的方法--力的合成法、力的分解法、正交分解法

2：解共点力作用下物体平衡问题的一般步骤： （1）定研究对象；

（2）对所选研究对象进行受力分析，并画出受力示意图 （3）分析研究对象是否处于平衡状态；

（4）运用平衡条件，选用适当方法， 列出平衡方程求解。

八、板书设计：

力的合成法力的分解法常用的方法相似三角形法Fx合0正交分解法Fy合0共点力平衡条件的应用确定研究对象（物体或结点）对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图解题的一般步骤分析研究对象是否处于平衡状态运用平衡条件，选择适当方法，列出平衡方程求解