高中物理人教版第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律 市獲獎(jiǎng)

4.力學(xué)單位制、牛頓第三定律（2016/11/27）甘肅省會(huì)寧縣第二中學(xué)730799【摘要】基本物理量的單位為基本單位，了解七個(gè)基本物理量；牛頓第一定律建立力的概念，牛頓第二定律定量的定義了力的大小，但是這兩個(gè)定律卻沒有揭示力的來源與本性，牛頓進(jìn)一步建立了力的本性中的最通用原則——力的作用是相互的，即牛頓第三定律?！娟P(guān)鍵詞】力學(xué)單位制作用力和反作用力牛頓第三定律物體的受力分析【教學(xué)目標(biāo)】1.了解什么是單位制，什么是基本單位，什么是導(dǎo)出單位。2.知道力學(xué)中的三個(gè)基本單位。3.認(rèn)識(shí)單位制在物理計(jì)算中的作用。4.知道力的作用是相互的，理解作用力和反作用力的概念。5.知道牛頓第三定律的內(nèi)容.能用它解決簡(jiǎn)單的問題。6.能區(qū)分平衡力與作用力和反作用力?！局R(shí)對(duì)比】知識(shí)點(diǎn)初中高中單位制及應(yīng)用初中未專門提及，但是接鮏了簡(jiǎn)單的知識(shí)高中提出了單位制并使用之牛領(lǐng)第三定律初中學(xué)習(xí)了力的相互性在初中基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了相互作用力的關(guān)系，得出牛頓第三定律平衡力與作用力和反作用力初中對(duì)其有簡(jiǎn)單的了解用事例分析比較它們之間的差異【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)過程】—、物理量與單位制【問題引入】什么是單位制？【情景引入】爸爸帶6歲的小明去動(dòng)物園玩，在大象館前小明突然問爸爸，為什么我比大象還重呢?”爸爸很納悶，小明指著眼前的動(dòng)物介紹牌說：“這上面寫著亞洲象體重可達(dá)5噸，而我的體重是25千克，25可比5大??！”爸爸笑了。你知道小明錯(cuò)在哪里嗎？小明沒有考慮單位。1.單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制，例如國(guó)際單位制等?；締挝?---選定的基本物理量的單位,力學(xué)中的三個(gè)基本物理量是(l,，在國(guó)際單位制中的單位為（m,kg,s）；導(dǎo)出單位----由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位（a,v）?；玖考皢挝粚?dǎo)出量及其單位基本量基本單位導(dǎo)岀量導(dǎo)出單位長(zhǎng)度米（m）速度（）米/秒(m/s)質(zhì)量千克(kg)加速度（）米/秒2(m/s2)時(shí)間秒（s）力（F=ma)牛頓(N)2.當(dāng)基本單位全是國(guó)際單位制中的單位時(shí)，由此推出的導(dǎo)出單位—定是國(guó)際單位制中的單位。3.基本單位中用常用單位的，由此推出的導(dǎo)出單位一定是常用單位二、單位制的使用【問題引入】學(xué)習(xí)單位制有什么用途？【情景引入】小明在課余制作中需要計(jì)算圓錐的體積，他從一本書中查得圓錐體積的計(jì)算公式為。小紅說，從單位關(guān)系上看，這個(gè)公式肯定是錯(cuò)誤的。他的依據(jù)是什么？已知,V的單位為m3，而物理量的運(yùn)算單位為m4，顯然該公式是錯(cuò)誤的。?【典例分析1】水平傳送帶以v=200cm/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),如圖4-1所示，A、B相距0.011km，一物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止釋放，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，則物體從A沿傳送帶運(yùn)動(dòng)到B所需的時(shí)間為多少？（g=10m/s2【思路點(diǎn)撥】已知量→統(tǒng)一單位→物理公式→未知量【解祈】統(tǒng)一單位:v=200cm/s=2m/s,x==llm,開始時(shí)，物體受的摩擦力為，由牛頓第二定侓得物體的加速度設(shè)時(shí)間t物體的速度達(dá)到2m/s,由v=at得此時(shí)間內(nèi)的位移為:此后物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用的時(shí)間：故所求時(shí)間t=t1+t2=ls+5s=5s【感悟】在應(yīng)用時(shí)公式中的物理量的單位必須統(tǒng)一到同一單位制中，我們一般選用國(guó)際單位。1.簡(jiǎn)化表達(dá)式書寫:在利用物理公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，為了在代入數(shù)據(jù)時(shí)不使表達(dá)式過于繁雜，我們要把各個(gè)量換算到同一單位制中，這樣計(jì)算時(shí)就不必—寫出各量的單位，只要在所求結(jié)果后寫上對(duì)應(yīng)的單位即可。2.檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果:各量的單位統(tǒng)一成國(guó)際單位制單位，只要正確地應(yīng)用公式，計(jì)算結(jié)果必定是用國(guó)際單位制單位來表示的。只有所求物理量的計(jì)算結(jié)果的單位和該物理量在力學(xué)國(guó)際單位制中的單位完全一致時(shí)，該運(yùn)算過程才可能是正確的。若所求物理量的單位不對(duì)，則結(jié)果一定錯(cuò)。3.推導(dǎo)單位：物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，同時(shí)也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出物理量的單位。【典例分析2】雨滴在空氣中下落，當(dāng)速度比較大的時(shí)候，它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比，與其橫截面積成正比，即，則比例系數(shù)k的單位是（）m4 B.kg/m3C.kg/m4D.kg/m【感悟】物理公式在確定各物理量的數(shù)量關(guān)系時(shí)，同時(shí)也確定了各物理量的單位關(guān)系，所以我們可以根據(jù)物理公式中物理量的關(guān)系，推導(dǎo)出物理量的單位。三、牛頓第三定律【問題引入】什么是作用力和反作用力？它們之間有什么關(guān)系？【情景引入】請(qǐng)讀者仔細(xì)查看圖4-2至圖4-4,歸納圖中這些現(xiàn)象的共性。上述四圖反映了物休間的相互作用，那么，物體間的相互作用力之間遵循什么樣的規(guī)律呢？我們可用如圖4-5所示的實(shí)驗(yàn)探究，把兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)A和B連接在一起，用手拉A。結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是相等的。改變拉力，彈簣測(cè)力計(jì)的示數(shù)也都隨著改變，但兩個(gè)示數(shù)總相等這明作用力和反作用力大小相等，方向相反。1.牛頓第三定律內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在一條直線上。2.四同兩異三無關(guān)：四同等大：大小相等同性：同種性質(zhì)的力共線：在同一條線上同變化：同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失兩異異物反向三無關(guān)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)與是否接觸無關(guān)與物態(tài)無關(guān)牛頓第一、第二定律是對(duì)單個(gè)物體(質(zhì)點(diǎn))而言的，只解決了一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問題。但自然界中物體是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的，一個(gè)物體在受其他物體作用的同時(shí)也會(huì)對(duì)其他物體有力的作用，不討論物體間的相互作用就不能較全面地認(rèn)識(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就無法解決現(xiàn)實(shí)中的許多問題。因此，只有牛頓第一、第二定律還不夠，必須加上牛頓第三定律才能構(gòu)成比較全面地反映機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一套定律。四、區(qū)分平衡力與作用力和反作用力【問題引入】平衡力與作用力和反作用力有什么不同？【情景引入】請(qǐng)大家回憶一下什么是平衡力？作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等、方向相反，且作用在一條直線上，那么這兩個(gè)力就是一對(duì)平衡力。這個(gè)內(nèi)容與牛頓第三定律有一些字句相同，它們是一回事嗎？1.平衡力與作用力和反作用力的關(guān)系如下表：一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力不同之點(diǎn)作用在同一個(gè)物體上分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上力的性質(zhì)不一定相同兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同不一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失兩個(gè)力的作用效果相互抵消各有各的作用效果，不能相互抵消相同點(diǎn)大小相等，方向相反，作用在同一條直線上2.作用力與反作用力是“異體、共線、反向、等大、同性同存”，而平衡力是“同體、共線、反向、等大”。3.一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的最直觀的區(qū)別是:看作用點(diǎn)，一對(duì)平衡力的作用點(diǎn)一定在同一個(gè)物體上，作用力和反作用力的作用點(diǎn)一定分別作用在兩個(gè)物體上。還可以看它們是不是相互作用產(chǎn)生的?！景鍟O(shè)計(jì)】—、物理量與單位制1.單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制，例如國(guó)際單位制等?；締挝?---選定的基本物理量的單位,力學(xué)中的三個(gè)基本物理量是(l,，在國(guó)際單位制中的單位為（m,kg,s）；導(dǎo)出單位----由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位（a,v）。2.當(dāng)基本單位全是國(guó)際單位制中的單位時(shí)，由此推出的導(dǎo)出單位—定是國(guó)際單位制中的單位。3.基本單位中用常用單位的，由此推出的導(dǎo)出單位一定是常用單位二、單位制的使用1.簡(jiǎn)化表達(dá)式書寫。2.檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果。3.推導(dǎo)單位。三、牛頓第三定律1.牛頓第三定律內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在一條直線上。2.四同兩異三無關(guān)：四同等大：大小相等同性：同種性質(zhì)的力共線：在同一條線上同變化：同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失兩異異物反向三無關(guān)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)與是否接觸無關(guān)與物態(tài)無關(guān)四、區(qū)分平衡力與作用力和反作用力1.平衡力與作用力和反作用力的關(guān)系如下表：一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力不同之點(diǎn)作用在同一個(gè)物體上分別作用在兩個(gè)相互作用的物體上力的性質(zhì)不一定相同兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同不一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失一定同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失兩個(gè)力的作用效果相互抵消各有各的作用效果，不能相互抵消相同點(diǎn)大小相等，方向相反，作用在