教科版必修1第3章導(dǎo)學(xué)案

錯誤!未找到引用

源。第三章牛頓運動定律

錯誤!未找到引用源。律最早發(fā)表出來，因此該書也被譽(yù)為“影響

動力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)的一門分支，主要研世界歷史的十本書”之一.

究運動的變化與造成這種變化的各種因

素.動力學(xué)的基礎(chǔ)定律是英國著名數(shù)學(xué)家、

物理學(xué)家艾薩克?牛頓提出的牛頓運動定

律.對于任意物理系統(tǒng)，只要知道其作用力

的性質(zhì)，引用牛頓運動定律，就可以研究這

作用力對于這物理系統(tǒng)的影響.1687年牛頓

在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中將牛頓運動定

課時3.1牛頓第一定律

錯誤!未找到引用源。4.知道慣性是物體的固有屬性，知道

1.了解亞里士多德對力和運動關(guān)系的質(zhì)量是物體慣性大小的量度，并能運用慣性

論述.概念，解釋有關(guān)實際問題.

2.認(rèn)識伽利略研究運動和力的關(guān)系的錯誤!未找到引用源。

思想方法，了解理想實驗及其主要過程和推教學(xué)重點：牛頓第一運動定律和慣性的

理.概念，理解力是迫使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變

3.理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能運用的原因.

牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象.教學(xué)難點：對伽利略理想實驗的理解.

錯誤!未找到引用源。

錯誤!未找到引用源。運動狀態(tài)或⑧靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì),任何物體都

1.伽利略理想實驗具有慣性，牛頓第一定律又叫慣性定律.

亞里士多德認(rèn)為，必須①用力推物體,物體慣性大小的量度是物體的⑨質(zhì)重.

物體才能運動；沒有力的作用，物體就要②錯誤!未找到引用源。

停下來.這種認(rèn)識是錯誤的.主題1：伽利略的理想實驗

伽利略通過③理想實臉和科學(xué)推理,得情景：伽利略為了說明力不是維持物體

出的結(jié)論是：一旦物體具有某一速度，如果運動的原因，他設(shè)計了一個如圖所示的實

它不受力，就將以這一速度④勻速運動下驗：讓小球沿一個斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始滾

去.下，小球?qū)L上另一個斜面，如果沒有摩擦,

2.牛頓第一定律和慣性小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?；減小后一斜面的

牛頓第一定律的內(nèi)容：一切物體總保持傾角，小球在這個斜面上運動仍能達(dá)到同一

⑤勻速直線運動狀態(tài)或⑥殍止?fàn)顟B(tài),除非作高度，但這時它要滾得遠(yuǎn)些；繼續(xù)減小后斜

用在它上面的力迫使它改變這種運動狀態(tài).面的傾角，球達(dá)到同一高度就會滾得更

慣性是物體具有保持原來⑦之速直線遠(yuǎn).于是他設(shè)問：若將后一斜面放平，球會

滾動多遠(yuǎn)？結(jié)論顯然是球?qū)⒂肋h(yuǎn)滾動下去.實際不受外力的情況是不存在的.而慣性是

物體保持運動狀態(tài)的性質(zhì)，是物體固有的一

種屬性，任何物體都具有慣性.

(3)牛頓第一定律不是由實臉直接總結(jié)

伽利略斜面實驗(理想實驗)出來的，因為實際情況下，物體不受外力的

問題：(1)伽利略的理想實驗說明了什么情況是不存在的，所以不能用實臉來臉

結(jié)論？證.這個定律是牛頓在前人研究的大量可靠

(2)物體的運動狀態(tài)用什么物理量來表的實驗成就的基礎(chǔ)上，用運動理論思維進(jìn)行

示？物體的運動狀態(tài)的改變是指什么？合理的外推得到的.

解答：(1)運動的物體在不受外力作用下知識鏈接：牛頓第一定律作為牛頓力學(xué)

會一直做勻速直線運動.體系的一條規(guī)律具有特殊意義，是三大定律

(2)物體的運動狀態(tài)用速度表示.物體的中不可缺少的獨立定律.不能將牛頓第一定

運動狀態(tài)的改變是指物體速度的改變.速度律看作后來要學(xué)的牛頓第二定律的特例.

的改變包括三種情況：速度的大小變化而方主題3：慣性(重點探究)

向不變；速度的大小不變而方向變化；速度問題：有的同學(xué)總認(rèn)為“慣性與物體的

的大小和方向同時變化.運動速度有關(guān)，速度大，慣性大，速度小，

知識鏈接：“理想實驗”是人們在思想慣性就小”，理由是物體的運動速度大，不

中塑造的理想過程，是一種邏輯推理的思維容易停下來.這種看法對嗎？慣性大小與外

過程和理論研究的重要方法.力有關(guān)嗎？

主題2：牛頓第一定律解答：不對.產(chǎn)生這種錯誤認(rèn)識的原因

問題：(1)物體怎樣才能保持勻速直線運是把“慣性大小表示運動狀態(tài)改變的難易

動狀態(tài)？程度”理解成“慣性大小表示把物體從運

(2)為什么把牛頓第一定律又叫作慣性動變?yōu)殪o止的難易程度”.實際上，質(zhì)量是

定律？慣性定律就是慣性嗎？物體慣性大小的唯一量度.質(zhì)量大，慣性大；

(3)牛頓第一定律能用實驗驗證嗎？質(zhì)量小，慣性小.對于質(zhì)量相同的物體，它

解答：⑴如果物體不受外力作用或者所們的慣性大小是相同的.慣性大小與物體運

受合外力為零，就能保持勻速直線運動狀動的時間、物體的速度大小、物體受到的外

態(tài).力大小等外在因素均無關(guān).

(2)因為牛頓第一定律揭示了物體具有知識鏈接：慣性不是一種力，對物體進(jìn)

慣性，所以牛頓第一定律也叫作慣性定行受力分析時，不能把“慣性力”作為物體

律.慣性定律不是慣性，慣性定律就是牛頓實際受到的力.物體的慣性總是以保持“原

第一定律，指的是理想條件下的運動規(guī)律，狀”和反抗“改變”兩種形式表現(xiàn)出來.

錯誤!未找到引用源。

錯誤!未找到引用源。說明乘客由于慣性保持原來的速度運動，相

一、慣性對車廂有了向前運動的速度，說明汽車在減

例1請根據(jù)圖中的情景，說明汽車所速.從圖乙可看出，乘客向后傾，說明乘客

處的狀態(tài)，并對這種情景做出解釋.由于慣性保持原來的速度，相對車廂有了向

后運動的速度，說明汽車在加速.

【答案】見解析

甲乙【點撥】物體的慣性使物體保持原來的

【分析】仔細(xì)觀察圖中乘客的傾倒(傾斜)運動狀態(tài)、原有的速度大小和方向，是物體

方向.受到的外力迫使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改

【解析】從圖甲可以看出，乘客向前傾,變.解答此類問題時，要抓住外力如何改變

了物體的運動狀態(tài)，明確原來的運動狀態(tài)是三、伽利略的理想實驗

怎樣的.例3理想實驗有時更能深刻地反映自

變式訓(xùn)練一天，下著傾盆大雨，某人然規(guī)律，伽利略設(shè)想的理想實驗包括下列步

乘坐列車時發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)有積驟：

水，列車進(jìn)站過程中（箭頭表示列車進(jìn)站的方a.減小第二個斜面的傾角，小球在這個

向），他發(fā)現(xiàn)水面的形狀是圖中的（）.斜面上仍然要達(dá)到原來的高度，但這時它要

滾得遠(yuǎn)些

b.兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿

卜

一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面

ABCDc.如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲?/p>

【解析】列車進(jìn)站時剎車，速度減小，放的高度

而水由于慣性仍要保持原來較大的速度，所d.繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后

以水向前涌，液面形狀和選項C中相似，故使它水平，小球要沿著水平面做持續(xù)的勻速

選項C正確.運動

【答案】C（1）請將上述理想實驗的設(shè)想步驟按照

二、牛頓第一定律正確的順序排列：.（只填序號

例2關(guān)于牛頓第一定律，下列說法中即可）

正確的是（）.（2）在上述設(shè)想步驟中，有的屬于可靠的

A.牛頓第一定律是理想的實驗定律事實，有的則是理想化的推斷.下列關(guān)于事

B.牛頓第一定律說明力是改變物體運實和推斷的分類正確的是（）.

動狀態(tài)的原因A.a是事實，b、c、d是推論B.b

C.慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的是事實，a、c、d是推論

D.物體的運動不需要力來維持C.c是事實，a、b、d是推論D.d

【分析】本題考查對牛頓第一定律的理是事實，a、b、c是推論

解.要認(rèn)識到牛頓第一定律揭示了運動和力【分析】仔細(xì)閱讀教材中伽利略理想實

的關(guān)系，揭示了力不是維持物體運動的原臉部分的內(nèi)容，分清先后順序，以及哪些是

因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因.然而實能做到的實驗，哪些是合理的推導(dǎo).

際情況下物體不可能不受力的作用.【解析】（1）由教材上對伽利略理想實驗

【解析】牛頓第一定律是物體在理想條的介紹可知，題述四個選項中b項是實驗事

件下的運動規(guī)律，反映的是物體在不受力的實，是實臉的裝置原型，所以這個理想實蹌

情況下所遵循的規(guī)律，而自然界中不受力的的設(shè)想步驟應(yīng)是bead.

物體是不存在的，所以A是正確的.慣性是（2）關(guān)于題述四項的事實和推斷的分類

物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣正確的是B.

性定律（即牛頓第一定律）則是反映物體在一【答案】（l）bcad（2）B

定條件下的運動規(guī)律，顯然C不正確.由?！军c撥】本題是對教材中伽利略理想實

頓第一定律可知，物體的運動不需要力來維驗內(nèi)容的考查，考查是否真正理解力與運動

持，但要改變物體的運動狀態(tài)則必須有力的的關(guān)系，是否真正理解力是維持物體的運動

作用，所以選項B、D正確.狀態(tài)還是改變物體的運動狀態(tài)這樣一個問

【答案】ABD題，應(yīng)用物理學(xué)史的知識讓學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家

【點撥】物體不受力將保持靜止或勻速科學(xué)的思維方法和邏輯推理方法.

直線運動狀態(tài)，物體受力則會改變原來的運錯誤!未找到引用源。

動狀態(tài).牛頓第一定律不是實驗定律，而是1.（考查慣性大小的量度）關(guān)于物體的慣

在大量實驗事實的基礎(chǔ)上，通過邏輯推理而性，下列說法中正確的是（）.

得出的正確結(jié)論.A.運動速度大的物體，不能很快停下

來，是因為速度大時，慣性也大落回到車上原處，這是因為（）.

B.靜止的火車啟動時，速度變化慢，A.人跳起后，車廂內(nèi)的空氣給人一個

是因為靜止的火車慣性大向前的力，這力使他向前運動

C.乒乓球可以快速抽殺，是因為乒乓B.人跳起時，車廂給人一個向前的摩

球的慣性小擦力，這力使人向前運動

D.物體受到的外力大，則慣性?。皇蹸.人跳起后，車?yán)^續(xù)向前運動，所以

到的外力小，則慣性大人下落后必定向后偏一些，只是由于時間很

【解析】質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量短，距離太小，不明顯而已

度，慣性大小與外力大小無關(guān)，與運動速度D.人跳起后，在水平方向上人和車的

大小也無關(guān)，可知選項A、B、D都錯，C水平速度始終相同

正確.【解析】由于慣性，人跳起后在水平方

【答案】C向仍保持原來的運動速度，與車的速度相

2.（考查牛頓第一定律）某人用力推一下同，因而人和車運動的位移相等，人仍能落

原來靜止在水平地面上的物體，此物體便開回原處，所以選項A、B、C錯，D正確.

始運動，此后改用較小的力就可使物體做勻【答案】D

速直線運動，可見（）.4.（考查對慣性的理解）下列說法正確的

A.力是使物體運動的原因是（）.

B.力是維持物體運動速度的原因A.運動得越快的汽車越不容易停下來,

C.力是改變物體運動狀態(tài)的原因是因為汽車運動得越快，慣性越大

D.力是改變物體慣性的原因B.小球在做自由落體運動時，慣性不

【解析】物體原來靜止，受到推力開始存在了

運動起來，速度增大，運動狀態(tài)發(fā)生變化，C.把一個物體豎直向上拋出后，能繼

恰好說明力是物體改變運動狀態(tài)的原因，而續(xù)上升，是因為物體仍受到一個向上的推力

不是維持物體運動狀態(tài)的原因，故選項B錯，D.物體的慣性僅與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大

C對.物體運動后，仍需較小的力才能繼續(xù)的慣性大，質(zhì)量小的慣性小

運動，是因為物體還受到摩擦力的作用，如【解析】慣性是物體保持原來運動狀態(tài)

果沒有摩擦力，不用推力，物體由于慣性，的性質(zhì)，僅由質(zhì)量決定，與它的受力狀況和

會保持已有的速度繼續(xù)運動，這仍然說明力運動狀況均無關(guān)，一切物體都有慣性，故選

是改變物體運動狀態(tài)的原因，故A選項錯.物項D正確.汽車運動越快，速度越大，慣性

體的慣性大小僅由質(zhì)量決定，與受到的外力不變，故選項A錯.小球做自由落體運動時，

無關(guān)，故選項D錯.速度增大，是由于受到重力的作用，質(zhì)量不

【答案】C變，慣性不變，B選項錯.同理，C選項也

3.（考查慣性）火車在長直水平軌道上勻錯.

速行駛，車廂內(nèi)有一個人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍【答案】D

錯誤!未找到引用源。

錯誤!未找到引用源。的速度，而不是使之保持運動

1.下列關(guān)于力和運動的關(guān)系的觀點正D.伽利略根據(jù)理想實驗推論得出，如

確的是（）.果沒有摩擦力，在水平面上的物體，一旦具

A.亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是有某一個速度，將保持這個速度繼續(xù)運動下

靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用才會運動去

B.伽利略認(rèn)為力不是維持物體運動的【解析】亞里士多德的觀點是物體的自

原因然狀態(tài)是靜止的，只有當(dāng)它受到力的作用才

C.牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)是改變物體會運動，這個看法是錯誤的，故選項A錯誤；

伽利略根據(jù)理想實驗得到的結(jié)論是，力不是D.受到的合外力一定不為零

維持物體速度的原因，D選項是實臉推論的【解析】既然物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變

一部分，故選項B、D正確；由牛頓第一定化，由牛頓第一定律知，物體所受合外力一

律知，選項C正確.定不為零.物體運動狀態(tài)發(fā)生了變化，一定

【答案】BCD是它的速度發(fā)生了變化，可能是速度的大

2.伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的實小，也可能是速度的方向，也可能是大小、

驗和理想實驗，提出了慣性的概念，從而奠方向都發(fā)生了變化.

定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ).早期物理學(xué)家關(guān)于慣【答案】CD

性有下列說法，其中正確的是（）.5.人從行駛的汽車上跳下來后容易

A.物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣（）.

性A.向汽車行駛的方向跌倒

B.沒有力的作用，物體只能處于靜止B.向汽車行駛的反方向跌倒

狀態(tài)C.向車右側(cè)方向跌倒

C.行星在圓周軌道上保持勻速率運動D.向車左側(cè)方向跌倒

的性質(zhì)是慣性【解析】人從車上跳下來，腳和地面接

D.運動物體如果沒有受到力的作用，觸時，因受到摩擦力作用而停止運動，而身

將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動體由于慣性繼續(xù)向前運動，故容易向車行駛

【解析】慣性就是物體抵抗運動狀態(tài)變的方向跌倒.

化的性質(zhì)，物體的慣性的大小只和物體的質(zhì)【答案】A

量有關(guān)，與其運動狀態(tài)等其他因素?zé)o關(guān).在

不受任何力作用的情況下，物體將保持靜止6.如圖所示，足球守門員在發(fā)門球時，

或者勻速直線運動，這取決于物體原來的狀將一個靜止的質(zhì)量為0.4kg的足球以10m/s

態(tài)，原來是靜止的，仍保持靜止，原來是運的速度踢出，足球沿草地做直線運動，受到

動的那么就做勻速直線運動.的阻力是足球重力的去在足球運動至距發(fā)球

【答案】AD

3.一汽車在路面情況相同的公路上直點20m的后衛(wèi)隊員處的過程中，下列有關(guān)

線行駛，下列說法正確的是（）.說法正確的是（）.

A.車速越大，它的慣性越大

B.質(zhì)量越大，它的慣性越大

C.車速越大，剎車后運動的時間越長,

所以慣性越大

D.車速越大，剎車后滑行的路程越長,A.足球運動的速度越來越小，足球的

所以慣性越大慣性也越來越小

【解析】路面情況相同，說明摩擦力相B.足球之所以向前以10m/s的速度飛

同，車速大，運動的時間越長，所走的位移出，是因為受到了一個向前的力的作用

越大，但慣性與速度、摩擦力、時間、位移C.足球在運動過程中慣性大小保持不

都無關(guān)，質(zhì)量才是慣性大小的唯一量度，所變

以選項B正確，A、C、D錯誤.D.足球因為受到阻力的作用，所以慣

【答案】B性變小了

4.如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，【解析】根據(jù)慣性的大小是由質(zhì)量決

說明該物體（）.定，質(zhì)量不變，則慣性不變，與受力和速度

A.速度方向一定發(fā)生了變化無關(guān)，可知選項C正確，A、D錯誤.足球

B.速度大小一定發(fā)生了變化之所以向前以10m/s的速度飛出，并沒有受

C.速度一定發(fā)生了變化到向前的力的作用，是由于具有慣性，所以

足球保持這個速度運動，故B選項錯誤.動過程中由于受到摩擦力的作用，由牛頓第

【答案】C一定律知，它的運動狀態(tài)是不斷變化的，故

錯誤!未找到引用源。選項B正確.

7.下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是【答案】BD

（）.

A.人走路時沒有慣性，被絆倒時有慣9.如圖所示，一位旅客面向車行駛的

性方向坐在車廂里，在他面前的光滑水平桌面

B.百米賽跑到終點時不能立即停下來上放著一個靜止的小球，當(dāng)車突然啟動或加

是由于慣性，停下來時就沒有慣性了速時，旅客看到小球向他滾來.下列有關(guān)小

C.物體沒有受外力作用時有慣性，受球的描述正確的是（）.

外力作用后慣性被克服了

D.物體的慣性與物體的運動狀態(tài)及受

力情況無關(guān)

【解析】慣性是物體具有的一種性質(zhì)，

物體的慣性大小只由質(zhì)量決定，所以人在走

路和百米賽跑中，不論是怎樣的狀態(tài)，慣性

車廂里的小球

大小都不變，故選項A、B錯.慣性與所受

外力無關(guān)，C錯、D正確.A.小球向旅客滾來是因為受到了一個

【答案】D指向旅客的力的作用

B.小球的慣性發(fā)生變化

8.如圖所示，冰壺比賽是一種集體項C.小球由于慣性保持原來的靜止?fàn)顟B(tài),

目，需要隊員的團(tuán)結(jié)協(xié)作.冰壺被擲出后，而人和車一起向前運動

沿著冰面運動，為了讓冰壺?fù)糁心繕?biāo)，在冰D.小球不受力時運動狀態(tài)也可以發(fā)生

壺運動的前方，要有兩個隊員用一種刷子用改變

力快速摩擦冰面，以減小冰壺經(jīng)過時的摩擦

力.下面有關(guān)冰壺的說法正確的是（）.【解析】根據(jù)牛頓第一定律，當(dāng)車啟動

或加速時，小球由于慣性要保持原來的靜止

狀態(tài)，而人與車相對地面向前運動，所以看

到小球向旅客滾來，故選項C正確.

【答案】c

10.在下列各種情況中，運動狀態(tài)發(fā)生

冰壺在冰面運動時受到的變化的是（）.

阻力很小，可以在較長時間

內(nèi)保持運動速度的大小和A.小石塊做自由落體運動

方向不變B.汽車在轉(zhuǎn)彎時速度的大小不變

A.冰壺被擲出時，速度大，它的慣性C.小球在光滑水平面上做勻速直線運

大動

B.冰壺在運動的過程中，運動狀態(tài)不D.手榴彈被拋出后的運動

斷變化【解析】運動狀態(tài)的改變是指物體的速

C.冰壺在運動的過程中由于受到摩擦度發(fā)生了變化，包括大小和方向的改變，故

力的作用，慣性越來越小A、B、D正確，C錯誤.

D.冰壺在運動過程中其慣性不變【答案】ABD

【解析】由于慣性大小只由質(zhì)量決定，

與冰壺運動的速度大小、受到的摩擦力都無11.如圖所示，一個各面均光滑的劈形

關(guān)，故選項A、C錯誤，D正確；冰壺在運物體力放在固定斜面上，上面成水平，/上

面放一光滑小球B,劈形物體A從靜止開始故小球?qū)⒇Q直向下做直線運動.

釋放，則小球8在碰到斜面前的運動軌跡是【答案】B

（）.錯誤!未找到引用源。

12.最便宜的旅行方式：有人設(shè)想，乘

坐氣球飄在高空，由于地球自轉(zhuǎn)，一晝夜就

能環(huán)游世界.這個設(shè)想可行嗎？

【解析】不可行.因為地球上一切物體

（包括地球周圍的大氣）都隨著地球一起運

A.沿斜面向下的直線動，氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來

B.豎直向下的直線隨地球自轉(zhuǎn)的速度，當(dāng)忽略其他與地球有相

C.無規(guī)律的曲線對運動的作用而產(chǎn)生的影響時，升空的氣球

D.拋物線與它下方的地面處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，不可能

【解析】小球在水平方向不受外力作相對地球繞行一周.

用，水平方向加速度為0,且初速度為0,【答案】見解析

錯誤!未找到引用源。

（見“課程綱要”課程評價表格）

課時3.2探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

錯誤!未找到引用源。錯誤!未找到引用源。

1.認(rèn)識影響加速度的因素——力和質(zhì)教學(xué)重點：根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗并完

旦

里.成實驗操作，得出正確的結(jié)論，控制變量法

2.通過實驗得出物體的加速度、與物的理解.

體的質(zhì)量及所受力的關(guān)系.教學(xué)難點：平衡摩擦力的方法，實驗數(shù)

3.會用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)，分析得據(jù)的分析處理及誤差分析.

出結(jié)論.

4.體會控制變量法在問題研究中的意

義.體驗實驗探究過程.

錯誤!未找到引用源。

錯誤!未找到引用源。通過對比圖(。)和(6)能說明什么問題？通過

1.影響加速度的因素對比圖?和⑷能說明什么問題？結(jié)合我們

用相同的力，推動水平面上質(zhì)量不同的的經(jīng)驗?zāi)艿贸鲈鯓拥目偨Y(jié)？

小車，質(zhì)量大的加速度①小，質(zhì)量小的加速解答：通過對比圖(㈤和(6)能說明在物體

度②大.用不同的力推動質(zhì)量相同的小車，質(zhì)量一定的情況下，力越大加速度就越大.

推力大時，小車的加速度③大；推力小時，通過對比圖(c)和(刈能說明在力一定的

小車的加速度④蟲.情況下，物體質(zhì)量越大，加速度就越小.

2.實驗設(shè)計和方法總結(jié)：物體的加速度與力和物體的質(zhì)量

(1)在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗有關(guān).

中，要測量⑤小車的質(zhì)量、⑥重物的質(zhì)量、知識鏈接：物理學(xué)中一個物理量可能與

⑦小車運動的加速度三個量.其中，質(zhì)量用多個因素有關(guān)時，常用的研究方法就是控制

⑧天平測量,加速度根據(jù)小車帶動的打上點變量法.

的紙帶測量，測量計數(shù)點間的距離，用勻變主題2：探究實驗的設(shè)計

速直線運動的公式⑨產(chǎn)計算.問題：用帶滑輪的長木板做探究加速度

(2)研究加速度與力的關(guān)系時，要保持小與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗時，研究的對象是小

車的⑩質(zhì)量不變,改變繩的拉力大小(重物的車，那么

質(zhì)量).而研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，要保(1)實驗時長木板一端要略微墊起，這是

持繩的拉力大小不變(懸掛的重物質(zhì)量不為什么？

變)，改變小車的?質(zhì)量.這種物理學(xué)的實驗(2)我們是怎樣改變和測量質(zhì)量的？

研究方法叫作?控制變量法.(3)我們是怎樣改變和測量力的？

3.實驗操作(4)實驗中怎樣測量(或比較)小車的加速

在安裝實驗裝置時，要調(diào)節(jié)長木板不帶度？

定滑輪一端的高度，在它的下面墊上適當(dāng)?shù)慕獯穑?1)為了平衡摩擦力，使小車受到

物體，如木塊，目的是?平衡小車受到的摩的合外力就等于繩子的拉力.

擦力.其方法是讓小車在長木板上被輕輕地(2)可以用加減小車內(nèi)祛碼的方法來改

推動一下后，能夠向下做?勻速直線運動.變小車的質(zhì)量；小車的質(zhì)量(包括膚碼)可以

錯誤!未找到引用源。用天平來測量.

主題1：尋找與加速度有關(guān)的因素(3)實驗中小車受到的外力等于細(xì)繩的

問題：仔細(xì)觀察教材中的圖3-2-1,拉力，可以近似為該力大小等于懸掛物體的

重力.

(4)用打點計時器在和運動小車連在一

起的紙帶上打點，然后由紙帶上打出的點來

測量計數(shù)點間的距離，從而計算小車運動的

Ax(2)在探究“加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，

加速度，其公式為：4=『.

發(fā)現(xiàn)加速度與質(zhì)量成反比，則實驗結(jié)果畫出

若兩物體做初速度為0的勻加速運動，的a-m圖線是一條直線還是曲線？為了更

加直觀地體現(xiàn)它們的關(guān)系，應(yīng)如何處理？

可由知，物體的加速度與在相同時間

內(nèi)發(fā)生的位移成正比，即a8乂解答：(1)圖甲可能是因為沒有平衡摩擦

知識鏈接：氣墊導(dǎo)軌是一種現(xiàn)代化的力力或平衡摩擦力時斜面傾角過小.

學(xué)實驗儀器，它可使導(dǎo)軌表面與滑行器內(nèi)表圖乙中是因為平衡摩擦力時傾角過大.

面之間形成很薄的氣墊層，滑行器就浮在氣(2)a-m圖線是一條曲線.描繪圖象時

墊層上，在軌面上做近似無阻力的直線運可以畫°一，圖線，它是一條過原點的直線.

動.

主題3：數(shù)據(jù)處理知識鏈接：數(shù)據(jù)處理就是利用數(shù)學(xué)方法

問題：(1)在探究“加速度與力的關(guān)系”處理物理問題，通常我們希望描出的圖線呈

時，若由實驗結(jié)果畫出的小車運動的a-F直線狀態(tài)，這樣就能比較好地揭示物理量之

圖線是一條并不過原點的直線，如圖甲和乙間的關(guān)系.

所示，請你說明實驗中存在什么問題？

錯誤!未找到引用源。

錯誤!未找到引用源。二、實驗操作和數(shù)據(jù)處理方法

實驗次數(shù)123456例2某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在用打點計時

小車質(zhì)量器探究物體的加速度與物體的質(zhì)量之間的

200300400500600700關(guān)系實驗中，不改變拉力，只改變物體的質(zhì)

(g)

量，得到了如下表所示的幾組數(shù)據(jù)，其中第

小車加速

2.001.330.790.670.40

度(mA)3組數(shù)據(jù)還未算出加速度，但對應(yīng)該組已打

出了紙帶，如圖甲所示(長度單位：圖

小車質(zhì)量cm),

中各點為每5個打點選出的計數(shù)點(兩計數(shù)

的倒數(shù)5.003.332.502.001.671.00

(kg-1)點間還有4個打點未標(biāo)出).

一、應(yīng)用實驗結(jié)論進(jìn)行比例運算

例1一個物體受到Q=4N的力，產(chǎn)

生田=2m/s2的加速度，要使它產(chǎn)生。2=

6016的加速度，需要施加多大的力？

【分析】根據(jù)實驗的結(jié)論，在物體質(zhì)量

保持不變的條件下，物體的加速度與外力成

正比.

【解析】由與=:可得：尸2=%"1=12N.

【答案】12N

速度值并填入表中(小數(shù)點后保留兩位數(shù)).

【點撥】加速度與合外力的大小成正

(2)請在圖乙中建立合適的坐標(biāo)，將表中

比，與物體的質(zhì)量成反比.在沒有特別說明

各組數(shù)據(jù)用小黑點描在坐標(biāo)紙上，并做出平

的情況下，一個物體的質(zhì)量是不變的.

滑的圖線.實驗中數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理方法、分析論證

實驗、用圖象法尋找物理量間的關(guān)系、圖線

從曲線到轉(zhuǎn)化為直線的物理思想全面地展

示出來，值得深入思考和學(xué)習(xí).

三、實驗操作方法

例3圖示是某同學(xué)利用打點計時器測

定小車運動的加速度來探究加速度與力、質(zhì)

量的關(guān)系的實驗裝置，這是實驗開始將要打

點的情況，請指出該同學(xué)的做法中存在的各

種錯誤及不當(dāng)之處.

乙

（3）由圖象得出的結(jié)論是：.

【分析】紙帶上測量出了較多數(shù)據(jù)時，

應(yīng)采用逐差法計算加速度，注意不能用相鄰

兩段位移相減.【分析】注意觀察實驗裝置圖，它與教

【解析】（1）加速度a的計算利用逐差法:材中的實驗裝置圖有何不同.無論何種打點

GDFM）+Q1無-xG+計時器，使用的電源都是交流電.

a=3

9T【解析】由圖示實臉狀態(tài)看出，他的做

&CD+XDE+XEF)—3+硼+工長)法中存在的錯誤是：（1）不能使用直流電源；

一—9一（2）沒有平衡摩擦力.不當(dāng)之處有：（1）左端定

XOF—2XOC20.98—2X6.03滑輪未調(diào)到使拉小車的繩與木板平行的狀

=打=-9X07~態(tài)；（2）打點計時器和小車要緊靠在一起，并

10-2m/s2且應(yīng)放在木板的右端處.

=0.99m/s2.【答案】見解析

(2)描點繪圖，如圖丙所示.【點撥】在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)

系時，要掌握打點計時器的使用方法、實驗

的安裝和調(diào)節(jié)，這是保證實驗順利進(jìn)行的必

要前提和條件.本實驗如果不平衡摩擦力，

就不能得出加速度與力成正比的關(guān)系.因

此，要求大家一定要注意實險的安裝和調(diào)節(jié)

的步驟.

錯誤!未找到引用源。

1.（考查實驗方法）關(guān)于探究加速度與

力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗，下列說法中符合實

丙際的是（）.

（3）a—古圖象是一條直線，即在拉力一A.通過同時改變小車的質(zhì)量及受到的

拉力的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三

定時，物體的加速度與質(zhì)量成反比.者之間的關(guān)系

【答案】（1）0.99B.通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小

（2）如圖丙所示車受到的拉力的研究，就可以歸納出加速

（3）在拉力一定時，物體的加速度與質(zhì)量度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系

成反比（與質(zhì)量的倒數(shù)成正比）C.通過保持小車受力不變，只改變小

【點撥】本題是非常典型、很有代表性車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)

的例題，把探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的量三者之間的關(guān)系

D.先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度B.相同的力在一半時間內(nèi)使質(zhì)量為一

與力的關(guān)系；再保持受力不變，研究加速度半的物體移動相同的距離

與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)C.相同的力在兩倍的時間內(nèi)使質(zhì)量為

量三者之間的關(guān)系兩倍的物體移動相同的距離

【解析】由于實驗中有三個量都是變D.一半的力在相同的時間內(nèi)使質(zhì)量為

量，在研究過程中采用控制變量法，通過保一半的物體移動相同的距離

持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研【解析】根據(jù)實驗結(jié)論，加速度與受到

究，可以歸納出加速度、力二者之間的關(guān)系；的外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，則相

再通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量同的力使質(zhì)量為一半的物體產(chǎn)生的加速度

的研究，可以得出加速度、質(zhì)量二者之間的為原來的2倍，使質(zhì)量為原來兩倍的物體產(chǎn)

關(guān)系，所以D項正確.生的加速度為原來的一半.再由位移公式x

【答案】D

=2?r知，A選項中，f不變，°變?yōu)?倍，

2.（考查實驗注意事項）在利用打點計時

器和小車來做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)則x變?yōu)?倍，故該項是正確的；B選項中，

系”的實驗時，下列說法中正確的是（）.。變?yōu)?倍，/變?yōu)橐话?，則x變?yōu)橐话耄?/p>

A.平衡摩擦力時，應(yīng)將重物通過定滑該項是錯誤的；C選項中，“變?yōu)橐话?，，?/p>

輪拴在小車上為2倍，則x變?yōu)?倍，故該項是錯誤的；

B.連接在小車上的細(xì)繩應(yīng)跟長木板保D選項中，口不變，f不變，則x不變，故該

持平行項是正確的.

C.平衡摩擦力后，長木板的位置不能【答案】AD

移動4.（考查加速度與質(zhì)量的關(guān)系）甲、乙兩

D.小車釋放前應(yīng)靠近打點計時器，且輛實驗小車，在相同的力的作用下，甲車產(chǎn)

應(yīng)先接通電源再釋放小車生的加速度為1.5m/s2,乙車產(chǎn)生的加速度

【解析】本題考查實驗過程中應(yīng)注意的為4.5m/s2,則甲車的質(zhì)量是乙車的幾