高中物理人教版必修第一冊(cè)學(xué)案：第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第1節(jié)牛頓第一定律

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.能大致敘述發(fā)現(xiàn)牛頓第一定律的歷史過程，并能作出初步評(píng)述。

2.能清楚地描述伽利略關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，以及對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)出的理想實(shí)驗(yàn)和相

應(yīng)的推理結(jié)論。

3.準(zhǔn)確描述牛頓第一定律（慣性定律），并能對(duì)定律有較為深入的理解，體會(huì)

定律深刻的思想性及認(rèn)識(shí)問題的本質(zhì)性。

4.理解慣性的概念，知道質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。

重點(diǎn)難點(diǎn)

理解力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。（重點(diǎn)）

理解牛頓第一定律，認(rèn)識(shí)慣性與質(zhì)量的關(guān)系。（重點(diǎn)）

慣性與質(zhì)量的關(guān)系（重點(diǎn)）

自主探究

一.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)

1.亞里士多德的觀點(diǎn)

必須有利作用在物體上，物體才能①.；沒有力的作用，物體就要②..在一個(gè)地

方。

2.伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)

（1）理想實(shí)驗(yàn)：讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?fàn)顟B(tài)開始向下運(yùn)動(dòng)，再讓小球沖上第二個(gè)斜面。

如果沒有摩擦，無論第二個(gè)斜面的傾角如何，小球?qū)⒌竭_(dá)③.的高度，若將第二個(gè)斜

面放平，小球?qū)ⅱ?

（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：力⑤.（選填“是”或“不是”）維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.

3.笛卡兒的觀點(diǎn)

如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以⑥..沿⑦..運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下

來，也不會(huì)偏離原來的方向。

二.牛頓第一定律與慣性

1.牛頓第一定律：一切物體總保持⑧狀態(tài)或⑨狀態(tài)，除非作用在它上面的力

⑩o

2.慣性：物體保持?的性質(zhì)叫作慣性。牛頓第一定律又叫?質(zhì)量是物體慣性

大小的唯一量度.

三.測(cè)量物理量

1.慣性與質(zhì)量的關(guān)系

(1)慣性是物體的?,一切物體都具有慣性。

(2)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性?―。

2.慣性的表現(xiàn)

(1)不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，有“惰性”的意思。

(2)受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為?的難易程度.質(zhì)量越大，慣性越大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變。

答案：①運(yùn)動(dòng)②靜止③原來④永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去⑤不是⑥同一速度⑦同一直線

⑧勻速直線運(yùn)動(dòng)⑨靜止⑩迫使它改變這種狀態(tài)須速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?貫性

定律頌有屬性攣大演動(dòng)狀態(tài)改變

探究思考

【例一】

理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律.伽利略設(shè)想了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，如圖所示.下面是關(guān)

于該實(shí)驗(yàn)被打亂的步驟:

①減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來的高度.

②如圖為兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面.

③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度.

④繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).

(1)請(qǐng)將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列(填寫序號(hào)即可).

(2)在上述的設(shè)想實(shí)驗(yàn)步驟中，有的屬于可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，有的則是理想化的推論，請(qǐng)問步

驟②屬于.

【解析】本題向我們展示了科學(xué)史上著名的理想實(shí)驗(yàn)的思想方法，即在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,

經(jīng)過合理的想象，獲取結(jié)論.針對(duì)題目所述的實(shí)驗(yàn)步驟，正確的排列順序是②③①④，步驟

②屬于可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí).

【答案】（1）②③①④（2）可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)

【彳列二】如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為ml和m2的兩個(gè)小

球（ml>m2）,兩個(gè)小球隨車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個(gè)小

球（）

A.一定相碰B.一定不相碰

C.不一定相碰D.無法確定

【解析】①小車表面光滑且不考慮其他阻力說明小球在水平方向上不受力的作用.

②兩小球隨車一起運(yùn)動(dòng)說明兩小球速度相同.

【答案】[小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒有受到外力的作用.原來兩個(gè)小球與

小車具有相同的速度，當(dāng)車突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于慣性，兩個(gè)小球的速度不變，所以不會(huì)相

碰.]

【例三】關(guān)于慣性，下列說法中正確的是（）

A.同一汽車，速度越快，越難剎車，說明物體速度越大，慣性越大

B.物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性

C.乒乓球可以快速扣殺是因?yàn)槠古仪虻膽T性小

D.已知月球上的重力加速度是地球上的上故一個(gè)物體從地球移到月球慣性減小為《

00

【答案】C

【解析】[物體的慣性大小與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以慣性與速度

的大小無關(guān)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；乒乓球可以快速扣殺，是因?yàn)槠古仪虻馁|(zhì)量小，所以它的

慣性小，故選項(xiàng)C正確；在月球上和在地球上，重力加速度的大小不一樣，所以受到的重力

的大小也就不一樣，但質(zhì)量不變，慣性也不變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.]

知識(shí)梳理

?亞里士多德的觀點(diǎn)

力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,?笛卡兒的觀點(diǎn)

牛

頓?伽利略的觀點(diǎn)

第

一

定

律

一

1.伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的

發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：將斜面1與斜面2平滑連接，讓小球由斜面1上的

。處由靜止開始滾下，小球?qū)L上斜面2。逐漸減小斜面2的傾角，仍使小球從。處由靜止

滾下。如果沒有摩擦，貝網(wǎng))

A.小球在斜面2上能上升的最大高度逐漸降低

B.小球在斜面2上每次都能上升到與。處等高的位置

C.當(dāng)斜面2最終變?yōu)樗矫鏁r(shí)，小球?qū)⑻幱陟o止?fàn)顟B(tài)

D.當(dāng)斜面2最終變?yōu)樗矫鏁r(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將不斷改變

2.伽利略理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來，能更深刻地反映規(guī)律，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)程

序內(nèi)容如下

(1)減小第二個(gè)斜面的角度，小球在這個(gè)斜面上仍要達(dá)到原來的高度.

(2)兩個(gè)對(duì)接的光滑斜面，使靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面.

(3)如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫诺母叨?

(4)繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它處于水平位置，小球沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng).

請(qǐng)按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠事實(shí)，還是通過思維過程得出的推論，下列

選項(xiàng)中正確的是()

A.事實(shí)2一事實(shí)1一推論3f推論4B.事實(shí)2f推論1-推論3f推論4

C.事實(shí)2-推論3-推論1-推論4D.事實(shí)2-推論1-推論4

3.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律（）

A.告訴我們：物體不受外力作用時(shí)，一定處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)B.是能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)

證的

C.表明：一切物體都有慣性D.適用于任何參考系

4.氫氣球用繩子系著一個(gè)重物，共同以10m/s的速度勻速豎直上升，當(dāng)?shù)竭_(dá)某一個(gè)高度時(shí),

繩子突然斷開，這個(gè)重物將（）

A.以原來的速度一直上升B.立即下落

C.繼續(xù)上升一段，然后下落D.以上說法都不對(duì)

5.如圖所示，水平向右飛行的飛機(jī),經(jīng)過地面。點(diǎn)的正上方時(shí)，釋放一顆炸彈，不計(jì)空氣

阻力，則炸彈的落點(diǎn)可能在（）

B.A點(diǎn)

C.B點(diǎn)D.以上三種情況均有可能

6.汽車甲與汽車乙質(zhì)量相同，汽車甲以120km/h的速度在高速公路上飛奔，汽車乙以5km/h

的速度在小區(qū)道路上緩行。則關(guān)于汽車甲與汽車乙的慣性，正確的是（）

A.汽車甲慣性大B.汽車乙慣性大

C.無法比較慣性大小D.汽車甲與汽車乙慣性一樣大

答案以及解析

1.答案：B

解析：

2.答案：C

解析：在現(xiàn)實(shí)生活中我們看到，如果小球從一端滾下，一定會(huì)滾到另一側(cè)，故(2)是事實(shí)；

根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)(2)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果：如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r(shí)的高度，即(3),進(jìn)一

步假設(shè)若減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度，即得出(1),繼

續(xù)減小角度，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)，即(4),故選項(xiàng)C正

確.

3.答案：C

解析：牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容為：一切物體在沒有受到力的作用時(shí)(合外力為零時(shí))，總保

持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).故A錯(cuò)誤；

牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律是由實(shí)驗(yàn)加推論得出的，故B錯(cuò)誤；牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律說明：一切物體都

具有保持其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性一一，慣性，故C正確；牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律只適用于慣性參考

系，對(duì)非慣性參考系不適用，故D錯(cuò)誤.

4.答案：C

解析：慣性是物體的固有屬性,與物體的運(yùn)動(dòng)情況及受力情況無關(guān).

氣球以10m/s的速度勻速上升到某一高度時(shí)，從氣球中落下一個(gè)小物體，小物體在下落的前

和氣球以相同的速度向上運(yùn)動(dòng),所以離開氣球后，由于慣性,要繼續(xù)上升一段距離,再下降.故

A、B、D錯(cuò)誤.

故選C.

5.答案：B

解析：水平飛行的飛機(jī)上投下的炸彈由于慣性在水平方向上的初速度和飛機(jī)速度相同，做平

拋運(yùn)動(dòng)，而平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以炸彈可能落在A點(diǎn)，不可能落在。、

B兩點(diǎn),故ACD錯(cuò)誤，8正確。

故選：B

6.答案：D

解析：慣性大小取決于物體的質(zhì)量大小，而與速度大小無關(guān)。由題可知，汽車甲與汽車乙質(zhì)

量相同，則二者慣性一樣大，故選D。

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.理解探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的合理性與必要性。

2.理解實(shí)驗(yàn)思路的合理性以及用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的有效性。

3.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)的操作和測(cè)量過程，以及通過圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程，體驗(yàn)如何平衡摩擦力,

減小系統(tǒng)誤差(鉤碼所受的重力不等于小車所受的拉力等)的操作方法。

4.體會(huì)整個(gè)探究過程的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和合理性。

重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)

1.怎樣測(cè)量物體的加速度.

2.平衡摩擦力和測(cè)量物體所受的合外力。

難點(diǎn)

1.對(duì)平衡摩擦力方法的理解以及測(cè)量物體所受的合力的方法

2.選器材、設(shè)計(jì)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、作出圖像、得出結(jié)論.

自主探究

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系：當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成①______當(dāng)作用力一定時(shí)，

加速度與質(zhì)量成②

二、實(shí)驗(yàn)原理

(1)采用控制變量法：當(dāng)研究對(duì)象有兩個(gè)以上的參量發(fā)生變化時(shí)，我們可以設(shè)法控制某些

參量使之不變化，而研究其中③的變化的方法.本試驗(yàn)有尺用、a三個(gè)參量，研究加

速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，我們先控制一個(gè)變量，即當(dāng)力不變時(shí)，研究加速度與④的

關(guān)系；當(dāng)質(zhì)量不變時(shí)，研究加速度與⑤的關(guān)系。

(2)要測(cè)量的物理量有：⑥

三、實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶及復(fù)寫紙片，小車，一端附有定滑輪的長木板，小桶和砂，細(xì)繩，導(dǎo)線，

天平，⑦，祛碼.

四、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)用天平測(cè)出小車和小桶的質(zhì)量小和弘把數(shù)值記錄下來,

(2)按圖把實(shí)驗(yàn)器材裝好，不掛小桶.

(3)平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，讓小車能在其上面

做⑧____________

(4)把細(xì)繩系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶，先⑨再⑩,取下紙帶并標(biāo)上號(hào)

碼.

(5)保持質(zhì)量不變，做上述試驗(yàn)，把力對(duì)應(yīng)的紙帶標(biāo)記好。

(6)保持力不變，做上述試驗(yàn)，將質(zhì)量對(duì)應(yīng)的紙帶標(biāo)記好。

(7)計(jì)算出加速度，作出?的圖像及?的圖像。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度與物體的?成反比，與物體?成正比。

答案：①正比②反比③一個(gè)物理量④質(zhì)量⑤力⑥加速度a、質(zhì)量0、外力戶

⑦低壓交流電源⑧勻速直線運(yùn)動(dòng)⑨接通電源⑩放開小車?速度與力?加速度與

質(zhì)量倒數(shù)須量包受到的合力

探究思考

1.探究方法一一控制變量法

(1)控制小車的質(zhì)量〃不變，探究加速度a與合力F的關(guān)系.

(2)控制祛碼和小盤的質(zhì)量不變。即合力尸不變，改變小車的質(zhì)量〃探究加速度a與〃的

關(guān)系。

2.要測(cè)量的物理量

(1)研究對(duì)象的質(zhì)量，即小車與其上祛碼的總質(zhì)量〃一一用天平測(cè)出.

(2)研究對(duì)象受到的合力，即小車受的拉力尸一一用天平測(cè)出小盤和盤內(nèi)祛碼的總質(zhì)量如

由77T0g算出.

(3)研究對(duì)象獲得的加速度，即小車的加速度a--通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測(cè)算出.

3.測(cè)量加速度的方案

(1)應(yīng)用紙帶測(cè)加速度

在運(yùn)動(dòng)物體上安裝一條連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測(cè)量加速度.前面所

述的實(shí)驗(yàn)方案就是利用這種方法求取加速度的.它是根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，連續(xù)相等的

時(shí)間7內(nèi)的位移之差A(yù)x=求出加速度.

(2)應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求加速度

如果物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，那么，測(cè)量物體加速度最直接的辦法就是用刻度

尺測(cè)量位移并用秒表測(cè)量時(shí)間，然后由。=言7X算出。

(3)應(yīng)用加速度與位移成正比

由“=甘，如果測(cè)出兩個(gè)物體做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為

西、為，則位移之比就等于加速度之比，即：

。2尤2

【例一】在做“探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，保持小車和祛碼的總質(zhì)量不變，

測(cè)得小車的加速度a和拉力廣的數(shù)據(jù)如下表所示：

0.200.300.400.500.60

a1(m?s-2)0.110.190.290.400.51

(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在上圖的坐標(biāo)系上作出。一尸圖象；

(2)圖線斜率的物理意義是__________________________________________________

(3)小車和祛碼的總質(zhì)量為kg；

(4)圖線(或延長線)與尸軸截距的物理意義是

解析:

a/(m,s-2)

0.8

0.6

0.4

0.2

(1)根據(jù)所給數(shù)據(jù)在所給坐標(biāo)系中準(zhǔn)確描點(diǎn)，作出的〃一尸圖象如圖所示.

(2)根據(jù)⑴中圖象可以判斷出圖線的斜率表示小車和祛碼總質(zhì)量的倒數(shù).

(3)由(1)中圖象可得：春=，，解得M=1kg.

(4)由a—F1圖象可知，當(dāng)力尸=0.1N時(shí)，小車開始運(yùn)動(dòng)，說明此時(shí)小車受到的阻力為0.1

N.

答案：(1)見解析(2)小車和祛碼總質(zhì)量的倒數(shù)(3)1(4)小車受到的阻力為0.1N

【典例二】(多選)如圖所示是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是

甲乙丙

A.形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大

B.形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小

C.形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大

D.形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小

解析：解析：甲圖的a—尸圖象，當(dāng)尸=0時(shí)，加速度存0,說明尸=。時(shí)，物體受到的合

外力已不等于零，即平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大，使〃zgsina〉/^；乙圖同甲圖的原因相

同.丙、丁是由于平衡摩擦力時(shí)傾角過小，而使用＞〃2gsin(9.所以，選項(xiàng)A、D正確.

知識(shí)梳理

(一)實(shí)驗(yàn)思路：控制變量

(-)物理量的測(cè)量

(=)實(shí)驗(yàn)過程

探究一：加速度與力的關(guān)系

探究二：加速度與質(zhì)量的關(guān)系

結(jié)論：a與6成正比，a與工成反比。

m

1.“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.實(shí)驗(yàn)中，為使小車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受

的拉力近似等于盤和重物的總重力，則盤和重物的總質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是

（）

小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

—

盤小飛I

A.m遠(yuǎn)大于MB.ni遠(yuǎn)小于M

C.m略大于MD.m略小于M

2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，需要平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)該讓小車（）

A.掛上小盤,拖上紙帶，開動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

B.不掛小盤，拖上紙帶，開動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C.掛上小盤，不拖紙帶

D.不掛小盤，不拖紙帶

3.在保持小車質(zhì)量m不變，探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，小車質(zhì)量m和小盤及盤中祛碼

質(zhì)量亦分別選取下列四組值.若其他操作都正確，要使所畫出的a-F圖線較準(zhǔn)確，應(yīng)選

用的一組值是（）

A.m=500g,分別為50g、70g、100g、125g

B.m=500g,分別為20g、30g、40g、50g

C.m=200g,m'分別為50g、70g、100g、125g

D.m=100g,m,分別為30g、40g、50g、60g

答案：

1.解析：只有M?m時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和重物的總重力，B正確.

答案：B

2.解析：平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)把紙帶所受的摩擦阻力一起平衡掉，所以應(yīng)讓小車拖上紙帶，且

讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處于工作狀態(tài)，B正確.

答案：B

3.解析：探究a與F的關(guān)系時(shí)，應(yīng)滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和盤中祛碼的總質(zhì)量，即m>>

m,,故B正確.

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第3節(jié)牛頓第二定律

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.能準(zhǔn)確表述牛頓第二定律

2.能從瞬時(shí)性、矢量性等多方面深入理解牛頓第二定律。

3.能運(yùn)用牛頓第二定律分析和處理簡單的問題。

閽重點(diǎn)難點(diǎn)

1.理解牛頓第二定律（重點(diǎn)）

2.用牛頓第二定律求解瞬時(shí)加速度（難點(diǎn)）

3.應(yīng)用牛頓第二定律解決實(shí)際問題（難點(diǎn)）

自主探究

一.牛頓第二定律

1.內(nèi)容

物體加速度的大小跟它受到的①成正比，跟它的②成反比，加

速度的方向跟③的方向相同。

2表達(dá)式

F=?,/為物體所受的⑤，左是比例系數(shù).

5.力的單位

1.力的國際單位

@,簡稱牛，符號(hào)⑦。

2.1N的定義

使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生⑧的加速度的力的大小叫作1N,即1N=⑨?

3.比例系數(shù)的意義

(1)在尸中，上的選取有一定的任意性，上的數(shù)值取決于⑩的單位選取。

(2)在國際單位制中牛頓第二定律的表達(dá)式為?,式中八m,。的單

位分別為?、?、?o

答案：

①作用力②質(zhì)量③作用力@kma⑤合力⑥牛頓⑦N⑧Im/s?@lkg-m/s2

⑩7m、a@F=ma?^頓?汗克?米每二次方秒

探究思考

一、對(duì)牛頓第二定律的理解

1.對(duì)牛頓第二定律的理解

(1)公式尸=加。中，若尸是合力，加速度。為物體的實(shí)際加速度；若尸是某一個(gè)力，加速

度。為該力產(chǎn)生的加速度.

(2)a=5是加速度的決定式，它揭示了物體產(chǎn)生加速度的原因及影響物體加速度的因素.

(3)Rm、。三個(gè)物理量的單位都為國際單位制時(shí)，才有公式尸=切〃中上=1,即尸=機(jī)°

2.牛頓第二定律的三個(gè)性質(zhì)

性質(zhì)理解

尸=根。是一個(gè)矢量式.物體的加速度方向由它受的合力方向決定，且總與合力

矢量性

的方向相同

瞬時(shí)性加速度與合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失

作用在物體上的每一個(gè)力都產(chǎn)生加速度，物體的實(shí)際加速度是這些加速度的矢

獨(dú)立性

量和

3.力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系

力與速度同向增加

｛力與速度反向闈減小

、理解牛頓第二定律的三個(gè)誤區(qū)

(1)認(rèn)為先有力，后有加速度：物體的加速度和合外力是同時(shí)產(chǎn)生的，不分先后，但有因果

性，力是產(chǎn)生加速度的原因，沒有力就沒有加速度.

p1

(2)認(rèn)為質(zhì)量與力成正比，與加速度成反比：不能根據(jù)m=￡得出加8尸、加8￡的結(jié)論，物體

的質(zhì)量機(jī)是由自身決定的，與物體所受的合外力和運(yùn)動(dòng)的加速度無關(guān).

(3)認(rèn)為作用力與相和a都成正比：不能由尸=根。得出尸8根、尸8。的結(jié)論，物體所受

合外力的大小是由物體的受力情況決定的，與物體的質(zhì)量和加速度無關(guān).

【典例一】如圖所示,質(zhì)量為10kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面,質(zhì)量為2.5kg的物

體8用細(xì)線懸掛起來,A2緊挨在一起但A3之間無壓力。某時(shí)刻將細(xì)線剪斷，則細(xì)線剪斷

瞬間,8對(duì)A的壓力大小為(取g=10m/s2)()

A.OB.20NC.25ND.125N

解析:由于剪斷細(xì)線前,AB間無壓力，根據(jù)平衡條件可知，彈簧的彈力為F=mAg=100N;

剪斷細(xì)線的瞬間，對(duì)整體分析，根據(jù)牛頓第二定律可得整體的加速度

5A+-F(10+2.5)x10-100

m/s2=2m/s2；對(duì)B分析，根據(jù)牛頓第二定律可得

〃皂+1%10+2.5

mBg-N=mBa，解得N=mBg-mBa=(25-2.5x2)N=20N,則8對(duì)A的壓力為20N,故B正

確。

答案：B

【典例二】如圖所示，光滑水平面上有一小車，小車上固定一水平橫桿，橫桿左端固定的

輕質(zhì)斜桿與豎直方向的夾角為a,斜桿下端連接一質(zhì)量為㈣的小球4橫桿右端用一根細(xì)線

懸掛另一質(zhì)量為人的小球瓦當(dāng)小車沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向間的夾角

6(a>0保持不變。設(shè)斜桿、細(xì)線對(duì)小球的作用力分別為耳、F2,不計(jì)空氣阻力，重力加

速度為g。下列說法正確的是（）

B.K的方向一定沿著斜桿

C.小車加速度大小為gtana

D.8的大小為

cosp

解析:細(xì)線中的彈力方向一定沿著細(xì)線，而桿中彈力的方向可以沿任意方向，小球

A和小球B均受重力和彈力作用，因細(xì)線與豎直方向之間有夾角，因此小球2運(yùn)動(dòng)

時(shí)必有水平向右的加速度，加速度大小等于小車的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律

可知，即a=gtan/3，故C錯(cuò)誤;對(duì)小球A分機(jī)其受到的合力為叫g(shù)tan。,

由此可知，斜桿對(duì)小球A的作用力可與豎直方向間的夾角也為△所以月的大小為

,B錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)豎直方向小球所受合力為零可

cosp

知，耳cos6=〃Rg,Bcos/=?g,但由于兩小球的質(zhì)量關(guān)系未知，因此耳、工大小關(guān)

系不確定，故A錯(cuò)誤。

答案：D

知識(shí)梳理

加速度與受到的力成正比

1.由牛頓第二定律可知，無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度，可是當(dāng)我們用一個(gè)力

推桌子沒有推動(dòng)時(shí)是因?yàn)椋ǎ?/p>

A.牛頓第二定律不適用于靜止的物體

B.桌子的加速度很小，速度增量很小，眼睛不易覺察到

C.推力小于摩擦力，加速度是負(fù)值

D.推力、重力、地面的支持力與摩擦力的合力等于零，物體的加速度為零，所以物體仍靜

止

2.假設(shè)灑水車的牽引力不變且所受阻力與車重成正比，未灑水時(shí)，做勻速行駛，灑水時(shí)它

的運(yùn)動(dòng)將是（）

A.做變加速運(yùn)動(dòng)

B.做初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.做勻減速運(yùn)動(dòng)

D.繼續(xù)保持勻速直線運(yùn)動(dòng)

3.46兩球用細(xì)線懸掛于天花板上且靜止不動(dòng)，兩球質(zhì)量之比加：3=5：3,兩球間連接

一個(gè)輕彈簧（如圖所示），如果突然剪斷細(xì)線，則在剪斷細(xì)線瞬間，/球、6球的加速度分別為（己

知重力加速度為g）（）

AQ

B(J

A.g,gB.1.&g,0

8

C.0.6g0D.0,~g

4.有經(jīng)驗(yàn)的司機(jī)能通過控制油門使汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某品牌轎車連同司機(jī)在內(nèi)總質(zhì)

量為"=1500kg,當(dāng)轎車受到大小為￡=500N的牽引力時(shí)恰好在水平路面上勻速行駛.現(xiàn)司

機(jī)通過控制油門使轎車受到A=2000N的牽引力，從跖=5m/s開始加速.假設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)所

受的阻力保持不變，試求：

/////

(1)轎車運(yùn)動(dòng)過程中所受到的阻力大?。?/p>

(2)轎車做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大?。?/p>

(3)轎車開始加速后3s內(nèi)通過的位移大小.

答案

三.D［牛頓第二定律中的力應(yīng)理解為物體所受的合力.用一個(gè)力推桌子沒有推動(dòng)，是由

于桌子所受推力、重力、地面的支持力與摩擦力的合力等于零，物體的加速度為零，所以物體仍

靜止，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤.］

F-kinsF

四.Ala==F-=rkg,灑水時(shí)質(zhì)量加咸小，則a變大,所以灑水車做加速度變大

的加速運(yùn)動(dòng)，故A正確.］

五.B［由于在剪斷細(xì)線的瞬間，4、8仍在原來的位置，所以輕彈簧的形變量還未發(fā)生變

化，即輕彈簧中的彈力大小、方向均未發(fā)生變化.由系統(tǒng)原來靜止可知，輕彈簧彈力大小為磔g,

所以剪斷細(xì)線瞬間右球的合外力仍為零，加速度也為零，而4球所受的合外力大小為(0眼，所以

4球加速度為1.6g,故B正確.］

六.［解析］(1)轎車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受力平衡，則A=E=500N.

(2)由牛頓第二定律：F-Ft=ma

代入數(shù)據(jù)得a=lm/s2.

⑶轎車做勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為

X=Vo*方

代入數(shù)據(jù)得x=19.5m.

［答案］(1)500N(2)1m/s2

⑶19.5m

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第4節(jié)力的單位制

閽學(xué)習(xí)目標(biāo)

1,知道單位制中力學(xué)的基本量：質(zhì)量(m)、長度(/)、時(shí)間⑺。它們的基本單位：千克

(kg)、米(m)、秒(s)。

2.知道除上述力學(xué)中的基本物理量的基本單位外，力學(xué)中的其他物理量的單位都是導(dǎo)出單

位。

3,知道單位制和國際單位制，能通過物理量的定義和推導(dǎo)過程掌握各物理量在國際單位制

中的單位。

4.知道物理運(yùn)算過程中單位的規(guī)范使用和表示方法。

重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn):

基本單位

導(dǎo)出單位

國際單位制

力學(xué)中的單位制

自主探究

1.物理量之間的關(guān)系

物理學(xué)的①在確定了物理量之間數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量

的②間的關(guān)系

2.基本量

被選定的利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的③的

④，叫作基本量.

基本單位：⑤的單位.

力學(xué)中的基本量：⑥、⑦和⑧O

3.基本單位：所選定的基本量的⑨，叫作基本單位.

力學(xué)中的基本單位：米（m）、⑩、秒（s）.

4.導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)?其他物理量的單位叫作導(dǎo)出單位.

例如：加速度單位：?力的單位：?

5.單位制:?單位和?單位一起組成了單位制.

6.國際單位制：1960年第11屆國際計(jì)量大會(huì)制訂了一種?的、包括一切

?的單位制，叫作國際單位制.簡稱SL

7.國際單位制中的基本單位：以下是國際單位制中的七個(gè)基本物理量和相應(yīng)的國際單位制

中的基本單位。

物理量名稱單位名稱單位符號(hào)

長度?________?________

質(zhì)量?________?_________

時(shí)間?_________?_________

電流?_________?_________

熱力學(xué)溫度開（爾文）K

物質(zhì)的量摩（爾）mol

發(fā)光強(qiáng)度坎（德拉）cd

答案：①關(guān)系式②單位③單位④物理量⑤基本物理量⑥長度⑦質(zhì)量⑧時(shí)間⑨單位

⑩千克（kg）電物理關(guān)系推導(dǎo)出來的??V包基本期出?S際通用?!+

量領(lǐng)域?米?Z7?f?克③）kg?秒?S?安培?A

探究思考

【典例一】用國際單位制的基本單位表示能量的單位，下列正確的是（）

A-kg-m2/s2

kg-mls~

CN/m

D-N-m

解析：根據(jù)w=R，E=/加，可得「依=依.加//,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤;

【典例二】2018年H月16日第26屆國際計(jì)量大會(huì)通過“修訂國際單位制”決議，正式

更新包括國際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量單位“千克”在內(nèi)的4項(xiàng)基本單位定義.研究發(fā)現(xiàn)，聲音在空氣中的

傳播速度v與空氣的密度p以及壓強(qiáng)p有關(guān)，k為無單位的常數(shù).下列關(guān)于空氣中聲速的表

達(dá)式中可能正確的是（）

A.v=k.—B.v=—C.v=k—D.v—Jkpn

Vnnyp,

解析:聲音在空氣中的傳播速度V的單位為M/S,而壓強(qiáng)P單位為Pa,且1用=W!m2

IPa^lkgmis2,密度夕單位為依/1,根據(jù)以上物理量的可以知道，v=kg可能正

確，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

知識(shí)梳理'

單位制

1.思考判斷（正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”）

（1）一般來說物理公式僅能確定各物理量之間的數(shù)量關(guān)系，不能確定它們之間的單位關(guān)

系。（）

（2）各個(gè)物理量的單位可以相互導(dǎo)出.（）

（3）若某個(gè)單位符號(hào)中包含幾個(gè)基本單位的符號(hào)，則該單位一定是導(dǎo)出單位.（）

（4）厘米cm、克g、小時(shí)h都屬于國際單位制單位.（）

2.測(cè)量國際單位制規(guī)定的三個(gè)力學(xué)基本物理量分別可用的儀器是下列哪一組（）

A.米尺、彈簧測(cè)力計(jì)、秒表

B.米尺、彈簧測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C.量筒、天平、秒表

D.米尺、天平、秒表

3.（多選）下列哪些物理量的單位是導(dǎo)出單位（）

A.力的單位NB.壓強(qiáng)的單位Pa

C.長度的單位mD.加速度的單位m/s?

4.近10年來我國大力發(fā)展空軍和海軍，新增艦船是除美國外其他國家的總和。無論是

飛機(jī)還是戰(zhàn)艦設(shè)計(jì)，都需要復(fù)雜的流體力學(xué)知識(shí)。當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，根據(jù)流動(dòng)特征可以分成湍

流和層流：如果流體質(zhì)點(diǎn)的軌跡(一般說隨初始空間坐標(biāo)x、y、z隨時(shí)間f而變)是有規(guī)則

的光滑曲線(最簡單的情形是直線)，這種流動(dòng)叫層流，此時(shí)流體分層流動(dòng)，各層互不混合,

沒有這種性質(zhì)的流動(dòng)叫湍流。不同狀態(tài)的流體動(dòng)力學(xué)方程不一樣。流體力學(xué)中用一個(gè)無量綱

的數(shù)-雷諾數(shù)Re(Reynoldsnumber),來表征流體的這一特征，一般情況下，雷諾數(shù)小的時(shí)候

是層流，雷諾數(shù)大的時(shí)候是湍流。已知雷諾數(shù)由四個(gè)變量決定，流體的流速v、流體的密

度P、特征長度d,黏性系數(shù)〃o請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)對(duì)雷諾數(shù)的表達(dá)式做出判斷，以下表

達(dá)式中可能正確的是：(已知黏性系數(shù)〃為流體中相距公的兩平行液層，由于內(nèi)摩擦，使

垂直于流動(dòng)方向的液層間存在速度梯度半，當(dāng)速度梯度為1個(gè)單位,相鄰層“單位”接觸面S

ax

F

-

-5

上所產(chǎn)生的黏滯力尸(亦稱內(nèi)摩擦力)即黏性系數(shù)，以〃表示:小(它的單位是Pa?s)

&

()

A,"皿B,即=心Cpvd2nPvd

C.Re=--D.He=J

444

答案

1.

(1)X(2)X(3)V(4)X

2.D[據(jù)單位制可知，在國際單位制中三個(gè)力學(xué)的基本物理量分別為長度、質(zhì)量、時(shí)間，長

度用米尺測(cè)量，質(zhì)量用天平測(cè)量，時(shí)間用秒表測(cè)量，故D選項(xiàng)正確.]

3.ABD[題目所給單位均為力學(xué)單位，在力學(xué)中只取質(zhì)量、長度、時(shí)間的單位為基本單位,

除這三個(gè)單位以外的單位，均為導(dǎo)出單位.]

4.答案：B

_111

解析：A.如果Re=?迎則其單位為kg-y.m=kg.m：?n?.s?=、由于雷諾數(shù)是無

"m3??Pa?sm3??kg-sm，

量綱的，故A錯(cuò)誤；

2

,enpvdLi4、，，、、rkg?m?mkg?m?m?m?s,,一工、—山口一口，，,,

B.如果Re=則其單位為一-——3\=1由于由詰數(shù)TH無里綱的，故B

〃m-s-Pa-sm-s-kg-s

正確；

pvd2kg?m?m2kg?m?m2?m?s2

如果Re=其單位為=m由于雷諾數(shù)是無量綱的,故

C.33

4m?s?Pa?sm?s?kg?s

C錯(cuò)誤;

如果3^?其單位為kg?m?mkg-m-m-irf?nf?S

D.由于雷諾數(shù)是無量綱

m3sPa3?s3m3-s-kg3-《kp

的，故D錯(cuò)誤。

故選B。

第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系

第5節(jié)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.能運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解答一般的動(dòng)力學(xué)問題。

2.理解運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的基本方法，即首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力和運(yùn)動(dòng)情況的分析，

然后用牛頓運(yùn)動(dòng)定律把二者聯(lián)系起來。

3.在分析解題的過程中學(xué)習(xí)體會(huì)一些具體有效的方法。比如，如何建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系進(jìn)行解

題等。

閽重點(diǎn)難點(diǎn)

重點(diǎn)

6.由受力確定運(yùn)動(dòng)情況。

7.由運(yùn)動(dòng)確定受力情況。

難點(diǎn)

七.動(dòng)力學(xué)兩類基本問題的分析解決方法。

八.正交分解法。

自主探究

一、牛頓定律

牛頓第二定律確定了①的定量關(guān)系，使我們能夠把物體的②和

③聯(lián)系起來.

二、由受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況

如果已知物體的受力情況，可以由④求出物體的⑤，再通過

⑥就可以確定物體的運(yùn)動(dòng)情況。

三、由運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況

如果已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)⑦求出物體的⑧再根據(jù)

⑨就可以確定物體所受的力.

答案：①運(yùn)動(dòng)和力②運(yùn)動(dòng)情況③受力情況④牛頓第二定律⑤加速度⑥運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律⑦運(yùn)

動(dòng)學(xué)公式⑧加速度⑨牛頓第二定律

基礎(chǔ)檢測(cè)

1.思考判斷（正確的打“，錯(cuò)誤的打“X”）

（1）物體的加速度方向就是其運(yùn)動(dòng)方向.（）

（2）同一個(gè)物體，其所受合外力越大，加速度越大.（）

（3）同一個(gè)物體，其所受合外力越大，運(yùn)動(dòng)越快.（）

（4）對(duì)于任何運(yùn)動(dòng)物體，它在任何一段時(shí)間內(nèi)的平均速度都等于該段時(shí)間初、末速度的平均

值.（）

2.（多選）一質(zhì)量為山的雨滴在下落過程中，加速度越來越小，最后雨滴將以某一速度勻速

下降，在雨滴下降的過程中，下列說法中正確的是（）

A.雨滴受到的阻力恒定

B.雨滴受到的阻力越來越大

C.雨滴受到的阻力越來越小

D.雨滴先做變加速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)

3.2、6兩物體以相同的初速度滑到同一粗糙水平面上，若兩物體的質(zhì)量如>3，兩物體與

粗糙水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則兩物體能滑行的最大距離心與廊相比為（）

A.XA--XBB.X>XB

C.XA<XBD.不能確定

答案:

1.XVXX

2.BD[由儂一片=3，可知若加速度越來越小，則阻力越來越大，故選項(xiàng)B正確，A、C錯(cuò)誤;

加速度發(fā)生變化，就叫變加速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D