高一物理牛顿第一定律 牛顿第二定律人教实验版知识精讲.docVIP

高一物理牛顿第一定律 牛顿第二定律人教实验版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 牛顿第一定律 牛顿第二定律 二. 知识要点： 1. 知道伽利略的理想实验及其推理过程，知道理想实验是科学研究的重要方法。 2. 理解牛顿第一定律的内容和意义。 3. 知道什么是惯性，会正确解释有关惯性的日常现象。理解力是使物体产生加速度的原因、质量是惯性大小的量度。 4. 知道得出加速度和力的关系的实验，理解加速度和力的关系。 5. 知道得出加速度和质量关系的实验，理解加速度和质量的关系。 6. 理解牛顿第二定律，知道牛顿第二定律表达式的确切含义。 7. 知道国际单位制中力的单位是怎样定义的。 8. 掌握牛顿第二定律并能进行有关计算。 三. 重点、难点解析： （一）牛顿物理学的基石——惯性定律 1. 牛顿第一定律也叫惯性定律。内容：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。 2. 惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 3. 惯性与质量：质量是惯性大小的唯一量度。 4. 物体运动快慢的改变和运动方向的改变，即速度的改变叫运动状态的改变。 如何正确理解牛顿第一定律? 对牛顿第二定律应从以下几个方面来理解： 1. 明确了惯性的概念： 定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，揭示了物体所具有的一个重要的属性——惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性。 2. 确定了力的含义： 定律的后半句话“直到有外力迫使它改变这种运动状态为止”，实际上是对力的定义，即力是改变物体运动状态的原因，并不是维持物体运动的原因，这一点要切实理解。 3. 定性揭示了力和运动的关系： 牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律，它描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力作用相同。因此，可以把“不受外力作用”理解为“合外力为零”。 如何理解惯性? 1. 惯性是物体的固有属性：一切物体都具有惯性。 2. 惯性与运动状态无关：不论物体是处于怎样的运动状态，惯性总是存在的，当物体原来静止时，它一直“想”保持这种静止状态；当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动。 3. 惯性与物体是否受力无关，与速度大小无关。 （二）实验：探究加速度与力、质量的关系 一方法探究 研究“牛顿第二定律”实验所研究的是物体运动的加速度与物体所受外力F的关系，物体运动的加速度与物体的质量m的关系，即、F、m间的关系。由于加速度随F、物体的质量m的变化而同时发生变化，所以它们间的关系难以确定。实验中为了研究三者的关系可采用控制变量法，所谓控制变量法，就是将具有某种相互联系的三个或多个物理量中的一个或几个加以控制，使之保持不变，研究另外两个物理量之间的关系；此后再控制另一个物理量，使之保持不变，研究剩余的两个物理量之间的关系。 本实验在研究、F、m之间的关系时，先控制物体的质量m不变，改变力F的大小，研究与F的关系；再控制物体所受的外力F不变，改变物体的质量m，研究与m的定量关系；最后将二者加以归纳综合，得出、F、m三者之间的定量关系。 二实验装置（参考课本案例） 如图所示，取两个质量相同的小车，放在光滑的水平板上，小车的前端各系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里分别放上砝码，使两小车在绳的拉力作用下做匀加速运动。实验时，要求砝码跟小车相比质量较小，则小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码（包括砝码盘）所受重力的大小，车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动。 三实验说明（参考课本案例） 1. 本实验中是将小车放在光滑的水平板上，忽略了小车所受木板对它的滑动摩擦力F。事实上，水平板是很难做到光滑的，且小车所受木板对它的滑动摩擦力F，随小车质量的变化而变化，这样给验证实验过程带来了不必要的麻烦。一方面需要测定滑动摩擦因数，另一方面还要测量、计算每次改变小车的质量后的摩擦力，显然大大增加了实验的难度。因此，实际操作中常采用平衡摩擦力的方法将实验简化。即将表面平整的木板的一端垫起，使放在它上表面的小车所受重力沿斜面的分量与摩擦阻力相等，即，此时无论物体的质量怎样变化只要成立，就一定存在，于是实现了化“变”为“不变”，即平衡了摩擦力之后的实验就等效于物体不受摩擦阻力作用，这样小车受到的合外力就是细线对小车的拉力。 注意 平衡摩擦力时要使小车拖着纸带，使纸带通过打点计时器，并且使打点计时器处于工作状态，通过打出的纸带判断小