高中物理 必修第一册 第四章 牛顿运动定律 第一节 牛顿第一定律

第四章 牛顿运动定律第一节 牛顿第一定律1、 理想实验的魅力（1） 亚里士多德：物体运动需要力来维持 （2） 伽利略：物体的运动不需要力来维持（3） 笛卡尔：除非物体受到外力作用，物体将永远保持静止状态或匀速直线运动状态 2、 牛顿物理学的基石——惯性定律（1） 牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态（2） 牛顿第一定律不是由实验总结出来的规律，它是牛顿在伽利略实验的基础上，加上理想化的推理得出的规律（3） 牛顿第一定律成立的条件是：物体不受外力或者合外力为零 3、 惯性与质量（1） 惯性的定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性 （2） 惯性的理解：普遍性：一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性无关性：惯性的大小只与物体的质量有关，与其他因素如受力情况、运动情况无关唯一性：质量是惯性大小的唯一量度表现形式：在不受力条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态 在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度4、 惯性不是力（1） 惯性是物体保持原来运动状态的性质，是物体本身的属性，而力是物体对物体的作用（2） 惯性的大小决定于物体本身质量的大小，力的大小决定与物体之间相互作用的强弱2121x x a a （3） 力是改变物体运动状态的原因，而惯性却要保持原来的运动状态不变第二节 探究加速度与力、质量的关系1、 加速度与力的关系（1） 实验方法——控制变量法 （2） 加速度与力的关系实验的基本思路：质量m 一定的物体在不同作用力F 作用下的加速度a ，分析a 与F 的关系 表格如下2、 加速度与质量的关系：F 一定测量不同质量m 的物体在统一作用力F 作用下的加速度a ，3、 测量物体物体的加速度方法（1） 如物体做初速度为零的匀加速运动，测量位移x 和时间t ，由22t xa =计算 （2） 由打点计时器打纸带，由公式2aT x =∆求出（3） 初速度为零的两个匀加速直线运动在相同时间内位移分别为21x x 、，由2at 21x =得2121x x a a =，可测量不同情况下物体加速度的比值 4、 提供和测量物体所受的恒力 5、 数据处理方法： （1） 计算法 （2） 图像法 6、 结论：（1） 当m 一定时，误差范围内，a 与F 成正比 （2） 当F 一定时，误差范围内，a 与m 成反比第三节 牛顿第二运动定律1、牛顿第二运动定律：物体加速的的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同2、 公式F=kma3、 力的单位：力学的单位是牛顿，符号N ，使质量为1kg 的物体产生1m/s 的加速度的力为1N4、 在国际单位中，k=1，在应用公式F=ma 进行计算时，F 、m 、a 的单位必须统一为国际单位5、 物体所受的合外力决定物体产生的加速度： 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动 5、 应用牛顿第二定律解题的一般步骤：（1） 确定研究对象（2） 分析研究对象的受力情况，画出受力分析图（3） 选定正方向或建立直角坐标系，通常选加速度的方向为正方向，或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向（4） 求合力（5） 根据牛顿第二定律列方程（6） 把已知量统一单位后代入方程求解 （7） 必要时进行检验或讨论 例题1 水平路面上质量是30kg 的手推车，在受到60N 的水平推力时做加速度为1.52/s m 的匀加速运动，如果撤去推力，车的加速度是多少？N F F F F 155.130-60ma ,ma =⨯=-==-阻阻2/5.0mF-a a m -s m F -==''=，阻 第四节 力学的单位制1、 基本单位：长度l （m ）;时间t （s ）；质量m （kg ）2、 导出单位：力：N ；速度：m/s ；加速度： 第五节 牛顿第三定律一、 作用力与反作用力：1、 力的作用是相互的：引力、弹力、摩擦力等2、 作用力与反作用力：物体相互作用的一对力，另一个力则称为该力的反作用力 （1） 只要有力发生，就一定有受力物体和施力物体 （2） 物体间力的作用是相互的，说明力是成对出现的（3） 作用力与反作用力是相对的，其中一个是作用力，另外一个就是反作用力 二、 牛顿第三定律：1、 两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用 在同一条直线上2、 表达式：F F '-=3、 五性：（1） 反向性：作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 （2） 同时性：同时长生、同时变化、同时消失（3） 同性质：作用力和反作用力一定时性质相同的力，例如：作用力是弹力，反作用力也一定是弹力，作用力是摩擦力，反作用力也一定时摩擦力（4） 异体性：作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，在两个物体上都产生各自的作用效果，这两个作用效果是绝对不可抵消的（5） 无关性：只要两个物体发生相互作用，作用力和反作用力就存在上述关系，与物体的质量大小、形状和运动状态无关例题 下列说法中正确的是:ACA 、 甲物体受乙物体的作用，则乙物体一定同时受到甲物体的作用B 、 甲物体对乙物体的作用一定是作用力，而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力 C 、 若把甲、乙两个物体看成质点，则甲、乙两个物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上D 、 若甲物体对乙物体的作用力竖直向上，则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上三、 物体的受力分析1、 研究对象的选取：受力分析就是要分析研究对象受到的力。

人教版高中物理(必修一)第四章牛顿运动定律重、难点梳理第一节牛顿第一定律一、教学要求：1、知道伽利略和亚里士多德对力和运动的关系的不同认识，知道伽利略的理想实验及其推理过程和结论，知道理想实验法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、了解生活实例，知道什么是惯性，知道惯性大小与质量有关，并正确解释有关惯性的现象。

二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：惯性是物体的固有属性，质量是物体惯性大小的量度运用惯性概念，解释有关实际问题2、难点：理想实验的推理过程;对牛顿第一定律的理解3、疑点：牛顿第一定律是否是牛顿第二定律的特殊情形4、易错点：力和运动关系实际应用三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：P75问题与练习第4题2、教材中的思想方法：理想实验的方法第二节实验：探究加速度与力、质量的关系一、教学要求：1、通过实验探究和具体实例的分析，理解加速度与力的关系，理解加速度与质量的关系。

2、经历实验方案的制定和实验数据处理的过程，形成正确的思维方法，养成良好的科学态度。

二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：探究加速度与力、质量的关系：通过实验测量加速度、力、质量，分别作出加速度与力、加速度与质量的关系图像根据图像写出加速度与力、质量的关系式体会“控制变量法”对研究问题的意义2、难点：实验方案的确立、实验数据的分析，包括：体验实验探究过程：明确实验目的、分析实验思路、制定实验方案、得出实验结论认识数据处理时变换坐标轴的技巧了解将”不易测量的物理量转化为可测物理量”的实验方法会对实验误差作初步分析3、疑点：为什么要作a-1/m图像4、易错点：实验的方法与步骤三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：2、教材中的思想方法：控制变量法、图像法处理数据第三节牛顿第二定律一、教学要求：1、通过实验归纳，理解牛顿第二定律的内容，知道牛顿第二定律表达式的含义2、知道力的单位“牛顿”的定义方法3、根据牛顿第二定律进一步理解G=mg4、运用牛顿第二定律，解决简单的动力学问题二、重点、难点、疑点、易错点1、重点：理解牛顿第二定律的内容会用正交分解法和牛顿第二定律解决实际问题2、难点：认识加速度与物体所受的合力之间的关系（正比性、同体性、瞬时性和矢量性）3、疑点：牛顿第二定律与牛顿第一定律的关系4、易错点：受力分析三、教学资源：1、教材中值得重视的题目：P82 动力学方法测量质量P82 问题与练习12、教材中的思想方法：正交分解法进行力的计算第四节力学单位制一、教学要求：1、知道单位制的意义，知道国际单位制中力学的基本单位。

人教版高一物理必修一知识点总结补充：直线运动的图象1、从S —t 图象中可求： ⑴、任一时刻物体运动的位移 ⑵、物体运动速度的大小（直线或．．．切线的斜率．．．．．大小） ⑴、图线向上倾斜表示物体沿正向作直线运动，图线向下倾斜表示物体沿反向作直线运动。

⑵、两图线相交表示两物体在这一时刻相遇⑶、比较两物体运动速度大小的关系（看两物体S —t 图象中直线或切线的斜率．．．．．．．．大小） 2、从V —t 图象中可求： ⑴、任一时刻物体运动的速度 ⑵、物体运动的加速度（a>0．．．表示加速，．．．．．a<0．．．表示减速．．．．） ⑴、图线纵坐标的截距表示．．．．．．．．t=0．．．时刻的速度（即初速度．．．．．．．．．．0V ） ⑵、图线与横坐标所围的面积表示．．．．相应时间内的位移．．。

在t ．轴上方的位移为正．．．．．．．．，在t ．轴下方．．．的位移为负．．．．．。

某段时间内．．．．．的总位移等于各段时间位移的代数和．．．．．．．．．．．．．．．．。

⑶、两图线相交表示两物体在这一时刻速度相同 ⑷、比较两物体运动加速度大小的关系补充：匀速直线运动和匀变速直线运动的比较补充：速度与加速度的关系．．．．．．．．．1、速度与加速度没有必然的关系，即：⑴速度大，加速度不一定也大；⑵加速度大，速度不一定也大；⑶速度为零，加速度不一定也为零；⑷加速度为零，速度不一定也为零。

2、当加速度a与速度V方向的关系确定时，则有：⑴若a 与V方向相同．．．。

．．．．．V．都增大．．．．时，不管．．a．如何变化，⑵若a 与V方向相反．．．。

．．．．V．都减小．．．．时，不管．．a．如．何变化，★思维拓展：有大小和方向的物理量一定是矢量吗？如：电流强度。

第四章：牛顿运动定律一、牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

为止。

1．理解要点：①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。

①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。

②它定性地揭示了运动与力的关系：②它定性地揭示了运动与力的关系：②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因，力是改变物体运动状态的原因，是使物是使物体产生加速度的原因。

体产生加速度的原因。

③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，定律成立的条件是物体不受外力，定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验不能用实验直接验证。

证。

④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力第二定律定量地给出力与运动的关系。

与运动的关系。

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做惯性。

①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。

①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。

②质量是物体惯性大小的量度。

②质量是物体惯性大小的量度。

②质量是物体惯性大小的量度。

③由牛顿第二定律定义的惯性质量③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a 和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM =2/严格相等。

严格相等。

④惯性不是力，④惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。

【例1】 火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为 ( )A A．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动．人跳起后，厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动B B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动前运动C C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离太小，不明显而已D D．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度．人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度【分析与解答】【分析与解答】 因为惯性的原因，因为惯性的原因，火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度，有相同的水平速度，当人向上跳起后，当人向上跳起后，当人向上跳起后，仍然具有与火车相同的水平速度，仍然具有与火车相同的水平速度，仍然具有与火车相同的水平速度，人在腾人在腾空过程中，由于只受重力，水平方向速度不变，直到落地，选项D 正确。