1、江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 1 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00第 1 课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律导学目标 1.掌握牛顿第一定律，会应用其解释物理现象.2.理解牛顿第三定律，会应用其解释物理现象一、牛顿第一定律一个同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动这个结论错在什么地方？知识梳理1内容：一切物体总保持_状态或_状态，除非作用在它上面的力迫使它_这种状态2成立条件：物体-3意义(1)指出力不是_物体运动的原因，而是_物体运动状态的原因，即力是产生_的原因(2)指出了一切物体都有_，因此牛顿
2、第一定律又称为 _4惯性(1)定义：物体具有保持原来_状态或_ 状态的性质(2)量度：_是物体惯性大小的唯一量度，_ 的物体惯性大，_的物体惯性小(3)表现：物体不受外力作用或所受合外力为零时，有-的性质；物体受到外力作用时，表现为- 的难易程度(4)普遍性：惯性是物体的_属性，一切物体都具有惯性：惯性与物体的受力和运动有关吗？思 考二、牛顿第三定律知识梳理1作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是_的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这个物体也施加了力2牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_，方向_，作用在_3表达式：FF.突破考点考点一 牛顿第一定律
3、的理解与应用考点解读1明确惯性的概念牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性惯性，即物体-的性质2揭示力的本质：力是-的原因，而不是 -的原因3理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力 时的状 态，而物体不受外力的情形是不江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 2 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00存在的在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的4与牛顿第二定律的关系：牛 顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答牛 顿第一定律是不受外力的理想情况下 经过科学抽象、归纳推理
4、而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验 定律典例剖析例 1 某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了列车进站过程中，他发现水面的形状是下图中的 ( )跟踪训练 1 上题中：(1)若列车正在出站，则水面的形状与哪个选项一致？(2)若水面形状与选项 A 中相同，说明列车的运动状态是怎样的？考点二 牛顿第三定律的理解与应用考点解读作用力和反作用力与一对平衡力的比较对应名称比较内容 作用力和反作用力 一对平衡力受力物体依赖关系叠加性不同点力的性质同 大小方向典例剖析例 2 汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法正确的是 ( )A汽车能拉着拖车向前是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的力B汽车先对
5、拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力D拖车加速前进时，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力例 3 如图 2 所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一只铁球和一只乒乓球，容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系 ) ( )A铁球向左，乒乓球向右 图 2B铁球向右，乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左D铁球和乒乓球都向右江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 3 页 共 8 页创建时间：2012
6、-9-5 12:57:00第 2 课时 牛顿第二定律 两类动力学问题导学目标 1.理解牛顿第二定律的内容、表达式和适用范围.2.学会分析两类动力学问题一、牛顿第二定律基础导引由牛顿第二定律可知，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是，我们用力提一个很重的箱子，却提不动它这跟牛顿第二定律有没有矛盾？应该怎样解释这个现象？知识梳理1内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成_、跟它的质量成_，加速度的方向跟_相同2表达式：_.3适用范围(1)牛顿第二定律只适用于_参考系( 相对地面静止或_运动的参考系)(2)牛顿第二定律只适用于_物体( 相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速) 的情况二、两类
7、动力学问题基础导引以 15 m/s 的速度行驶的无轨电车，在关闭电动机后，经过 10 s 停了下来电车的质量是4.0103 kg，求电车所受的阻力知识梳理1动力学的两类基本问题(1)由受力情况判断物体的_ (2)由运动情况判断物体的 _2解决两类基本问题的方法：以_为桥梁，由运动学公式和_列方程求解：解决两类动力学问题的关键是什么？思 考三、力学单位制基础导引如果一个物体在力 F 的作用下沿着力的方向移动了一段距离 l，这个力对物体做的功WFl.我们还学过，功的单位是焦耳(J)请由此导出焦耳与基本单位米 (m)、千克(kg)、秒(s)之间的关系知识梳理1单位制由基本单位和导出单位共同组成2力学
8、单位制中的基本单位有_、_、时间(s)3导出单位有_ 、_、_等.突破考点考点一 牛顿第二定律的理解 考点解读矢量性 公式 Fma 是矢量式，任一 时刻，F 与 a 总是同向瞬时性 a 与 F 对应同一时刻，即 a 为某时刻的加速度时， F 为该时刻物体所受的合外力因果性 F 是产生加速度 a 的原因，加速度 a 是 F 作用的结果同一性 有三层意思：(1)加速度 a 是相对同一个惯性系的( 一般指地面)；(2)Fma 中，江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 4 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00F、m、a 对应同一个物体或同一个系统；(3) Fma
9、中，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足 F ma(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和(3)分力和加速度在各个方向上的分量也满足 Fma ，即 Fxma x，Fyma y典例剖析例 1 如图 1 所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度、加速度的变化情况如何？考点二 两类动力学问题考点解读求解上述两类问题的思路，可用下面的框图来表示：分析解决这类问题的关键：应抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁加速度典例剖析例 2 如图 3 所示，质量为 M2 kg 的足够长的长木板，静止放置
10、在粗糙水平地面上，有一质量为 m3 kg 可视为质点的物块，以某一水平初速度 v0 从左端冲上木板.4 s 后物块和木板达到 4 m/s 的速度并减速， 12 s 末两者同时静止 求物块的初速度并在图 4 中画出物块和木板的 vt 图象方法突破 动力学问题的求解方法1物体运动性质的判断方法(1)明确物体的初始运动状态( v0)；(2)明确物体的受力情况(F 合 )；(3)根据物体做各种性质运动的条件即可判定物体的运动情况、加速度变化情况及速度变化情况2求解两类动力学问题的方法(1)抓住物理量加速度，按下面的思路进行；(2)认真分析 题意，明确已知量与所求量；(3)选取研究对象，分析研究 对象的
11、受力情况与运动情况；(4)利用力的合成、分解等方法及运动学公式列式求解例 4 原地起跳时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程(视为匀加速)，加速过程中重心上升的距离为“加速距离” 离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度” 某同学身高 1.8 m，质量 80 kg，在某一次运动会上，他参加跳高比赛时“加速距离”为 0.5 m，起跳后身体横着越过(背越式)2.15 m 高的横杆，试估算人的起跳速度 v 和起跳过程中地面对人的平均作用力(g 取 10 m/s2)运动建模 可以把跳高过程分 为起跳和腾空两个阶段把该同学看成质量集中于重心的质点，把起跳过程等效成
12、匀加速运 动， 腾空过程看成竖直上抛运 动模型建模感悟 实际问题模型化是高中 阶段处理物理问题的基本思路和方法当我们遇到实际的运动问题时，要建立我们高中 阶段学习过的熟知的物理模型，如匀变速直线运动模型、类平抛运动模型等，运用相应的物理 规律来处理江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 5 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00专题 3 牛顿运动定律的应用导学目标 1.掌握超重、失重概念，会分析有关超重、失重问题.2.学会分析牛顿第二定律中的瞬时对应关系.3.学会分析临界与极值问题4.掌握动力学中的图象问题的分析方法.5.掌握整体法与隔离法在连接问题中的应用方
13、法考点一 超重与失重考点解读1超重与失重的概念超重 失重 完全失重定义产生条件视重2.超重与失重的理解(1)当出现超重、失重时，物体的重力-(2)物体处于超重状态还是失重状态，只取决于-方向向上还是向下，而与速度方向-(3)物体超重或失重的大小是 ma.(4)当物体处于完全失重状态时，平常一切由于重力产生的物理现象都会完全消失，如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力，液柱不再产生向下的压强等典例剖析例 1 (2011北京市东城区检测) 在电梯内的地板上，竖直放置一根轻质弹簧，弹簧上端固定一个质量为 m 的物体当电梯静止时，弹簧被压缩了 x；当电梯运动时，弹簧又被继续压缩了 .则电梯运动
14、的情况可能是 ( )x10A以大小为 g 的加速度加速上升 B以大小为 g 的加速度减速上升1110 110C以大小为 g 的加速度加速下降 D以大小为 g 的加速度减速下降110 110方法突破 分析这些问题时应 注意以下三方面思维误区：(1)认为超重、失重取决于物体运动的速度方向？(2)认为物体发生超重、失重时，物体的重力发生了变化？ (3)对系统的超重、失重考虑不全面，只注意运动物体的受力情况而忽视周 围物体的受力情况考点二 瞬时问题考点解读牛顿第二定律的表达式为 Fma ，其核心是加速度与合外力的瞬时对应关系，瞬时对应关系是指物体受到外力作用的同时产生加速度，外力恒定，加速度也恒定，外
15、力变化，加 速度也立即变化，外力消失，加速度也立即消失题目中常伴随一些如“瞬时” 、“突然” 、“猛地”等词语典例剖析例 2 如图 2 所示，质量为 m 的小球用水平轻弹簧系住，并用倾角为30的光滑木板 AB 托住，小球恰好处于静止状态当木板 AB 突然江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 6 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00向下撤离的瞬间，小球的加速度大小为 ( )A0 B. g Cg D. g 图 22 33 33方法突破 分析物体在某一时 刻的瞬时加速度，关 键是分析物体在瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬 时加速度此 类问题应
16、注意两种模型的建立(1)中学物理中的“线”和“绳”是理想化模型，具有以下几个特性：轻：其质量和重力均可视为等于零，且一根绳(或线)中各点的张力大小相等，其方向总是沿绳且背离受力物体的方向不可伸长：即无论绳 受力多大， 绳的长度不变 ，由此特点可知， 绳中的张力可以突变刚性杆、绳(线)和接触面都可以认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，若剪断(或脱离)后，其中弹力立即消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给杆、细线和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型来 处理(2)中学物理中的“弹簧”和“橡皮绳”也是理想化模型，具有以下几个特性：轻：其质量和重力均可视为等于零，同一 弹簧两端及其中间各点的
17、 弹力大小相等 弹簧既能承受拉力，也能承受压力；橡皮绳只能承受拉力，不能承受压力由于弹簧和橡皮绳受力时，恢复形变需要一段时间，所以 弹簧和橡皮绳中的力不能突 变考点三 传送带问题考点解读传送带问题包括水平传送带问题和倾斜传送带问题(1)水平传送带问题：求解的关键在于对物体所受的摩擦力 进行正确的分析判断判断摩擦力时要注意比较物体的运动速度与传送带的速度，也就是分析物体在运 动位移 x(对地)的过程中速度是否和传送带速度相等物体的速度与 传送带 速度相等的时刻就是物体所受摩擦力发生突变的时刻，这样 就可以确定物体运动的特点和 规律，然后根据相 应规律进行求解(2)倾斜传送带问题：求解的关键在于认
18、真分析物体与传送 带的相对运动情况，从而确定是否受到滑动摩擦力作用如果受到滑 动摩擦力作用应进一步确定其大小和方向，然后根据物体的受力情况确定物体的运动情况当物体速度与 传送 带速度相等时，物体所受的摩擦力有可能发生突变典例剖析例 3 如图 4 所示，倾角为 37，长为 l16 m 的传送带，转动速度为 v10 m/s，动摩擦因数 0.5，在传送带顶端 A 处无初速度地释放一个质量为 m0.5 kg 的物体已知 sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s 2.求：(1)传送带顺时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B 的时间； (2)传送带逆时针转动时，物体从顶端 A 滑到底端 B
19、 的时间方法突破 分析处理传送带问题时 需要特别注意两点：一是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析；二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析6.用极限法分析临界问题例 4 如图 6 所示，质量为 m1 kg 的物块放在倾角为 37 的斜面体上，斜面质量为M2 kg，斜面与物块间的动摩擦因数为 0.2，地面光滑现对斜面体施一水平推力 F，要使物块 m 相对斜面静止，试确定推力 F 的取值范围(g10 m/s 2)江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 7 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00方法提炼 巧用极限法分析解决临界问题在利用牛顿第二定
20、律解决动力学问题的过程中，当物体的加速度不同时，物体有可能处于不同的运动状态，当题中出现“最大” 、 “最小” 、 “刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要用极限法，看物体加速度不同时，会有哪些现象发生，找出临界点，求出临界条件临界问题一般都具有一定的隐蔽性，审题时应尽量还原物理情境，利用变化的观点分析物体的运动规律，利用极限法确定临界点，抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向 考点四 动力学中的图象问题考点解读在牛顿运动定律中有这样一类问题：题目告诉的已知条件是物体在一过程中所受的某个力随时间的变化图线，要求分析物体的运 动情况；或者已知物体在一 过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分
21、析物体的受力情况，我们把这两种问题称为牛顿运动定律中的图象问题这类问题的实质仍然是力与运 动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能典例剖析例 1 如图 1 甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过滑块压缩 0.4 m 锁定t0时解除锁定释放滑块计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的速度图象如图乙所示，其中 Oab 段为曲线，bc 段为直线，倾斜直线 Od 是 t0 时的速度图线的切线，已知滑块质量 m2.0 kg，取 g 10 m/s2.求：(1)滑块与地面间的动摩擦因数；(2)弹簧的劲度系数方法突破 数图结合解决物理问题物理公式与物理
22、图象的结合是中学物理的重要题型，也是近年高考的热点，特 别是 vt图象在考题中出现率极高对 于已知图象求解相关物理量的 问题，往往是 结合物理过程从分析图象的横、纵轴所对应的物理量的函数入手，分析图线 的斜率、截距所代表的物理意义得出所求结果解决这类问题 的核心是分析图象，我 们应 特别关注 vt 图中的斜率( 加速度)和力的图线与运动的对应 关系考点五 多过程问题考点解读很多动力学问题中涉及物体两个或多个连续的运动过程，在物体不同的运动阶段，物体的运动情况和受力情况都发生了变化，我 们把这类动力学问题 称为牛顿运动定律中的多过程问题有些题目中这些过程是彼此独立的，也有的题目中相 邻的过程之间
23、也可能存在一些联系，解决这类问题时，既要将每个子过程独立分析清楚，又要关注它们之间的联系多过程问题可根据涉及物体的多少分 为单体多过程问题 和多体多过程问题考点六 滑块木板模型考点解读滑块木板模型作为力学的基本模型经常出现，是 对直线 运动和牛顿运动定律有关知识江苏省兴洪中学 2012-2013 高三物理导学案第 8 页 共 8 页创建时间：2012-9-5 12:57:00的综合应用着重考查学生分析 问题、运用知 识的能力，这类问题的分析有利于培养学生对物理情景的想象能力，为后面牛 顿运动定律与能量知识 的综合应用打下良好的基础典例剖析例 3 某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动
24、比赛规则是：如图 4 甲所示向滑动行驶的小车上搬放砖块，且每次只能将一块砖无初速度(相对地面) 地放到车上，车停止时立即停止搬放，以车上砖块多少决定胜负已知每块砖的质量 m0.8 kg，小车的上表面光滑且足够长，比赛过程中车始终受到恒定牵引力 F20 N 的作用，未放砖块时车以 v03 m/s 的速度匀速前进获得冠军的家庭上场比赛时每隔 T0.8 s 搬放一块砖，从放上第一块砖开始计时，图中仅画出了 00.8 s 内车运动的 vt 图象，如图乙所示，g 取 10 m/s2.求：图 4(1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数；(2)车停止时，车上放有多少块砖方法突破 求解时应先仔细审题 ，清楚
25、题目的含义，分析清楚每一个物体的受力情况、运 动情况因题目所给的情境中至少涉及两个物体、多个运 动过 程，并且物体间还存在相对运动，所以应准确求出各物体在各运 动过程中的加速度(注意两过程的连接处加速度可能突变)，找出物体之间的位移( 路程 )关系或速度关系是解题的突破口求解中更 应注意联系两个过程的纽带，每一个过程的末速度是下一个 过程的初速度7.整体法与隔离法在动力学中的应用例 4 如图 6 所示，一辆汽车 A 拉着装有集装箱的拖车 B，以速度 v130 m/s 进入向下倾斜的直车道车道每 100 m下降 2 m为了使汽车速度在 x200 m 的距离内减到 v210 m/s，驾驶员必须刹车
26、假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的 70%作用于拖车 B,30%作用于汽车 A.已知 A 的 图 6质量 m12 000 kg，B 的质量 m26 000 kg.求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力(重力加速度 g 取 10 m/s2)方法提炼 在物理问题中，当所研究的问题涉及连接体时，若不要求知道各个运动物体之间的相互作用力，并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度，就可把它们看成一个整体，分析外力和运动情况，应用牛 顿第二定律求出加速度(或其他未知量)；若需要知道物体间的相互作用力，就需要把物体从系统中隔离出来，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列出方程，隔离法和整体法配合交替使用，常能更有效地解决有关连接体问题
