人教版高中物理必修一力与运动课件

,空白演示,在此输入您的封面副标题,空白演示在此输入您的封面副标题,第四章 力与运动,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律,第二节 影响加速度的因素,第三节 探究物体运动与受力的关系,第四节 牛顿第二定律,第五节 牛顿第二定律的应用,第六节 超重和失重,第七节 力学单位,第四章 力与运动第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律第二节,第四章 力与运动,第一节,伽利略的理想实验与牛顿第一定律,第四章 力与运动第一节,1.书本放在讲台上处于静止状态，怎样才能让它运动？,2.静止在水平地面上的小推车，怎样才能让它运动起来？,3.行驶中的汽车在关闭发动机后，将作怎样的运动？,请根据实际经验思考并回答下列问题：,【经验结论】,1.静止的物体不受力的作用就不能运动。,2.运动的物体失去了力的作用运动就不能继续下去。,【问题】,物体的运动真的需要用力来维持吗？,？,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律,1.书本放在讲台上处于静止状态，怎样才能让它运动？请根据实际,力是维持物体运动状态的原因。一切运动物体终将归于静止。,力与运动关系的几种看法：,【说明】,科学来源于实际。,在科学并不发达的年代，人们常常从经验出发，经过简单思考来探究自然规律。,这种经验结论是否科学、是否是真理，必须经过实践的检验。因为,事物的本质有时会被掩盖在表面现象中,。,1.亚里士多德的观点,（2000年前古希腊）,力是维持物体运动状态的原因。一切运动物体终将归于静止。,物体的运动并不需要力来维持。物体会停下来是因为受到摩擦阻力的缘故，力是改变物体运动状态的原因。,力与运动关系的几种看法：,【说明】,伽利略构想的理想实验(又称假想实验)以可靠的事实为基础，把实验与逻辑推理和谐地结合在一起。这种科学探究的方法有力地推动了科学的发展。,2.伽利略的观点,（17世纪意大利）,物体的运动并不需要力来维持。物体会停下来是因为受到摩擦阻,3.笛卡儿的观点,（17世纪法国）,如果没有其它原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向 。,力与运动关系的几种看法：,3.笛卡儿的观点（17世纪法国）如果没有其它原因，运动的,4.牛顿的观点（1687年英国）,力与运动关系的几种看法：,【牛顿第一定律的意义】,揭示了力和运动的关系。,指出了物体的一种属性惯性。,正应为如此，牛顿第一定律又称为,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。这就是著名的,牛顿第一定律,。,4.牛顿的观点（1687年英国）力与运动关系的几种看法：【牛,【讨论与交流】,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律,1.什么是惯性：,物体具有保持原有运动状态的性质，这种性质就称为惯性。,2.物体的惯性大小由什么因素决定？,运动形式 运动状态 受力情况 物体质量,【答案】,质量是物体惯性大小的量度。,正确,3.惯性的本质,一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。,物体受外力作用时，惯性表现为改变其运动状态的难易程度。,关于惯性：,【讨论与交流】第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律1.什,【例1 】,竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由于：,A.排球受到向上的冲力的作用。,B.排球受到惯性力的作用。,C.排球具有惯性。,D.排球不受阻力的作用。,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律,【例2 】,一切物体都有惯性，但是：,A.运动时的惯性比静止时的惯性大。,B.运动越快，物体的惯性越大。,C.物体受力越大，惯性越大。,D.物体的惯性在任何情况下都是不变的。,【答案】,C,学以致用,【答案】,D,【例1 】竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由,【例3】,关于伽利略理想实验,下列认识正确的是：,A.理想实验是不科学的假想实验。,B.理想实验所得到的结论是不可靠的。,C.理想实验是一种科学方法。,D.牛顿第一定律描述的是一种理想化状态。,【例2 】,火车在长直轨道上匀速行驶,坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛,钥匙将落在,A.手的后方 B.手的前方,C.落在手中 D.无法确定,学以致用,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律,【例3】关于伽利略理想实验,下列认识正确的是：【例2 】火车,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律,小结：对,力和运动关系,的看法的发展历程,牛顿第一定律定性地回答了力和运动的关系，即,力不是维持物体运动的原因,，,力是改变物体运动状态的原因,。,那么，如何定量地回答力和运动的关系呢？,第一节 伽利略的理想实验与牛顿第一定律小结：对力和运动关,伽利略的理想实验,伽利略理想实验,伽利略针和单摆实验,伽利略的理想实验伽利略理想实验伽利略针和单摆实验,关于牛顿第一定律的理解,牛顿第一定律不是一条实验定律，它是牛顿以伽俐略的理想实验为基础，总结前人的研究成果，加之丰富的想象而提出来的,牛顿第一定律说明了物体不受力时的运动状态是匀速直线运动或静止。,所以说：,力不是物体运动的原因,，,一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做,惯性,。,所以说：,一切物体都有惯性,。,外力的作用是迫使物体改变运动状态。,所以说：,力是改变运动状态的原因。,自然界实际上不存在不受力的物体，但物体所受合外力为零或某一方向受力为零的情况大量存在，牛顿定律也符合这些情况,关于牛顿第一定律的理解牛顿第一定律不是一条实验定律，它是牛,爱因斯坦谈伽利略的贡献,伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端，这个发现告诉我们，根据直接观察所得出的结论不是常常可靠的，因为他们有时会引到错误的线索上去。,人的思维创造出一直在改变的一个宇宙图景，伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。,摘自A爱因斯坦、L英费尔德著物理学的进化,爱因斯坦谈伽利略的贡献,第四章 力与运动,第二节,影响加速度的因素,第四章 力与运动第二节,第二节 影响加速度的因素,【回顾】对,力和运动关系,的看法的发展历程,牛顿第一定律定性地回答了力和运动的关系，,即:,力不是维持物体运动的原因,。,力是改变物体运动状态的原因,。,本节开始研究如何定量地回答力怎样改变物体运动状态？,第二节 影响加速度的因素【回顾】对力和运动关系的看法的发,第二节 影响加速度的因素,研究方向的确立：,牛顿第一定律告诉我们力改变物体运动状态；,物体的运动状态由物体的,速度,唯一表征；,改变物体运动状态改变也就是物体的速度的改变；,物体的速度要改变就必须有,加速度,；,所以，研究方向确定为：,力加速度,的关系。,如何定量地研究力改变物体运动状态呢？,因此，牛顿第一定律也可以理解为：,力是产生加速度的原因。,第二节 影响加速度的因素研究方向的确立：如何定量地研究力改,第二节 影响加速度的因素,既然研究方向确定为：,力加速度,的关系，,那么影响加速度的因素就成为十分重要的问题。,【问题】影响加速度的因素是什么？,影响物体的加速度的因素可能是：,物体的质量,m,。,物体受到的合外力,F,。,素材一：打乒乓球,素材三：小球运动,素材二：排球比赛,加速度可能与物体受到的合外力有关,【猜想与假设】,第二节 影响加速度的因素既然研究方向确定为：力加速度,第二节 影响加速度的因素,【实验方法】,【设计与提示】,控制变量法,1.控制质量,m,不变，探究加速度,a,与合外力,F,的关系；,2.控制合外力,F,不变，探究加速度,a,与质量,m,的关系；,【问题】,1.在如下装置中，小车从静止释放，作何种运动？,2.要测定小车的加速度，必须首先测定哪些物理量？,3.设计怎样一个表格来记录实验数据？,第二节 影响加速度的因素【实验方法】【设计与提示】控制,第二节 影响加速度的因素,【实验与探究一】加速度,a,与物体所受合外力,F,的关系,【实验与探究二】加速度,a,与物体质量,m,的关系,【实验结论】,加速度,a,与物体所受合外力,F,成正比。,【实验结论】,加速度,a,与物体质量,m,成反比。,第二节 影响加速度的因素【实验与探究一】加速度a 与物,第四章 力与运动,第三节,探究物体运动与受力的关系,第四章 力与运动第三节,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,【加速度的计算】,【实验方法】,控制变量法,1.控制质量,m,不变，探究加速度,a,与合外力,F,的关系；,2.控制合外力,F,不变，探究加速度,a,与质量,m,的关系；,【设计与提示】,要测定小车的加速度，必须首先测定哪些物理量？,小车运动的位移,s,小车运动位移,s,所用时间,t,实验所采用的设计不同，小车加速度的计算方法不同。,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法【加速度的计算】【实验方法,【注】,小车加速度的计算式：,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,方法一,实验装置如图,小车位移,s,由斜面一侧的刻度尺直接读出,小车运动时间,t,由秒表测出,问题,如何实现变量控制？,【注】小车加速度的计算式：【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,方法二,实验装置如图,小车位移,s,由刻度尺从纸带直接测出,小车运动时间,t,由纸带测出,问题,如何实现变量控制？,【注】,小车加速度的计算式：,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法方法二实验装置如图,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,方法三,实验装置如图,小车位移,s,由气垫导轨一侧刻度尺直接读出,小车运动时间,t,由电子计时器测出,问题,如何实现变量控制？,【注】,小车加速度的计算式：,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法方法三实验装置如图,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,方法四,实验装置如图,小车附载遮光板的宽度,s,由刻度尺直接读出,遮光板通过光电门的时间,t,由电子计时器测出,分别计算出遮光板通过光电门的速度,v,1,、,v,2,两个光电门之间的距离由气垫导轨一侧刻度尺直接读出,问题,如何实现变量控制？,【注】,小车加速度的计算式：,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法方法四实验装置如图,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,方法五,实验装置如图,小车位移,s,由位置传感器直接自动测出,小车运动时间,t,由传感器脉冲时间自动给出,问题,如何实现变量控制？,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法方法五实验装置如图,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法,加速度,a,与物体所受合外力,F,成正比。,加速度,a,与物体质量,m,成反比。,【探究实验结论】,即,在国际单位制下，,k,=1,【小结】探究牛顿第二定律的实验方法加速度 a 与物体所受合,人教版高中物理必修一力与运动课件,第四章 力与运动,第四节,牛顿第二定律,第四章 力与运动第四节,牛顿第二定律的内容,物体的加速度,a,跟作用在物体上的合外力力,F,成正比，跟物体的质量,m,成反比。,使质量为1,kg,的物体产生1,m/s,2,的加速度的力，规定为1,N,.,牛顿第二定律,数学式：,a,F,合,说明：,2.同时性力和加速度同时产生，同时变化，,同时消失。,1.因果关系力是产生加速度的原因。,3.矢量性加速度与合外力的方向一致。,牛顿第二定律的内容物体的加速度a跟作用在物体上的合外力力,1.,F,、,m,、,a,必须同时对应于同一物体.,2.,F,、,m,、,a,中,F,、,a,两个量是矢量，,a,与,F,同向。,3.,a,与,F,同时产生，同时变化，同时消失。,4. 由,F,合,=ma,计算出的,a,是相对地面而言的。,5. 当物体同时受到多个力作用时，,F,是物体所受的合力。,6. 利用,F,合,=ma,时必须统一单位（国际单位制）,牛顿第二定律,牛顿第二定律的理解:,1. F、m、a必须同时对应于同一物体.牛顿第二定律牛顿第二,牛顿第二定律,.在牛顿第二定律,F=kma,中，有关比例系数,k,的下列说法，正确的是：,.在任何情况下,k,都等于；,.,k,的数值是由质量、加速度和力的大小决定的；,.,k,的数值是由质量、加速度和力的单位决定的；,.在国际单位制中，,k,=1,牛顿第二定律.在牛顿第二定律F=kma中，有关比例系数k的,.从,F=ma,得到,m=F/a,，可见物体的质量：,.跟合外力成正比；,.跟加速度成反比；,.跟合外力及加速度无关；,.跟合外力及加速度比值有关,牛顿第二定律,.从F=ma得到m=F/a，可见物体的质量：牛顿第二定律,.下列说法中正确的是：,.物体所受合外力为零，物体的速度必为零,.物体所受合外力越大，物体的加速度越大，速度也越大,.物体的速度方向一定与物体受到的合外力的方向一致,.物体的加速度方向一定与物体所受到的合外力方向相同,牛顿第二定律,.下列说法中正确的是：牛顿第二定律,牛顿第二定律,【例题】,质量为8,10,3,千克的汽车，在水平的公路上沿直线行驶，汽车的牵引力为1.4510,4,牛，所受阻力为2.5 10,3,牛。,求：汽车前进时的加速度。,解题步骤：,.研究对象：,汽车.,.受力分析,.建立坐标系,.由,F,合,ma,列方程（组）。,.解方程（组）。,G,N,f,x,y,F,牛顿第二定律【例题】质量为8103千克的汽车，在水平的公路,【例题】,如图，位于水平地面上质量为,m,的木块，在大小为,，方向与水平方向成,角的拉力作用下，沿地面作匀加速直线运动若木块与地面之间的动摩擦因数为,，求：木块的加速度,v,G,N,f,x,y,牛顿第二定律,解题步骤：,.研究对象：,汽车.,.受力分析,.建立坐标系,.由,F,合,ma,列方程（组）。,.解方程（组） 。,【例题】如图，位于水平地面上质量为m的木块，在大小为，方向,第四章 力与运动,第五节,牛顿第二定律的应用,第四章 力与运动第五节,第五节 牛顿第二定律的应用,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,1.已知物体的受力情况，求物体的运动情况；,2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。,动力学的两类基本问题,第五节 牛顿第二定律的应用物体运运动学加速度牛顿第物体受物,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,1.已知物体的受力情况，求物体的运动情况；,【例1 】,一只静止的木箱, 质量,m,=40千克, 现以200牛的斜向右下方的力,F,推木箱,F,的方向与水平方向成=30, 使木箱沿水平地面运动. 木箱与地面间的动摩擦因数为,=0.30。,求：木箱在0.5秒末的速度和0.5秒内发生的位移.,F,【答案】,s,= 0.08,m,物体运运动学加速度牛顿第物体受1.已知物体的受力情况，求物体,【例2 】,一个滑雪的人以,v,0,=1.0,m,/,s,的初速度沿山坡匀加速滑下, 山坡的倾角是30, 5秒内滑下的路程为62,m,.,求：滑雪板与雪地之间的动摩擦因数,.,物体运,动情况,运动学,公 式,加速度,a,牛顿第,二定律,物体受,力情况,2.已知物体的运动情况，求物体的受力情况。,【答案】,= 0.04,【例2 】一个滑雪的人以v0=1.0 m/s的初速度沿山坡匀,练习,【练习1】,质量为10,kg,的物体，沿倾角为30,0,的斜面由静止匀加速下滑, 物体和斜面间的动摩擦因数为0.25，在2.0,s,内物体从斜面顶端下滑到底端。,求：物体的加速度多大? 斜面有多长? (g取10,m,/,s,2,),【答案】,a,= 2.85,m,/,s,2,，斜面长度,s,=5.7,m,第五节 牛顿第二定律的应用,练习【练习1】质量为10kg的物体，沿倾角为300的斜面由静,【练习2】,用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤的示数是0.40,N,. 然后用弹簧秤拉着这个物体在水平面上做匀变速运动, 测得加速度是0.85,m,/,s,2, 弹簧秤的示数是2.10,N,。这个物体的质量是多大?,第五节 牛顿第二定律的应用,【答案】,m,=2,kg,【练习2】用弹簧秤拉着一个物体在水平面上做匀速运动, 弹簧秤,练习,【练习3】,质量为40,kg,的物体静止在水平面上, 当在400,N,的水平拉力作用下由静止开始经过16,m,时, 速度为16,m,/,s, 求物体受到的阻力是多少?,第五节 牛顿第二定律的应用,F,【答案】,80,N,练习【练习3】质量为40kg的物体静止在水平面上, 当在40,【练习4】,一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑， 初速度是零，经过5.0,s,的时间, 滑下的路程是10,m, 斜面的夹角是30,0,，求木箱和粗糙斜面间的动摩擦因数。(g取10,m,/,s,2,),第五节 牛顿第二定律的应用,【答案】,=,0.48,【练习4】一个木箱沿着一个粗糙的斜面匀加速下滑， 初速度是零,第四章 力与运动,第六节,超重和失重,第四章 力与运动第六节,人教版高中物理必修一力与运动课件,【实验二】,人站在体重计上，作如下运动：,1.快速蹲下,2.快速站起,观察体重计的示数如何变化？,【实验一】,把物体挂在弹簧秤下，用手带动弹簧秤和物体一起：,1.向上加速运动,2.向下加速运动,观察弹簧秤的示数如何变化？,【观察与思考】,拉力大于重力,拉力小于重力,读数小于重力,读数大于重力,【实验三】,在竖直升降的电梯中人站在体重计上，作如下运动：,1.加速上升,2.加速下降,观察体重计的示数如何变化？,读数小于重力,读数大于重力,超重与失重,【实验二】人站在体重计上，作如下运动：【实验一】把物体挂在弹,第六节 超重与失重,【几个概念】,1.,实重,物体实际受到的重力大小称为实重。(即真实重量),2.,视重,测量出来的重力大小称为视重。(即表现出来的重量),3.,超重,视重大于实重，称为超重。,4.,失重,视重小于实重，称为失重。,5.,完全失重,视重等于零，称为完全失重。,【特别提醒】,无论是超重、失重还是完全失重，物体所受到的重力是不变的。不同的只是重力的作用效果。,第六节 超重与失重【几个概念】,【问题】,在弹簧秤下端挂一质量为,m,的钩码，分别以加速度,a,做如下运动时，弹簧秤的拉力如何？,1.加速上升,2.加速下降,3.减速上升,4.减速下降,【理论探究】超重和失重的解释,读数小于重力（,视重小于实重,）失重,读数大于重力（,视重大于实重,）超重,读数小于重力（,视重小于实重,）失重,读数大于重力（,视重大于实重,）超重,【规律总结】,1.产生超重的条件,当物体的加速度方向向上时，即,a,。,当物体的加速度方向向下时，即,a,。,2.产生失重的条件,第六节 超重与失重,超重失重两纷纷，拉力支持定乾坤；,重力长存无变故，超失须看加速度。,【问题】在弹簧秤下端挂一质量为m的钩码，分别以加速度a做如下,第六节 超重与失重,【例题】,有一质量为60,kg,的人站在一放置于升降机的底板上的台秤上，当升降机作如下运动时，台秤的示数为多少？,1.升降机以,v,=5,m/s,的速度匀速上升时；,2.升降机以,a,=5,m/s,2,的加速度加速上升时；,3.升降机以,a,=5,m/s,2,的加速度减速上升时；,4.升降机以,a,=5,m/s,2,的加速度加速下降时；,5.升降机以,a,=5,m/s,2,的加速度减速下降时；,6.升降机以,a,=g的加速度加速下降时；,第六节 超重与失重【例题】有一质量为60kg的人站在一放置,日常生活中的超重和失重现象,2. 利用体重计称量体重时，人在体重计上要保持静止。,3. 乘竖直升降的电梯，在升降过程中，体验超重和失重。,4. 乘快速行驶的汽车，突遇上坡或下坡，体验超重和失重。,5. 游乐园里，乘座过山车，体验超重和失重。,1. 人起跳过程和从高处跳下，体验超重和失重。,6.飞机起飞或着陆或突遇气流，飞机上下颠簸，体验超重和失重,（船、跷跷板、轿子等）,7. 蹦床运动，人上下运动时，体验超重和失重。,日常生活中的超重和失重现象2. 利用体重计称量体重时，人在体,【观察与思考】？为什么心脏病人不宜乘坐？,【观察与思考】？为什么心脏病人不宜乘坐？,【观察与思考】人从离开起跳点开始经历了哪些过程？,蹦极是深受人喜爱的一种运动，刺激但危险性也大。曾有人这么形容蹦极时的感受：,随着弹性绳的伸缩，一忽儿象掉入无底深渊，整个心脏都仿佛往上提；一忽儿又好象有一只大手把人往下压，想抬头都困难。,【观察与思考】人从离开起跳点开始经历了哪些过程？,环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出任何物体的重力的。那说明宇宙飞船内的物体都处于完全失重状态，飞船内的空间是一完全失重的空间。,宇宙探索中的超重和失重现象,1. 宇宙中的超重失重现象,2. 太空仓内的失重现象,3. 宇航员进餐实况,4. 杨利伟体验失重,环绕地球飞行的宇宙飞船里用秤是称不出任何物体,侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会从洞中射出来？为什么？,课外小实验,第六节 超重与失重,侧面有一个洞的水瓶里面装满水，让水瓶做自由落体运动，水会不会,据报道，美国一产妇在完全失重的飞船里曾产下一男孩，现约8岁，该男孩所表现出的智力和体力远远超过了同龄儿童，被美国人戏称为“小超人”。,在完全失重的空间里，科学家们可以进行大量的生物、生理、生化、物理、医学等实验，并能取得地面上进行同样实验无法达到的优秀效果。完全失重的空间里还有许多未被开垦的处女地，各国宇航局都力图率先在这些领域取得突破性进展，为此，发达国家的宇航局也曾向世人征求可在飞船里进行实验的方案。,北京市一名中学生曾设计出一个方案：即研究在完全失重的条件下，人的思维反应速度是不变、变快还是变慢。受到了发达国家宇航局的关注。,如果在座的各位同学在这方面有什么奇思妙想，不妨寄与我国宇航部门，希望将来在我国飞船上进行的实验里，有你们设计的方案。,第六节 超重与失重,据报道，美国一产妇在完全失重的飞船里曾产下一,第四章 力与运动,第七节,力学单位,第四章 力与运动第七节,第七节 力学单位,一. 使用统一单位的意义,1.方便交往；,2.在一定程度上表现出一种文化认同倾向。,二. 单位制的构成,由,基本单位,和,导出单位,所组成的一系列完整的单位体制。,导出单位,根据定义和规律推导出来的单位。,基本单位,人为选定几个物理量的单位作为基本单位。,第七节 力学单位一. 使用统一单位的意义1.方便交往；二.,选择不同的基本单位构成不同的单位制。,国际单位制（用,SI,表示）的基本单位如下表：,长度 米,m,质量 千克,kg,时间 秒,s,电流 安培,A,热力学温度 开尔文,K,物质的量 摩尔,mol,发光强度 坎得拉,cd,三. 国际单位制（SI制）,检索或参阅相关文献，看看力学单位是如何具体规定的。,第七节 力学单位,选择不同的基本单位构成不同的单位制。长度,