高一物理 牛顿运动定律及应用

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1、牛顿运动定律及应用一、教法建议【抛砖引玉】“抛砖引玉”是我们给教师提供的一些教法建议，仅供参考，并希望能引出“玉”来。学生们阅读了这部分内容，也会受到启发，对于提高学习质量是有益的。（以后各章单元的“抛砖引玉”都是这个目的，不再重述。）“牛顿运动定律”是经典力学中的基础知识，对于初学者来说理应通过演示实验、分析推理等方法对于三个定律详细阐述。但是对于高三学生而言并非初学，因为他们在高一时已经学过，所以在高三时不应重复而要提高---加深对定律的理解、提高运用定律解题的能力。1.关于“牛顿第一定律”的教学建议首先提问:物体在什么条件下可以呈现出静止或匀速直线运动状态?

2、引导和启发学生总结高一时学过的有关知识,让他们自己答出:物体不受外力(F=0)或物体所受各外力之矢量和为零(∑=0,也可在F上不画矢量符号,但必须向学生讲清楚。)都可使物体呈现出静止或匀速直线运动状态。继续提问：上述两种条件可使物体呈现相同的状态，但其物理意义是否相同？引导学生总结出：物体不受外力时运动状态保持不变是“惯性”的表现，惯性是物体的固有性质；物体所受合外力为零时运动状态保持不变是“受力平衡”的表现，属于静力学的研究对象。通过选择填空练习，要使学生能熟练地运用牛顿第一定律来分析解答有关的问题。2.关于“牛顿第二定律”的教学建议在讲授牛顿第二定律时，要使学

3、生在高一知识的基础上，加深对下列问题的理解：力不是维持物体运动的条件；力是使物体运动状态变化的原因。加速度是描写物体运动状态变化的物理量；力是使物体产生加速度的原因。恒定的外力产生恒定的加速度；变化的外力产生变化的加速度；重力产生重力加速度（G=mg）；外力停止作用加速度随即消失。质量是物体惯性大小的量度。在相同外力的作用下，质量大的物体产生的加速度小；质量小的物体产生的加速度大。运用牛顿第二定律∑F=ma解答比较复杂的难题是本章的难点，也是在高一物理基础上的提高。在后面的“学海导航”中，我们将通过解答具体例题进行阐述，在此就不过多地叙述了。3.关于“牛顿第三定律

4、”学建议通过提问、讨论、总结要使学生明确下列知识：力是物体之间的相互作用。有作用力必有反作用力，作用力和反作用力---大小相等、方向相反、同时产生同时消失、分别作用在相互作用的两个物体上。有受力物必有施力物。在解答问题时，我们往往把受力物定为研究对象，因此习惯把作用在受力物上的力称为作用力，而把作用在施力物上的力称为反作用力，其实这种叫法并不是绝对的，作用力和反作用力是平等的。作用力和反作用力不仅存在于相互接触的物体之间，通过“场”联系着的物体间的万有引力、电磁力、磁场力也同样存在着作用力和反作用力。4.关于“力学的分科”经典力学研究机械运动规律的科学，根据研究的

5、对象不同，人们常把力学分成三个分科或者两个分科。运动学---只研究物体机械运动状态及其变化，而不涉及状态变化的原因。在研究这种问题时，主要考虑位移、时间、速度、加速度等物理量，而不涉及力、质量、功、机械能、动量、冲量等。动力学---研究物体机械运动状态变化的原因与现象之间的关系，即力和运动的关系。在研究这种问题时，要涉及上面提到的各个物理量。静力学---研究物体受力平衡的规律。在研究的对象为质点时，由于不需考虑力矩，所以可以把∑=0认为是=0时的∑=m的一种特殊情况,而把静力学合并入动力学之中,这就是高三物理课本中的“力学有两个分科”的说法。5.关于“牛顿运动定律

6、的适用范围”在高三物理课本中，这虽是一节选讲内容，但是对开阔学生的眼界、了解近代物理学的发展成果都是很有意义的，因此建议：教师用较少的时间给学生作一简明的介绍。牛顿运动定律是经典力学中的重点知识，因此，应从属于经典力学的适用范围。经典力学适用于处理宏观物体的低速运动问题，而不能用于微观粒子和高速运动问题。但是需要说明：上述的“低速”是相对于“光速”而言的，而我们知道真空中光速的近似值C=3.00×108米/秒。与C相比，不但火车、汽车、快艇、飞机的速度微不足道，就是人造卫星、宇宙飞船的速度也只能算是相差甚远的“低速”了。由此看来，经典力学的适用范围在宏观领域还是十

7、分广泛的，因而学好牛顿运动定律仍是十分重要的。如果授课时数不紧张，教师可以写出下列三式，并用十几分钟作些简要的说明，将会更大地激发学生的学习兴趣，甚至有可能促进一些学生今后的发展。(尺缩效应)(钟慢效应)(质速关系)在爱因斯坦的“狭义相对论”中所提出的上列三式，l0、t0、m0表示物体在相对静止系统中的长度、时间和质量，υ表示物体运动的速度C表示真空中的光速。狭义相对论指出了：长度L、时间t和质量m都是随着物体运动的速度υ而变化的。从上列三式中还可看出：当υ<

8、速时，经典