实验四 验证牛顿运动定律

实验四 验证牛顿运动定律（精选11篇）

实验四 验证牛顿运动定律 篇1

第三单元 实验：验证牛顿第二定律

1．在“验证牛顿第二定律”的实验中，以下做法正确的是()

A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源

D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量(M′和m′)以及小车质量M，直接

M′＋m′用公式a求出 M

2．在“验证牛顿第二定律”的实验中，按实验要求装置好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序以字母代号填写在下面的横线上： ____________________.A．保持小盘和砝码的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次

B．保持小车质量不变，改变小盘和砝码的质量，测出加速度，重复几次

C．用天平测出小车和小盘的质量

D．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动

E．挂上小盘，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点

1F．根据测量的数据，分别画出a－F和a－的图线 M

3．(2010·泰安模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图3－3－9所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？

答：__________________________________________________________________

(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________________________________________________________________．

A．m1＝5 gB．m2＝15 g

C．m3＝40 gD．m4＝400 g

(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：________________________________________________________________________

(用Δt1、Δt2、D、x表示)．

4．(2009·上海高考)如图所示为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________不变，用钩码所受的重力作为________，用DIS

测小车的加速度．

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量．在某次实验中根据测得的多组数据可画出a－F关系图线(如

图所示)．

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是()

A．小车与轨道之间存在摩擦B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大

5．如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M

.(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出．多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－F图象，图象是一条过原点的直线． ①a－F图象斜率的物理意义是

_______________________________________________________________________．

②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理？

答：________.(填“合理”或“不合理”)

③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？

答：________(填“是”或“否”)；

理由是_________________________________________________________．

(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a为纵横，应该以______倒数为横轴．

6．如下图所示，是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为砂桶和砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6 V，G是电键，请指出图中的三处错误：

(1)________________________________________________________________________；

(2)________________________________________________________________________；

(3)________________________________________________________________________．

7．(2009年江苏卷)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示．

(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a ＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：

8．在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应是下图中的()

实验四 验证牛顿运动定律 篇2

1. 实验原理

控制变量法:在所研究的问题中, 有两个以上的参量在发生牵连变化时, 可以控制某个或某些量不变, 只研究其中两个量之间的变化关系的方法.这也是物理学中研究问题时经常采用的方法.

本实验利用砝码和砝码盘通过细线牵引小车做加速运动的方法研究加速度a与力F、质量M的关系.实验时采用控制变量法, 共分两步研究:第一步保持小车的质量不变, 改变m的大小, 测出相应的a, 验证a与F的关系;第二步保持m不变, 改变M的大小, 测出小车运动的加速度a, 验证a与M的关系.实验应测量的物理量:

(1) 小车及车上砝码的总质量M:用天平测出.

(2) 小车受到的拉力F:拉力等于砝码和砝码盘的总重力mg.

(3) 小车的加速度a:通过打点计时器打出纸带, 由计算出.

2. 实验操作时的注意事项

(1) 在本实验中, 必须平衡摩擦力, 在平衡摩擦力时, 不要把重物系在小车上, 即不要给小车加任何牵引力, 并要让小车拖着打点的纸带运动.

(2) 安装器材时, 要调整滑轮的高度, 使拴小车的细绳与斜面平行, 且连接小车和砝码盘应在平衡摩擦力之后.

(3) 改变小车的质量或拉力的大小时, 改变量应尽可能大一些, 但应满足砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车和车上砝码的总质量.一般来说, 砝码盘和盘内砝码的总质量不超过小车和车上砝码总质量的10%.

(4) 改变拉力和小车质量后, 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器, 并应先接通电源, 再放开小车, 且应在小车到达滑轮前按住小车.

例1图1是某同学做验证牛顿第二定律的实验时正要打开电源进行实验的情况.指出该同学的几个错误.

解析: (1) 未平衡摩擦力; (2) 应使用低压交流电源; (3) 拉小车的细线应与木板平行; (4) 小车应靠近打点计时器; (5) 打点计时器应置于木板右端.

点评:本实验中, 平衡摩擦力是重要的一步, 如果没有平衡摩擦力, 小车的加速度就不能与拉力F成正比, 导致实验失败.使用直流电源则无法让打点计时器正常工作.每次实验时, 小车应尽量靠近打点计时器, 并应先接通电源.

二、数据处理与误差分析

(1) 先在纸带上标明计数点, 测量各计数点间的距离, 根据公式计算加速度.

(2) 需要记录各组对应的加速度a与小车所受牵引力F, 然后建立直角坐标系, 用纵坐标表示加速度a, 横坐标表示作用力F, 描点画a-F图象, 如果图线是一条过原点的直线, 便证明加速度与作用力成正比.再记录各组对应的加速度a与小车和砝码总质量M, 然后建立直角坐标系, 用纵坐标表示加速度a, 横坐标表示总质量的倒数, 描点画图象, 如果图线是一条过原点的直线, 就证明了加速度与质量成反比.

提示:1.a与是正比关系, 图象是直线, a与M是反比关系, a-M图象是曲线, 在研究两个量的关系时, 直线更易确定两者之间的关系, 故本实验作图象.

2. 误差分析

(1) 质量的测量、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.

(2) 因实验原理不完善引起误差.

通过适当的调节, 使小车所受的阻力可忽略, 当M和m做加速运动时, 可以得到.

只有当Mm时, 才可近似认为小车所受的拉力T等于mg, 所以本实验存在系统误差.

(3) 平衡摩擦力不准造成误差.在平衡摩擦力时, 除了不挂砝码盘外, 其他的都应跟正式实验一样 (比如要挂好纸带、接通打点计时器) , 匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上各点间的距离相等.

例2“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图2甲所示.

(1) 在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中, 打出了一条纸带如图2乙所示.计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起, 每5个点取一个计数点, 量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度a=______m/s2. (结果保留两位有效数字)

(2) 平衡摩擦力后, 将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘, 然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中, 测量小车的加速度.小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如表1所示:

请根据实验数据在图3中作出a-F的关系图象.

(3) 根据提供的实验数据作出的a-F图线不通过原点.请说明主要原因.

解析: (1) 由题意知:连续两个计数点的时间间隔为T=0.1 s、连续相邻相等时间内的位移差Δs= (3.68-3.52) ×10-2m.由Δs=aT2可得加速度a=0.16 m/s2. (也可以使用最后一段和第二段的位移差求解, 得加速度a=0.15 m/s2)

(2) 设好刻度建立坐标, 根据数据确定各点的位置, 将各点用一条直线连起来, 延长交于坐标轴某一点, 即为a-F的关系图象.如图4所示.

(3) 图线与纵坐标相交而不过原点, 说明当不挂砝码时, 小车有加速度, 即未计入砝码盘的重力.

答案: (1) 0.16

(0.15也对) (2) 如图4所示

(3) 未计入砝码盘的重力

点评:作图时要充分利用好坐标纸且使图线倾斜程度合适 (以与水平方向夹角45°左右为宜) .本题中F的范围从0设置到1 N较合适, 而a则从0到3 m/s2较合适.观察描出的各数据点, 可以看出本题中各点大体在一条直线上, 由于误差的存在, 不可将各数据点直接连起来, 应使这些点尽可能地对称分布在直线的两侧, 然后作出实验结果图.

三、同类实验拓展与创新

本实验中可以用气垫导轨来代替长木板, 这样就省去了平衡小车摩擦力的麻烦, 小车的加速度也可以利用传感器借助计算机来处理.

例3如图5所示, 质量为M的滑块A放在气垫导轨B上, C为位移传感器, 它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上, 经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移—时间 (s-t) 图象和速率—时间 (v-t) 图象.整个装置置于高度可调节的斜面上, 斜面的长度为l、高度为h. (取重力加速度g=9.8 m/s2, 结果可保留一位有效数字)

(1) 现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度, A的v-t图线如图6所示.从图线可得滑块A下滑时的加速度a=_______m/s2, 摩擦力对滑块A运动的影响_______ (选填“明显, 不可忽略”或“不明显, 可忽略”) .

(2) 此装置还可用来验证牛顿第二定律.实验时, 通过改变_____可验证质量一定时, 加速度与力成正比的关系;通过改变______, 可验证力一定时, 加速度与质量成反比的关系.

解析: (1) 下滑时滑块速度越来越大, v-t图线的斜率表示加速度的大小, 则, 从图象可以看出, 滑块沿导轨上滑与下滑的加速度相等, 这说明摩擦力对滑块运动的影响不明显, 可忽略.

(2) 验证质量一定, 加速度与力的关系时, 可通过改变斜面倾角即改变斜面高度h的方法去改变滑块受力的大小;在验证力一定, 加速度与质量的关系时, 可改变滑块的质量和斜面的高度, 由于, 要保证力不变, 则Mh一定不变.

实验四 验证牛顿运动定律 篇3

，α为系统受到的外力与运动平面间的夹角，其大小与系统受到的重力以及因重力引起的摩擦力大小无连接体之间的相互作用关。

【关键词】连接体；外力；系统

在《验证牛顿运动定律实验》中，为了给小车提供外力，常用的方案是采用沙盘给小车提供外力。在研究加速度与外力关系时，逐渐增加沙盘中沙子的质量，得到了小车的加速度与外力的关系。可以看出将沙盘的重力作为小车的合外力是实验不可避免的系统误差。为此试验中特别强调沙盘的质量要远小于小车的质量。本文针对这一问题进行探讨和延伸。

如图为实验原理图：

将沙盘与沙总质量设为m；小车质量设为M；绳子的拉力设为F。

平衡阻力之后，以整体为研究对象可得：

加速度，这是小车的真实加速度；以小车为研究对象，

，这也是小车的真实加速度；试验中将mg作为小车的外力，加速度

，这是小车的实验加速度；当

时，显然存在，即的条件。

现在，我们分析绳子的拉力F的大小，以M为研究对象可得

分析式中各个量在本例中的含义：

由此可知，连接体之间的相互作用力大小，取决于系统的总质量、未受外力物体的质量和系统受到的外力大小。这样对于连接体之间的相互作用力我们可做出如下推论：

设连接体的质量分别为M、m，可用轻绳、轻杆、轻弹簧或者直接相互作用。外力大小为F，连接体之间的作用力为F0，则可得

1.若m受外力F则，

2.若M受外力F则，

例1 将质量为M和质量为m的两个物块，放在光滑水平面上。现给M施加水平推力F，则M、m之间的弹力大小为多少？

解析：

对整体可得，对m可得

例2 在例1中，如果物块与水平面之间粗糙接触，动摩擦因素相同，则给M施加水平推力F，则（设物体对地滑动）M、m之间的弹力大小为

解析：对整体可得

，对m可得

可得

。可见摩擦力对结果没有影响

例3 将质量为M和质量为m的两个物块，放在光滑固定斜面上（倾斜角θ）。现给M施加沿斜面向上推力F，使它们一起沿斜面上滑，则M、m之间的弹力大小为

解析：

对整体可得，对m可得可得

。可见在斜面上对结果没有影响

例4 在例3中将质量为M和质量为m的两个物块，放在粗糙固定斜面上（倾斜角θ），且两物块与斜面动摩擦因素相同。现给M施加沿斜面向上推力F，使它们一起沿斜面上滑，则M、m之间的弹力大小为

解析：

对整体可得

，对m可得可得

，可见物块与斜面有无摩擦力对结果没有影响。

那么，我们就可以得到这样的结论：

质量为M和m的连接体，无论是在斜面上还是在水平面上；无论接触面是光滑的还是粗燥的，当有平行接触面的外力F作用在M上时，连接体之间的作用力大小都是

。

例5 如图所示，质量为M和m的两个物块放在水平面上，中间用轻质弹簧连接。第一次用平行水平面的外力F拉M，弹簧型变量为x1；第二次用同样的力F推M，弹簧型变量为x2；第三次用同样的力F拉M，弹簧型变量为x3；第四次用同样的力F推M，弹簧型变量为x4。已知前两次水平面光滑，后两次水平面与滑块有相同的动摩擦因素，且物块均向力的方向运动。则关于四次型变量大小的关系，下列说法正确的是

答案很显然就是x1=x3，x2=x4

接下来我们再讨论，作用在系统上的外力与运动方向不平行的情况下，系统之间的作用力又会满足什么关系。

例4 如图所示，将质量为M和质量为m的两个物块，放在固定斜面上（倾斜角θ），物块与斜面间的动摩擦因素相同。现给M施加与斜面成α角的推力F，使它们一起沿斜面上滑，则M、m之间的弹力大小为

解析：

对整体可得

，对m可得可得

。当为零就是前边我们所讨论的结果了。当μ为零时，结果

。而F和为系统受到的外力。

研究表明，连接体之间的作用力的大小

，α为系统受到的外力与运动平面间的夹角，其大小与系统受到的重力以及因重力引起的摩擦力大小无连接体之间的相互作用关。

参考文献

[1]董传华.大学物理实验[M].上海：上海大学出版社，2003.

牛顿运动定律教案 篇4

教学目标 1．知识目标：

（1）掌握牛顿第一、第二、第三定律的文字内容和数学表达式；（2）掌握牛顿第二定律的矢量性、瞬时性、独立性和对应性；（3）了解牛顿运动定律的适用范围． 2．能力目标：

（1）培养学生正确的解题思路和分析解决动力学问题的能力；（2）使学生掌握合理选择研究对象的技巧． 3．德育目标：

渗透物理学思想方法的教育，使学生掌握具体问题具体分析，灵活选择研究对象，建立合理的物理模型的解决物理问题的思考方法．

教学重点、难点分析

1．在高

一、高二的学习中，学生较系统地学习了有关动力学问题的知识，教师也介绍了一些解题方法，但由于学生掌握物理知识需要有一个消化、理解的过程，不能全面系统地分析物体运动的情境，在高三复习中需要有效地提高学生物理学科的能力，在系统复习物理知识的基础上，对学生进行物理学研究方法的教育．本单元的重点就是帮助学生正确分析物体运动过程，掌握解决一般力学问题的程序．

2．本单元的难点在于正确、合理地选择研究对象和灵活运用中学的数学方法，解决实际问题．难点的突破在于精选例题，重视运动过程分析，正确掌握整体—隔离法．

教学过程设计

一、引入

牛顿运动定律是经典力学的基础，应用范围很广．

在力学中，只研究物体做什么运动，这部分知识属于运动学的内容．至于物体为什么会做这种运动，这部分知识属于动力学的内容，牛顿运动定律是动力学的支柱．我们必须从力、质量和加速度这三个基本概念的深化理解上掌握牛顿运动定律．这堂复习课希望学生对动力学的规律有较深刻的理解，并能在实际中正确运用．

二、教学过程 教师活动

1．提问：叙述牛顿第一定律的内容，惯性是否与运动状态有关？ 学生活动

回忆、思考、回答：

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． 教师概括．

牛顿第一定律指明了任何物体都具有惯性——保持原有运动状态不变的特性，同时也确定了力是一个物体对另一个物体的作用，力是改变物体运动状态的原因．

应该明确：

（1）力不是维持物体运动的原因；

（2）惯性是物体的固有性质．惯性大小与外部条件无关，仅取决于物体本身的质量．无论物体受力还是不受力，无论是运动还是静止，也无论是做匀速运动还是变速运动，只要物体质量一定，它的惯性都不会改变，更不会消失，惯性是物体的固有属性．

放投影片：

[例1]某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见：

A．力是使物体产生运动的原因 B．力是维持物体运动速度的原因 C．力是使物体产生加速度的原因 D．力是使物体惯性改变的原因 讨论、思考、回答： 经讨论得出正确答案为：C． 2．提问：牛顿第二定律的内容及数学表达式是什么？ 学生回忆、回答：

物体受到外力作用时，所获得的加速度的大小跟外力大小成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向与合外力方向相同．

ΣF=ma

理解、思考． 教师讲授： 牛顿第二定律的意义

（1）揭示了力、质量、加速度的因果关系．（2）说明了加速度与合外力的瞬时对应关系．（3）概括了力的独立性原理

提问：怎样应用牛顿第二定律？应用牛顿第二定律解题的基本步骤如何？ 讨论：归纳成具体步骤．

应用牛顿第二定律解题的基本步骤是：（1）依题意，正确选取并隔离研究对象．

（2）对研究对象的受力情况和运动情况进行分析，画出受力分析图．（3）选取适当坐标系，一般以加速度的方向为正方向．根据牛顿第二定律和运动学公式建立方程．

（4）统一单位，求解方程组．对计算结果进行分析、讨论． 在教师的引导下，分析、思考． 依题意列式、计算．

[例2]有只船在水中航行时所受阻力与其速度成正比，现在船由静止开始沿直线航行，若保持牵引力恒定，经过一段时间后，速度为v，加速度为a1，最终以2v的速度做匀速运动；若保持牵引力的功率恒定，经过另一段时间后，速度为v，加速度为a2，最终也以2v的速度做匀速运动，则a2=______a1．

放投影片，引导解题： 牵引力恒定：

牵引力功率恒定：

提问：通过此例题，大家有什么收获？随教师分步骤应用牛顿第二定律列式． 学生分组讨论，得出结论：

力是产生加速度的原因，也就是说加速度与力之间存在即时直接的因果关系．被研究对象什么时刻受力，什么时刻产生加速度，什么时刻力消失，什么时刻加速度就等于零．这称做加速度与力的关系的同时性，或称为瞬时性．

放投影片：

[例3]已知，质量m=2kg的质点停在一平面直角坐标系的原点O，受到三个平行于平面的力的作用，正好在O点处于静止状态．已知三个力中F2=4N，方向指向负方向，从t=0时起，停止F1的作用，到第2秒末物体的位置坐标是（-2m，0）．求：（1）F1的大小和方向；（2）若从第2秒末起恢复F1的作用，而同时停止第三个力F3的作用，则到第4秒末质点的位置坐标是多少？（3）第4秒末质点的速度大小和方向如何？（4）F3的大小和方向？

读题，分析问题，列式，求解． 画坐标图：

经启发、讨论后，学生上黑板写解答．

（1）在停止F1作用的两秒内，质点的位置在x轴负方向移动，应

所以F1=-Fx=-ma=2（N）F1的方向沿X轴方向．

（2）当恢复F1的作用，而停止F3的作用的2秒内，因为F1在x轴正方向，F2在y轴负方向，直接用F1和F2列的动力学方程

所以第4秒末的位置坐标应是

其中v1x=a1t1=-2（m/s），t2=2s

（3）第4秒末质点沿x轴和y轴方向的速度分别为v2x和v2y，有

即第4秒末质点的速度为4m/s，沿y轴负方向．

限，设F3与y轴正向的夹角为θ，则有

对照解题过程理解力的独立作用原理． 教师启发、引深：

大量事实告诉我们，如果物体上同时作用着几个力，这几个力会各自产生自己的加速度，也就是说这几个力各自产生自己的加速度与它们各自单独作用时产生的加速度相同，这是牛顿力学中一条重要原理，叫做力的独立作用原理，即：

3．提问：叙述牛顿第三定律的内容，其本质是什么？ 回忆，思考，回答：

两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上． 放投影片：

牛顿第三定律肯定了物体间的作用力具有相互作用的本质：即力总是成对出现，孤立的单个力是不存在的，有施力者，必要有受力者，受力者也给施力者以力的作用．这一对作用力和反作用力的关系是：等大反向，同时存在，同时消失，分别作用于两个不同的物体上，且具有相同的性质和相同的规律．

[例4] 如图1-3-2，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则：

[

]

A．A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的 B．A对桌面的摩擦力的方向总是水平向右的 C．绳对A的拉力小于A所受桌面的摩擦力

D．A受到的重力和桌面对A的支持力是一对作用力与反作用力 思考、讨论、得出正确结论选B，并讨论其它选项错在何处． 放投影片：

4．牛顿运动定律的适用范围

牛顿运动定律如同一切物理定律一样，都有一定的适用范围．牛顿运动定律只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子；只适用于物体的低速（远小于光速）运动问题，不能用来处理高速运动问题．牛顿第一定律和第二定律还只适用于惯性参照系．

理解，记笔记．

三、课堂小结

提问：你怎样运用牛顿运动定律来解决动力学问题？ 组织学生结合笔记讨论并进行小结．

由牛顿第二定律的数学表达式ΣF=ma，可以看出凡是求瞬时力及作用效果的问题；判断质点的运动性质的问题，都可用牛顿运动定律解决．

解决动力学问题的基本方法是：

（1）根据题意选定研究对象，确定m．

（2）分析物体受力情况，画受力图，确定F合．（3）分析物体运动情况，确定a．

（4）根据牛顿定律，力的概念、规律、运动学公式等建立有关方程．（5）解方程．（6）验算、讨论．

四、教学说明

1．作为高三总复习，涉及概念、规律多．因此复习重点在于理解概念、规律的实质，总结规律应用的方法和技巧．

2．复习课不同于新课，必须强调引导学生归纳、总结．注意知识的连贯性和知识点的横向对比性．如一对作用力和反作用力与一对平衡力有什么不同？

3．复习课可以上得活跃些，有些综合题可以由学生互相启发，互相讨论去解决，这样既可以提高学生的学习兴趣又可提高学生分析问题的能力．

同步练习

一、选择题

1．如图1-3-3所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B间动摩擦因数μ=0.2．A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，水平向右拉细线，下述中正确的是（g=10m/s2）

[

]

A．当拉力F＜12N时，A静止不动 B．当拉力F＞12N时，A相对B滑动 C．当拉力F=16N时，B受A摩擦力等于4N D．无论拉力F多大，A相对B始终静止

2．如图1-3-4所示，物体m放在固定的斜面上，使其沿斜面向下滑动，设加速度为a1；若只在物体m上再放上一个物体m′，则m′与m一起下滑的加速度为a2；若只在m上施加一个方向竖直向下，大小等于m′g的力F，此时m下滑的加速度为a3，则

[

]

A．当a1=0时，a2=a3且一定不为零 B．只要a1≠0，a1=a2＜a3 C．不管a1如何，都有a1=a2=a3 D．不管a1如何，都有a1＜a2=a3

3．如图1-3-5所示，在光滑的水平面上放着两块长度相等，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端分别放有一个大小、形状、质量完全相同的物块．开始都处于静止状态，现分别对两物体施加水平恒力F1、F2，当物体与木板分离后，两木板的速度分别为v1和v2，若已知v1＞v2，且物体与木板之间的动摩擦因数相同，需要同时满足的条件是

[

]

A．F1=F2，且M1＞M2 B．F1=F2，且M1＜M2 C．F1＞F2，且M1=M2 D．F1＜F2，且M1=M2

二、非选择题

4．如图1-3-6所示，一质量为M=4kg，长为L=3m的木板放在地面上．今施一力F=8N水平向右拉木板，木板以v0=2m/s的速度在地上匀速运动，某一时刻把质量为m=1kg的铁块轻轻放在木板的最右端，不计铁块与木板间的摩擦，且小铁块视为质点，求小铁块经多长时间将离开木板？（g=10m/s2）

5．一艘宇宙飞船飞近一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员着手进行预定的考察工作．宇航员能不能仅仅用一只表通过测定时间来测定该行星的平均密度？说明理由．

6．物体质量为m，以初速度v0竖直上抛．设物体所受空气阻力大小不变，已知物体经过时间t到达最高点．求：

（1）物体由最高点落回原地要用多长时间？（2）物体落回原地的速度多大？

7．如图1-3-7所示，质量均为m的两个梯形木块A和B紧挨着并排放在水平面上，在水平推力F作用下向右做匀加速运动．为使运动过程中A和B之间不发生相对滑动，求推力F的大小．（不考虑一切摩擦）

8．质量m=4kg的质点，静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用F1=8N的力沿x轴作用了3s，然后撤去F1，再用y方向的力F2=12N，作用了2s，问最后质点的速度的大小、方向及质点所在的位置．

参考答案

1．CD

2．B

3．BD

4．2s

牛顿运动定律解决问题说课稿 篇5

（二）说课稿

主要内容包括

1．通过分析教材和学生说三维教学目标的确定

2．说教学的组织方式、教学程序及体现的教育科学理论依据 3．说板书、教学评价及教学效果

一．说结合教材和课程标准，针对学生的心理特点和认知水平，确定三维教学目标

１．说教材：《牛顿运动定律解决问题

（二）》是必修一第四章牛顿运动定律第7节内容，是本章的重点内容。本节内容有五个特点：一是物体的平衡和超重、失重问题具有一定的代表性，课本以例题的形式呈现，反映出教科书新的基本知识观，因此本节内容知识性与分析问题的过程与方法并重；二是自由落体运动是从受力确定运动情况，超重和失重是从运动情况确定受力，所以说本节内容即是《牛顿运动定律解决问题

（一）》的延续又是牛顿运动定律的进一步应用；三是共点力作用下物体的平衡是牛顿第二定律中加速度为０，合外力为０时的特例，要通过列平衡方程进行求解；四是本节内容涉及牛顿三条定律，尤其是牛顿第二定律和牛顿第三定律的内容。还涉及到物体的受力分析尤其是共点力物体平衡的受力分析；五是本节内容涉及运用数学知识（建立坐标系）分析和处理物理问题。

２．说学生：高一学生刚刚接触动力学知识，思维具有单一性和不确定性；受力分析还不熟练甚至出错；对超重和失重尽管在电视上见过，或日常生活中听说过，但基本没有亲身感悟，还存在着某些错误的认识；利用运动学公式解决竖直上抛运动因存在往复现象，有一定的难度，空间想象能力较差。

３．重点：共点力物体的平衡；超重和失重现象． ４．难点：物体的受力分析；竖直上抛运动的理解．

５．教学目标：知识与技能―――知道共点力作用下物体的平衡及平衡条件；知道物理学中超重和失重现象的含义，能利用牛顿运动定律进行定性分析和定量计算；能解答以自由落体运动为基础的竖直方向的运动学问题；能运用牛顿运动定律解答较复杂的问题。过程与方法―――让学生领会如何从受力分析入手，学会分析复杂问题的过程与方法；让学生合作探究、研讨交流解决问题。情感态度与价值观―――让学生亲身感悟超失重现象，激发学生学习物理的兴趣；让学生观察力传感器实验，培养学生科学意识。

二．说教学程序、教法、学法及教育科学理论依据

设计思想：运动学是描述物体做什么运动，而动力学是研究物体为什么这样运动的问题，从动力学角度研究物体的平衡，超失重现象和自由落体运动，既有知识性，又有分析问题、探究过程的方法性。结合本节内容的三个“独立知识点”，结合高一学生的认知水平，结合与前一节内容的连续性，结合市要求的“三课型五环节”和“三案教学”。确定主要采用教师演示观察，学生体验感悟，问题驱动，以学生为主体合作研讨、教师引领下点评矫正的评研法，多媒体辅助教学，使知识主动构建，使能力得到提升。

教学方法：整个教学过程中，以教师引领，学生自主探究合作学习为主线的评研法；以实验为基础，逐步深入的诱思法；体现新课程改革所倡导的新的学习理念。

教学程序、教法、学法及教育科学理论依据： １．任务一：研究超重和失重――从运动情况确定受力（12分钟）教师活动：（1）演示两种超失重现象，引导学生观察现象；（2）利用力的传感器演示超失重中拉力的大小，引导学生思考；（3）引领评研“课前预习案”上系列问题（超失重中速度方向、加速度方向、两同学黑板展示两道计算题）让学生展示自己的预习成果，给予鼓励性评价；（4）归纳超失重特点，给出超失重和完全失重定义。

学生活动：（1）观察教师的演示实验并认真思考；（2）亲身感悟超失重现象；（3）回扣研讨预习案上系列问题；（4）完成“课中导学案”任务（5）理解超失重定义及其内涵知识。

教学设计说明：通过演示实验创设物理情景，变抽象为亲身感悟，在实验研究的基础上解决物理问题，即帮助学生掌握基本知识，又培养学生观察、分析和探究的能力。

教育科学理论依据：教师的职责现在已经越来越少的传递知识，而越来越多的激励思考（《新课程与教学改革》）

２．任务二：从动力学看自由落体运动――从受力确定运动情况（12分钟）

教师活动：（1）描述自由落体运动的条件，引导学生受力分析；（2）演示竖直上抛运动，学生仔细观察；（3）引领评研“课前预习案”上系列问题（竖直上抛运动上升过程的加速度、下落过程的加速度、到达最高点的时间等问题）。

学生活动：（1）积极思考，明确自由落体运动的性质及其原因；（2）观察演示实验现象；（3）结合“课中导学案”明确竖直上抛运动过程的特点及其运动性质。

教学设计说明：“课前预习案”上系列问题，目的是一步步的引导学生明确比较复杂的竖直上抛运动过程。

教育科学理论依据：突出独立获取物理知识，探究物理规律，体现以揭示规律为重点的原则。（《高中物理课程标准教师读本》）

３．任务三：共点力的平衡条件（11分钟）

教师活动：（1）演示三种平衡现象，学生观察平衡的特点；（2）回扣“课前预习案”从牛顿运动定律得出平衡条件；（3）展示三角支架，分析结点“O ”的受力情况；（4）引领学生列出平衡方程，求出弹力大小。

学生活动：（1）观察平衡现象，积极寻找平衡状态；（2）理解三角支架上“O”点的受力情况；（3）在教师引导下列出平衡方程，求出弹力大小，完成“课中导学案”任务。

教学设计说明：平衡态是具体的一种状态，从观察到得出结论顺理成章。三角支架的受力和施力情况易于混淆，出示模型化难为易。

教育科学理论依据：教学应以人的全面发展为本。因此：师者，所以引路、开窍、促进也。（《诱思探究学科教学论》）

4．任务四：总结本节课学习的主要知识内容和物理方法，布置“课后提升案”任务（5分钟）

三．说板书：多媒体及导学案辅助下，主要板书课题，任务环节，共点力平衡的条件，超失重概念等内容。

牛顿第一运动定律高中的教学 篇6

（6）同（2），112。

（7）〔英〕伊萨克・牛顿。自然哲学之数学原理。陕西人民出版社，，1，1版,18。

（8）罗杰・S・琼斯。普通人的物理世界。江苏人民出版社，，5，1版，56。

（9）爱因斯坦文集，第一卷。许良英、李宝恒、赵立中、范岱年编译。商务印书馆出版，1976，1，版，351。

（10）〔英〕卡尔・皮尔逊。科学的规范。华夏出版社，1999，1，1版，305。

（11）同（2），1。

（12）同（9），320。

（13）同（2），109。

（14）同（1），39。

（15）全日制普通高级中学（试验修订本・必修）物理 第一册，教师教学用书。人民教育出版社。2000，3，2版，74。

（16）同（9）409。

（17）同（9）313。

（18）同（9）583。

（19）谢帮同 世界经典物理学简史。辽宁教出版社 1988，3，1版，22。

（20）同（2）129。

（21）文池主编。在北大听讲座。新世界出版社，2000，6，1版，33。

（22）漆安慎 杜婵英。力学。高等教育出版社。，7，1版，扉页。

（23）同（21），76。

（24）同（5）。

牛顿运动定律重点模型剖析 篇7

在学习过程中，我们除了需要了解牛顿运动定律的基本概念与基本内容，更重要的是对牛顿第二定律的理解及应用，

1，牛顿第二定律的理解要点

（1）牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动、控制运动提供了理论基础，

（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度；

（3）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同，同时满足力的独立作用原理。

实验四 验证牛顿运动定律 篇8

1．(宁波市12～13学年高一上学期期末)关于物体惯性，下列说法中正确的是（）A．把手中的球由静止释放后，球能加速下落，说明力是改变物体惯性的原因

B．公交汽车在启动时，乘客都要向后倾，这是乘客具有惯性的缘故

C．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性

D．运动员在百米冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大

答案：BC 2．关于伽利略理想实验，下列说法正确的是（）A．完全是理想的，没有事实为基础的

B．是以可靠事实为基础的，经科学抽象，深刻反映自然规律的 C．没有事实为基础，只有理想推理 D．以上说法都不对 答案：B 解析：真实的实验是一种实践的活动，是可以通过一定的实验器材和实验方法而实现的实验。“理想实验”是一种思维活动，是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的“实验”。“理想实验”并不是脱离实际的主观臆想，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为依据的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并为实践所证实了的。理想实验可以深刻地揭示自然规律。3．人从行驶的汽车上跳下来后容易（）A．向汽车行驶的方向跌倒 B．向汽车行驶的反方向跌倒 C．向车右侧方向跌倒 D．向车左侧方向跌倒 答案：A 解析：人从车上跳下来时，脚和地面接触时，因摩擦而停止运动，身体由于惯性而继续向前运动。故容易向车行驶的方向跌倒。

4.在水平面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是（）A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速运动 C．小车可能突然向左减速运动 D．小车可能突然向右减速运动 答案：BD 解析：如果小车正在向左匀速运动，突然加速，则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度，就会向右洒出，故B正确；如果小车正向右匀速运动，突然减速，则碗中的水由于惯性仍保持原来的速度，就会向右洒出，故D正确。

5．科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如图所示，其中有一个是经验事实，其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。

下列关于事实和推论的分类正确的是（）A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 答案：B 解析：伽利略的理想实验是以经验事实为基础，设想实验步骤和过程，运用分析推理得出结论的，之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的，但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实验过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映，题给实验的四个步骤中，只有②是经验事实，其余是推论，分类正确的选项是B项。6．如图所示，一个玻璃杯内盛有半杯水，上面盖一块塑料板，板上放一只鸡蛋，用小木棒猛击塑料板，塑料板离杯飞出，鸡蛋却稳稳地落入杯中，请解释这一现象。

答案：塑料板受到小木棒的击打，外力迫使它改变原来的静止状态，因此会飞出。由于惯性，塑料板被击出后，鸡蛋的状态来不及改变，稳稳地落入杯中。

7．请根据图中的情景，说明车子所处的状态，并对这种情景做出解释。

答案：从图(1)可以看出，乘客向前倾，说明乘客相对车厢有向前运动的速度，所以汽车在减速。从图(2)可看出，乘客向后倾，说明乘客有相对车厢向右运动的速度，说明列车在加速。8．常见的柴油机、电动机等机器的底座非常的沉重，而参加作战任务的战斗机却要抛掉副油箱(如下图)以减小重量，这是为什么呢？你能解释一下吗？

答案：惯性的量度是质量，而且是唯一的量度。柴油机、电动机等机器在使用时往往要避免它们发生移动，所以要增加它们的质量，以增大它们的惯性。而战斗机在执行战斗任务时，为了使自己便于调节，灵活机动，就要抛掉副油箱以减小惯性。

能力提升

1．如图所示(俯视图)，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动。则由此可判断列车()

A．减速行驶，向南转弯

B．减速行驶，向北转弯 C．加速行驶，向南转弯

D．加速行驶，向北转弯 答案：A 解析：本题考查了惯性的概念，由牛顿第一定律可知，小球在水平桌面上向前运动，说明列车减速行驶，小球向北运动，则表明列车向南转弯。

2．如图所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)，两小球原来随车一起运动。当车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球()

A．一定相碰

C．不一定相碰

答案：B 解析：因小车表面光滑，因此球在水平方向上没有受到外力作用。原来两球与小车有相同速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度不变，所以不会相碰。

3.B．一定不相碰 D．无法确定

如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。当汽车处于静止或匀速直线运动时，刹车摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是（）A．向右行驶、匀速直线运动 B．向左行驶、匀速直线运动 C．向右行驶、突然刹车 D．向左行驶、突然刹车 答案：C 解析：若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置，故A、B均错误；由图可知摆锤向右摆动，可知摆锤具有水平向左的加速度，故汽车加速度向左，汽车可能向左加速或向右减速，故C正确、D错误。

4.如图所示，重球系于线DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是（）A．在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断 B．在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断 C．在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳先断 D．在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳先断 答案：AC

解析：受力如图所示，在绳的A端缓慢增加拉力，使得重球在足够的时间发生了微小的位移，这个过程进行缓慢，可以认为重球始终处于平衡状态，即FT2＝FT1＋mg，随着FT1增大，FT2也增大且FT2总是大于FT1，所以CD绳被拉断，A项对，B项错。

若在A端猛拉，由于重球质量很大，力的作用时间极短，由于惯性，故重球向下的位移极小(可以看成运动状态未来得及改变)以致上段绳的拉力几乎未增加，FT1已达到极限程度，故AB绳先断，C项正确，D项错误。

5.在如图所示的实验中，可以看到，从同一高度释放小车随着表面材料的改变而一次比一次停得远，如果表面绝对光滑，那么我们综合伽利略的实验，通过合理外推可以得出结论：______________ _________________________________________________________。

该实验和伽利略的斜面实验都是采用了相同的________，它是建立在事实基础上，把经验事实与抽象思维结合在一起推测的方法。

答案：物体的运动不需要力来维持 理想实验法

解析：根据伽利略的理想斜面实验，本实验中若表面绝对光滑，小车将永远运动下去，不需要力来维持；两个实验都是理想实验。

6．如图所示，有一旅游爱好者，想做环球旅行。他设想乘坐一气球将自己悬浮在高空中，因为地球在自转，所以他只要在空中停留一天，就可以环球旅行一次了。你认为这个旅游爱好者的想法能实现吗？为什么？

答案：因为地球上的一切物体，包括地球周围的大气都随着地球自转而一起运动着，人乘着气球升空后。由于惯性，仍保持原来的速度随地球、大气一起运动，不计其他与地球有相对运动(如风)的作用产生的影响，升空的气球与其下方的地面保持相对静止，所以他不可能一天相对地球绕行一周。所以不能实现。

7．如图所示，一木块和小车一块做匀速直线运动，当小车遇到一障碍物的瞬间(设小车不反弹)，则：

(1)如果小车上表面粗糙，木块将如何运动？(2)如果小车上表面光滑，木块将如何运动？ 答案：(1)向右倾倒(2)向右匀速直线运动 解析：当小车遇到障碍物时，小车将停下。

(1)如果上表面粗糙，则木块上部由于惯性将继续向右运动；木块下部受到一个向左的摩擦力，运动状态发生改变，很快停止，故此时木块将向右倾倒。

(2)如果小车上表面光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块都将由于惯性而保持向右的匀速直线运动状态。

8．如图所示，在瓶内装满水，将乒乓球用细线拴住并按入水中，线的另一端固定在瓶盖上。盖上瓶盖并将瓶子翻转，乒乓球将浮在水中。用手托着瓶子水平向右做加速直线运动，乒乓球在瓶中的位置会如何变化？解释你所观察到的现象。

答案：乒乓球相对瓶向右移动

实验四 验证牛顿运动定律 篇9

高考频度：★★★☆☆

难易程度：★★★★☆

（2018·山西临汾一中）倾角的斜面底端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=6

m，始终以的速度顺时针运动。一个质量m=1

kg的物块从距斜面底端高度的A点由静止滑下，物块通过B点时速度的大小不变。物块与斜面、物块与传送带间动摩擦因数分别为、，传送带上表面在距地面一定高度处，g取。(sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）求物块由A点运动到C点的时间；

（2）求物块距斜面底端高度满足什么条件时，将物块静止释放均落到地面上的同一点D。

【参考答案】（1）4

s

(2)1.8

mh9

m

【试题解析】（1）A到B，由动能定理得：

得

由牛顿第二定律得：

得

根据运动学公式得：

B到C，由题可知，物块做匀速直线运动，则有

A到C总时间：

（2）要使物块落在地面上同一点，物块在C点速度

①当距传送带底端高度为时，物块滑上传送带后一直做匀加速运动

A到C，由动能定理得：

得

②当距传送带底端高度为时，物块滑上传送带后一直做匀减速运动

学科，网

A到C，由动能定理得：

得

故

【知识补给】

如图，倾斜的传送带向下匀加速运转，传送带与其上的物体保持相对静止。那么关于传送带与物体间静摩擦力的方向，以下判断正确的是

A．物体所受摩擦力为零

B．物体所受摩擦力方向沿传送带向上

C．物体所受摩擦力方向沿传送带向下

D．上述三种情况都有可能出现

（2018·江西师大附中）如图是工厂流水生产线包装线示意图，质量均为m=2.5

kg、长度均为l=0.36

m的产品在光滑水平工作台AB上紧靠在一起排列成直线（不粘连），以v0=0.6

m/s的速度向水平传送带运动，设当每个产品有一半长度滑上传送带时，该产品即刻受到恒定摩擦力Ff=μmg而做匀加速运动，当产品与传送带间没有相对滑动时，相邻产品首尾间距离保持2l（如图）被依次送入自动包装机C进行包装。观察到前一个产品速度达到传送带速度时，下一个产品刚好有一半滑上传送带而开始做匀加速运动。取g=10

m/s2。试求：

(1)传送带的运行速度v；

(2)产品与传送带间的动摩擦因数μ：

(3)满载工作时与空载时相比，传送带驱动电动机增加的功率∆P；

(4)为提高工作效率，工作人员把传送带速度调成v＇=2.4

m/s，已知产品送入自动包装机前已匀速运动，求第(3)问中的∆P′?第(3)问中在相当长时间内的等效∆P′′?

如图所示，传送带AB段是水平的，长20

m，传送带上各点相对地面的速度大小是2

m/s，某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后，经过多长时间到达B点？（g取）

（2018·北京四中）如图所示，绷紧的传送带在电动机的带动下始终以v0=2

m/s的速度顺时针运动，传送带与水平面的夹角θ=30°。现把一质量m=10

kg的工件轻放在皮带的底端B，经过一段时间后，工件被运送到传送带的顶端A。已知A、B之间高度差h=2

m，工件与传送带间的动摩擦因数，忽略空气阻力及其他摩擦损耗，取g=10

m/s2。求：

（1）工件从传送带底端B到顶端A的时间；

（2）运送工件过程中，工件与传送带之间由于摩擦而产生的热量Q；

（3）电动机由于传送工件多消耗的电能。

如图所示。水平传送装置由轮半径均为的主动轮O1和从动轮O2及传送带等构成。两轮轴心相距L=8.0米，轮与传送带不打滑。现用此装置运送一袋面粉，已知面粉袋与传送带间的动摩擦因数为μ=0.4，这袋面粉中间的面粉可不断地从袋中渗出。

（1）当传送带以v0=4.0

m/s的速度匀速运动时，将这袋面粉由左端O2正上方的A点轻放在传送带上后，这袋面粉由A端运送到O1正上方的B端所用时间为多少？

（2）要想尽快将这带面粉由A端送到B端（设初速度仍为零），传送带的速度至少应为多大？

（3）由于面粉的渗漏，在运送这袋面粉的过程中会在深色传送带上留下白色的面粉的痕迹。这袋面粉在传送带上留下的痕迹最长能有多长（设袋的初速度仍为零）？此时传送带的速度至少应为多大？

【参考答案】

运动3l距离所用时间相等设为t，则t=

解得他送带速度v=3v0=1.8

m/s，t=0.6

s

(2)解法一：产品滑上传送带后做初速度为v0的匀加速运动，设加速时间为t′，依题意，前一个产品加速结束时下一个产品刚好开始加速，因此t′=t=0.6

s

由速度公式得v=v0+at′

由牛顿第二定律Ff=ma

联立代入Ff=μmg

解得μ=0.2

解法二：产品滑上传送带后做初速度为v0的匀加速运动，设加速时间为t＇，则从前一个产品加速开始，到下一个产品达到传送带速皮所用时间为2t＇。

对前一个产品

对下一个产品

且x1–x2=3l

解得t＇=0.6

s

由速度公式得v=v0+at＇

时间足够长，两个产品加速和一个产品加速的时间近似相等，等效的∆P=（24+12）/2=18

W

t总=11

s

物块放到A点后先在摩擦力作用下做匀加速直线运动，速度达到2

m/s后，与传送带一起以2

m/s的速度直至运动到B点。学科￥网

a=μg=1

m/s2

则达到共同速度的时间为t=2

s

运动的位移为s=

则以共同速度运动的时间为

所以总时间为t总=11

s

（1）2.4

s

（2）60

J

（3）280

J

（1）工件轻轻地放在传送带底端后，受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力作用，由牛顿第二定律得知，上滑过程中加速度为：μmgcos

θ–mgsin

θ=ma

得：a=g（μcos

θ–sin

θ）=2.5

m/s2

产生的热量Q=Ff·x相对=μmgcos

θ•（x′–x）=60

J

（3）多消耗的能量转化为工件的动能和重力势能以及摩擦产生的内能

则△E=mv02+mgh+Q=280

J

（1）t=2.5

s

（2）8.0

m/s

（3）Δs=18.0

m

=13

m/s

（1）设面粉袋的质量为m，其在与传送带产生相当滑动的过程中所受的摩擦力f=μmg。学。科网

故而其加速度为：

若传送速带的速度v带=4.0

m/s，则面粉袋加速运动的时间

在t1时间内的位移为

其后以v=4.0

m/s的速度做匀速运动s2=lAB–s1=vt2

解得t2=1.5

s，运动的总时间为t=t1+t2=2.5

s

（2）要想时间最短，m应一直向B端做加速运动，由可得

实验验证机械能守恒定律 篇10

一、选择题

1．用自由落体法验证机械能守恒定律的实验中，下面哪些测量工具是必需的()

A.天平B.弹簧测力计C.刻度尺D.秒表

2．在做验证机械能守恒定律实验时，以下说法正确的是()

A.选用重锤时，重的比轻的好

B.选用重锤时，密度大的比密度小的好

C.选用重锤后要称质量

D.重锤所受重力要远大于它所受的空气阻力和打点计时器对纸带的阻力

3.在做验证机械能守恒定律的实验中,下列物理量需要用工具测量的是();通过计算得到的是()

A.重锤的质量B.重力加速度C.重锤下落的高度D.重锤下落的瞬时速度

4．在“验证机械能守恒定律”的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有()22 A.mgh1B.mghmvmv22 C.mgh1D.以上都有可能 mv5.下列关于“验证机械能守恒定律”的实验误差的说法中，正确的是（）

A.重物的质量测量不准会产生误差

B.重物的质量大一些,有利于减小误差

C.重物的质量小一些,有利于减小误差

D.先释放重物,后接通电源会造成较大误差

二、填空题

v2v2

6.本实验中，若以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出一h图象应是，才能22

v2

验证机械能守；一h图象的斜率等于的数值． 2

7.在用落体法验证机械能守恒定律的实验中：所用重锤的质量m=1.0 kg，打点计时器所用电源频率50 Hz，打下的纸带如图5-26-1所示(图中的数据为从起始点0到该点的距离)，则在打B点时，重锤的速度vB=m／s，重锤的动能Ek=

J，从开始下落到打B点时，重锤的势能减小量是

图5-26-1 J(取两位有效数字)．

参考答案

一、选择题

1.C;2.D;3.C,D;4.B;5.B

二、填空

实验四 验证牛顿运动定律 篇11

教学目标

1．知识与技能

●知道牛顿第一定律的内容

●知道惯性的概念

2．过程与方法 ●通过活动体验任何物体都具有惯性

●探究摩擦力对物体运动的影响

3．情感、态度与价值观 ●通过活动和阅读感受科学就在身边

教学重难点

1．重点：物体的惯性

2．难点：牛顿第一定律

教学过程

（一）引入新课

让学生观察课件的几幅图，思考运动的物体最终停下来的原因是什么？亚里士多德和伽利略给出截然相反的解释。“运动需要力来维持”，“运动不需要力来维持”

（二）讲授新课

1．牛顿第一定律

（1）探究摩擦力对物体运动的影响

按照书本第17页的实验进行探究不同表面，物体的运动距离不同 向学生交代清楚实验的条件和做法：三种粗糙程度不同的表面；每次实验用的是同一辆小车；每次都在同一位置滑下，以保持小车到达水平表面的速度相同。

引导学生分析实验变化的条件是表面的粗糙程度改变，而其他条件没有改变。

根据观察结果，得出结论：小车受到阻力越小，它运动得越远，引导学生进一步推理：如果小车不受任何阻力，小车的速度将保持不变，永远运动下去。

介绍得出该结论伽利略用了推理的方法。从而得出牛顿第一定律的内容：

（2）牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。解释：物体不受力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动，速度的大小和方向都不改变。

2．惯性：物体保持运动状态不变的性质，牛顿第一定律也叫惯性定律

学生活动：

（1）体验图8.1-3的实验

（2）体验物体掉杯中的实验

通过观察图8.1-4，尝试用惯性的知识解释怎样利用惯性和防止惯性产生的危害。

（三）课堂小结

1．牛顿第一定律是怎样表述的？

2．现实生活中有哪些利用惯性的例子，防止惯性产生危害的措施？