第三章 D 牛顿运动定律的应用
（一）引入
1、前面我们学习了牛顿第二定律F = ma ，对各物理量的单位有什么要求？为什么？ （各物理量单位分别是F：N，m：kg a：m/s2，则在 F = kma，令k = 1，可使问题简化） 2、情景I 录像1
录像1：神舟六号飞船宇航员进舱和飞船发射过程的场景片断
讨论：假如你是播音员，请你作现场直播？
设问1：在你描述过程中需要涉及哪些物理量？假如不使用单位，你能确切描述吗？
（使用的单位可能有：火箭长度、质量，发射时间等。如果物理量没有单位，就无法正确表述） 3、情景II
举一些涉及“单位”的日常生活实例进行讨论，进一步感受物理量单位的重要性。 设问2：在日常生活中，如果只讲大小（数值）而不用单位，行吗？ 4、设问：是否有了单位就可以直接描述和比较了吗？
比如1kg糖和2磅糖，哪个更多些？你是怎样比较的？为什么？ （只有将单位统一后才能比较）
5、活动I：阅读关于“火星探测器失事原因”的STS材料。 讨论：火星探测器酿成大祸的原因是什么？
由于历史原因各国往往会使用各自的单位制，使同一物理量用不同单位表示时会有不同受力数值，阻碍了科技发展和经济交往，因此，物理量必须有单位，单位必须统一，为此制定了国际通行的单位制——国际单位制。
（二）国际单位制（代号SI）
国际单位制是一种通用的统一单位制，1960年以来国际计量会议以米、千克、秒为基础制定了国际单位制。国际单位制由基本单位和导出单位组成。
1、基本单位：选定的几个基本物理量的单位叫基本单位 物理学中选定的基本物理量有七个，相对应基本单位有七个
2、导出单位：根据物理学公式中其他物理量和基本物理量之间的关系，推导出其他物理量的单位叫导出单位。
示例：导出物理量速度的单位 s1m1m/，速度单位是sm/s t1s学生活动：试导出物理量加速度、力、压强的单位。 设问：请说一说你怎样导出新物理量单位的
（要牢固掌握基本物理量的基本单位和相关物理学关系式，两者结合运算即可导出） 训练：练习、交流
示例：质量为200g的物体在0.4N的恒力作用下，由静止开始作直线运动，试求0.1min的内物体的位移。
1
解：m200g0.2kg t0.1min0.160s6s
F0.422m/s2m/s m0.21212 sat26m36m
22 a只要把各物理量都换算成统一的国际单位，计算过程就简便了。
（三）牛顿运动定律的应用 1、示例1分析
设问：（供参考选用）
（1）请描绘一下示例的情景和研究对象及所求的物理量（运动员沿斜坡加速下滑） （2）用哪些方法可以求得加速度？现在你选用哪种方法 为什么？
（根据相关运动学公式或牛顿第二定律；第二种、题目中已知力）
（3）物体（运动员）和周围哪些物体发生相互作用？他受到哪些力？方向向哪里？
从重力方向开始，你可以沿着逆（或顺）时针方向观察并逐一分析 （4）把物体看作质点，你能画出它的受力示意图吗？
（5）物体的加速度是由什么力产生的? （由FN和G两个力的合力产生）
（6）如果运用平行四边形定则，这两个力的合力方向是沿着斜面向下呢？还是与地面平行向前，为什么？
（沿着斜面向下，因为根据实际效果产生的加速度方向沿斜面向下） （8）用什么方法可求出合力大小？（用力的合成方法画出合力F，） （9）能求出加速度吗？方向沿斜面向下）
（10）如果物体的质量为原来的2倍，加速度多大？（仍为agsin与m无关） （11）回顾整个分析解题过程，你认为哪些步骤是最重要的？
（确定研究对象――作出受力分析画出示意图――用力的合成法求出合力――用牛顿第二定律求出加速度）
2、示例2分析
设问：（供参考选用）
（1）与上题相比情景有何变化？（物体还受到阻力，要求速度）
（2）如何去求速度？（先求出加速度，再根据相关的运动学公式求出速度） （3）能按照你前面所总结的步骤处理吗？学生活动：练习 （4）能用力的合成法求三个力的合力吗？有没有更简便的方法？ 4、示例3分析
设问：（供参考选用）
（1）弹簧测力计和悬挂的重物，你选哪个作为研究对象？为什么？
（物体、若求出物体受到的向上的拉力大小，根据牛顿第三定律即可求出弹簧测力计受到的向下的拉力大小即示数）
2
（2）电梯的运动状态与物体的运动状态有什么关系？（相同） （3）怎样才能求出拉力？（先求出a，再根据牛顿第二定律求出拉力） （4）怎样先求出a（根据相关公式 a（5）整理一下你的解题思路
（确立研究对象——作出受力分析画出示意图——用相关运动学公式求出a——用牛顿第二定律求出拉力） 学生活动：练习
（6）比较示例1、2、3，分析解题过程有什么不同？请你归纳一下一般解题的思路，其中最关
键的是什么？ （最关键的是求出a）
5、小结：加速度是力和运动之间的桥梁和纽带。 确定研究对象 → 作出受力分析并画示意图 → （四）超重与失重
录像：播放神舟号航天员在太空失重的录像（或电梯中进行的超重失重演示实验的录像）。 应用力传感器进行DIS实验，利用实验所得F-t图线，半定量地讨论超重与失重现象（或采用示例3附图的情景和实验装置演示，观察电梯静止、向上起动、匀速上升，减速停止和向下起动、匀速下降、减速停止的过程中弹簧测力计示数的变化）。
1．观察讨论过程中穿插以下问题 设问：（供参考选用）
（1）什么叫超重？什么叫失重？发生在哪些过程中？
（2）物体的质量有无改变？重力是否改变？为什么？是什么力发生变化？ （3）现在你是怎样来理解超重失重的？（等效） （4）超重失重时加速度方向向哪里？合力方向向哪里？
（5）有人说物体向上运动就超重，向下运动就失重，你认为对吗？ （6）你能用牛顿第二定律写出拉力F的表达式吗？ （7）根据上述思考，你能得出哪些结论？ 2、归纳：超重、失重现象的规律
（1）超重或失重时，物体重力不变，G ＝ mg，改变只是拉力（压力）。 （2）超重时拉力（压力）大于重力 ；失重时拉力（压力）小于重力。
（3）超重、失重与加速度的关系：加速度向上――超重；加速度向下――失重。 （4）超重、失重与速度的关系：与速度的大小、方向无关。
3、学生小实验：饮料瓶实验。观察每一步操作后水是否流出并讨论解释（每人一个，两人一组）瓶中先装
232s 求出） 2tF = ma
F = ma
a
1s = at 2
2v = 2as
体积的水，拧紧瓶盖将其倒置，用改锥在靠近底部的两侧各打一个小孔
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