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牛顿定律

牛顿定律范文第1篇

1、牛顿冷却定律(Newtons law of cooling):温度高于周围环境的物体向周围媒质传递热量逐渐冷却时所遵循的规律。当物体表面与周围存在温度差时,单位时间从单位面积散失的热量与温度差成正比,比例系数称为热传递系数。

2、牛顿冷却定律是牛顿在1701年用实验确定的,在强制对流时与实际符合较好,在自然对流时只在温度差不太大时才成立。 是传热学的基本定律之一,用于计算对流热量的多少。

(来源:文章屋网 )

牛顿定律范文第2篇

1.伽利略的研究和科学想象:同一小车从同一斜面上的同一位置由静止开始滑下(这是为了保证每次小车到达水平面时有相同的速度).第一次在水平面上铺上毛巾,小车在毛巾上滑行很短的距离就停下了;第二次在水平面铺上较光滑的棉布,小车在棉布上滑行的距离较远;第三次是光滑的木板,小车滑行的距离最远.伽利略认为,是平面对小车的阻力使小车停下,平面越光滑,阻力就越小,小车滑行也就越远.伽利略据此想象:要是能找到一块十分光滑的平面,阻力为零,小车的滑行速度将不会减慢.

2.笛卡尔的补充:笛卡尔等人在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究,他认为:如果运动的物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不会变,将沿原来的方向永远匀速运动下去.

3.牛顿的伟大贡献:牛顿总结了伽利略等人的研究成果,概括出一条重要的物理定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态.这就是牛顿第一定律.牛顿曾经说过:“我是站在巨人的肩膀上才成功的.”这句话就是针对伽利略的.

牛顿第一定律是通过分析事实、再进一步概括、推理得出的.虽然不可能用实验来直接证明这一定律,但是,从定律得出的一切推论,都经受住了实践的检验.因此,牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一.

二、牛顿第一定律的含义

1.牛顿第一定律包含的三层意思

(1)牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态,是匀速直线运动状态或静止状态(所以说力不是维持物体运动的原因).

(2)一切物体都有保持其静止或匀速直线运动状态不变的特性.物体具有保持其速度不变的性质,这种性质叫惯性.因此牛顿第一定律也称惯性定律.

(3)当受到其他物体的作用时,将迫使这个物体改变其静止状态或匀速直线运动状态,即改变其速度的大小或者改变速度的方向,所以牛顿第一定律提出了力是改变物体运动状态的原因.

2.牛顿第一定律的意义

牛顿第一定律不仅把力和速度变化(大小和方向)联系起来,指出了力是改变物体运动状态的原因,而且把力和惯性也联系起来了.物体的惯性是物体保持其本身运动状态的性质,受到同样的作用力,有的物体容易改变其运动状态,有的不易改变其运动状态.牛顿第一定律揭示了力、惯性和速度变化的关系.

三、学习牛顿第一定律时应注意的几个问题

1.“惯性”的本质:惯性是物体的固有属性,不论宏观物体还是微小粒子,不论固体、液体还是气体,不论静止物体还是运动物体,不论物体在地球上还是在月球上,一切物体在任何时刻、任何情况下都具有惯性.

2.“惯性”与“第一定律”的区别:惯性是一切物体固有的属性,是不依外界(作用力)条件而改变的,它始终伴随物体而存在.牛顿第一定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题,是一条运动定律,它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因.而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的特性,二者完全不同.

3.“惯性”和“力”的区别:①物理意义不同:惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,而力是指物体对物体的作用;惯性是物体本身的属性,始终具有这种性质,它与外界条件无关,力只有物体与物体发生相互作用时才有.离开了物体就无所谓力.②构成的要素不同:惯性只有大小,没有方向和作用点,而大小也没有具体数值,无单位;力是由大小、方向和作用点三要素构成,它的大小有具体的数值,单位是牛.③惯性是保持物体运动状态不变的性质,力的作用则是改变物体的形状或运动状态.

4.“惯性”与“外力作用”的关系:物体原来具有某个速度,惯性则使其继续保持这一速度.当物体受平衡力作用时,物体可保持这个速度;当物体受非平衡力作用时,物体便不能再保持原来的速度,运动状态就发生了变化.物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一形成了宏观物体的形形的复杂的运动.如果没有外力,物体也就没有复杂多样的运动形式;如果没有惯性,物体的运动状态的改变就不需要力的作用.

5.“惯性”与“速度”的区别:我们往往把惯性大小跟速度大小混为一谈,根据“汽车行驶得越快,刹车越困难”一类现象认为“汽车行驶越快,其惯性越大”.同学们要注意惯性是物体的固有属性,速度是描述运动快慢的物理量.惯性大小与物体运动的快慢无关.运动快的汽车难刹车是因阻力大小有限,如果增大阻力,它也会很快停下来.

牛顿定律范文第3篇

【中图分类号】 G633.7

【文献标识码】 A

【文章编号】 1004―0463(2016)06―0122―01

一、 情境导入,明确任务

引导学生看两张来自生活的图片(多媒体投影):冬奥会冰壶比赛中为什么要先要助滑一段距离?为什么立定跳远不如急行跳远跳得远?要解决这两个问题,我们首先来研究有关“牛顿第一定律”的知识。

投影:学习目标

1.知道牛顿第一定律的内容,了解它的探究历程。

2.通过活动体验任何物体都具有惯性。

二、 自主探究,合作交流

师:同学们,前面我们知道力可以使静止的物体运动,也可以使运动的物体静止,可见力和物体的运动有密切的关系。

1. 观察课本第71页图3―1-1,想想在生活中还有哪些类似的现象?从这些现象中你能得到什么启示吗?

2. 结合生活体验回答下列问题:①怎样能够使静止的足球运动起来?②足球离开运动员的脚以后,在草地上滚动的过程中速度有何变化?③骑自行车时,如果停止蹬车,自行车运动情况会有什么变化?你认为物体的运动是不是一定需要力来维持?物体的运动和物体受力之间可能有什么关系?

3. 亚里士多德和伽利略都对物体的运动和受力关系进行了研究,你同意谁的观点?

三、展示交流合作学习成果

师:你是同意亚里士多德的观点,还是同意伽利略的观点?说出你的理由。

生:静止在课桌上的书,用力一推由静止变为运动,不推,重新变为静止。可见,物体的运动需要力来维持。

四、牛顿第一定律

1.设计实验方案

师:下面请以小组为单位,根据屏幕上的提示设计出实验方案。

2.结合课本,分析图2所示的实验方案。

思考:(1)为充分显示阻力对物体运动情况的影响,每次实验时应该控制哪些因素相同?如何改变物体受到的阻力?

(2)为什么让小车从斜面的同一高度滑下?

(3)小车在不同材料的平面上最终停下来的原因是什么?

(4)设计一个记录实验数据的表格。

(5)设想一下,如果水平面足够光滑(没有任何阻力),小车的运动情况会怎样?

(6)展示交流合作学习成果

五、阅读理解

师:运动的物体不受力将一直运动下去,那静止的物体如果不受力,会永远保持静止。牛顿在前人的基础上,进一步概括总结得出著名的牛顿第一定律。下面请同学们阅读理解牛顿第一定律的内容。

(学生阅读)

师:关于牛顿第一定律,大家还有补充或疑问吗?

生1:我补充一下,牛顿第一定律是在实验的基础上经过进一步的推理得出的,这种方法叫理想实验法。

生2:牛顿第一定律适用于一切物体。

六、惯性

师:牛顿第一定律还指出一切物体都具有的一种性质,我们把这种性质叫惯性。

1.思考、讨论问题:冬奥会冰壶比赛中为什么要先先助滑一段距离?

2.演示实验:将小木块放在小车上,小木块随小车一起运动,小车突然停止,木块飞出。并让学生讨论分析。

3.试一试:请你在地面上用力竖直向上跳起,观察一下,落地点将落在起跳点的前边、后边还是起跳点上?

4.精彩展示:课前选出6个学习物理困难的学生,两人一组,提前练习下面3个实验中的一个,课上让他们精彩展示。

(1)将纸条压在玻璃板下,猛然抽出玻璃杯下的纸条。

(2)将6个象棋子叠起来,让两个学生展示迅速击打最下面一枚棋子。

(3)在装有水的杯子上放一硬纸片,纸板上放一鸡蛋,迅速击打鸡蛋下的硬纸板。

学生讨论分析。

师:大量事实表明,一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。我们把物体保持运动状态不变的性质叫做惯性。

牛顿定律范文第4篇

一、考纲解读

纵观近几年的高考题以及2011年考纲,连接体问题、超失重问题、瞬时临界问题、理论联系实际问题等经常出现.预计2011年高考这部分内容仍是命题的热点和重点之一.尤其是理综卷的第一道计算题,主要以力学的基本知识和方法为考查内容,多数是牛顿运动定律与匀变速直线运动的综合,除考查整体法与隔离法、图象法外,力与运动的关系仍可能出现在计算题中,特别是运用巳知的力学规律,对物体的运动参量做出明确预见的问题大家要引起重视.

二、牛顿定律的应用

1.解两类动力学问题

巳知运动求力和巳知力求运动是动力学的两大基本问题,在这两类问题中加速度是联系力与运动的桥梁,受力分析是解题的关键.

(1)已知运动求力

例1〔2011•泉州月考题〕如甲图所示,质量为1kg物体置于倾角为37°足够长的固定斜面上,并对物体施加平行于斜面向上的恒力F.力F作用1s后撤去,物体运动的V-t图如乙图所示,取g=10m/s2,试求:

(1)拉力F的大小;

(2)t=4s时物体的速度大小和前4s内的位移.

解析:(1)由V-t图知加速时a1=20m/s2,减速时a2=10m/s2.加速时F-mgsinθ-f=ma1,减速时mgsinθ+f=ma2,解得F=30N.

(2)由图知1~3s物体匀减速直线运动,3s末的速度为零.又mgsinθ>f,故物体停后会加速下滑且 ;故V4=-2m/s,方向平行斜面向下.由图与坐标轴所围面积表示相应的位移,故前3 s的位移是x1=30m,方向平行斜面向上,第4s的位移x2=1m,方向平行斜面向下;所以4 s内的位移x=x1+x2=29m,方向平行斜面向上.

点评:先确定研究对象后在受力分析的基础上画出受力图,依力的合成与分解法则求合力或对力进行正交分解找出物体运动的加速度,再运用牛顿第二定律列出动力学方程,最后结合题给条件选择 运动学公式求出所需的物理量.

(2)已知力求运动

例2 〔2011 浏阳一中月考题)质量为60kg的消防队员,从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下,经2.5s落地.轻绳上端的力传感器记录了轻绳拉力随时间的变化情况如右图所示,求队员下滑过程中的最大速度、落地时的速度和克服摩檫力所做的功各是多少?

解析:读F-t图知0~1s内队员匀加速下滑, 1~1.5 s内队员匀减速下滑.由牛顿运动定律知加速段内mg-F1=ma1,Vm=a1t1,减速段内F2-mg=ma2,V=Vm-a2t2,代入数据得Vm=4m/s,V=1m/s.

队员在t1 = 1 s内下滑的高度 ,在t2=1.5 s内下滑的高度 ,下滑过程中运用动能定理得: ,故Wf=3420J.

点评:在受力分析的基础上依牛顿定律求加速度,再用运动学的相关公式求解目但此类考题一般设置有多个过程或有与之相联系的图象,解题时要注意将图象还原成物体的运动图景,将物体运动的装置图及受力分析和运动情况分析有机结合起来,抽象成物体运动的模型,再分段运用牛顿定律进行求解.

2.瞬时性问题

力是产生加速度的原因,力与加速度间存在即时直接的因果关系.a与F同时产生,同时变化,同时消失.

例3 (2011•杭州二中月考题)如图所示,质量分别为m、2m的球A、B由轻质弹簧相连 后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内,细线承受的拉力为F,此时突然剪断细线,在线断的瞬间弹簧的弹力大小和小球的加速度大小分别为〔〕

解析:设系统匀减速上升时的加速度为a0,则整体上升时悬线的拉力满足3mg-F=3ma0,弹簧的弹力满足2mg-T=2ma0,突然剪断细线时弹簧尚未来得及回复形变,因此弹簧的弹力保持不变,在重力和弹力的作用下产生加速度,故T=, ,即选A.

点评:牛顿第二定律是一个瞬时矢量方程,在具体问题的求解中要弄清是哪个力,在哪个时刻,作用于哪个物体,产生什么样的效果,千万不能混淆.解有关弹簧的瞬时性问题要注意弹簧弹力瞬间不变,一般先分析初态时的受力情况求出相关的力,再分析末态的受力情况,求出对应的加速度.

3.超失重问题

超重和失重是力学中的一种独特现象,随着航天技术的飞速发展,超重和失重现象普遍受到人们关注.只要物体在竖直方向上有加速度它就处于超重或失重状态,这类现象司空见惯而部分学生却熟视无睹.一般地,在对研究对象进行受力分析的基础上建立竖直方向上的动力学方程是解此类问题的突破口.

例4 (2011•上海十三校联考题:)如图所示,轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,电梯在竖直方向运行时,电梯内乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小了,这一现象表明〔〕

A.电梯一定在上升阶段

B.电梯一定在下降阶段

C.乘客一定处在超重状态

D.电梯的加速度方向一定向下

解析:电梯静止时球在重力和弹力作用下平衡,梯内乘客发现弹簧伸长量减小了,表明弹簧的拉力减小了,而物体的重力是一定的,故球一定处于失重状态,故选D.

点评:物体有竖直方向的加速度时就处于超失重状态,此时物体所受重力并不变.若物质m有向上的加速度a则它对水平支持面的压力N=m(g+a)大于重力,即超重了ma;若有竖直向下的加速度a则N=m(g-a)小于重力,即失重力ma.

4.临界和极值问题

在物理过程中,物体从一种现象转化为另一种 现象的转折点叫临界状态,临界状态一般可理解为 “恰好出现”或“恰好不出现”的交界点,它是过程的分界点,也是建立物理方程的特殊点,解题时临界状态和极值点一般都是解题的突破口.

例5(2011•银川一中月考题)在半径R=5000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示.竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2kg的小球,从轨道AB上H高处的某点静止滑下,用压力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F随H的变化关系如图乙所示.求:

〔1〕圆轨道的半径及星球表面的重力加速度; (2)该星球的第一宇宙速度.

解析:(1)球过C点时合力提供向心力 ,而运动过程中 ,故 .由乙图知:H1=0.5m时F1=0;H2=1.0时F2=5N;将这两组数据代入上式得g=5m/s2,r=0.2m.

(2)又卫星绕星球运动时由万有引力提供向心力,故有 代入数据得

点评:处理临界或极值问题时,一般先分析两种物理现象及其与临界值相关的条件,接着用假设法、极限法或数学方法求出临界值,最后比较所给条件与临界值之间的关系,确定物理现象,然后求解.

5.连接体问题

连接体就是在一道题中出现两个或两个以上相关连的物体并研究其运动与力的相互关系问题.由于整体具有一定的加速度或有相对加速运动,故常采用整体法与隔离体法配合,适时调换研究对象,可收到事半功倍的效果.

例6(2011•贵阳四校联考题)静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连, 如图所示.绳长L=1m能承受的最大拉力为8N已知A的质量m1=2kg,B的质量m2=8kg,A、B与水平面的动摩擦因数μ=0.2.现用一逐渐增大的水平力F作用在B上,使A、B向右运动,当F增大到某一值时,轻绳刚好被拉断(取g=10m/s2 )求:

〔1〕绳刚被拉断时F的大小; (2)若绳刚被拉断时A、B的速度为2 m/s此后保持F大小不变,求A静止时A、B间距.

解析:(1)设绳刚断时的拉力为T,对A、B整体有 ,对物体A有 ,联立解得F=40N.

(2)绳断后A在摩擦作用下减速到停时

绳断后B的加速度为 ,在A停下前B的位移为 ,,故A刚静止时间距

点评:解答连接体问题时,一般先选整体为对象确定其运动的加速度,然后以局部为对象并建立其动力学方程,点评:解答连接体问题时,一般先选整体为对象确定其运动的加速度,然后以局部为对象并建立其动力学方程,最后以整体与局部加速度的关系为纽带来解题.对于有相对运动或分离的题目,还要 逐一分析每个物体的受力情况和运动情况,灵活运用分离时的速度和受力关系为突破口建立运动学、 动力学和几何关系方程.

6.传送带问题

传送带问题能综合考物体在传送带上的速度、摩擦力及摩擦力做功情况,是多年来一直常考不衰的热点问题.分析思路是:相对运动摩擦力的方向加速度方向速度变化的情况共速 匀速.其中关键在于分析摩擦力,一般摩擦力突变 (大小、方向)发生在物带同速的时刻.

例7(2011•长郡中学月考题)水平传送带被广泛应用于机场和车站,对旅客的行李进行安全检查,右图为一水平传送带装置的示意图,绷紧的传送带AB长为L并保持速率V匀速运行.旅客小张无初速地将行李放在左端A点处,若行李与传送带间的动摩擦因数为μ,则行李从左端运行到 右端的时间可能是〔 〕

解析:行李放上传送带后,因有速度差,故行李在带的摩擦力作用下加速运动.力口速时有三种可能,一直加速到与传送带同速后随带一起匀速运动;运动至右端B点时尚未达到带速;恰运动到带右端时与带同速.第一种情况下加速时 ,匀速时 ,因此 ,即A对;对第二种情况有 ,即C对;对第三种情况有 ,即D对.故答案选A、C、D.

牛顿定律范文第5篇

一、引入课题新颖,吸引学生眼球

结合我国2011年11月1日最新发射的“神州八号”宇宙飞船的新闻视频,引入课题,能立即吸引住学生,引起学生学习物理兴趣,激发学生的爱国热忱。让学生观看本段视频,启发引导学生思考,为什么火箭能冉冉升起?学生看到向下喷射燃气,要解释这种现象,同学们学完本课后就能迎刃而解。

二、设计多组实验,师生共同参与

在放学过程中教师努力创设问题情境,激发学生学习兴趣。

1 在平板上放一些碎纸屑,在其上面放置一个大气球,释放气体,请学生观看实验现象。学生看到气球上升,而纸屑散开,请学生解释原因。

2 在平板上放四个带有滑轮的小车(实验室做实验用的),再在上面放一个纸板,其上面释放电动玩具车,启动小车,请学生观看实验现象并思考。现象是玩具车向前运动,而纸板向后运动。通过这些实验让学生体会力的作用是相互的,方向相反。

3 在两个小车上各放条形磁铁,当同名磁极相对时,释放小车;当异名磁极相对时,再释放小车,请同学们观察实验现象并解释。

4 学生分组实验。每组桌上放有两个弹簧秤。两名学生把弹簧秤用绳子拴上,分别向两侧拉,观察示数变化,小组汇报实验结果。学生得到读数大小相等,方向相反,并且弹力在同一条直线上。找两名学生上前面给大家用大弹簧秤演示,两人拉力在同一条直线下,处在静止状态,或运动状态时,给大家汇报结果仍然是作用力大小总是相等,方向相反。

5 用多媒体展示,用力的传感器探究作用力。教师准备实验时,请学生阅读必修教材第82页的做一做,“用传感器探究作用力与反作用力的关系”。教师用手拉着一传感器时,看到屏幕上力的大小在变化;换上另一个传感器时,让两个相互拉时,分析图像,总结出图像的对称说明了什么?学生看到屏幕上的两个力大小时刻在变化,但是方向相反。当两传感器相互挤压时,重新演示时,学生仍看到作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

请同学列举一些平时所见的例子说明作用力与反作用力,例如人走路、汽车行驶、人在水中游泳等等。

总结实验,得出牛顿第三定律,教师板书定律内容,让学生记录。教师再设计问题,区分作用力与反作用力与一对平衡力,让学生总结二者的关系,找出相同点和不同点。