第三节___运动快慢的描述——速度

教学目标 一、知识目标

1、理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。

2、理解平均速度，知道瞬时速度的概念。 3、知道速度和速率以及它们的区别。 二、能力目标

1、比值定义法是物理学中经常采用的方法，学生在学习过程中掌握用数学工具描述物理量之间的关系的方法。

2、培养学生的迁移类推能力，抽象思维能力。 教学重点

平均速度与瞬时速度的概念及其区别。 教学难点

怎样由平均速度引出瞬时速度。 教学步骤

一、导入新课

思考：在我们的现实生活中，物体运动的快慢程度都不尽相同，那么我们如何比较物体运动的快慢程度呢？

分析：

⑴、如果位移相同，比较时间长短。 ⑵、如果时间相同，比较位移长短。

⑶、如果位移和时间都不相同，我们又如何比较物体运动的快慢程度呢？ 答案：

我们可以用单位时间内的位移来比较，就找到了比较的统一标准。 这就是用来描述物体运动快慢和方向的物理量——速度。 二、新课教学

1、速度

⑴定义：位移s跟发生这段位移所用时间t的比值，叫速度。 ⑵定义式：v＝s/t

⑶物理意义：描述物体运动快慢和方向的物理量。 ⑷方向：与位移方向相同。

⑸单位：国际单位制中是米每秒，符号为m/s或m·s—1，常用单位还有km/h、cm/s等。

⑹矢量性：既有大小，又有方向，运算时遵循平行四边形定则或三角形定则。 2、平均速度

在匀速运动中，在任何相等的时间内位移都是相等的，即v＝s/t是恒定的；但在变速运动中，在相等的时间内位移不相等，那又如何来描述物体运动的快慢程度呢？

在这里，我们需要引入一个新的物理量-----平均速度来表示。

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⑴定义：做变速运动的物体在某一段位移（时间）内发生的总位移s跟发生这段位移所用的总时间t的比值，叫做物体在这段位移（或时间）内的平均速度。

⑵定义式：-v＝s/t

⑶物理意义：只能粗略地描述做变速运动的物体在某段位移（或时间）内运动的快慢和方向。

⑷方向：与位移方向相同。

⑸单位：国际单位制中是米每秒，符号为m/s或m·s—1，常用单位还有km/h、cm/s等。

⑹矢量性：既有大小，又有方向，运算时遵循平行四边形定则或三角形定则。 ⑺注意：

①平均速度不等于速度的平均值。

②平均速度与时间间隔t（或位移s）的选取有关，不同时间t（或不同位移s）内的平均速度一般是 不同的. ［强化训练］

一辆自行车在第一个5秒内的位移为10米，第二个5秒内的位移为15米，第三个5秒内的位移为12米，请分别求出它在每个5秒内的平均速度以及这15秒内的平均速度。 3、平均速率

总路程除以总时间。

注意：平均速率不是平均速度的大小。

4、瞬时速度

平均速度只能粗略地描述变速运动的快慢，要精确地描述变速运动的快慢，即知道其在各位置或各时刻的运动快慢，我们还需要引入一个新的物理量-----瞬时速度来表示。

⑴定义：运动物体经过某一位置（或某一时刻）的速度，叫做瞬时速度. ⑵物理意义：瞬时速度能精确地描述做变速运动的物体在某一位置（或某一时刻）的运动快慢和方向。

⑶方向：方向为物体在这一位置或某一时刻的运动方向.

⑷单位：国际单位制中是米每秒，符号为m/s或m·s—1，常用单位还有km/h、cm/s等。

⑸矢量性：既有大小，又有方向，运算时遵循平行四边形定则或三角形定则。 5、瞬时速率

瞬时速度的大小叫瞬时速率，简称为速率，是标量。

瞬时速率的测量：通常用速度计来测量瞬时速率。 ［强化训练］

⑴子弹以900m/s的速度从筒射出，这里说的是平均速度还是瞬时速度？ （瞬时速度）

⑵行驶的汽车上速度计指针所指的是什么速度的大小？ （瞬时速度的大小——瞬时速率）

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6、如何在s-t图象中认识平均速度和瞬时速度 ⑴在匀速直线运动的s-t图象中，直线的 斜率k在大小上等于匀速直线运动的速度v. ⑵在变速直线运动s-t图象中,某段时间 （或位移）内的平均速度,可用图象在该段时间 （或位移）内的割线的斜率k来表示，如图所示 k=tanα＝Δs/Δt＝-v ⑶在变速直线运动s-t图象中，某时刻的瞬时速度，可用图象上过该时刻（或该位置）对应点的切线斜率k来表示.如图所示k=tanα=vt 拓展： 本节课后有阅读材料，怎样理解瞬时速度，同学们有兴趣的话，请看一下，这里运用了数学的“极限”思想，有助于你对瞬时速度的理解。 三、板书设计 运动 快 慢的 描 述 速度 —— 1、速 度 400 300 200 100 O s/m 5 10 15 20 t/s sstαtΔΔsts2 s切线αtt ⑴定义 ⑵定义式 ⑶物理意义 ⑷方向 ⑸单位 ⑹矢量性 ⑴定义 ⑵定义式 ⑶物理意义 ⑷方向 ⑸单位 ⑹矢量性 ⑺注意：2点 2、平均速度 3、平均速率 4、瞬时速度 5、瞬时速率 ⑴定义 ⑵物理意义 ⑶方向 ⑷单位 ⑸矢量性 6、如何在s-t图象中认识平均速度和瞬时速度

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第三节 牛顿第二定律

教学目标： 一、知识目标

1．理解加速度与力和质量的关系。

2．理解牛顿第二定律的内容，知道定律的确切含义。 3．知道得到牛顿第二定律的实验过程。 4.能运用牛顿第二定律解答有关问题 二、能力目标

培养学生的实验能力、分析能力和解决问题的能力。 三、德育目标

使学生知道物理中的一种研究问题的方法——控制变量法。 教学重点

1．牛顿第二定律的实验过程。 2．牛顿第二定律。 教学难点

牛顿第二定律的意义。

教学方法 实验法、讲授法、归纳法。 教学用具

小车，光滑的水平板（一端带有定滑轮）；砝码（一盒），细绳。 课时安排 1课时 教学过程

一、导入新课

通过上节课的学习，我们已经知道：物体运动状态改变时产生加速度，而产生的加速度又和物体的质量及所受力的大小有关，那么,加速度跟物体所受力的大小及物体质量之间有什么关系呢？本节课我们就来研究这个问题。 二、新课教学

（一）、加速度和力的关系［演示实验］：

1、实验装置：如图。

2、实验过程：

⑴、研究前提：小车的质量保持一定。

⑵、在绳的另一端，挂一个钩码，记下小车在2s内的位移；然后，在绳的另一端，挂两个钩码，同样记下小车在2s内的位移。并填入下表：

1 2 小车质量m/kg 0.2 0.2 作用力F/N 0.1 0.2 2s内的位移s/m 0.98 1.96 4

⑶、实验结论：m一定时，且

F1F2s1s21212

由：s12at，得到：

2a1a2a1a2F1F2

即：在误差允许的范围内，a∝F。

（二）、加速度和质量的关系［演示实验］： 1、实验装置：如图。 2、实验过程：

⑴、研究前提：小车所受的作用力保持一定。

⑵、在绳的另一端，挂两个钩码，记下小车在2s内的位移；然后，在小车上加一个砝码，绳的另一端，仍挂两个钩码，同样记下小车在2s内的位移。并填入下表：

1 2 小车质量m/kg 0.2 0.4 m1m212作用力F/N 0.2 0.2

2s内的位移s/m 1.96 0.98 ⑶、实验结论：F一定时，且

由：s12at得到：

2a1a2s1s2211ma1a2m2m1

即：在误差允许的范围内，a（三）、牛顿第二定律：

⑴、综合上述两个实验，得到下述结论：

物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，且加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。

⑵、公式表示： a∝

Fm或者F∝ma即：F=kma

①、如果每个物理量都采用国际单位，那么，k＝1，即：F=ma。

②、力的单位（牛顿）的定义：使质量为1千克的物体产生1m/s2的加速度的力叫做

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1牛顿。即1 N=1 kg·m/s

⑶、推广：上面我们研究的是物体受到一个力作用的情况，当物体受到几个力作用时，上述关系可推广为：

物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即F合＝ma。这就是：牛顿第二定律。

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⑷、对牛顿第二定律的深层理解：

①、同体性：是指F合、m和a都是对同一个物体而言的。

②、矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向。 牛顿第二定律公式是一个矢量式。

③、瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，加速度大小和方向总是随合外力的变化而变化。

④、性：是指作用在物体上的每一个力都将地产生各自的加速度，与物体是否受其它作用无关，我们称之为力的独作用原理。合力的加速度即是这些加速度的矢量和。

（四）、巩固训练：

1、下列关于力和运动关系的几种说法，正确的是：（ C ） A.物体所受合外力的方向，就是物体运动的方向。 B.物体所受合外力不为零时，其速度不能为零。

C.物体所受合外力不为零，则其加速度一定不为零。

D.合外力变小时，物体一定做减速运动。

2、关于物体的速度与其受力的关系，下列说法正确的是：（ B ） A.速度变化越大，物体受力就越大。 B.速度变化越快，物体受力就越大。

C.物体受力不断减小，速度也不断减小。 D.物体受力方向不变，速度方向也不变。

3、轻质弹簧下端挂一重物，手持弹簧上端使物体向上做匀加速运动，当手突然停止运动的瞬间重物将：（ D ）

A．立即停止运动。 B.开始向上减速运动。

C.开始向上匀速运动。 D.继续向上加速运动。

4、课本52页：一个物体，质量是2kg，受到互成1200角的两个力F1和F2的作用，这两个力的大小都是10N，求：这个物体的加速度是多少？

解题方法：

⑴、先求合力，再求加速度。

⑵、先求分加速度，再求合加速度。

四、板书设计：

1、m一定时，a∝F。 牛 顿第 二 定律 （一）、定律的实验条件（控制变量法）： 12、F一定时，a。 m （二）、内容： 物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即F合＝ma。 （三）、特性： ①、同体性。 ②、矢量性。 ③、瞬时性。 ④、性。 6

研究摩擦力

《北京日报》报道过这样一则消息：一位中年男子跑步时被西瓜皮滑倒，送到医院抢救，已经脉搏全无，一块西瓜皮害了一条人命，真是不幸！那么，这一飞来之灾究竟是什么原因引起的呢？

（1）在地面上滚动的足球，为什么最终会停下来？ （2）为什么车辆的轮胎上都有凹凸不平的花纹？ （3）旅行箱下面为什么要装轮子？

（4）为什么生锈的锁放点碎小铅芯后就容易打开 探究活动1：

（1）把手压在桌面上向前推，在推的过程中，你的手有什么样的感觉？

 探究活动2：

用很小的力推桌子，桌子没有推动，慢慢的增加拉力，桌子被推动了，并在地面上匀速运动。根据你的实际感受对这一过程进行分析。

 探究活动2：

用很小的力推桌子，桌子没有推动，慢慢的增加拉力，桌子被推动了，并在地面上匀速运动。根据你的实际感受对这一过程进行分析。 该过程可以分为两个阶段：

（1）、桌子不运动：这个过程中虽然对桌子施加了拉力，但桌子没有被拉动，桌子仍然静止，此时______（有/没有）摩擦力。

2）、桌子运动：随着拉力的增大，桌子被拉得匀速运动，此时______(有/没有)摩擦力，桌子的运动_______(需要/不需要)力来维持。

摩擦力 两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力

讨论：

1、日常生活的哪些现象中存在摩擦力的作用？ 2、摩擦力对人们是有益的还是有害的呢？

3、对我们有益的摩擦我们应该怎么办？有害的摩擦我们又该怎么办？ 科学探究：

改变摩擦力大小的方法可能有哪些？ 1、接触面的粗糙程度 2、物体与接触面的摩擦方式 3、压力的大小

4、接触面面积的大小

如何测量摩擦力的大小？

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用弹簧测力计水平拉动水平桌面上的物体，使其匀速滑动，弹簧测力计的示数等于物体滑动时受到的摩擦力的大小。

如果我们的世界突然之间没有了摩擦力，那副可笑的样子将会令你忍俊不禁。 由于没有了摩擦，地面将会绝对光滑，人在地面上寸步难行，一旦跌倒，就会象被翻过来的甲虫那样，任你如何挣扎、也爬不起来。由于没有了摩擦，任何螺丝都无法拧紧，奔驰中的汽车会突然散架，车轮向四周飞出。这时候，所有的物体都会在自身重力的作用下自动地集结到底洼地带。

一切植物在微风吹拂之下，就会连根拔出，向四周散开来；房屋上的砖块、木料和钢材会唏哩哗啦地散落下来；江河湖海将象脱缰的野马咆哮翻腾；风一旦刮起来，就会永不停息地刮下去，任何物体都会被它刮跑，地球上是一片飞沙走石的世界。 一切岩石和沙粒都变得无限光滑，它们再不能聚集在一起成立一座座巍峨挺立的高山。山崩地裂随处可见，岩石夹着泥沙汇成一股股泥石流奔泻而下。由于没有摩擦，各种运动起来的物质，再也无法停下来，它们在地面上你碰我撞，东滚西溜。地面就象一锅开了锅的粥，混乱不堪。

没有了摩擦，地球变成了一个滑稽可笑但又惨不忍睹的世界！

摩擦消耗了我们大量的能量，科学家们想方设法让它变得小些，以减小它无端地消耗我们本来非常短缺的能量，但是，我们一刻也不能没有它！

思考：冰面上以一定速度推出的木块为什么会停下来？ 同样的木块以相同的速度在水泥地面上推出，哪个停下来的快？为什么？ 滑动摩擦力

V

V

一个物体在另一个物体表面滑动时产生的摩擦力，叫滑动摩擦力。 二、产生滑动摩擦力的条件(自己总结)

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1.接触 2.粗糙 3.挤压 4.相对运动

三、滑动摩擦力的方向

V

1、根据二力平衡来判断。

2、沿着接触面，与相对运动方向相反 四、滑动摩擦力的大小

1、根据二力平衡来判断（匀速运动 2、f =μN

(1)N是产生摩擦力的两个物体之间的弹力——压力 (2) μ是两个物体之间的动摩擦因数

• 玻璃球光滑还是地球光滑？

• 摩擦力在本质上是相互接触的两物体，细微的凹凸相互咬合及两物体间

相互接近的原子互相吸引所致。摩擦力产生的根本原因是，两物体表面原子接近

到一定程度会相互吸引。摩擦面越光滑摩擦力越小，证明凹凸相互咬合产生摩擦

力。

要想知道牛皮纸与玻璃间的动摩擦因数，你如何设计实验方案？ 五、滑动摩擦力的效果 阻碍物体的相对运动

mvBA

一、什么是静摩擦力

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一个物体相对于另一个物体静止，但有相对运动趋势时产生的摩擦力，叫静摩擦力

 互相接触的物体相对静止时，是不是也能产生摩擦力？

小孩推箱，据二力平衡的知识，这时一定有一个力与推力平衡，阻碍相对运动的力。 两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动，这时的摩擦力就叫做静摩擦力。 （动画静摩擦力产生的条件

 两物体相互接触  接触面不光滑  两物体间有弹力

 两物体间有相对运动趋势 摩擦力的大小和方向 摩擦力的大小

 静摩擦力的大小随推力的增大而增大

 当人的水平推力增大到某一值Fm时候，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把Fm 叫最大静摩擦力  静摩擦力的大小有外部因素决定

 两物体间的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fm 之间，即0 静摩擦力的方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动趋势方向相反 摩擦力的方向

 两个相互接触而保持相对静止的物体，当它们之间存在滑动趋势时，在它们的接

触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力，叫静摩擦力

 静摩擦力产生的条件：①两物体相互接触接②触面不光滑③两物体间有弹力④两

物体间有相对运动趋势

 摩擦力的大小： 0 摩擦力的方向：跟物体的相对运动趋势方向相反

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