牛顿三定律范例(3篇)
牛顿三定律范文
1利用传感器直接测量拉力
例1图1为用速度传感器和拉力传感器验证“质量一定时加速度与物体所受合外力成正比”的实验装置示意图，实验主要步骤如下：
①在长木板上A、B两点各安装一个速度传感器，读出A、B两点的距离L；
②将拉力传感器固定在小车的左端；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
③接通电源，将小车自C点释放，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小以及小车经过A、B时的vA、vB；
④由运动学公式计算出小车的加速度a，并将测得的拉力和加速度填入实验数据表；
⑤改变所挂钩码的数量，重复③、④的操作，实验数据表如表1：
表1次数12345F/N0.601.041.422.623.00a/（m/s-2）0.801.682.444.845.72（1）由表中数据，在图2坐标纸上作出a-F实验图线（图中已画出的为理论图线）：
（2）实验图线与理论图线存在偏差的主要原因是
（3）下列不必要的实验要求是.（请填写选项前对应的字母）
A.要保持小车（含拉力传感器）的质量M不变
B.要保证小车（含拉力传感器）的质量M远大于所挂钩码的质量m
C.两速度传感器间的距离要适当大些
D.要保持拉线方向与木板平面平行
解析（2）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够（3）B
设计意图这是一道非常具有创新、但又非常具有迷惑力的实验题.创新之处：利用力传感器直接测量出了细线拉力F的大小，打破了传统实验中用不易测量的量细线拉力F转化为容易测量的量即钩码的重力mg；迷惑之处：由于部分教师平时教学的过度“严谨”，过度强化了实验结论的重要性：Mm，T≈mg，而恰恰忽略了实验教学中为什么要用钩码的重力mg近似代替细线的拉力T，在实验条件不允许的前提下，无法直测细线之拉力大小T，所以学生把这道创新的实验与传统的非传感器下的实验相混淆，不容易看透实验考查的意图，导致第三问的失分现象很严重.
2利用近似转化法测量拉力
例2在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图3所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.
（1）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象.
（3）如图4（a），甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是.
（4）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线，如图4（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
解析（1）Mm（2）a-1M（3）平衡摩擦力时木板倾角过大（4）两小车及车上的砝码的总质量不同时，a-F图象的斜率也就不同.
设计意图这是一道较传统的实验题.精彩之处：①利用了数学中的近似思想，考查了学生应用数学方法处理物理问题的能力，采用隔离法处理得到绳子中的拉力F=MmgM+m，由于拉力F在没有力传感器的情况下不易测得，故利用转化法把不易测量的量转化为易测量的物理量，进一步考查了学生的转化能力，通过数学处理得F=mg[]1+m/M，当Mm时，F≈mg，故实现了把不易测量的转化为易测量的；②保持盘及盘中砝码的质量一定时，即合外力一定，加速度a与质量M之间成反比，采用图象法处理数据，故研究a-1M的图象，很好地考查了化曲为直的思想；③考查了学生一定的综合分析能力（误差的来源）
3利用整体法回避测量拉力
例3小明同学用如图5所示的实验装置验证牛顿第二定律，一端固定有定滑轮的长木板水平放在桌面上，沙桶通过绕过定滑轮的细线拉动小车，细线与长木板平行，小车上固定盒子，盒子内盛有沙子.
（1）她想用砂和砂桶的重力表示系统（小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子）受到的合外力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为实验中还应该采取的措施是：.
（2）验证在系统质量不变的情况下，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.则a-F图象斜率的物理意义是.本次实验中，是否应该满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒内的砂）的总质量？答：（填“是”或“否”）；理由是.
（3）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，故系统的所受的合外力不变.用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以哪一个质量的倒数为横轴？
A.小车质量、盒子及盒内沙子质量之和
B.小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶（包括桶与桶内的沙）质量之和
解析（1）平衡摩擦力（2）系统总质量的倒数否研究对象是系统而非小车本身（3）B
设计意图这同样是一道颇具创新思想的是实验题.创新之处：很好地考查了整体法思想，利用整体法很好地回避了细线拉力的测量问题，在平衡掉摩擦力的前提下，使易测量的沙与沙桶的总重力成为整个系统的合外力，使实验原理进一步得到了完善，所以不需要满足小车、盒子及盒内沙子远远大于砂和砂桶的重力，回避了系统误差，但同样对学生的迁移能力、理解能力及综合分析能力提出了更高的要求.
对比实验，感悟意图：验证牛顿第二定律也好，探究“加速度与质量、合外力的关系”也罢，此实验也一直受到命题专家的青睐，成为高考物理中的热点问题，经过命题专家们的精彩变式，如研究对象的变换，由单个小车变换为整个连接体系统；由传感器直接测量拉力变换为用钩码的重力近似替代拉力，再到回避拉力，成为很好的考查学生各种能力的经典实验，如理解能力、探究能力、综合分析能力、应用数学处理物理问题的能力、转化能力、误差分析能力等.正因为高考由知识立意已转向能力立意，所以在平时物理实验教学中，应注重过程分析，淡化结论记忆，明确实验目的，清楚研究对象，吃透实验原理等.不管实验的研究对象、实验原理等如何精彩地变式，只要抓住实验目的，问题便迎刃而解.先对此实验中可能会出现一些考点进行梳理，以便更有针对性地进行复习：
（1）研究对象：清楚研究对象是小车还是小车以及钩码的系统，只有明确了研究对象以后，才能进一步明确合外力的来源，如果是小车，合外力由拉力与小车与桌面间的摩擦力提供；如果是小车以及钩码的系统，合外力由钩码的重力与小车与桌面间的摩擦力提供.
（2）平衡摩擦力：只有明确了研究对象，清楚受力分析后，才能明白为什么要平衡力？构建简单化的物理模型，使小车也好，系统也好，合外力变得简单了.
（3）怎么样平衡摩擦力：去掉钩码，垫高木板的另一端，使小车沿斜面的重力的分力等于滑动摩擦力.
（4）怎么样才算平衡掉摩擦力：在逐渐垫高的过程中，不能等到小车开始滑动时，应在垫高的过程中，轻推小车，使小车具有一定的初速度，然后通过纸带分析，是否已经平衡掉摩擦力了，看纸带打点是否几乎间隔均匀，如果几乎间隔均匀，则已平衡摩擦力.
（5）误差分析：如果研究对象是小车，分析图象，图象过不过原点则是由于平衡摩擦力造成的误差，与纵轴有交点，则平衡过渡，如果与横轴有交点，则平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力；分析a-F图象或a-1/M图象发生弯曲，说明斜率发生变化，则由于在改变质量的过程中造成小车的质量M与钩码的m之间不能满足远远大于的关系.
（6）是否需要满足Mm：如果研究对象是小车，且通过转化法把拉力近似转化为钩码重力，则需要满足Mm；如果研究对象是小车，但通过传感器直接测量拉力，则不需要满足Mm；如果研究对象是系统，则也不需要满足Mm.
牛顿三定律范文
一、从全局观点分析力学部分
从全局观点分析力学部分，揭示物理学的基本规律，有目的地提高学生的思维品质，增强学生的物理思维能力，应从以下三个方面分析。
1.力学的基本知识结构
牛顿运动定律是经典力学的基础，动能定理和动量定理及其守恒定律是经典力学的栋梁。现行的体系是先讲静力学，后讲运动学，最后讲动力学。把牛顿三定律按三、一、二的顺序安排，第三定律放在静力学中讲授。这种安排符合由易到难、循序渐进的原则，即学习静力学时，有牛顿第三定律作准备知识；学习牛顿第二定律时，有力的合成与分解先行。静力学的教学，要求学生正确理解力的概念。物体受力分析是力学中的关键，几乎所有的力学问题都要涉及物体的受力分析，所以静力学教学是最重要的基础。
2.物理思维方式
思维是人脑对客观事物进行加工的过程，是人脑的功能，通过表象、概念判断和推理及其他过程来反映客观现象的能动过程．物理思维就是运用思维的一般规律于物理学习、研究中所体现的具体的一种思维方式。掌握物理思维结构，就是要掌握怎样运用思维的基本形式和思维的基本方法，以便能更好地、有目的地培养学生的思维能力。
“力”章中，要重点讲清三种力产生的条件及力的大小和方向，为物体受力分析做好准备。力的三要素，对质点来说不会发生关于力的作用点的问题，而对刚体来说，力的作用效果除了跟力的大小和方向有关，还跟力的作用点的位置有关。与其说力的作用点是一个要素，还不如说力的作用线是一个要素。物体的平衡用“平衡”和“固定转动轴的物体”等理想模型方法；“力的分解和合成”用分析、综合、等效的方法。
“牛顿运动定律”用经验归纳方法论。虽然第一定律不能用实验直接证明，但由第一定律推导出的一切结论都与实验结果相符合，这就间接地证明了牛顿第一定律的正确性。例如用气垫导轨实验，运动物体――滑块在水平方向可以近似地认为不受力，因而它近似地做水平匀速直线运动。随着科学技术的日益发展，牛顿第一定律有可能得到更加严密的证明。牛顿第二定律是通过实验归纳得出的。在“功和能”、“机械能守恒定律”、“动量、动量守恒”这几章中，主要是用推理的方法。如教材中机械能守恒定律是借助于运动学和动力学的知识推导出来的。但应当明确一点，这是一条实验规律，是实践经验的总结，是客观规律的反映。这些规律能够相互推导，这说明它们之间存在着内在联系。动量定理出自牛顿第二定律，又异于牛顿第二定律。牛顿第二定律是一个瞬时的关系，而动量定理则说明状态过程，它可以按过程始末状态处理物体的动量变化，而不必涉及过程的细节。如果只考虑两个物体的孤立体系，把牛顿第三定律与牛顿第二定律结合起来，就得到作用前后的总动量不变的结论。我们可以用实验进行检验，牛顿也正是用这个方法验证牛顿第三定律的。
“振动与波”一章研究的主要方法是从一般到特殊的推理过程，运用了动力学和运动学的基本规律，导出满足机械能和机械振动规律的新结论。
3.物理学规律最精确的语言表达
在教学过程中，只有将教材的教学方法、结构搞清楚，才能达到运用数学方法解决物理问题的目的。在“力”这一章中，重点解决什么是矢量和矢量的运算方法问题。对物理矢量必须透彻理解，掌握其数学运算法则――矢量的平行四边形法则。引导学生对“代数和”与“矢量和”进行对比，体会矢量的质的差别，从而自觉地运用矢量运算法则。在“物体的运动”这一章中，先提出质点这个理想化模型，并研究质点动力学中的几个基本概念、位移、速度、加速度等。从数学角度分析这些量之间的函数关系，再进行运动的合成与分解的矢量运算。
“机械能”和“动量”这两章是在运动学和动力学的基础上讨论力的空间和时间积累效应，从而引出功和能、冲量和动量等概念。功和能将矢量运算变成了代数运算。教材从力对物体做功引出动能和动量定理，研究了重力、弹力做功的特点，引出势能的概念，得出结论：在只有重力、弹力做功时，机械能守恒。在应用动量守恒定律时，应选用惯性系，物体的动量mv、速度v的大小和方向也与参照系的选取有关。应特别注意计算同一系统中各部分的动量不能用不同的参照系。
二、既要发展学生的智力，又要培养学生的能力
物理教学既要发展学生的智力，又要培养学生的能力，而后者较前者更为重要。从物理学本身来看，它研究的各种现象和规律是互相联系的，既要运用最科学的方法传授给学生，又要使他们具有独立获取知识和驾驭知识的能力。
1.系统化结构化的教学
在中学物理教学中，两条主线贯穿力学――动能定理和动量定理、机械能转换和守恒定律及动量守恒定律。这两个定理、两个定律来源于牛顿运动定律，与牛顿三定律一起构成质点动力学的基本规律，是力学部分的重点知识。围绕这两条主线，要深入分析牛顿运动定律，为这两个定理打好基础。动量定理、动能定理是在牛顿定律基础上派生出来的定理或推论，它们提供的表达式与牛顿运动定律等价，可代替牛顿二定律的矢量表达式中的某分量式，而不是什么新的表达式。但是动量守恒定律是自然界普遍的规律之一，能量守恒和转换定律也是反映自然现象的重要的规律之一，它们的作用远远超出了机械运动的范围。
2.培养学生的独立实验能力和自学能力
牛顿三定律范文篇3
牛顿第一定律是孤立质点保持静止或做匀速直线运动。第二定律是在外力的作用下，其动量随时间的变化率同该质点所受的外力成正比，并与外力的方向相同。第三定律是相互作用的两个质点之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律，由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。牛顿运动定律中的各定律互相独立，且内在逻辑符合一致性。其适用范围是经典力学范围，适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系，阐述了经典力学中基本的运动规律，在各领域上应用广泛。
（来源：文章屋网）
