广东工业大学：《大学物理》课程教学资源（授课教案）大学物理课程教案（72学时）

坐广东工业大学课程教案学院、部物理与光电工程学院系、所物理系授课教师课程名称大学物理72课程学时实验学时教材名称大学物理教程年月日

课 程 教 案 学院、部 物理与光电工程学院 系、所 物理系 授课教师 课程名称 大学物理 课程学时 72 实验学时_ 教材名称 大学物理教程 年 月 日 广东工业大学

大学物理课程教案（1）授课类型理论课授课时间2节一、授课「第1章质点运动学题目（教1.1参考系和坐标系质点学章节或1.2质点运动的描述（1）主题）二、本授通过本次课的教学，要求学生（1）掌握位失，位移，速度，加速度的概念：课单元教（2）能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度和加速度。学目标或要求$1.1参照系坐标系质点三、本授1.质点课单元教质点是指具有质量、无大小和形状的几何点。质点是一种理想模型。在研学内容究中，物体的大小和形状对运动的影响可以忽略时，该物体就可以看成质点。（包括基2．参考系和坐标系本内容、重参考系：被选作参考的物体。物体的运动相对于不同点、难点，的参考系有不同的描述，称为运动的相对性。引导学生为了定量地描述物体的运动，需在该参考系上建立一解决重点个固定的坐标系。难点的方常用的坐标系有：（1）直角坐标系：（2）平面极坐标系；（3）法、例题柱坐标系：（4）球坐标系。等)：参考系和坐标系$1.2质点运动的描述1．位置失量（位失或失径）和运动方程位置失量：确定质点P某一时刻在坐标系里的位置的物理量。通常用产来表示。质点运动时，它的位置失量是随时间变化的，即r=r(t)这就是质点的运动学方程。在直角坐标系中可写Y为r = x(t)i + y(0)j +z(0)k表明质点的运动可看作沿着各坐标轴的分运动的矢量合成。2.位移与路程位移：描述质点位置变化的大小和方向的物理量。通常用△表示质点在t到t+At时间内的位0移。路程：是质点在一段时间内经过的运动轨迹的长度。用△s表示。位移、位矢和路程是有区别的。3.速度：描述质点位置变化快慢和方向的物理量。y平均速度：质点在△t内位置变化的快慢和方向1AAt瞬时速度：质点在1时刻的速度，是位置量对时间的一阶倒数

大学物理 课程教案（1） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 1 章 质点运动学 1．1 参考系和坐标系 质点 1．2 质点运动的描述（1） 二、本授 课单元教 学目标或 要求 通过本次课的教学，要求学生 （1）掌握位矢，位移，速度，加速度的概念； （2）能借助直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度和加速度。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： §1.1 参照系 坐标系 质点 1．质点 质点是指具有质量、无大小和形状的几何点。质点是一种理想模型。在研 究中，物体的大小和形状对运动的影响可以忽略时，该物体就可以看成质点。 2．参考系和坐标系 参考系：被选作参考的物体。物体的运动相对于不同 的参考系有不同的描述，称为运动的相对性。 为了定量地描述物体的运动，需在该参考系上建立一 个固定的坐标系。 常用的坐标系有：（1）直角坐标系; (2) 平面极坐标系；（3） 柱坐标系；（4）球坐标系。 §1.2 质点运动的描述 1. 位置矢量（位矢或矢径）和运动方程 位置矢量：确定质点 P 某一时刻在坐标系里的位置的物理量。通常用 r  来 表示。 质点运动时，它的位置矢量是随时间变化的，即 trr )(  = 这就是质点的运动学方程。在直角坐标系中可写 为 ktzjtyitxr    ++= )()()( 表明质点的运动可看作沿着各坐标轴的分运动的矢 量合成。 2. 位移与路程 位移：描述质点位置变化的大小和方向的物理 量。通常用 r   表示质点在 t 到 + tt 时间内的位 移。 路程：是质点在一段时间内经过的运动轨迹的长 度。用 s 表示。 位移、位矢和路程是有区别的。 3. 速度：描述质点位置变化快慢和方向的物理量。 平均速度：质点在 t 内位置变化的快慢和方向 t r v   =   瞬时速度：质点在 t 时刻的速度，是位置矢量对时间的一阶倒数。 参考系和坐标系 P x y z ( , , ) y x O i y z x k j    z A vA r O y z x A r B s r B r 广东工业大学

drAF=lm=vi+vj+v.kdt速度的大小同=++称为质点的速率，方向是沿着轨迹上质点所在处的切线方向。4.加速度：描述质点速度随时间变化情况的物理量。平均加速度：质点在△t时间内速度的变化。a-AiNt瞬时加速度：质点在t时刻的速度a=lim加速度的直角坐标系中可表示为a=a(t)i +a(t)j+a(t)k2加速度的大小回=)a？+a,+a，方向是速度的极限方向。教学重点：质点的概念，位置矢量、位移、速度和加速度的定义。教学难点：位失、位移、速度（含平均速度）和加速度的矢量形式及其运算。引导学生解决重点难点的方法：通过列举含盖上述概念或定义的例子来分析和讲解。本次课讲授的基本概念学生在中学物理已有所了解，在此基础上从深度和四、本授广度并运用高等数学加以阐述。适当补充矢量代数的有关知识。课单元教讲述有关概念或定义时，采用幻灯片的形式讲解，但分析和举例时结合板学手段与书讲解。方法五、本授思考题和讨论题：P11页1-1，1-3题作业：P19-21页选择题1-1，1-2，计算题1-1课单元思考题、讨论题、作业参考书：1、《大学物理练习题汇编》六、本授2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003：课单元参3、程守江之永编，普通物理学，高等教育出版社，1995；考资料4、《CollegePhysics》（含参考书、文献等，必要时可列出）

kvjviv dt rd t r v zyx t     ++==   = → lim 0 速度的大小 222 ++= vvvv zyx  称为质点的速率，方向是沿着轨迹上质 点所在处的切线方向。 4. 加速度：描述质点速度随时间变化情况的物理量。 平均加速度：质点在 t 时间内速度的变 化。 t v a   =   瞬时加速度：质点在 t 时刻的速度 td rd dt vd t v a t 2 2 0 lim   ==   = → 加速度的直角坐标系中可表示为 ktajtaitaa    ++= )()()( 加速度的大小 222 zyx ++= aaaa  ，方向是速度的极限方向。 教学重点：质点的概念，位置矢量、位移、速度和加速度的定义。 教学难点：位矢、位移、速度（含平均速度）和加速度的矢量形式及其运 算。 引导学生解决重点难点的方法：通过列举含盖上述概念或定义的例子来分 析和讲解。 四、本授 课单元教 学手段与 方法 本次课讲授的基本概念学生在中学物理已有所了解，在此基础上从深度和 广度并运用高等数学加以阐述。适当补充矢量代数的有关知识。 讲述有关概念或定义时，采用幻灯片的形式讲解，但分析和举例时结合板 书讲解。 五、本授 课单元思 考题、讨 论题、作 业 思考题和讨论题：P11 页 1-1，1-3 题 作业：P19-21 页 选择题 1-1，1-2，计算题 1-1 六、本授 课单元参 考 资 料 （含参考 书、文献 等，必要时 可列出） 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 vA A O y z x Ar B Br v vB vA 广东工业大学

大学物理课程教案（2）授课类型理论课节授课时间2一、授课「第1章质点运动学题目（教1.2质点运动的描述（2）学章节或1.3质点运动学的基本问题主题)二、本授通过本次课的教学，要求学生（1）掌握一般平面曲线运动中的速度，加速度的概念：课单元教（2）掌握运动学中两类问题（已知运动函数求速度和加速度，已知加速学目标或度求速度和运动函数要求的求解方法（仅限一维情况）。三、本授81.2质点运动的描述（2）1.曲线运动中的速度和加速度课单元教自然坐标系：坐标轴沿质点运动轨迹学内容的法向方向和切向方向的坐标系。（包括基本内容、重点、难点，2.圆周运动的角量描述、法向和切向加引导学生速度解决重点角位置：任意时刻t质点在圆周上的位置可用角θ表示，①就称为质点的难点的方角位置。法、例题角位移：在△t时间内质点角位置的变化可用△表示，△0称为角位移。等)：角速度：质点在t时刻在某点的瞬时角速度称为角速ede0=lim "di角加速度：是质点在t时刻的瞬时加速度。Ao-do=a,n+a,tα=lim " dit0其中，a,为法向加速度，a,为切向加速度。线量和角量的关系为e.(t)As=RA0V=RO12dyin.a.=a,Rdt(a(b)81.3运动学中的两类问题1.已知运动函数（矢量式或直角坐标分量式）求速度和加速度求解这类问题的基本方法是：运动函数对时间求导。如果运动函数未知，则需先根据题设条件建立运动函数。2?-2t+2)j(SI)。求：（1）计例1已知质点的运动方程为r=2ti+（二tS算并图示质点的运动轨迹：（2）第1秒内的位移：（3）=8s时刻质点的速度和

大学物理 课程教案（2） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 1 章 质点运动学 1．2 质点运动的描述（2） 1．3 质点运动学的基本问题 二、本授 课单元教 学目标或 要求 通过本次课的教学，要求学生 （1）掌握一般平面曲线运动中的速度，加速度的概念； （2）掌握运动学中两类问题（已知运动函数求速度和加速度，已知加速 度求速度和运动函数 的求解方法（仅限一维情况）。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： §1.2 质点运动的描述（2） 1．曲线运动中的速度和加速度 自然坐标系：坐标轴沿质点运动轨迹 的法向方向和切向方向的坐标系。 2．圆周运动的角量描述、法向和切向加 速度 角位置：任意时刻 t 质点在圆周上的位置可用角  表示，  就称为质点的 角位置。 角位移：在 t 时间内质点角位置的变化可用  表示，  称为角位移。 角速度：质点在 t 时刻在某点的瞬时角速度称为角速 dt d t t   =   = → lim 0 角加速度：是质点在 t 时刻的瞬时加速度。    ˆˆ lim 0 ana dt d t a n t +==   = → 其中， n a 为法向加速度，  a 为切向加速度。 线量和角量的关系为     ˆ, ˆ 2 dt dv an R v a Rv Rs n == = = §1.3 运动学中的两类问题 1. 已知运动函数（矢量式或直角坐标分量式）求速度和加速度 求解这类问题的基本方法是：运动函数对时间求导。如果运动函数未知， 则需先根据题设条件建立运动函数。 例 1 已知质点的运动方程为 ir )22 j 5 2 (2 2 ttt +−+= （SI）。求：（1）计 算并图示质点的运动轨迹；（2）第 1 秒内的位移；（3）t=8s 时刻质点的速度和 O st() n e  e  e n e P Q s  O ( ) n e t t +  () a Q P ( ) t t e ( ) t t + e +   e ()t  e ()t  e () n e t  () b 广东工业大学

加速度。解：略。2.已知加速度求速度和运动函数第二类问题是第一类问题的逆运算，需要积分求解。在一维情况下加速度通常遇到三种类型，即α=常或α=a(t)、α=a()以及α=a(x)。三种类型至少各举一例。例2质点沿x轴运动，加速度为α，开始时（t=0时刻）质点位于x=x处，速度U=U，求质点在任意时刻的速度和位置。解：略。例3一质点沿x轴运动，加速度为a=-k2，式中k为正值常数，设t=0时，质点位于x=0处，速度U=U，求：（1）U=0(t)：（2）U=0(x）。解：略。教学重点：切向和法向加速度的定义、角速度和角加速度的定义、线量和角量的关系、运动学中两类问题的求解方法。教学难点：自然坐标系中加速度的推导过程、运动函数的建立以及第二类运动学问题的求解方法。引导学生解决重点难点的方法：本次课讲授的内容是质点运动学的难点。学生在中学物理基础上扩充到用高数全面描述一般曲线运动以及变加速度的运动，讲述有关概念或定义时，采用幻灯片演示讲解有助学生理解；对第二类运动学问题的求解，大多数学生也容易犯企图用初等数学即可解决问题的矛盾，通过例题分析耐心、细致的引导。四、本授讲述有关概念或定义时，采用幻灯片的形式讲解，分析和举例时应结合板书讲课单元教解。1学手段与方法思考题和讨论题：P13页1-4，1-5，1-6，1-7题五、本授作业：P19-21页选择题1-3，1-4，1-5，1-7计算题1-2，1-3，1-4，1-7课单元思考题、讨论题、作业六、本授参考书：1、《大学物理练习题汇编》2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003：课单元参3、程守江之永编，普通物理学，高等教育出版社，1995；考资料4、《CollegePhysics》（含参考书、文献等，必要时可列出）

加速度。 解：略。 2. 已知加速度求速度和运动函数 第二类问题是第一类问题的逆运算，需要积分求解。在一维情况下加速度通 常遇到三种类型，即 a =常或 a = a(t)、a = a(v)以及 a = a(  x)。三种类型至少 各举一例。 例 2 质点沿 x 轴运动，加速度为 a，开始时（t = 0 时刻）质点位于 0 x x = 处， 速度 = 0 v v ，求质点在任意时刻的速度和位置。 解： 略。 例 3 一质点沿 x 轴运动，加速度为 2 a k = − v ，式中 k 为正值常数，设 t = 0 时， 质点位于 x = 0 处，速度 = 0 v v ，求：（1） v v( ) = t ；（2） v v( ) = x 。 解： 略。 教学重点：切向和法向加速度的定义、角速度和角加速度的定义、线量和 角量的关系、运动学中两类问题的求解方法。 教学难点：自然坐标系中加速度的推导过程、运动函数的建立以及第二类 运动学问题的求解方法。 引导学生解决重点难点的方法：本次课讲授的内容是质点运动学的难点。 学生在中学物理基础上扩充到用高数全面描述一般曲线运动以及变加速度的 运动，讲述有关概念或定义时，采用幻灯片演示讲解有助学生理解；对第二类 运动学问题的求解，大多数学生也容易犯企图用初等数学即可解决问题的矛 盾，通过例题分析耐心、细致的引导。 四、本授 课单元教 学手段与 方法 讲述有关概念或定义时，采用幻灯片的形式讲解，分析和举例时应结合板书讲 解。 五、本授 课单元思 考题、讨 论题、作 业 思考题和讨论题：P13 页 1-4，1-5，1-6，1-7 题 作业：P19-21 页 选择题 1-3，1-4，1-5，1-7 计算题 1-2，1-3，1-4，1-7 六、本授 课单元参 考 资 料 （含参考 书、文献 等，必要时 可列出） 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 广东工业大学

大学物理课程教案（3）授课类型理论课授课时间2节一、授课第1章质点运动学题目（教1.4不同参考系中速度和加速度的变换关系学章节或质点运动学习题课主题)二、本授通过本次课的教学，要求学生（1）了解不同参考系中速度和加速度的变换关系：课单元教（2）掌握描述质点运动的基本物理量的定义以及一般运动学问题的求解学目标或方法。要求三、本授81.4不同参考系中速度和加速度的变换关系课单元教1.伽利略速度变换式、加速度变换式时刻t质点P在S系和S系中的位失分别为r和r，S系原点O相对S系学内容（包括基的位失为r。，由图有本内容、重r=r'+r点、难点，相对速度、牵连速度和绝对速度三者的引导学生关系解决重点=+Vo难点的方相对加速度、牵连加速度与绝对加速度法、例题的关系等)：a=a'+ao0处理有相对运动的问题的关键是，要明C确动体、动系和静系。解决相对运动问题的方法有，直接画矢量图求解或建立坐标后列分量式求解。学生普遍存在的问题是，不会通过作图来帮助分析问题，两种解法各举一例。v=V'+v是从两个相对作平动的参考系中对同一质点的速度进行测量的速度变换关系，叫做伽利略速度变换式。例一船相对水面以u,=20km/h的速率向正北方向行驶，由于受到U，=5km/h向东的潮流的冲击而偏离航向，求：（1）船相对岸的速度（2）若保持船相对静水的速率不变，驾驶员应将航向如何调整，才能到达正北方向的岛上？船向岛接近的速率多大？解：略。2.质点运动学小结习题课小结：质点运动学所有基本概念和定义：质点、参考系、坐标系、位矢、位移、路程、速度（含平均速度）、速率、加速度（含切向和法向加速度）、圆周运动的角量描述（角位置、角位移、角速度和角加速度）、线量和角量的关系、相对运动中的速度和加速度变换式等。习题课：分析运动学中两类问题的求解方法：1.第一类间题：已知质点的运动学方程，求质点在任意时刻的速度和加速度

大学物理 课程教案（3） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 1 章 质点运动学 1．4 不同参考系中速度和加速度的变换关系 质点运动学习题课 二、本授 课单元教 学目标或 要求 通过本次课的教学，要求学生 （1）了解不同参考系中速度和加速度的变换关系； （2）掌握描述质点运动的基本物理量的定义以及一般运动学问题的求解 方法。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： §1.4 不同参考系中速度和加速度的变换关系 1． 伽利略速度变换式、加速度变换式 时刻 t 质点 P 在 S 系和 S’系中的位矢分别为 r 和 r’，S’系原点 O’相对 S 系 的位矢为 ro，由图有 0 r r r = + 相对速度、牵连速度和绝对速度三者的 关系 0 ' vvv  += 相对加速度、牵连加速度与绝对加速度 的关系 0 '+= aaa  处理有相对运动的问题的关键是，要明 确动体、动系和静系。解决相对运动问题的 方法有，直接画矢量图求解或建立坐标后列分量式求解。学生普遍存在的问题 是，不会通过作图来帮助分析问题，两种解法各举一例。 0 ' vvv  += 是从两个相对作平动的参考系中对同一质点的速度进行测量的速度变换关系， 叫做伽利略速度变换式。 例 一船相对水面以 1 v = 20 km/h 的速率向正北方向行驶，由于受到 2 v = 5 km/h 向东的潮流的冲击而偏离航向，求：（1）船相对岸的速度（2）若 保持船相对静水的速率不变，驾驶员应将航向如何调整，才能到达正北方向的 岛上？船向岛接近的速率多大？ 解： 略。 2．质点运动学小结 习题课 小结：质点运动学所有基本概念和定义：质点、参考系、坐标系、位矢、 位移、路程、速度（含平均速度）、速率、加速度（含切向和法向加速度）、圆 周运动的角量描述（角位置、角位移、角速度和角加速度）、线量和角量的关 系、相对运动中的速度和加速度变换式等。 习题课： 分析运动学中两类问题的求解方法： 1．第一类问题：已知质点的运动学方程，求质点在任意时刻的速度和加速度。 S 0 r P u y  x  x O O y r r S 广东工业大学

这类问题的求解方法主要是运用高等数学中的导数运算，常把这类问题称为微分问题。2.第二类间题：已知质点的加速度及初始条件，求任意时刻的速度和位置矢量（或运动学方程）。这类问题的求解方法主要是运用高等数学中的积分运算，常把这类问题称为积分问题。教学重点：归纳总结质点运动学的有关概念和定义。教学难点：作业中存在问题的分析。引导学生解决重点难点的方法：讲授法。业大学四、本授讲述有关概念或定义、质点运动学小结，采用幻灯片的形式讲解，结合板书采课单元教用讲授法分析例题和作业。学手段与方法五、本授思考题和讨论题：P15页1-7，1-8题，选1-10题，P16页1-6题作业：P19-21页选择题1-8，1-9，1-5，1-7计算题1-10课单元思考题、讨论题、作业六、本授「参考书：1、《大学物理练习题汇编》2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003；课单元参3、程守江之永编，普通物理学，高等教育出版社，1995；考资料4、《CollegePhysics》（含参考书、文献等，必要时可列出)

这类问题的求解方法主要是运用高等数学中的导数运算，常把这类问题称 为微分问题。 2. 第二类问题：已知质点的加速度及初始条件，求任意时刻的速度和位置矢 量(或运动学方程)。这类问题的求解方法主要是运用高等数学中的积分运 算，常把这类问题称为积分问题。 教学重点：归纳总结质点运动学的有关概念和定义。 教学难点：作业中存在问题的分析。 引导学生解决重点难点的方法：讲授法。 四、本授 课单元教 学手段与 方法 讲述有关概念或定义、质点运动学小结，采用幻灯片的形式讲解，结合板书采 用讲授法分析例题和作业。 五、本授 课单元思 考题、讨 论题、作 业 思考题和讨论题：P15 页 1-7，1-8 题，选 1-10 题， P16 页 1-6 题 作业：P19-21 页 选择题 1-8，1-9，1-5，1-7 计算题 1-10 六、本授 课单元参 考 资 料 （含参考 书、文献 等，必要时 可列出） 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 广东工业大学

大学物理课程教案（4)授课类型理论课授课时间2节一、授课第2章牛顿运动定律题目（教2.1牛顿运动定律学章节或2.2牛顿运动的应用（1）主题）二、本授本次课要求学生：（1）掌握牛顿三定律及其适用条件（在中学物理基础上加深理解），牛顿课单元教第二定律的微分形式；学目标或（2）掌握重力、弹性力、摩擦力及万有引力的规律和计算。要求82.1牛顿运动定律三、本授1.牛顿第一定律（惯性定律）课单元教表述为：每一个物体都保持它的静止或匀速直线运动状态，除非它受到其学内容他物体所作用的力而被迫改变这种状态。第一定律说明力是改变（包括基物体运动状态的原因。本内容、重惯性：第一定律指出了任何物体都具有保持其运动状态不变的性质，物体点、难点，的这种性质称为惯性。引导学生力的准确含义是改变物体运动状态的原因。解决重点惯性参考系：第一定律成立的参考系叫惯性参考系，否则成为非惯性系。难点的方2.牛顿第二定律：对物体的运动规律作了定量的描述法、例题do牛顿第二定律的动量形式F=_d(m)等)：，m不变，则F=m=madtdtdt根据牛顿第二定律列写的方程称为质点运动的动力学方程，或简称运动方程。3.牛顿第三定律（作用力与反作用力定律）两个物体之间的作用力F和反作用力F，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个相互作用的物体上。F=-F4，力学中几种常见的力（1).万有引力（非接触力）两个物体之间的相互作用力大小：mmz,G=6.67×10-llm2/kg?s2为F=Gm2fr2引力恒量。ml地面附近的物体受到地球的引力称为物体的重力W=mg3（2）.弹性力（接触力）弹力产生的条件：①物体之间有接触：②接触面发生弹性形变。通常说的拉力、张力、正压力、支持力等都属于弹力：忽略绳子质量时，绳子张力处处相等。弹簧的弹力：f=-kx，k称为弹簧的劲度系数。N（3）.摩擦力（接触力）摩擦力产生的条件：①物体之间有接触：②有相对运动趋势。摩擦力分为：静摩擦力，最大静摩擦力和滑动摩擦力

大学物理 课程教案（4） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 2 章 牛顿运动定律 2．1 牛顿运动定律 2．2 牛顿运动的应用（1） 二、本授 课单元教 学目标或 要求 本次课要求学生： （1）掌握牛顿三定律及其适用条件（在中学物理基础上加深理解），牛顿 第二定律的微分形式； （2）掌握重力、弹性力、摩擦力及万有引力的规律和计算。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： §2.1 牛顿运动定律 1． 牛顿第一定律（惯性定律） 表述为：每一个物体都保持它的静止或匀速直线运动状态，除非它受到其 他物体所作用的力而被迫改变这种状态。第一定律说明力是改变 物体运动状态的原因。 惯性：第一定律指出了任何物体都具有保持其运动状态不变的性质，物体 的这种性质称为惯性。 力的准确含义是改变物体运动状态的原因。 惯性参考系：第一定律成立的参考系叫惯性参考系，否则成为非惯性系。. 2．牛顿第二定律：对物体的运动规律作了定量的描述 牛顿第二定律的动量形式 dt md dt pd F v)(    == ，m 不变，则 am dt d mF    == v 根据牛顿第二定律列写的方程称为质点运动的动力学方程，或简称运动方 程。 3．牛顿第三定律（作用力与反作用力定律） 两个物体之间的作用力 F  和反作用力 F  ，沿同一直线，大小相等，方向 相反，分别作用在两个相互作用的物体上。 −= FF   4，力学中几种常见的力 （1）．万有引力（非接触力） 两 个 物 体 之 间 的 相 互 作 用 力 大 小 ： 2 r GF mm 21 = ， 11 2 2 .6 = 1067 /m kg s − G 为 引力恒量。 地面附近的物体受到地球的引力称为物体 的重力 gmW   = （2）. 弹性力（接触力） 弹力产生的条件：①物体之间有接触；②接触面发 生弹性形变。 通常说的拉力、张力、正压力、支持力等都属于弹 力；忽略绳子质量时，绳子张力处处相等。 弹簧的弹力： f −= kx ，k 称为弹簧的劲度系数。 （3）. 摩擦力（接触力） 摩擦力产生的条件：①物体之间有接触；②有相对运动趋势。 摩擦力分为：静摩擦力，最大静摩擦力和滑动摩擦力。 m1 f ’ m2 f r N N ’ 广东工业大学

82.2牛顿运动定律应用（1）1.应用牛顿第二定律时要注意以下几点（1）牛二定律只适用于质点，只适用于惯性系：（2）F与a是一种瞬时对应关系；（3）物体受几个力作用时F指合外力：（4）F=ma是失量式，实际解题时要列分量式（标量式）牛顿第二定律在直角坐标系中和自然坐标系中的分量式分别为do,ZF=ma,=m02dtZF=ma,=m-doypma,=m-dtdoZF=ma,=mdo.dtTF=ma.=mdt2应用牛顿第二定律解题的基本步骤（1）确定研究对象，对于物体系，画出隔离图；（2）进行受力分析，画出示力图；（3）建立坐标系：（一般用直角坐标系，曲线运动中用自然坐标系较方便）（4）对各隔离体建立牛顿运动方程（分量式）（5）解方程。先进行文字运算，然后代入数据例用质量为ml=30kg的平板车运送一质量为m2=70kg的箱，如图2-7(a)所示，已知木箱与板车之间的静摩擦系数us=0.5，水平路面与板车的滚动摩擦系数可以不计。问拉（或推）板车的水平力F最大不能超过多少才能保证木箱不致往后滑动？解：略。举例：例题2-1，2-2，2-3教学重点：牛顿第二定律及其应用。教学难点：物体的受力分析及画示力图。引导学生解决重点难点的方法：通过分析例题让学生掌握物体的受力分析及画示力图。四、本授牛顿三定律的介绍采用幻灯片的形式讲解，分析和举例时结合板书讲解。课单元教学手段与方法五、本授思考题和讨论题：P32页2-1，2-2，2-4，2-5题作业：P42-46页选择题2-1，2-2，2-4，计算题2-2，2-3，2-4课单元思考题、讨论题、作业参考书：1、《大学物理练习题汇编》六、本授2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003；课单元参3、程守洙江之永编，普通物理学，高等教育出版社，1995：考资料4、《CollegePhysics》（含参考书、文献等，必要时可列出）

§2.2 牛顿运动定律应用（1） 1. 应用牛顿第二定律时要注意以下几点 （1）牛二定律只适用于质点,只适用于惯性系； （2） F  与 a  是一种瞬时对应关系； （3）物体受几个力作用时 F  指合外力； （4） amF   = 是矢量式，实际解题时要列分量式（标量式）； 牛顿第二定律在直角坐标系中和自然坐标系中的分量式分别为          == == == dt d F ma m dt d F ma m dt d F ma m z zz y y y x x x v v v        == == dt d F ma m Fn man m v v 2    2．应用牛顿第二定律解题的基本步骤 （1）确定研究对象，对于物体系，画出隔离图； （2）进行受力分析，画出示力图； （3）建立坐标系；（一般用直角坐标系，曲线运动中用自然坐标系较方便） （4）对各隔离体建立牛顿运动方程（分量式） （5）解方程。先进行文字运算，然后代入数据 例 用质量为 m1=30 kg 的平板车运送一质量为 m2=70kg 的木箱，如图 2-7(a) 所示，已知木箱与板车之间的静摩擦系数 μs =0.5，水平路面与板车的滚动摩擦 系数可以不计。问拉（或推）板车的水平力 F 最大不能超过多少才能保证木 箱不致往后滑动？ 解：略。 举例：例题 2-1，2-2，2-3 教学重点：牛顿第二定律及其应用。 教学难点：物体的受力分析及画示力图。 引导学生解决重点难点的方法：通过分析例题让学生掌握物体的受力分析 及画示力图。 四、本授 课单元教 学手段与 方法 牛顿三定律的介绍采用幻灯片的形式讲解，分析和举例时结合板书讲解。 五、本授 课单元思 考题、讨 论题、作 业 思考题和讨论题：P32 页 2-1，2-2，2-4，2-5 题 作业：P42-46 页 选择题 2-1，2-2，2-4，计算题 2-2，2-3，2-4 六、本授 课单元参 考 资 料 （含参考 书、文献 等，必要时 可列出） 参考书：1、《大学物理练习题汇编》 2、张三慧编著，大学基础物理学，清华大学出版社，2003； 3、程守洙 江之永编, 普通物理学，高等教育出版社，1995； 4、《College Physics》 广东工业大学

大学物理课程教案（5）授课类型理论课授课时间2节一、授课第2章牛顿运动定律题目（教2.2牛顿运动定律的应用（2）学章节或2.3非惯性系惯性力主题）通过本次课的教学，要求学生二、本授（1）进一步熟悉用牛顿第二定律尤其是牛顿第二定律的微分形式解题的课单元教方法和步骤：学目标或（2）了解非惯性系惯性力的概念。要求三、本授$2.2牛顿运动定律的应用（2）牛顿第二定律的微分形式课单元教do学内容ZF,=ma,=mdt（包括基do,本内容、重直角坐标系中ZF,=ma,=m自然坐标系中点、难点，dt引导学生do:ZF.=ma.=m解决重点dt难点的方u?法、例题ZF=ma,=m-等)：pdoZF=ma,=mdt动力学中常遇到这样两类问题：一是物体的受力分析稍显复杂，对于这类问题，准确分析物体的受力情况，画出该物体的隔离体示力图是至关重要的；二是物体的受力情况一目了然，训练的重点在于求解物体运动的微分方程。本次课重点讲授第二类问题的机器解方法。例1以初速度vo竖直上抛的物体，质量为m，设空气阻力不可忽略，其大小与速率成正比，比例系数为，求任一时刻物体的速度。解：略。1例2如图2-9所示，长为1的00轻绳，一端系质量为m的小球，另remg-端系于定点O，1=0时小球位H于最低位置，并具有水平速度w，mg求小球在任意位置的速率及绳的张力。00解：略。$2.3非惯性系惯性力1.惯性系与非惯性系运动学中，参考系的选取可任意，但应用牛顿定律时，参考系的选取不能任意，因为牛顿第二定律不是对任意参考系都成立。牛顿定律成立的参考系称为惯性系，凡是有加速度的参考系称为非惯性系，在非惯性系中牛顿定律不成立2.惯性力惯性力：为了使牛顿第二定律在非惯性系中成立而引入的一个虚构的力

大学物理 课程教案（5） 授课类型 理论课 授课时间 2 节 一、授课 题目（教 学章节或 主题） 第 2 章 牛顿运动定律 2．2 牛顿运动定律的应用（2） 2．3 非惯性系 惯性力 二、本授 课单元教 学目标或 要求 通过本次课的教学，要求学生 （1）进一步熟悉用牛顿第二定律尤其是牛顿第二定律的微分形式解题的 方法和步骤； （2）了解非惯性系 惯性力的概念。 三、本授 课单元教 学 内 容 （包括基 本内容、重 点、难点， 引导学生 解决重点 难点的方 法、例题 等）： §2.2 牛顿运动定律的应用（2）. 牛顿第二定律的微分形式 直 角 坐 标 系 中          == == == dt d F ma m dt d F ma m dt d F ma m z zz y y y x x x v v v 自 然 坐 标 系 中        == == dt d F ma m Fn man m v v 2    动力学中常遇到这样两类问题：一是物体的受力分析稍显复杂，对于这类 问题，准确分析物体的受力情况，画出该物体的隔离体示力图是至关重要的； 二是物体的受力情况一目了然，训练的重点在于求解物体运动的微分方程。本 次课重点讲授第二类问题的机器解方法。 例 1 以初速度 v0 竖直上抛的物体，质量为 m，设空气阻 力不可忽略，其大小与速率成正比，比例系数为 γ，求任一时 刻物体的速度。 解： 略。 例 2 如图 2-9 所示，长为 l 的 轻绳, 一端系质量为 m 的小球, 另 一端系于定点 O，t = 0 时小球位 于最低位置，并具有水平速度 v0 , 求小球在任意位置的速率及绳的张力。 解： 略。 §2.3 非惯性系 惯性力 1．惯性系与非惯性系 运动学中, 参考系的选取可任意, 但应用牛顿定律时, 参考系的选取不 能任意. 因为牛顿第二定律不是对任意参考系都成立。 牛顿定律成立的参考系称为惯性系，凡是有加速度的参考系称为非惯性 系，在非惯性系中牛顿定律不成立 2．惯性力 惯性力：为了使牛顿第二定律在非惯性系中成立而引入的一个虚构的力。 v x fr mg o  v0 FT  gm  v  t e  n e 广东工业大学 