牛頓第一定律牛頓第二定律

1、北 京 四 中 牛頓第一定律、牛頓第二定律編稿老師：陳素玉審稿老師：陳素玉責編：郭金娟 學習目的：(1)掌握牛頓第一定律，并能應用其解釋有關現(xiàn)象(2)理解慣性的概念和慣性大小的量度(3)理解運動和力的關系(4)掌握牛頓第二定律的內(nèi)容和表達式學習重點和難點：(1)正確理解牛頓第一定律和慣性的概念(2)正確理解運動和力的關系(3)掌握牛頓第二定律學習內(nèi)容：一、 牛頓第一定律1、內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2、慣性：物體保持原有的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。慣性是一切物體的固有屬性，與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關，質(zhì)量是物體慣性大小的量度。

2、有的同學認為：“慣性與物體的運動速度有關，速度越大慣性越大，速度越小慣性越小”是錯誤的。3、理解：(1)牛頓第一定律并不是由實驗直接總結(jié)出來的，它是伽利略通過理想斜面實驗和邏輯推理總結(jié)得出的。理想斜面實驗并不是真正的實驗，而是一種邏輯推理。它和理想化的模型一樣，是在抽象思維中創(chuàng)造的理想過程，但是它是建立在可靠事實的基礎上的，在真實的實驗基礎上，抓住主要因素、忽略次要因素，可以深入揭示現(xiàn)象的本質(zhì)，它是科學研究中的一種重要方法。(2)它描述的是物體不受外力時的運動規(guī)律，是獨立的規(guī)律，并不是牛頓第二定律的特例。(3)它的意義在于指出了一切物體都有慣性，指出力并不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動

3、狀態(tài)的原因。4、運動狀態(tài)的改變描述物體運動狀態(tài)的物理量是速度，運動狀態(tài)不變意味著速度大小、方向都不改變。而運動狀態(tài)變化意味著速度的變化量不為零，有加速度產(chǎn)生，可知力不僅是改變物體運動狀態(tài)的原因，還是使物體產(chǎn)生加速度的原因。二、牛頓第二定律1.內(nèi)容：物體的加速度跟物體所受的外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。2.公式：a或Fma寫成等式為Fkma若F、m、a的單位選擇合適，可使k1在國際單位制中，取m：kg，a：m/s2，F(xiàn)：N“牛頓”單位的由來：使質(zhì)量為1kg的物體，產(chǎn)生1ms2的加速度所需要的力的大小，叫做1N，即1N1kg·m/s2可見：公式中的物理量都使用國際單位制中的單位時，k1

4、，這時牛頓第二定律可簡化為：Fma3.上面講的是物體受到一個力作用的情況。物體受到幾個力作用的時候，牛頓第二定律的公式也是正確的，不過這時F代表所受外力的合力。牛頓第二定律的更一般的表述是：物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。牛頓第二定律公式就寫成是：F合=ma性質(zhì)1：邏輯性力與加速度是因果關系，它突出了力是改變運動狀態(tài)的原因，即是產(chǎn)生加速度的原因。決不可由公式得出力與加速度成正比，與質(zhì)量也成正比的錯誤結(jié)論。性質(zhì)2：矢量性Fma為矢量式，即加速度與合外力的方向總保持一致。力總是與運動變化相聯(lián)系，而與運動狀態(tài)無關，即加速度的方向總是與合外力的

5、方向一致，與速度方向不一定一致。性質(zhì)3：瞬時性加速度與力的關系是瞬時關系，當力發(fā)生變化時，加速度也隨之發(fā)生變化。當F0時a=0，物體就處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，從這個意義上講，牛頓第一定律可以說是牛頓第二定律的特例。當F為恒力時，a為恒定不變，物體作勻變速直線運動。當F發(fā)生變化時，a立刻發(fā)生變化，物體作變速運動?？蓪⑺矔r性概括為：同生、同滅、同變化。性質(zhì)4：獨立性牛頓第二定律中的力F雖然為合外力，但由力的獨立作用性可知，每個力獨立作用在物體上都會獨立產(chǎn)生各自的加速度，而合外力產(chǎn)生的加速度就等于各加速度的矢量和。4、應用牛頓第二定律的基本步驟(1)選取研究對象，正確分析物體的受力情況(2)建立

6、坐標系，把力沿著所建立的坐標軸分解(3)分別沿x軸方向和y軸方向應用牛頓第二定律列出方程(4)根據(jù)方程進行求解典型例題：例1、一質(zhì)量為5kg的物體放在水平地面上，物體與水平地面之間的滑動摩擦因數(shù)為0.2?，F(xiàn)對物體施加一大小為20N的水平拉力，如圖所示。試求物體運動的加速度的大小。（g10m/s2） 分析：以物體為研究對象，受力情況如圖所示。 物體與地面之間的滑動摩擦因數(shù)為0.2，則物體受到的最大靜摩擦力為：fmf=N0.2×5×l010N拉力Ffm，可知物體要開始運動。由牛頓第二定律可得例2、如圖所示，一質(zhì)量為m的物體放在一傾角為的斜面上，斜面高h，物體與斜面之間的滑動摩擦

7、因數(shù)為。若物體從斜面頂端從由靜止開始勻加速下滑，試求：(1)物體下滑的加速度；(2)若斜面光滑，物體滑到斜面底端所需要的時間；(3)若斜面光滑，物體滑到斜面底端時的速度大小。 解：(1)以物體為研究對象，受力分析如圖所示。 由牛頓第二定律可得： 討論：i、物體下滑的加速度與質(zhì)量無關。若在物體上再放一物，讓它們保持相對靜止下滑，加速度不會變化。ii、若斜面光滑，0，則agsin，由重力的一個分力提供。iii、斜面傾角增大，則物體下滑的加速度a也增加。當90°時，物體下滑的加速度ag，物體的運動為自由落體運動與一般斜面問題是統(tǒng)一的。(2)物體在斜面上做勻加速直線運動，由運動學公式可得：

8、由上可知，斜面傾角越大，物體下滑時間越短(3)由可得： 由此可知，物體下滑到斜面底端的速度大小與斜面傾角無關。鞏固練習：1、下列說法正確的是：（ ）A運動得越快的汽車越不容易停下來，是因為汽車運動得越快，慣性越大B小球在做自由落體運動時，慣性不存在了C把一個物體豎直向上拋出后，能繼續(xù)上升，是因為物體仍受到一個向上的推力D物體的慣性僅與質(zhì)量有關，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小2、人推車，車未動。說明：（ ）A車的質(zhì)量太大 B合外力太小C合外力為零 D力不是改變物體運動狀態(tài)的原因3、對同一個物體來說，下列說法中正確的是：（ ）A合外力為零，速度一定為零B合外力不為零，速度可以為零C合外力增

9、大，速度不一定增大D合外力減小，速度的變化一定減小4、關于牛頓第二定律，正確的說法是：（ ）A質(zhì)量與外力成正比，與加速度成反比B加速度的方向一定與合外力的方向一致C加速度的大小與合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比D由于加速度大小與合外力成正比，整塊磚的重力加速度一定是半塊磚重力加速度的2倍5、跳高運動員從地面上跳起，是由于：（ ）A地面給運動員的支持力大于運動員給地面的壓力B運動員給地面的壓力大于運動員受到的重力C地面給運動員的支持力大于運動員所受的重力D運動員對地面的壓力等于地面給運動員的支持力6、用30N的水平拉力，拉一個放在光滑水平地面上的質(zhì)量為20kg的物體，使物體從靜止開始運動，拉力作用了3s后消失，則第5s末，物體的速度和加速度分別為：（ ）A4.5m/s，1.5m/s2B7.5ms，15ms2C47.5ms，0 D4.5ms，07、A、B兩