高一物理第四章牛頓定律課件

第四章牛頓運動定律牛頓第一定律牛頓第二定律a=F/m或F=ma牛頓第三定律F=－F＇牛頓運動定律指出了物體具有慣性。揭示了運動和力的關(guān)系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因定量地描述運動和力的關(guān)系——數(shù)值關(guān)系、方向關(guān)系和瞬時關(guān)系，指出：力是產(chǎn)生加速度的原因揭示力作用的相互性和對等性。指出：力是物體對物體的作用牛頓定律知識結(jié)構(gòu)伽利略：運動和力的關(guān)系回顧歷史亞里士多德：笛卡兒：不受力時物體的運動規(guī)律是：勻速直線運動或靜止。力是維持物體運動的原因力是改變物體運動狀態(tài)的原因一、牛頓第一定律：二、慣性：物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。2、意義：①指出了一切物體具有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)（慣性）②指出了物體的運動并不需要力來維持，力是改變物體速度的原因。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。靜止的物體有慣性運動的物體有慣性慣性是一種力嗎？慣性是物體的固有屬性，慣性不是一種力。慣性的大小跟哪些因素有關(guān)？慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量是慣性大小的量度一切物體都具有慣性思考：汽車啟動及剎車問題

1、【2012年全國二卷】伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的實驗和理想實驗，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學的基礎。早期物理學家關(guān)于慣性有下列說法，其中正確的是【】A.物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性

B.沒有力作用，物體只能處于靜止狀態(tài)

C.行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性

D.運動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動控制變量法

研究方法：①先確定m不變，研究a與F合的關(guān)系；②再確定F合不變，研究a與m的關(guān)系。實驗的基本思路：一、加速度和力的關(guān)系質(zhì)量相同的物體，物體的加速度跟作用在物體上的力成正比或

實驗一結(jié)論：比例式：二、加速度和質(zhì)量的關(guān)系

在相同的力作用下，物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比或?qū)嶒灦Y(jié)論：比例式：物體加速度的大小跟作用力（所受的合力）成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力（所受的合力）的方向相同。2.數(shù)學公式二、牛頓第二定律(若取國際單位制中的單位，k=1)1.內(nèi)容：

3.注意：

（1）中各量只對同一物體而言；（2）式中F指物體所受的合外力。（3）式中單位注意統(tǒng)一（4）矢量性：a有大小，也有方向，a與F同向。（5）瞬時性：a與F同時產(chǎn)生，同時變化。

例題1、如圖所示，物體甲、乙質(zhì)量均為m，彈簧和懸線的質(zhì)量可以忽略不計．當懸線被燒斷的瞬間，甲、乙的加速度數(shù)值應是下列哪一種情況：（）

A.甲是0，乙是

B.甲是，乙是

C.甲是0，乙是0D.甲是，乙是牛頓第二定律的瞬時性

例題2、如圖，質(zhì)量相同的物體1、2分別連在輕彈簧的上、下兩端，并置于一平木板上，試分析木板突然抽出的瞬間，物體1、2的加速度。

例題3、如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一條不計質(zhì)量的輕彈簧，放在光滑的水平面上，A球緊靠墻壁.僅用水平力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將力F撤去的瞬間有：（）

A．A的加速度為F/2mB．A的加速度為零

C．B的加速度為F/2mD．B的加速度為F/m例題4、如圖所示，現(xiàn)將線剪斷，求：剪斷瞬間物體的加速度。5、如圖，小球用水平彈簧系住，并由傾角為θ的光滑板AB托著，分析當板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度。運用牛頓第二定律解題的一般步驟：

1、確定研究對象2、對研究對象進行正確的受力分析或運動情況分析3、利用牛頓第二定律或運動學公式求加速度4、利用運動學公式或牛頓第二定律進一步求解要求的物理量5、檢驗結(jié)果是否合理性【例1】質(zhì)量為2.0t的汽車以10m/s的速度行駛，在關(guān)閉發(fā)動機5s內(nèi)停下來，求汽車所受的阻力。GvaFfFN分析：

N二、應用牛頓第二定律解決動力學問題

解：以汽車運動方向為正方向，由加速度公式得由牛頓第二定律，汽車受到的阻力為GvaFfFN

例2、【2013年新課標全國二卷】一物塊靜止在粗糙的水平桌面上。從某時刻開始，物塊受到一方向不變的水平拉力作用。假設物塊與桌面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。以a表示物塊的加速度大小，F(xiàn)表示水平拉力的大小。能正確描述F與a之間的關(guān)系的圖像是（）例1：水平地面上質(zhì)量為10Kg的木箱受到水平向右的拉力F=70N作用在水平面上從靜止開始運動，木箱與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5，求木箱在2s末的速度和2s內(nèi)的位移。GfNN=G=mg

=10×10N=100NFf

=μN=0.5×100N=50NF合

=F-f

=70N-50N=20N分析木箱的受力情況：1、兩種基本題型解題思路GfNF分析木箱的運動情況：V0=0、t=2s、a=2m/s2Vt=at=2×2m/s=4m/s“已知受力求運動”解題思路：力運動aF=ma分析受力分析運動運動學公式例2：質(zhì)量為1000Kg的汽車在水平路面上從靜止開始運動，經(jīng)過4s速度達到10m/s，汽車受到的牽引力為3000N。求汽車在運動過程中所受到的阻力大小。分析汽車的運動情況：V0=0、t=4s、Vt=10m/smgfNF分析汽車的受力情況：F合

=F-f

=maf

=F-ma=3000N-1000×2.5N=500N“已知運動求受力”解題思路：運動aF=ma分析運動分析受力運動學公式力2、兩種基本題型解題思路F合=maavt=v0+atx=v0t+at2/2vt2-v02=2ax

應用牛頓第二定律解題可分為兩類題型：一類是已知受力情況確定運動情況；一類是已知運動情況確定受力情況。

例題、物體在光滑的水平面上受一水平的恒力F向前運動，如圖所示，它的正前方固定一跟勁度系數(shù)足夠大的彈簧，當物塊接觸彈簧后（）

A、立即做減速運動

B、仍做勻加速運動

C、在一段時間內(nèi)仍作加速運動，速度繼續(xù)增大

D、當彈簧處于最大壓縮時，物體的加速度不為0.

例1、如圖所示，質(zhì)量為的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂底板上，用豎直細繩通過光滑定滑輪連接質(zhì)量為的物體，與物體1相連接的繩與豎直方向成角，則（）

A.車廂的加速度為

B.繩對物體1的拉力為

C.底板對物體2的支持力為

D.物體2所受底板的摩擦力為例1、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是30°，滑雪板與雪地的動摩擦因數(shù)為μ＝0.04，求5s內(nèi)滑下的位移。【】57mmgfNxyaF1F2θ

例2．質(zhì)量為3t的汽車，在恒定牽引力作用下開上一山坡，沿山坡每前進1m升高1cm．汽車由靜止開始，在1min內(nèi)速度增加到21.6km/h，已知運動過程中阻力恒為2000N，求汽車的牽引力．(g=10m/s2)

GFNF牽F阻xy

F牽=2600N例

3：如圖所示，物體的質(zhì)量m=4kg，與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，在傾 角為37°、F=20N的推力作用下，由靜止開始加速運動，當t=5s時撒去F，（sin370=0.6cos370=0.8）求：（1）物體在F作用時的加速度a；（2）撒去F后，物體還能滑行多長時間？370a=1.4m/s2例4．如圖所示，在光滑的水平面上放置一傾角為?光滑斜塊，當用一時評外力F向左推動斜塊時，可使放在其光滑斜面上的滑塊與其保持相對靜止而一同水平向左做勻加速直線運動．求：（１）滑塊與斜面共同的加速度；（２）滑塊m受到的支持力；（３）斜塊的質(zhì)量M.mM?FmM?FGFNxy?FNcos?=mgFNsos?=maa=gtg?FN=mg/cos?例5．在某旅游景區(qū)，建有一山坡滑草運動項目，如圖所示，設山坡AB可看成長度為L=50m、傾角θ=30°的斜面，山坡低端與一段水平緩沖段BC圓滑連接。一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量m=80kg，他從A處由靜止開始勻加速下滑，經(jīng)5秒滑到B點，進入水平緩沖段，再滑行一段距離后安全停下（取g=10m/s2）。求：（1）此游客連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力f；（2）滑草裝置與草皮間的動摩擦因數(shù)μ；（3）此游客進入BC段后水平滑行的距離。ABC研究對象受力分析運動情況

Fx=max應用列方程

Fy=may解方程求加速度應用運動學公式列方程加速度是橋梁，受力分析是關(guān)鍵．求解動力學兩大類問題的思維結(jié)構(gòu)：、cm/s2……基本物理量的單位就是基本單位基本單位導出單位由基本單位按照物理關(guān)系組合而成的單位N、g、mg……、min、hour…mkgs、km/h……

、g/cm3

……m/sm/s2kg/m3國際單位制長度：質(zhì)量：時間：速度：加速度力：密度：kg·m/s2、km、cm……物理量單位制力學七個基本量長度質(zhì)量時間電流物質(zhì)的量溫度發(fā)光強度力學電學mkgs國際單位制單位AK壓強的公式思考：molcdPFs壓強的單位N/m2N/cm2其中哪個是國際單位制中的單位？

三、牛頓第三定律2、數(shù)學表達式：F=-F′

1、內(nèi)容：

兩個物體間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。討論題：數(shù)學表達式可以寫成：

F+F′=0嗎？3、作用力與反作用力的特點:2).作用在不同的物體上；3).具有同種性質(zhì)；4).具有同時性?？偨Y(jié)：同大、同線、同性、同時、異向、異體.1).大小相等，方向相反，作用在一條直線上;將一個電燈懸掛在天花板上作用力與反作用力平衡力燈對繩的拉力繩對燈的拉力燈的重力4、與平衡力的區(qū)別作用力與反作用力

平衡力不能求合力（不能抵消）作用在兩個物體上具有同種性質(zhì)具有同時性作用在一個物體上不一定是同種性質(zhì)不一定具有同時性能求合力（能抵消）G四、超重和失重F（1）靜止（2）向上加速（3）向下加速F’=GF’GF’>GFF’GF’<GFF’GFF’=GF’GF’>GFF’GF’<GFF’F合

=F-G

=maF=G

+ma

=m(g+a)F’=F=m(g+a)F合

=G-F=maF=G

-ma

=m(g-a)F’=F=m(g-a)（1）靜止（2）向上加速（3）向下加速1、超重

物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。F’2、失重

物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦Γㄒ曋兀┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。F’小結(jié)：a方向向上加速上升減速下降——超重a方向向下加速下降減速上升——失重例與練1、關(guān)于超重和失重，下列說法中正確的是（）A、超重就是在某種情況下，物體的重力變大了B、物體向上運動一定處于超重狀態(tài)C、物體向下減速運動，處于超重狀態(tài)D、物體做自由落體運動時處于完全失重狀態(tài)（1）超重（失重）是指視重大于（小于）物體的重力，物體自身的重力并不變化。（2）是超重還是失重，看物體加速度的方向，而不是看速度的方向。（3）若物體向下的加速度等于重力加速度，物體的視重為零——完全失重。例與練2、一個人在地面上最多能舉起300N的重物，在沿豎直方向做勻變速運動的電梯中，他最多能舉起250N的重物。求電梯的加速度。(g=10m/s2)（1）在地面上GFF=G=300N（2）在電梯中G’FF-G’=ma方向向上例與練3、一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得體重為G，當此人由直立突然下蹲直到蹲在體重計不動的過程中，體重計的示數(shù)（）A、先大于G，后小于G，最后等于GB、先小于G，后大于G，最后等于GC、一直大于GD、一直小于G（1）此人先向下加速——失重，視重小于重力。（2）再向下減速——超重，視重大于重力。（3）最后不動——視重等于重力。

一、第一階段：自由落體運動，a=g二、第二階段：加速度變小的加速運動，當彈力與重力相等時速度最大。GF彈GF彈GF彈三、第三階段：加速度變大的減速運動。avvmva理解

4、如圖甲所示，足夠長的固定光滑細桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)?，F(xiàn)在沿桿方向給小環(huán)施加一個拉力F，使小環(huán)由靜止開始運動。已知拉力F及小環(huán)速度v隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2。則以下判斷正確的是（）

A．小環(huán)的質(zhì)量是1kgB．細桿與地面間的傾角是30 C．前3s內(nèi)拉力F的最大功率是2.25WD．前3s內(nèi)小環(huán)機械能的增加5.75J

5、放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時間t的關(guān)系和物塊速度v與時間t

的關(guān)系如圖所示。由此兩圖.線可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別為（）

A．m=0.5kg，μ=0.4B．m=1.5kg，μ=2.5C．m=0.5kg，μ=0.2D．m=1kg，μ=0.22130246810t／s202468104t／sv／m/sF／N

6、如圖所示，在高出水平地面h=1.8m的光滑平臺上放置一質(zhì)量M=2kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A，其右段長度l1=0.2m且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可視為質(zhì)點的物塊B，其質(zhì)量m=1kg。B與A左段間動摩擦因數(shù)μ=0.4。開始時二者均靜止，現(xiàn)對A施加F=20N水平向右的恒力，待B脫離A（A尚未露出平臺）后，將A取走。B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離x=1.2m。（取g=10m/s2）求：⑴B離開平臺時的速度vB。⑵B從開始運動到剛脫離A時，B運動時間tB和位移xB。⑶A左端的長度l2。

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