牛顿三大定律.pptx

永靖九中永靖九中陆玉逵陆玉逵1、内容：一切物体总保持静止状态或匀速、内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变运动直线运动状态，直到有外力迫使它改变运动状态为止。状态为止。一一.牛顿第一定律：牛顿第一定律：2、理解：、理解：（1）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维）运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持；持；（2）它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体）它定性地揭示了运动与力的关系，即力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因；运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因；（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性）定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性惯性；惯性；（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。（4）不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验）不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；律；惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。惯性。惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。质量是物体惯性大小的量度。质量是物体惯性大小的量度。由牛顿第二定律定义的惯性质量由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义和由万有引力定律定义的引力质量的引力质量严格相等。严格相等。惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。的性质、力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。二二.牛顿第二定律：牛顿第二定律：1、内内容容：物物体体的的加加速速度度跟跟所所受受的的外外力力的的合合力力成成正正比比，跟跟物物体体的的质质量量成成反反比比，加加速速度的方向跟合外力的方向相同。度的方向跟合外力的方向相同。2、公式：、公式：(1)F合合=ma牛顿第二定律不仅对单个质点适用，对系统也适用，并且有时对系统运用牛顿牛顿第二定律不仅对单个质点适用，对系统也适用，并且有时对系统运用牛顿第二定律要比逐个对单个物体运用牛顿第二定律解题要简便许多，可以省去一些第二定律要比逐个对单个物体运用牛顿第二定律解题要简便许多，可以省去一些中间环节，大大提高解题速度和减少错误的发生。中间环节，大大提高解题速度和减少错误的发生。(2)对系统运用牛顿第二定律的表达式为：对系统运用牛顿第二定律的表达式为：即系统受到的合外力即系统受到的合外力(系统以外的物体对系统内物体作用力的合力系统以外的物体对系统内物体作用力的合力)等于系统内各等于系统内各物体的质量与其加速度乘积的矢量和。物体的质量与其加速度乘积的矢量和。若系统内物体具有相同的加速度，表达式为：若系统内物体具有相同的加速度，表达式为：3 3、牛顿第二定律的理解：、牛顿第二定律的理解：（2）瞬时性）瞬时性：a为某一瞬时的加速度，为某一瞬时的加速度，F即为该时刻物即为该时刻物体所受的合力。体所受的合力。F、a只有因果关系而没有先后之分只有因果关系而没有先后之分,F发生变化发生变化,a同时变化同时变化,包括大小和方向。包括大小和方向。（1）矢量性）矢量性：任一瞬时，：任一瞬时，a的方向均与合外力方向相同，的方向均与合外力方向相同，当合外力方向变化时，当合外力方向变化时，a的方向同时变化，且任意时刻的方向同时变化，且任意时刻两者方向均保持一致。两者方向均保持一致。（3）同一性：牛顿第二定律的同一性：牛顿第二定律的“同一性同一性”有两层意思有两层意思:一是指加速度一是指加速度a相对于同一个惯性系，一般以大地参考相对于同一个惯性系，一般以大地参考系；二是指式中系；二是指式中F、m、a三量必须对应同一个物体或同三量必须对应同一个物体或同一个系统。一个系统。（4）独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。力产生的加速度的矢量和。三三.牛顿第三定律：牛顿第三定律：1、两两个个物物体体之之间间的的作作用用力力和和反反作作用用力力总总是是大大小小相相等等、方方向向相相反反，作作用用在在同同一一条条直直线线上上，同同时时出出现现，同同时时消消失失，分别作用在两个不同的物体上。分别作用在两个不同的物体上。2、数学式：、数学式：F=-F3 3、对牛顿第三定律的理解要点：对牛顿第三定律的理解要点：（1）作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提；存，互以对方作为自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力；时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。注意同二力平衡加以区别。1 1、确定、确定研究对象研究对象。2 2、分分析析研研究究对对象象的的受受力力情情况况，必必要要时时画画受受力力的示意图。的示意图。3 3、分分析析研研究究对对象象的的运运动动情情况况，必必要要时时画画运运动动过程简图。过程简图。4 4、利用牛顿第二定律或运动学公式、利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度求加速度。5 5、利利用用运运动动学学公公式式或或牛牛顿顿第第二二定定律律进进一一步步求求解要求的物理量。解要求的物理量。应用牛顿运动定律解题的一般步骤应用牛顿运动定律解题的一般步骤一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公式式式式加速度加速度加速度加速度a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公式式式式加速度加速度加速度加速度a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题解题思路：解题思路：力的合成力的合成与分解与分解F F合合=m a=m a运动学运动学公式公式受力情况受力情况合力合力F F合合a a运动情况运动情况一、一、从受力确定运动情况从受力确定运动情况 已知物体受力情况确定运动情况，指的是已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。运动状态或求出物体的速度、位移等。处理这类问题的基本思路是：先分析物体处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况受力情况求合力求合力，据牛顿第二定律，据牛顿第二定律求加速度求加速度，再用运动学公式再用运动学公式求所求量求所求量(运动学量运动学量)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公式式式式加速度加速度加速度加速度a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况二、从运动情况确定受力二、从运动情况确定受力 已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式况，据运动学公式求加速度求加速度，再在分析物体受力情况的，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量求所求量(力力)。物体运物体运物体运物体运动情况动情况动情况动情况运动学运动学运动学运动学公公公公式式式式加速度加速度加速度加速度a a牛顿第牛顿第牛顿第牛顿第二定律二定律二定律二定律物体受物体受物体受物体受力情况力情况力情况力情况1、用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实、用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中验，点击实验菜单中“力的相互作用力的相互作用”。把两个力探。把两个力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果如图。观察分析两个力传感器的相互幕上出现的结果如图。观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论：作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论：()A、作用力与反作用力时刻相等、作用力与反作用力时刻相等B、作用力与反作用力作用在同一物体上、作用力与反作用力作用在同一物体上C、作用力与反作用力大小相等、作用力与反作用力大小相等D、作用力与反作用力方向相反、作用力与反作用力方向相反F/Nt/sCD牛顿定律的应用：牛顿定律的应用：2一一物物体体放放置置在在倾倾角角为为的的斜斜面面上上，斜斜面面固固定定于于加加速速上上升升的的电电梯梯中中，加加速速度度为为a，如如图图所所示示在在物物体体始始终相对于斜面静止的条件下终相对于斜面静止的条件下()A.当当一定时，一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小越大，斜面对物体的正压力越小B.当当一定时，一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大越大，斜面对物体的摩擦力越大C.当当a一定时，一定时，越大，斜面对物体的正压力越小越大，斜面对物体的正压力越小D.当当a一定时，一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小越大，斜面对物体的摩擦力越小aBC3如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小内光滑底面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小车向右加速运动若小车向右加速度增大，则车左车向右加速运动若小车向右加速度增大，则车左壁受物块的压力壁受物块的压力N1和车右壁受弹簧的压力和车右壁受弹簧的压力N2的大小的大小变化是：变化是：()AN1不变，不变，N2变大变大BN1变大，变大，N2不变不变CN1、N2都变大都变大DN1变大，变大，N2减小减小N1avN2B2.竖竖直直向向上上射射出出的的子子弹弹，到到达达最最高高点点后后又又竖竖直直落落下下，如如果果子子弹弹所所受受的的空空气气阻阻力力与与子子弹弹的的速速率率大大小小成成正正比比，则则(A)A子弹刚射出时的加速度值最大子弹刚射出时的加速度值最大B子弹在最高点时的加速度值最大子弹在最高点时的加速度值最大C子弹落地时的加速度值最大子弹落地时的加速度值最大D子弹在最高点时的加速度值最小子弹在最高点时的加速度值最小5、如如图图所所示示，用用倾倾角角为为30的的光光滑滑木木板板AB托托住住质质量量为为m的的小小球球，小小球球用用轻轻弹弹簧簧系系住住，当当小小球球处处于于静静止止状状态态时时，弹弹簧簧恰恰好好水水平平则则当当木木板板AB突突然然向向下下撤撤离离的的瞬间瞬间（）A小球将开始做自由落体运动小球将开始做自由落体运动B小球将开始做圆周运动小球将开始做圆周运动C小球加速度大小为小球加速度大小为gD小球加速度大小为小球加速度大小为AB30D7如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述正确的是叙述正确的是（）A小球的速度一直减小小球的速度一直减小B小球的加速度先减小后增大小球的加速度先减小后增大C小球的速度先增大后减小小球的速度先增大后减小D小球机械能守恒小球机械能守恒BCAC（）9.如图，用相同材料做成的质量分别为如图，用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两的两个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相个物体中间用一轻弹簧连接。在下列四种情况下，相同的拉力同的拉力F均作用在均作用在m1上，使上，使m1、m2作加速运动：作加速运动：拉力水平，拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动。在光滑的水平面上加速运动。拉拉力水平，力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动。在粗糙的水平面上加速运动。拉力拉力平行于倾角为平行于倾角为的斜面，的斜面，m1、m2沿光滑的斜面向上加沿光滑的斜面向上加速运动。速运动。拉力平行于倾角为拉力平行于倾角为的斜面，的斜面，m1、m2沿粗沿粗糙的斜面向上加速运动。以糙的斜面向上加速运动。以l1、l2、l3、l4依次依次表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有（表示弹簧在四种情况下的伸长量，则有（）A、l2l1B、l4l3C、l1l3D、l2l4FFFFm1m1m1m1m2m2m2m2 DBCDD12如如图图所所示示，在在光光滑滑水水平平面面上上有有两两个个质质量量分分别别为为m1和和m2的的物物体体A、B，m1m2，A、B间间水水平平连连接接着着一一轻轻质质弹弹簧簧秤秤。若若用用大大小小为为F的的水水平平力力向向右右拉拉B，稳稳定定后后B的的加加速速度度大大小小为为a1，弹弹簧簧秤秤示示数数为为F1；如如果果改改用用大大小小为为F的的水水平平力力向向左左拉拉A，稳稳定定后后A的的加加速速度度大大小小为为a2，弹弹簧簧秤示数为秤示数为F2。则以下关系式正确的是（。则以下关系式正确的是（）ABCDABFA13.倾斜索道与水平面的夹角为倾斜索道与水平面的夹角为37，如图所示，当载有物体的车厢以加速度，如图所示，当载有物体的车厢以加速度a沿沿索道方向向上运动时物体对车厢的压力为物重的索道方向向上运动时物体对车厢的压力为物重的1.25倍，物体与车厢保持相对倍，物体与车厢保持相对静止设物体的重力为静止设物体的重力为G，则上升过程中物体受到的车厢摩擦力的大小和方向，则上升过程中物体受到的车厢摩擦力的大小和方向是怎样的？请你试着分析一下是怎样的？请你试着分析一下解：解：由于由于物体对物体对车厢底压力车厢底压力为物为物重重的的1.25倍倍，所以，所以竖直竖直方方向向：FN-mg=.25ma上上上=0.25g设水平向加速度设水平向加速度为为a水水则：则：a水水=a上上tan37=g3则：则：f=ma水水=G3，方向水平向右，方向水平向右37a水水a上上14.如图示，在水平地面上有如图示，在水平地面上有A、B两个物体，质量分两个物体，质量分别为别为MA=3.0kg和和MB=2.0kg它们与地面间的动摩擦因它们与地面间的动摩擦因数均为数均为=0.10。在。在A、B之间有一原长之间有一原长L=15cm、劲度、劲度系数系数k=500N/m的轻质弹簧把它们连接，现分别用两的轻质弹簧把它们连接，现分别用两个方向相反的水平恒力个方向相反的水平恒力F1、F2同时作用在同时作用在A、B两个两个物体上物体上,已知已知F1=20N，F2=10N，g取取10m/s2。当运动。当运动达到稳定时，求：达到稳定时，求：(1)A和和B共同运动的加速度的大小和方向。共同运动的加速度的大小和方向。(2)A、B之间的距离之间的距离(A和和B均视为质点均视为质点)。F1F2BA解：解：（1）A、B组成的系统运动过程中所受摩擦力为组成的系统运动过程中所受摩擦力为f=(mA+mB)g设运动达到稳定时系统的加速度为设运动达到稳定时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有F1F2f(mA+mB)a解得解得a1.0m/s2，方向与方向与F1同向（或水平向右）同向（或水平向右）（2）以）以A为研究对象，运动过程中所受摩擦力为研究对象，运动过程中所受摩擦力fA=mAg设运动达到稳定时所受弹簧的弹力为设运动达到稳定时所受弹簧的弹力为T，根据牛顿第二定律有根据牛顿第二定律有F1TfAmAa 解得解得T=14.0N 所以弹簧的伸长量所以弹簧的伸长量x=T/k2.8cm因此运动达到稳定时因此运动达到稳定时A、B之间的距离为之间的距离为s=l+x=17.8cm 17.53四、超重与失重四、超重与失重（1）实重与视重）实重与视重如如图图1所所示示，在在某某一一系系统统中中（如如升升降降机机中中）用用弹弹簧簧秤秤测测某某一一物物体体的的重重力力,悬悬于于弹弹簧簧秤秤挂挂钩钩下下的的物物体体静静止止时时受受到到两两个个力力的的作作用用：地地球球给给物物体体的的竖竖直直向向下下的的重重力力mg和和弹弹簧簧秤秤挂挂钩钩给给物物体体的的竖竖直直向向上上的的弹弹力力F，mg是是物物体体实实际际受到的重力，称为物体的实重；受到的重力，称为物体的实重；图图1F是弹簧秤给物体的弹力，其大小将表是弹簧秤给物体的弹力，其大小将表现在弹簧秤的示数上，称为物体的视重。现在弹簧秤的示数上，称为物体的视重。（2）超重与失重）超重与失重超重超重:视重大于实重视重大于实重,称为超重称为超重.。失重：视重小于实重称为失重。失重：视重小于实重称为失重。完全失重：视重等于零称为完全失重现象。完全失重：视重等于零称为完全失重现象。（3）超重与失重的条件）超重与失重的条件超重的条件：超重的条件：失重的条件：失重的条件：完全失重的条件：完全失重的条件：加速度加速度a方向向上方向向上加速度加速度a方向向下方向向下a，方向向下方向向下1.下列实例属于超重现象的是下列实例属于超重现象的是()A汽车驶过拱形桥顶端汽车驶过拱形桥顶端B荡秋千的小孩通过最低点荡秋千的小孩通过最低点C跳跳水水运运动动员员被被跳跳板板弹弹起起，离离开开跳跳板板向向上上运运动动过过程。程。D火箭点火后加速升空。火箭点火后加速升空。BD