牛顿运动定律及力学分析

1、第三讲 牛顿运动定律及力学分析一、 牛顿第一定律（惯性定律） 1定律内容：P46注意：牛顿第一定律并非是惯性的内容，而是一方面讲惯性问题，另一方面讲力在物体运动中所充当的作用。（1） 惯性：物体有保持原有运动状态（速度）的性质；注意：惯性是物体的一种固有属性； 影响惯性的因素是物体的质量。解释：惯性时刻伴随着物体，只要有质量的物体就会有惯性，也不管物体是否运动它都具有惯性。力的存在只是来改变物体的状态而已。容易出现的认识误区：认为做变速运动的物体没有惯性； 认为要保持惯性需要受力平衡做为条件。（2） 力的作用效果：用于改变物体的运动状态（速度）注意：这里所谈及的力主要是指合力，针对的运动也是物

2、体在实际环境中的运动状态。推理：注意：速度是包括大小以及方向的。结论：有力就有加速度例题1：某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，后来改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见（ ） A力是使物体产生运动的原因； B力是维持物体运动速度的原因； C力是物体产生加速度的原因； D力是物体惯性改变的原因。例题2：关于惯性，下述哪些说法是正确的是（ ）A 惯性即是指物体原来静止的总有保持静止，原来运动的总有保持匀速直线运动的性质；B 静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体静止时惯性大；C 乒乓球可快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小的缘故；D 在宇宙飞船内的物体不存在惯性。二、 牛顿第

3、二定律内容：注意：（1）运用牛顿第二定律时必须求物体所受的合力，并注意加速度为物体现有运动的实际加速度。（即） （2）a的方向由F合决定。三、 牛顿第三定律（作用力与反作用力）1 作反力是成对出现、同时存在的；2 作反力是发生于两个物体之间；3 作反力的力的性质是相同的。平衡力与作反力比较平衡力大小相等方向相反二力线在同一直线上作用于同一物体上作反力大小相等方向相反二力线在同一直线上作用于不同物体上注意：作反力讨论的是两个物体之间的相互作用，而平衡力是针对单个物体所做的受力分析。概念例题P56（3）（4）例题3甲、乙两队进行拔河比赛，若甲得胜（绳质量不计），则（ ）A 甲队拉绳子的力大于乙队拉

4、绳子的力B 甲队与地面的最大静摩擦力大于乙队与地面的最大静摩擦力C 甲、乙两队与地面间的静摩擦力总是大小相等，方向相反D 甲、乙两队拉绳子的力总是大小相等、方向相反 例题4下列手法正确的是（ ） A物体之间发生作用时，先有作用力，后有反作用力B大小相等而方向相反的一对力就是作用力与反作用力C作用力和反作用力的合力为零D作用力和反作用力是同种性质的力四、 物体的受力分析1 共点力作用下的物体运动（平动状态的受力分析）共点力概念：作用于物体上的各个力其作用线均能相交与同一点上，这些力称为共点力。共点力的作用效果：使物体处于平衡状态（匀速直线运动或静止）或使发生平动。受力分析的方法：利用平行四边形定

5、则、直角坐标分析、三角形定则对物体的运动进行力的合成或分解。注意：平行四边形定则与三角形定则相类似（注重三边特点） 建立直角坐标系要注意两个原则： 以物体运动方向建立坐标系； 尽可能少地分解已知力（即两坐标轴要容纳最多已知力） 力的合成所得到的合力只是表示有这一方向上的作用效果，而该力并不存在； 力的分解所得到的分力只是表示有这一方向上的作用效果，而该力并不存在； 力的分解与力的合成不能同时进行。（1） 平衡状态分析（共点力平衡） 条件：物体处于匀速直线运动或静止状态。 分析要点：根据物体之间有几个接触面，结合各种性质力的特点依次进行受力分析。（2） 非平衡状态分析 要点：充分利用好公式作为力

6、对物体的作用与物体运动联系起来的纽带，关键在于求物体的合力或求物体加速度，然后进行结合分析。超重与失重问题： 观点：超重与失重是针对物体对接触面的压力比物体本身重力大或比物体本身重力小。注意超重与失重并非物体本身重力增加或消失。 特点：超重时系统的加速度是竖直向上的；失重时系统的加速度是竖直向下的。例题5据报道，某航空公司的一架客机，在正常航线上做水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10S内下降高度1700m，造成众多乘客和机组人员的伤害事故。如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀速直线运动。试计算：（1） 飞机在竖直方向上产生的加速度多大？方向怎样？（2） 乘客

7、所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的拉力，才能使乘客不脱离座椅？取 g =10m/s2。（3） 未系安全带的乘客，相当于机舱将向什么方向运动？最可能受到伤害的是人体的什么部位？2 非共点力作用下的物体运动（力矩平衡） （1）力的特点：作用于物体上的各个力其作用线没有相交于同一点 （2）共点力的作用效果：使物体处于转动平衡状态或使发生转动。（3）几个概念：支点、力臂，力的作用线、正力矩、负力矩（4）力矩平衡：（解题注意利用比值求解）（5）简单机械种类：杠杆、滑轮及滑轮组、轮轴、斜面 注意：无论简单机械如何省力，但决不会省功F例题6：如右图所示，当水平拉力为F，重力为G的圆柱体刚好离开水平地面向台阶上滚。试分析此时圆柱体受力的情况。FGO300A例题7：如右图，一根均匀直棒OA可绕轴O转动，用水平力F=10N作用在棒的A端时，直棒静止在与竖直方向成角的位置，直棒有多重？例题答案：1C 2AC