第四章牛顿运动定律（专题）—人教版高中物理必修一课件（共37张PPT）

1、聊聊牛顿运动定律艾萨克牛顿l 英国著名的物理学家，百科全书式的“全才”，著有自然哲学的数学原理、光学l 1687年发表论文自然定律，对万有引力和三大运动定律进行了描述l 在力学上，提出牛顿运动定律。在光学上，他发明了反射望远镜，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速l 在数学上，牛顿发展出微积分学；证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究做出了贡献录目动力学两类问题04.牛顿第二定律02.牛顿第一定律01.牛顿第三定律03.超重和失重05.连接体问题06.牛 顿 第 一 定 律内容回顾内容一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，知道有外力迫使它改

2、变这种状态意义力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因平衡状态即加速度为零的状态，仅包括静止和匀速直线运动惯性物体具有保持原来匀速直线运动或静止状态的性质。物体固有属性；质量是惯性大小的唯一量度2.下列关于力和运动的关系说法正确的是（）A. 力是改变物体惯性的原因 B. 力能维持物体的速度的大小C. 力是改变物体运动状态的原因 D. 力能维持物体运动的方向1.关于惯性的说法正确的是（）A. 运动的物体才有惯性 B. 静止的物体没有惯性C. 质量大的物体惯性大 D. 速度大的物体惯性大巩固训练6牛顿第二定律内容回顾内容物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比。加速度的方

3、向与作用力的方向相同表达式a=F/m 或 F=ma注意加速度与作用力具有同向性、瞬时性巩固训练一下列关于速度、加速度、力的关系说法中正确的是（）1. 力是维持物体运动状态的原因2. 一个物体运动的速度越大，它受到的力也就越大3. 力是改变物体运动状态的原因，物体加速度的方向和合外力的方向一致4. 物体具有加速度，一定受到力的作用，但物体加速度的方向和合外力的方向可以不一致巩 固 训 练巩 固 训 练二.如图所示，质量为m的小球悬挂在小车顶棚上，在运动过程中当小球偏离竖直方向角时，则下列说法正确的是（）A. 小车可能向左减速运动 B. 小车可能向右减速运动C. 小车的加速度大小a=gtan D.

4、 悬挂线的拉力大小F=mg/sin分析：对小球进行受力分析可知，小车加速度方向向右，所以小车运动情况可能是向右加速，或者是向左减速mgFF合根据三角函数关系可列方程：F合/mg=tg，解得F合=mgtg=ma，所以a=gtg；mg/F=cos ，解得F=mg/cos牛 顿 第 三 定 律内容回顾l 内容 作用力和反作用力总是大小相等、方向相反l 特点 同时性、同性质性巩固训练1.关于作用力与反作用力，下面说法中正确的是（）A.作用力与反作用力的大小不相等B.作用力与反作用力可以是不同性质的力C.作用力与反作用力同时产生同时消失D.一个作用力和它的反作用力合力为零巩固训练2.如图所示，在粗糙水平

5、桌面上有一物块，其右侧固定一轻质弹簧，弹簧另一端通过一细线跨过不计摩擦的定滑轮与钩码相连，系统保持静止，下列说法正确的是（）A. 弹簧有可能处于原长状态B. 物块对弹簧的拉力大于弹簧对物块的拉力C. 弹簧对物块的拉力等于桌面对物块的摩擦力D. 桌面对物块的作用力等于物块的重力mgTMgFTf平衡力与作用力和反作用力最大的区别平衡力是作用在一个物体上，合力为零；作用力和反作用力是作用在两个物体上，不能进行力的合成。动力学两类问题内容回顾已知物体受力情况，研究物体的运动已知物体运动情况，研究物体的受力巩固训练1.原来速度是4m/s的物体，运动到一段水平直路上，受到大小为10N的水平拉力作用，物体向

6、右加速运动。已知物体质量为4kg，物体受到的阻力大小恒为2N。求：物体在运动过程中的加速度大小01物体加速运动到96m时的速度大小02解析：由牛顿第二定律可得方程F-f=ma，解得a=2m/s2解析：由v2-v02=2as，解得v=20m/s巩固训练2.在水平地面上有一质量为2kg的物体，在水平拉力F的作用下由静止开始运动，10s后拉力大小减为零，该物体的运动速度随时间t的变化规律如图所示。（g取10m/s2）求：（1）前10s内物体的加速度和位移大小（2）物体与地面之间的动摩擦因数（3）物体受到的拉力F的大小010148vt010148vt已知：m=2Kg，F=10N，v=8m/s，t1=1

7、0s，t2=4s解（1）：v-t图像斜率表示加速度。由图可得：a1=v/t1，解得a1=0.8m/s2。位移s=a1t12/2=40m。（1）前10s内物体的加速度和位移大小（2）物体与地面之间的动摩擦因数（3）物体受到的拉力F的大小解（2）：由图可得：a2=v/t2，解得a2=2m/s2。由牛顿第二定律可得：f=ma2=4N。由滑动摩擦力公式f=mg，解得=0.2解（3）：对第一段运动列牛顿第二定律方程可得：F-f=ma1，解得F=5.6N巩固训练3.如图所示，水平传送带以v=5m/s的恒定速度运动，传送带长AB=7.5m，今在其左端将一质量为m=1kg的工件轻轻放在上面，工件被带传送到右端

8、，已知工件与传送带间的动摩擦因数=0.5，（g=10m/s2）求：（1）工件相对皮带滑动时所受到的摩擦力的大小和方向（2）工件在传送带上相对滑动时的加速度的大小和方向（3）工件经过多长时间由传送带左端运动到右端ABmv已知：m=1Kg，L=7.5m，v=5m/s，=0.5解（1）：工件刚开始相对皮带向后运动，所以所受摩擦力方向向右，f=mg=5N（1）工件相对皮带滑动时所受到的摩擦力的大小和方向（2）工件在传送带上相对滑动时的加速度的大小和方向（3）工件经过多长时间由传送带左端运动到右端解（2）：由牛顿第二定律可得：f=ma，解得a=5m/s2，方向向右解（3）：如图，根据v=at1，解得t1

9、=1s，所以L1=at12/2=2.5m；L2=L-L1=5m，所以t2=L/v=1s。则工件运动总时间t=t1+t2=2sABmvfABvL1t1t2L2明确研究对象根据问题的需要和解题的方便，明确研究对象。如果是连接体，要根据整体法或隔离法选取研究对象。受力分析过程分析根据物体的状态进行受力分析，在根据受力情况进行过程分析，明确物体运动的性质和所满足的运动规律。选取正方向一般以初速度或加速的方向为正正方向。列方程求解根据牛顿第二定律分别列出Fx=maX和Fy=may，联立方程组求解。确定合外力如果物体仅受到两个力的作用，可直接根据平行四边形定则确定；如果物体受到三个以上里的作用，则通常建立

10、直角坐标系，进行正交分解，最终确定出x、y轴上的合力。 动力学问题的解题思路超重与失重超重与失重超重：是物体所受弹力(拉力或支持力)大于物体重力的现象失重：是物体所受弹力(拉力或支持力)小于物体重力的现象完全失重：是物体所受弹力(拉力或支持力)等于零的现象。巩固训练1.一个质量为40Kg的小孩站在加速上升的电梯里，电梯加速度大小为2m/s2。问：（1）小孩对电梯的压力是多大（2）小孩现在处于什么状态解析：对小孩进行受力分析，由牛顿第二定律可得方程：F-mg=ma，解得F=480N因为Fmg，所以小孩处于超重状态巩固训练2.一个质量为40Kg的小孩站在减速上升的电梯里，电梯加速度大小为2m/s2

11、。问：（1）小孩对电梯的压力是多大（2）小孩现在处于什么状态解析：对小孩进行受力分析，由牛顿第二定律可得方程：mg-F=ma，解得F=320N因为Fmg，所以小孩处于失重状态超重与失重判断每组图片中物体（人）处于什么状态？结论：超重的特点是物体具有向上（斜向上）的加速度；失重的特点是物体具有向下（斜向下）的加速度连接体问题连接体问题连接体：力学中，两个或两个以上物体相互连接构成的系统外力：系统所受到外界施加的作用力内力：系统内物体之间的作用力当连接体（系统）内各个物体的加速度相等时，可以把这个系统看成是一个整体，分析其受力和运动情况。整体法一般用于求解系统所受到的外力或加速度将系统的某一个物体

12、或一部分从整体中隔离出来进行受力或运动分析的方法。隔离法一般用于求解物体间的相互作用力（内力）整体法隔离法连接连接体体问题问题巩 固 训 练巩 固 训 练1.如图所示，光滑水平地面上有两块完全相同的木块A、B，质量均为m。在水平推力F的作用下向前做匀加速运动。则：（1）两物块运动的加速度多大（2）物块A对物块B的推力多大解（1）：整体法，对系统进行受理分析可知，力F提供了系统的加速度，由牛顿第二定律可得方程：F=2ma，解得a=F/2m。解（2）：隔离法，对物块B进行受理分析，如图。由牛顿第二定律可得方程：FAB=ma，解得FAB=F/2。ABFFABB巩 固 训 练巩 固 训 练2.如图所示

13、，光滑水平地面上放置质量分别为m、2m和3m的三个物体，其中质量为2m和3m的两个物体之间用一个不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉质量为3m的物体，使三个物体一起向右运动，则以下说法正确的是（ ）A.质量为2m的物体受到四个力的作用 B.当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C.当F增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断D.轻绳刚好要被拉断，质量为m和2m的两个物体间的摩擦力为2T/3m2m3m巩 固 训 练巩 固 训 练已知：三个物体的质量，细绳能承受的最大拉力是T，外力为FA.质量为2m的物体受到四个力的作用 B.当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C.当F增大到1.5T

14、时，轻绳还不会被拉断D.轻绳刚好要被拉断，质量为m和2m的两个物体间的摩擦力为2T/3m2m3m解析：分析质量为2m物体受到的作用力。2m物体共受到重力、支持力、压力、拉力、静摩擦力作用，故A选项错误。2mgF压F支Tf巩 固 训 练巩 固 训 练已知：三个物体的质量，细绳能承受的最大拉力是T，外力为FA.质量为2m的物体受到四个力的作用 B.当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C.当F增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断D.轻绳刚好要被拉断，质量为m和2m的两个物体间的摩擦力为2T/3m2m判断当绳子上的拉力恰好达到T时，系统的最大加速度是多少。用隔离法对m、2m这部分进行受力分析，由牛顿第二定律可得：T=（m+2m）a，解得系统最大加速度a=T/3m，所以外力F的最大值为F=（m+2m+3m）a=2T。故选项B错误、C正确。3