高一物理第三章-牛顿运动定律课件教学提纲

1、高一物理第三章-牛顿运动定律课件 一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律 1.定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止止. 2.对牛顿第一定律的理解应注意以下几点：对牛顿第一定律的理解应注意以下几点： （1）牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运）牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动状态动状态. （2）牛顿第一定律说明一切物体都有惯性）牛顿第一定律说明一切物体都有惯性. （3）牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态）牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的

2、原因的原因，即力是产生加速度的原因. 3.惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静惯性：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止状态的性质叫做惯性.一切物体都有惯性，惯性一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质是物体的固有性质. 3.惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或惯性：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静止状态的性质叫做惯性.一切物体都有惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质惯性是物体的固有性质. （1）质量是惯性大小的唯一量度）质量是惯性大小的唯一量度.惯性与物惯性与物体是否受力及受力大小无关，与物体是否运动体是否受力及受力大小无关，与物体是否

3、运动及速度大小无关及速度大小无关. （2）惯性的表现形式：）惯性的表现形式：物体在不受外力或物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变（静止或匀速直线运原来的运动状态不变（静止或匀速直线运动）动）;物体受到外力时，惯性表现为运动状物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度态改变的难易程度.惯性大，物体运动状态难惯性大，物体运动状态难以改变以改变;惯性小，物体运动状态容易改变惯性小，物体运动状态容易改变. 4.理想实验方法也叫做假想实验或思想实理想实验方法也叫做假想实验或思想实验验. 它是在可靠的实验事实基础上采用科学

4、它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程想上塑造的理想过程.牛顿第一定律是通牛顿第一定律是通过理想实验得出的，它不能由实际的实过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证验来验证. 二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律 1.定律内容：物体的加速度定律内容：物体的加速度a跟物体所跟物体所受的合外力受的合外力F成正比，跟物体的质量成正比，跟物体的质量m成成反比，加速度的方向跟合外力的方向相反比，加速度的方向跟合外力的方向相同同. 2.公式：公式：F合合=ma. 三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律 1.定律内容：两个物体之间的作

5、用力和反作定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直用力总是大小相等、方向相反，作用在一条直线上线上. 2.对于一对作用力、反作用力的关系，除牛对于一对作用力、反作用力的关系，除牛顿第三定律反映的顿第三定律反映的“等大、反向、共线等大、反向、共线”的关的关系外，还应注意以下几点：系外，还应注意以下几点： （1）同性质：一对作用力、反作用力必定）同性质：一对作用力、反作用力必定是同种性质的力是同种性质的力; （2）同时性：一对作用力、反作用力必定）同时性：一对作用力、反作用力必定同时产生同时产生,同时变化、同时消失同时变化、同时消失 （3）异物性：一对作用力、反

6、作用力分别）异物性：一对作用力、反作用力分别作用在作用在 注意注意 相互作用的两个物体上，它们的作用效相互作用的两个物体上，它们的作用效果也分别体现在不同物体上，不可能相果也分别体现在不同物体上，不可能相互抵消，这是一对作用力、反作用力和互抵消，这是一对作用力、反作用力和一对平衡力最根本的区别一对平衡力最根本的区别 四、牛顿运动定律的适用范围四、牛顿运动定律的适用范围 对于宏观物体的低速运动对于宏观物体的低速运动(运动速度运动速度远小于光速的运动远小于光速的运动)，牛顿运动定律是成，牛顿运动定律是成立的，但对于物体的高速运动立的，但对于物体的高速运动(运动速度运动速度接近光速接近光速)和微观粒

7、子的运动，牛顿运动和微观粒子的运动，牛顿运动定律就不适用了，要用相对论观点、量定律就不适用了，要用相对论观点、量子力学理论处理子力学理论处理. 考点一考点一 惯性的概念惯性的概念 惯性是物体的固有属性，与物体的惯性是物体的固有属性，与物体的运动情况及受力情况无关运动情况及受力情况无关.质量是惯性大质量是惯性大小的唯一量度小的唯一量度. （1）当物体不受外力或所受外力的）当物体不受外力或所受外力的合力为零时，惯性表现为维持原来的静合力为零时，惯性表现为维持原来的静止或匀速直线运动状态不变止或匀速直线运动状态不变. （2）当物体受到外力作用而做变速）当物体受到外力作用而做变速运动时，物体同样表现为

8、具有惯性运动时，物体同样表现为具有惯性. 考点二考点二 对牛顿第二定律的理解对牛顿第二定律的理解 （1）牛顿第二定律反映了加速度与）牛顿第二定律反映了加速度与力和质量之间的定量关系力和质量之间的定量关系. 合外力和质量决定加速度，加速合外力和质量决定加速度，加速度不能决定力和质量；度不能决定力和质量； 大小关系：加速度与合外力成正大小关系：加速度与合外力成正比，与质量成反比；比，与质量成反比； 方向关系：加速度的方向总跟合方向关系：加速度的方向总跟合外力方向相同；外力方向相同； 单位关系：应用单位关系：应用F=ma进行计算时，进行计算时，各量必须使用国际单位制中的单位各量必须使用国际单位制中的

9、单位.（2）牛顿第二定律是力的瞬时规律，它）牛顿第二定律是力的瞬时规律，它说明力的瞬时作用效果是使物体产生加说明力的瞬时作用效果是使物体产生加速度，加速度跟力同时产生、同时变化、速度，加速度跟力同时产生、同时变化、同时消失同时消失. （3）根据力的独立作用原理，用牛顿第）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在题时，可将物体所受各力正交分解，在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：分量形式：Fx=max，Fy=may列方程列方程. 【例【例1】一质量为】一质量为m

10、的人站在电梯中，电的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重为重力加速度力加速度.人对电梯底部的压力为（人对电梯底部的压力为（ ） A.mg/3 B.2mg C.mg D.4mg/3 【例【例2】如图所示，一物块位于光滑水】如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为平桌面上，用一大小为F、方向如图所、方向如图所示的力去推它，使它以加速度示的力去推它，使它以加速度a向右运动向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小，若保持力的方向不变而增大力的大小，则（则（ ） 【例【例3】如图所示，在倾角为】如图所示，在倾角为的固定光的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的

11、长木板，滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫已知木板的质量是猫质量的质量的2倍倍.当绳子突然断开时，猫立即当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度则此时木板沿斜面下滑的加速度为多少为多少 【例【例4】如图所示的一升降机箱底装有】如图所示的一升降机箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机从弹簧下端触地直到最低点的一段运机从弹簧下端触地直到最低点的一段

12、运动过程中（设弹簧被压缩过程中处于弹动过程中（设弹簧被压缩过程中处于弹性限度内）（性限度内）（ ） A.升降机的速度不断减小升降机的速度不断减小 B.升降机的加速度不断增大升降机的加速度不断增大 C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功然后是弹力做的负功大于重力做的正功 D.到最低点时，升降机加速度的值一到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值定大于重力加速度的值 【例【例5】一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌】一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的桌布的一边与桌的AB边重边重

13、合，如图所示合，如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数已知盘与桌布间的动摩擦因数为为1，盘与桌面间的动摩擦因数为，盘与桌面间的动摩擦因数为2.现突然现突然以恒定加速度以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于是水平的且垂直于AB边边.若圆盘最后未从桌面若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度掉下，则加速度a满足的条件是什么？满足的条件是什么？(以以g表表示重力加速度示重力加速度) 【例【例6】如图所示，在倾角为】如图所示，在倾角为的光滑斜的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为，它们的质量分别为mA、mB，弹

14、簧的，弹簧的劲度系数为劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处为一固定挡板，系统处于静止状态于静止状态.现开始用一恒力现开始用一恒力F沿斜面方沿斜面方向拉物块向拉物块A使之向上运动，求物块使之向上运动，求物块B刚要刚要离开离开C时物块时物块A的加速度的加速度a和从开始到此和从开始到此时物块时物块A的位移的位移d.重力加速度为重力加速度为g.【学生练习【学生练习1】如图所示，光滑斜】如图所示，光滑斜面面AC、AD、AE都以都以AB为底为底边三个斜面的倾角分别为边三个斜面的倾角分别为75、45、30物体分别沿三个斜物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端，下面面由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是（

15、说法中正确的是（ ） A、物体沿、物体沿DA滑到底端时具有最滑到底端时具有最大速率大速率 B、物体沿、物体沿EA滑到底端所需时间滑到底端所需时间最短最短 C、物体沿、物体沿CA下滑，加速度最大下滑，加速度最大 D、物体沿、物体沿DA滑到底端所需时间滑到底端所需时间最短最短 【学生练习【学生练习2】质量为】质量为10kg的物体静止的物体静止在水平地面上在水平地面上, 物体跟地面的动摩擦因物体跟地面的动摩擦因数为数为0.2,用一个用一个50N的水平推力推动物的水平推力推动物体前进体前进, 10s后撤去推力后撤去推力. 则物体最后静则物体最后静止处距离出发点多远？止处距离出发点多远？ (10m/s2

16、) 【学生练习【学生练习3】质量为】质量为4kg的木块放在水的木块放在水平桌面上平桌面上,当用当用10N的水平力推它时的水平力推它时,木木块做匀速直线运动块做匀速直线运动,现用现用20N和水平方向和水平方向成成30角的向上拉力拉它角的向上拉力拉它,木块的加速木块的加速度为多少？度为多少？ 【学生练习【学生练习4】质量为】质量为1kg的物体，以的物体，以20m/s初速度竖直向上抛出，空气阻力初速度竖直向上抛出，空气阻力大小始终为大小始终为2N，g=10m/s2求：求：(1)物体物体上升的时间为多少？上升的时间为多少？(2)物体能够上升的物体能够上升的最大高度是多少？最大高度是多少？(3)物体从最

17、高点下落物体从最高点下落回原处的时间为多少？回原处的时间为多少？ 【学生练习【学生练习5】如图所示，在斜面体上】如图所示，在斜面体上用平行于斜面的轻绳挂一小球，小球质用平行于斜面的轻绳挂一小球，小球质量为，斜面体倾角为量为，斜面体倾角为，置于光滑水平，置于光滑水平面上求：面上求：(1)当斜面体向右匀速直线运当斜面体向右匀速直线运动时，轻绳拉力为多大；动时，轻绳拉力为多大；(2)当斜面体向当斜面体向左加速运动时，使小球对斜面体的压力左加速运动时，使小球对斜面体的压力为零时，斜面体加速度为多大？为零时，斜面体加速度为多大？(取取g=10m/s2) 第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律 第第单元单

18、元 运用牛顿运动定运用牛顿运动定律解决实际问题律解决实际问题 1.动力学的两类基本问题动力学的两类基本问题 应用牛顿运动定律求解的问题主要应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类：一类是已知受力情况求运动情有两类：一类是已知受力情况求运动情况；另一类是已知运动情况求受力情况况；另一类是已知运动情况求受力情况.在这两类问题中，加速度是联系力和运在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析是解决问题的关键动的桥梁，受力分析是解决问题的关键 2.超重和失重超重和失重（1）在平衡状态时，物体对水平支持物的压力）在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大小等于物体的重力（或对悬绳的拉力

19、）大小等于物体的重力.（2）当物体的加速度向上时，物体对水平支持）当物体的加速度向上时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体的重力，物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体的重力，此现象称为超重现象此现象称为超重现象.（3）当物体的加速度向下时，物体对水平支持）当物体的加速度向下时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体的重力，物的压力（或对悬绳的拉力）小于物体的重力，此现象称为失重现象此现象称为失重现象.特别的，当物体向下的特别的，当物体向下的加速度为加速度为g时，物体对支持物的压力为零，这时，物体对支持物的压力为零，这种状态称为完全失重状态种状态称为完全失重状态. 3.动力

20、学问题的一般解题步骤动力学问题的一般解题步骤（1）确定研究对象）确定研究对象.所选择的研究对象可以是所选择的研究对象可以是单一的物体，也可以是多个相互作用的物体所单一的物体，也可以是多个相互作用的物体所构成的系统，同一题目中可根据需要先后选取构成的系统，同一题目中可根据需要先后选取不同的研究对象不同的研究对象.（2）分析研究对象的受力情况和运动情况）分析研究对象的受力情况和运动情况.（3）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程.由于所用的方程均为矢量方程，因此在列方程由于所用的方程均为矢量方程，因此在列方程的过程中要特别注意各矢量的方向的过程中要特别注意各矢量的

21、方向.一般情况一般情况下均取合外力的方向为正方向，分别用正负号下均取合外力的方向为正方向，分别用正负号表示式中各矢量的方向，将矢量运算转化为代表示式中各矢量的方向，将矢量运算转化为代数运算数运算.（4）代入已知量求解）代入已知量求解. 考点一考点一 对超重、失重的理解对超重、失重的理解 (1)物体处于超重或失重状态时，物体的物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化重力始终存在，大小也没有变化. (2)发生超重或失重现象与物体的速度无发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向关，只决定于加速度的方向. (3)在完全失重的状态下，平常一切由重在完全失重的状态下，平

22、常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、单摆停摆、浸在水中的物体不平失效、单摆停摆、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等再受浮力、液体柱不再产生压强等 考点二考点二 运用牛顿运动定律解题的主要运用牛顿运动定律解题的主要方法方法 常用的解题方法有：理想实验法、控常用的解题方法有：理想实验法、控制变量法、整体法与隔离法、正交分解制变量法、整体法与隔离法、正交分解法、数学解析法、图象法及临界条件判法、数学解析法、图象法及临界条件判断法等断法等.【例【例1】如图所示，一个盛水的容器底部有】如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔一小孔.静止时用手指堵

23、住小孔不让它漏静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下列几种运动过程中始水，假设容器在下列几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则终保持平动，且忽略空气阻力，则( ) A.容器自由下落时，小孔向下漏水容器自由下落时，小孔向下漏水 B.将容器竖直向上抛出，容器向上运动将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水小孔不向下漏水 C.将容器水平抛出，容器在运动中小孔将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水向下漏水 D.将容器斜向上抛出，容器在运动中小将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水孔不向下漏水【例【例2】 如

24、图所示，光滑斜面上质量相等的两如图所示，光滑斜面上质量相等的两木块木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态，平衡状态，B木块由挡板木块由挡板C挡住挡住.现用一沿斜面现用一沿斜面向上的拉力向上的拉力F拉动木块拉动木块A，使木块，使木块A沿斜面向沿斜面向上做匀加速直线运动上做匀加速直线运动.研究从力研究从力F刚作用在刚作用在A木木块的瞬间到木块块的瞬间到木块B刚离开挡板的瞬间这一过程，刚离开挡板的瞬间这一过程，并且选定该过程中木块并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原的起点位置为坐标原点，则如图所示图象中能表示力点，则如图所示图象中能表示力F和木块和木块A的

25、的位移位移x之间关系的是（之间关系的是（ ）【例【例3】如图所示，】如图所示，A、B两条直线表示在两条直线表示在A、B两地分别用竖直向上的力两地分别用竖直向上的力F拉质量分别为拉质量分别为mA、mB的两物体得出的加速度的两物体得出的加速度a与力与力F之间的关系之间的关系图象，分析图象可知下列说法：图象，分析图象可知下列说法：比较两地的比较两地的重力加速度有重力加速度有gA=gB；比较两物体的质量有比较两物体的质量有mAmB；比较两地的重力加速度有比较两地的重力加速度有gAgB；比较两物体的质量有比较两物体的质量有mAmB,其中正确的是其中正确的是（ ）A. B. C. D.以上说法都不对以上说

26、法都不对【例【例4】 如图所示，在小车的倾角为如图所示，在小车的倾角为的的光滑斜面上，有一小球被平行斜面的细光滑斜面上，有一小球被平行斜面的细线系住线系住.若要使小球对斜面无压力，小车若要使小球对斜面无压力，小车至少应以大小为至少应以大小为_的加速的加速度向度向_做匀加速运动做匀加速运动.若若要使小球对细线无拉力，小车至少应以要使小球对细线无拉力，小车至少应以大小为大小为_的加速度向的加速度向_做匀加速运动做匀加速运动.【例【例5】 如图所示，在倾角如图所示，在倾角=37的足的足够长的固定斜面上，有一质量够长的固定斜面上，有一质量m=1 kg的的物体，物体与斜面间动摩擦因数物体，物体与斜面间动

27、摩擦因数=0.2.物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力拉力F=9.6 N的作用，从静止开始运动，的作用，从静止开始运动，经经2 s绳子突然断了绳子突然断了.求绳断后多长时间求绳断后多长时间物体速度大小为物体速度大小为22 m/s.（已知（已知sin37=0.6,g取取10 m/s2） 【学生练习【学生练习1】一个物体受几个共点力】一个物体受几个共点力的作用而处于平衡状态，当其中一个力的作用而处于平衡状态，当其中一个力的大小逐渐减小到零然后又恢复到原值的大小逐渐减小到零然后又恢复到原值的过程中（的过程中（ ） A、其加速度先增大，后减小、其加速度先增大，后减小

28、 B、其加速度先增大，后反方向减小、其加速度先增大，后反方向减小 C、其速度一直在增大，最后达最大、其速度一直在增大，最后达最大 D、其最终将回到原来位置，并保持平、其最终将回到原来位置，并保持平衡状态衡状态 【学生练习【学生练习2】如图所示，自由下落的】如图所示，自由下落的小球，从它接触竖直放置的弹簧开始到小球，从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和所受外力的变化情况是（和所受外力的变化情况是（ ） A、合力变大、合力变大 B、速度变小、速度变小 C、合力先变小后变大、合力先变小后变大 D、速度先变大后变小、速度先变大后变小 【学生练习【学生练习3】从高空落下的石块，受到的】从高空落下的石块，受到的空气阻力与它的速度成正比，当下落速度空气阻力与它的速度成正比，当下落速度为为10m/s时，其加速度为时，其加速度为6m/s2，当它接，当它接近地面时做匀速运动求石块落地时的速近地面时做匀速运动求石块落地时的速度度_m/s 【学生练习【学生练习4】一架质量为】一架质量为50t的飞机着的飞机着陆后作匀减速直线运动，在跑道上滑行陆后作匀减速直线运动，在跑道上滑行了了600m后停止如果滑行时飞机受到后停止如果滑行时飞机受到的阻力是的阻力是1.5105N，飞机着陆的速度，飞