必修一 第四章 牛顿运动定律ppt

1、第四章第四章牛顿运动定律牛顿运动定律爱因斯坦把科学家探索自然爱因斯坦把科学家探索自然奥秘的努力，比做福尔摩斯奥秘的努力，比做福尔摩斯侦探小说中警员破案的过程侦探小说中警员破案的过程明显可见的线索却把人们引明显可见的线索却把人们引到错误的判断上去到错误的判断上去亚里士多德：必须有力作用亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动在物体上，物体才能运动伽利略：将人们引入歧途的伽利略：将人们引入歧途的是摩擦力是摩擦力没有摩擦力，球将永远运动没有摩擦力，球将永远运动下去下去伽利略的理想斜面实验伽利略的理想斜面实验笛卡尔：如果运动中的物体笛卡尔：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继没有受到力的作用

2、，它将继续以同一速度沿同一直线运续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原动，既不停下来也不偏离原来的方向。这应该成为一个来的方向。这应该成为一个原理，它是人类整个自然观原理，它是人类整个自然观的基石的基石 理想实验是科学研究中的一种重理想实验是科学研究中的一种重要方法，它把靠事实和理论思维结要方法，它把靠事实和理论思维结合起来，可以深刻地揭示自然规律。合起来，可以深刻地揭示自然规律。 人的思维创造出一直在改变的一人的思维创造出一直在改变的一个宇宙图景，伽利略对科学的贡献个宇宙图景，伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发

3、现点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。的重大意义。后来，英国科学家牛顿总结了后来，英国科学家牛顿总结了伽利略笛卡尔等人的研究成果，伽利略笛卡尔等人的研究成果，概括出一条重要的规律概括出一条重要的规律牛顿第一定律一一. .内容：内容：第一节牛顿第一定律 一、牛一律：一、牛一律：一切物体总保持匀速直线运一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变用在它上面的力迫使它改变这种状态这种状态注意：注意：牛顿第一定律描述一种理想状牛顿第一定律描述一种理想状态态物体不受力的作用。物体不受力的作用。牛顿第一定律说明：牛顿第一定律说明：“力不是维力不是维

4、持物体运动的原因持物体运动的原因”。从牛顿第一定律还可以得出：从牛顿第一定律还可以得出：“力是改变物体运动状态的原因力是改变物体运动状态的原因”。 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。牛顿第一定律又叫惯性定律二二. .惯性：惯性：3 .惯性是物体的一种属性，惯性是物体的一种属性，而不是一种力而不是一种力1.一切物体具有惯性。一切物体具有惯性。2.质量是惯性大小质量是惯性大小唯一唯一的量度。的量度。视频：科技馆惯性火车第二节第二节思考：力会引起运动状态的变化，也就是加速度。那么加速度到底跟那些因素有关呢？a F合a ma F合 a m保持m不变保持F合不变一、探究加速度与力、质量的

5、关系一、探究加速度与力、质量的关系a F合合a 1/m前面两式子可以改写成：前面两式子可以改写成：F=Kma。 k是比例常数。如果公式中的物理量选择合是比例常数。如果公式中的物理量选择合适的单位，可以使适的单位，可以使k=1，从而使公式简化。，从而使公式简化。国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单国际单位制中，力的单位是牛顿。牛顿这个单位是根据牛顿第二定律来这样定义的：位是根据牛顿第二定律来这样定义的：使质量使质量1千克的物体产生千克的物体产生1米米/秒秒2加速度的力，叫做加速度的力，叫做1牛牛顿顿。即：。即：1牛牛=1千克千克 米米/秒秒2 可见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以可

6、见，如果都用国际单位制的单位，在上式中就可以使使k=1，上式简化成：，上式简化成：F = ma这就是牛顿第二定律的公式。这就是牛顿第二定律的公式。 二、牛顿第二定律：二、牛顿第二定律：1 1、描述：物体的加速度的大小跟它、描述：物体的加速度的大小跟它所受的作用力成正比，跟它的质量成所受的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。相同。2、公式：、公式：F合=ma.（3）独立性：）独立性：每个力都独立产生各自的加速每个力都独立产生各自的加速度，与其它力无关，物体实际运动的加速度，与其它力无关，物体实际运动的加速度为这些加速度的矢量和，即合力产

7、生合度为这些加速度的矢量和，即合力产生合加速度。加速度。3、加速度与力、加速度与力（1）瞬时性：）瞬时性：加速度和力的关系是瞬时对应，加速度和力的关系是瞬时对应， a与与F同时产生，同时变化，同时消失；同时产生，同时变化，同时消失；（2）矢量性：）矢量性：加速度的方向总与合外力加速度的方向总与合外力方向相同方向相同.例：木箱质量例：木箱质量2kg，在水平向右的，在水平向右的外力外力F4N的水平作用力的作用的水平作用力的作用下由静止开始沿水平面向右运动，下由静止开始沿水平面向右运动，已知动摩擦因数已知动摩擦因数0.1，求经过，求经过5s木箱发生的位移？木箱发生的位移？（g10 m/ s2）12.

8、5m 例：一位工人沿水平方向推一原来例：一位工人沿水平方向推一原来静止的质量为静止的质量为45kg的运料车，推的运料车，推力为力为90牛，此时运料车的加速度是牛，此时运料车的加速度是1.8m/ s2，经过，经过5秒后这个工人停秒后这个工人停止推车，求小车从工人开始推车到止推车，求小车从工人开始推车到停下来一共走过多远的距离？（停下来一共走过多远的距离？（g10 m/ s2）S225m 例：一个物体质量为例：一个物体质量为5kg，放在地，放在地面上，现用一个竖直向上的拉力面上，现用一个竖直向上的拉力F令其从静止开始匀加速上升，在令其从静止开始匀加速上升，在3秒内上升的位移为秒内上升的位移为4.5

9、m，求此拉力，求此拉力F的大小。（的大小。（g10 m/ s2） 55N 例：重力为例：重力为G的消防队员从高为的消防队员从高为2m的平台上跳下，双脚着地后他用双的平台上跳下，双脚着地后他用双脚弯曲的方法缓冲，使自己的重心脚弯曲的方法缓冲，使自己的重心又下降了又下降了0.5m停下，在着地过程中，停下，在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力估计为地面对他双脚的平均作用力估计为多大？（多大？（g10 m/ s2）5G专题：专题： 牛二解题牛二解题步骤：步骤：确定研究对象（隔离个体确定研究对象（隔离个体 整体）整体）分析运动状态、受力分析运动状态、受力建立合适的直角坐标系建立合适的直角坐标系 （通常

10、以（通常以a为正方向）为正方向）列牛顿第二运动定律方程（两方向）列牛顿第二运动定律方程（两方向）列辅助方程列辅助方程 倾角为的斜面不光滑，动摩擦因数为，重力加速度为g，已知物体放在斜面上沿斜面加速下滑，求加速度a。mgsinfma Nmgcos0f=N )cos(singa质量为质量为20kg的物体静的物体静止在水平地面上，物止在水平地面上，物体与地面的动摩擦因体与地面的动摩擦因数为数为0.5，物体受到，物体受到100N斜向右上方与水斜向右上方与水平面成平面成37o夹角的拉力夹角的拉力F的作用沿水平面向右的作用沿水平面向右运动，运动， g取取10m/s2 ，求：物体运动的加速求：物体运动的加速

11、度度aF倾角为倾角为= 37o的固定斜的固定斜面动摩擦因数面动摩擦因数=0.5，g取取10m/s2，一个质量，一个质量m=10kg的物体以的物体以v0=10m/s的初速度冲上的初速度冲上斜面，求：（斜面，求：（1）物体）物体在斜面上能上升的最大在斜面上能上升的最大距离（距离（2）物体返回到）物体返回到斜面底端的速度斜面底端的速度vv0 一人随自动扶梯以加速度a2m/s2沿斜面向上匀加速运动，已知人的质量为m50kg，扶梯倾角37o，求人对扶梯的压力和摩擦力a例、质量为例、质量为20kg的物体静止在水的物体静止在水平地面上，物体与地面的动摩擦平地面上，物体与地面的动摩擦因数为因数为0.5，当物体

12、受到，当物体受到100N斜向斜向右上方与水平面成右上方与水平面成37o夹角的拉力夹角的拉力作用后，物体被拉动，作用后，物体被拉动， 6s末撤去末撤去水平拉力，求物体还能再运动多水平拉力，求物体还能再运动多远？远？（ 0.9m）第四节第四节 力学单位制：力学单位制：1、基本单位：长度单位、基本单位：长度单位m 时间单位时间单位s 质量单位质量单位kg 2、导出单位、导出单位：比如：比如v=x/t 速度单位速度单位m/s3、基本单位、导出单位一起组成单位制、基本单位、导出单位一起组成单位制m、kg、s、A、k、mol、cd（坎德拉（坎德拉、光强）、光强）第五节第五节 牛顿第三定律牛顿第三定律 两个

13、物体间的作用力是相互的，两个物体间的作用力是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体同时对这一个物体也施另一个物体同时对这一个物体也施加加了力。了力。物体间相互作用的这一对物体间相互作用的这一对力，通常称做作用力和反作用力力，通常称做作用力和反作用力 A A 对对 B B B B 对对 A A。 其中任何一个力叫做作用力，其中任何一个力叫做作用力，另一个力则叫做反作用力。另一个力则叫做反作用力。一、作用力和反作用力：一、作用力和反作用力： 两个物体之间的作用力和反两个物体之间的作用力和反作用力总是大小作用力总是大小相等相等，方向，方向相相反反，作用在同一条

14、，作用在同一条直线直线上。上。FNFN二、牛顿第三定律内容：二、牛顿第三定律内容：想一想：想一想：一对平衡力与一对相互作用力比较，有什一对平衡力与一对相互作用力比较，有什么相同点与不同点？么相同点与不同点？ 海豹对球的支持力与球对海海豹对球的支持力与球对海豹的压力是一对豹的压力是一对作用力和反作用力和反作用力。作用力。 海豹对球的支持力与球海豹对球的支持力与球的重力是一对的重力是一对平衡力平衡力FNFNFN专题：超重和失重专题：超重和失重 例：一质量为例：一质量为40kg的小孩站在升降机中的体的小孩站在升降机中的体重计上。（重计上。（1）当升降机以）当升降机以0.5m/s2加速上升时，加速上升

15、时，体重计的读数为体重计的读数为( )N。(2)当升降机以当升降机以0. 5m/s2的加速度减速下降时，体重计的读数为的加速度减速下降时，体重计的读数为( )N420420(3)当升降机以当升降机以0. 5m/s2的加速度加速下降时，的加速度加速下降时，体重计的读数为体重计的读数为( )N380力与（力与（ ）直接相关）直接相关加速度1、只要加速度竖直向上，超重。、只要加速度竖直向上，超重。2、只要加速度竖直向下，失重。、只要加速度竖直向下，失重。（与速度的方向没关系）（与速度的方向没关系）注意：物体的重力没有变注意：物体的重力没有变 例、一小孩站在升降机中，升降机的运动情例、一小孩站在升降机

16、中，升降机的运动情况如下时，判断超重、失重情况。况如下时，判断超重、失重情况。1、升降机加速上升、升降机加速上升2、升降机减速上升、升降机减速上升3、升降机加速下降、升降机加速下降4、升降机减速下降、升降机减速下降超重超重失重失重失重失重超重超重超重失重典型题超重失重典型题 质量为质量为m的物体在升降机中的台秤上，视的物体在升降机中的台秤上，视数为数为0.8mg，问升降机的运动状态？，问升降机的运动状态？n某人在地面上最多举起某人在地面上最多举起60kg的重物，而的重物，而在一电梯内可举起在一电梯内可举起80kg的重物，则电梯的重物，则电梯加速度为加速度为_？若电梯以？若电梯以2.5m/s2加

17、速上加速上升，则最多又能举起升，则最多又能举起_kg的物体？的物体？一个人站在磅秤上，在他一个人站在磅秤上，在他忽然蹲下的过程中，磅秤上读忽然蹲下的过程中，磅秤上读出的体重有无变化？如何变化出的体重有无变化？如何变化？专题：连结体问题专题：连结体问题处理方法：处理方法：a相同相同（1）个体）个体A+个体个体B（2）整体）整体+个体个体 木块A和B置于光滑的水平面上它们的质量分别为mA=2kg和mB=3kg。如图所示当水平力F=10N作用于左端A上，两物体一起加速运动时，求AB间的作用力大小 若AB与地面之间有摩擦力且动摩擦因数为0.1，求AB间的作用力大小 如图所示，木块如图所示，木块A质量为

18、质量为1kg，木块，木块B质质量为量为2kg，叠放在水平地面上，叠放在水平地面上，AB之间之间动摩擦因数为动摩擦因数为0.1，地面光滑，今用水平，地面光滑，今用水平力力F作用于作用于B，保持，保持AB相对静止的条件是相对静止的条件是F不超过多少？不超过多少？ 若力若力F作用于作用于A呢？呢？ 如图所示，木块如图所示，木块A质量为质量为1kg，木块，木块B质质量为量为2kg，叠放在水平地面上，叠放在水平地面上，AB之间之间动摩擦因数动摩擦因数1为为0.1，地面与，地面与B之间的动之间的动摩擦因数摩擦因数2为为0.2，今用水平力，今用水平力F作用于作用于B，保持，保持AB相对静止的条件是相对静止的

19、条件是F不超过多不超过多少？少？ 质量为m的物块A放在质量为M的斜面体的斜面上，和斜面体一起在动摩擦因数为的地面上向右做匀加速运动，如图所示。若物块与斜面体保持相对静止，斜面倾角为，重力加速度为g，求（1）加速度a（2）推力F 小车在水平面上向左作直线运动，车厢内用OA、OB两细线系住小球。球的质量m=4kg。线OA与竖直方向成 =37o角。g =10m/s2，求： （1）小车以5m/s的速度作匀速直线运动，求OA、OB两绳的张力？ （2）当小车改作匀减速直线运动，并在12.5米距离内速度降为零的过程中，OA、OB两绳张力各多大？ （3）小车如何运动时，可使OB绳所受拉力恰好为零？专题：弹簧瞬

20、间专题：弹簧瞬间弹簧瞬间弹簧瞬间cut the rope 如图所示，两个质量相同的物块悬挂如图所示，两个质量相同的物块悬挂稳定后，突然剪断稳定后，突然剪断AB之间的绳，加速之间的绳，加速度各为多大？若是剪断弹簧呢？度各为多大？若是剪断弹簧呢？两端有约束的弹簧的力瞬间不变两端有约束的弹簧的力瞬间不变(形变不瞬变形变不瞬变)AB绳上的力可瞬间变绳上的力可瞬间变 如图所示，当剪断如图所示，当剪断AB、OB瞬时，求瞬时，求两图中小球的加速度。两图中小球的加速度。 专题：传送带专题：传送带 水平传送带长L=4m，始终以v=2m/s的速率向右运动.现将一个物体从传送带的左端A无初速度释放（如图所示），已知物体与传送带间的动摩擦因数为0.2.求： （1）物体从左端A运动到右端B经历的时间； （2）这个物体放在传送带上后，传送带上将留下一段多长的摩擦痕迹； （3）如果提高传送带的运行