第12讲经典力学基石：牛顿三大定律一

1、xueersi学而思网校r经典力学基石：牛顿三大定律(一)一个简单而又复杂的问题“车为什么运运动学：研究物体怎样运动动力学：研究物体为什么这样运动物体的运动需要力去维持!亚里士多德在利存才能使礼物箱继 有力的作用物t拉伤加大格正晟你的自得、充着.智慧知收获.卞亚里士多德亚里士多德：力是维持运动的原因(Aristotle ,前 384-前 322)恩格斯：最博学的人哈佛大学校训：让柏拉图与你为友，让亚里士多德与你为友，更重要的，让真理与你为友伽利略凭借他深邃的思想和超人的睿智，巧妙地设计了一个使用对接斜面的理想实验，成功地揭示了力和运动关系的真谛。伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命

2、的先驱。历史上他首先在科学实验的基础上融会贯 通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播N.哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。他以系统的 实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观，开创了以实验事实为根据并具有严 密逻辑体系的近代科学。因此，他被称为“近代科学之父”。他的工作，为I.牛顿的理论体系的建立奠定了基础。xueersi学而思网校伽利略理想实验力不是维持物体运动的原因牛顿(1642-1727)力不是维持物体运动的原因代表人物对力和运动关系的看法亚里士多德 （Greece）力

3、是维持物体运动的原因伽利略 (Italy)力不是维持物体运动的原因，它 只是使物体加速或者戒速的原因匚笛卡尔 (France)一个不受外界任何影响的运动着的物 体，将保持原来的运动，一个蜉止的 不受外界影响的物体，将保持静止.英国物理学家牛顿在伽利略、笛卡尔等前辈科学家研究的基础上，在他的名著自然哲学的数学原理 书中，总结出了动力学的一条最基础的定律： 二、牛顿第一定律（Newton first law ）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止。1）说明了物体不受力时的状态：匀速直线运动或静止状态。2）说明了力的作用：力是改变物体运动状态的原因。3）揭

4、示了一切物体都具有的一种固有属性-惯性。4）牛顿第一定律不是实验定律。物体保持匀速直线运动或静止状态的特性，叫做惯性 （inertia）。所以牛顿第一定律又叫做惯性定律 说明：. 一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。.惯性与物体的运动状态形式无关，与物体的受力情况无关。.惯性只与质量有关，质量大的物体惯性大。惯性为什么会出现这些现象呢?拉伯却义格记晟徐的自信、羽着,咨慧如收获,xueersi学而思网校. 一个运动的物体，假若某瞬间撤掉所有的外力，物体将怎么样.对于牛顿第一定律的看法，下列观点正确的是 （）A .验证牛顿第一定律的实验可以做出来，所以惯性定律是正确的B .验证牛顿第一定

5、律的实验做不出来，所以惯性定律不能肯定是正确的C.验证牛顿第一定律的实验做不出来，但可以经过在事实基础上，进一步科学推理得出惯性定律D .验证牛顿第一定律的实验虽然现在做不出来，但总有一天可以用实验来验证。.竖直向上托起的排球，离开手后能继续向上运动，这是由于（）A .排球受到向上的托力B.排球受到惯力C.排球具有惯性D.排球受到惯性的作用4. 一切物体都有惯性，但是 （）A.运动时的惯性比静止时的惯性大B.运动越快，物体的惯性越大C.物体受力越大，惯性越大D.物体的惯性在任何情况下都是不变的.氢气球下面吊着一个重物升空，若氢气球突然爆炸，那么重物将（）A.先竖直上升，后竖直下落B,匀速竖直下

6、落C.加速竖直下落D.匀速竖直上升. 一个物体保持静止或匀速运动状态不变，这是因为（）A.物体一定没有受到任何力B.物体一定受到两个平衡力作用C.物体所受合力一定为零7 .一天，下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了。D.物体可能受到两个平衡力作用列车进站过程中，他发现大小力的作用-改变运动状态,改变y 4I方向产生了加速度力是改变运动状态的原因力是产生加速度的原因我们来探究一下力和加速度与质量之间的关系研究方法：控制变量法质量m 一定 研究加速度a和外力F的关系外力F 一定研究物体的加速度 a和质量m的关系一.3xueersi学而思网校实验设计如图所示的实验装置，取两个质

7、量相同的小车放在光滑的水平板上，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个盘,盘里分别放着数目不等的祛码，使两个小车在拉力作用下做加速运动，拉力F的大小可以认为等于祛码（包 括祛码盘）的重量。F的大小，可以通过增、减祛码来改变，车的后端也分别系上绳。用一只夹子夹住两根 细绳，以同时控制两辆小车，使它们同时运动和停止运动。实验原理：根据物体做匀变速运动规律x= 1 at22在相等时间的情况下，物体加速度a ocx我们测量小车运动的位移就可以得到加速度的情况对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在它上面的力成正比包=旦或者a8 F& F 2在相同的力作用下，物体的加速度与它们的质量成反比。%=皿 或者a- 1

8、氏 mma8 FF0c mamFoe kma（k为比例常数）K=?在国际单位制中，质量的单位是千克 （kg）,加速度的单位是米/秒2（m/s2）。使质量为1千克的物体产生1米/秒2加速度的力，定义为 1牛顿。F=kmaI LU3牛幅秒2 “】牛=1千克，米饿2.牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。.牛顿第二定律的数学表达式：F=kma.比例常数k与式中物理量单位的选取有关，若各量的单位均用国际单位制中单位，则。 牛顿（N）力的规定：使质量为 1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做 1N。 牛顿第二定律：F= ma （各量用国际制单位）成份翔义将记晟你的自信

9、、沉默智慧知收获.xueersi学而思网校同体性：是指 F合、m和a都是对于同一个物体而言的。矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取决于合外力的方向。牛顿第二定律公式是一个 矢量式。瞬时性：是指加速度与合外力存在瞬时对应关系，无论物体所受合外力的大小和方向如何变化，物体运 动的加速度大小和方向总与合外力同步变化。独立性：是指作用在物体上的每个力都将独立地产生各自的加速度，与物体是否受其他力的作用无关， 我们常称之为力的独立作用原理。合力的加速度即是这些加速度的矢量和8.静止在光滑水平面上的物体， 受到一个水平拉力作用，在力刚开始作用的瞬间， 下列说法中正确的是（）A.物体立即获得加

10、速度和速度B.物体立即获得速度，但加速度仍为零C.物体立即获得加速度，但速度仍为零D.物体的速度和加速度均为零例190角的两个力的作用，这两个力都是14牛,光滑水平面上一质量为 2.0千克的物体，受到水平方向互成 这个物体产生的加速度的大小和方向各如何？用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤:确定研究对象；进行受力分析和运动状态分析，画出受力的示意图；求出合力F合 由F合=ma列式求解【例2】质量为8X103千克的汽车在起动时所受牵引力为1.45X 104牛顿，阻力为 2.5X103牛顿。求汽车此时的加速度为多少？方向如何？【例3】物体在力F作用下获得正西方向的加速度4m/s2 ，在力F1和F2共

11、同作用下获得正北方向3m/s2的加速度，那么只在F2作用下，产生的加速度大小为 。从牛顿第定律知道无论怎样小的力都可以使物体产牛加速度可我们用力提一个很重的卿体时F却提不动 这跑牛帧第.二定律有无矛盾？为什么？兹彷翔义将记寻他的自信、况看、智慧为收萩.xueersi学而思网校课后作业【例1】伽利略的理想实验证明了 ()A.要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将要静止B.要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动C.物体不受外力作用时，一定处于静止状态D.物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态【例2】 伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关

12、的实验程序内容 如下：(1)减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度.(2)两个对接的光滑斜面，使静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面.(3)如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度.(4)继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速运动.请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项中正确的是：()A.事实2一事实1 一推论3一推论4B.事实2一推论1 一推论3一推论4C.事实2一推论3一推论1 一推论4D.事实2一推论1 一推论4【例3】 下列物理现象中，可以用牛顿第一定律解释的是()A.在跳高起跳时，人对

13、地面的压力增大B.旋转雨伞，其边缘的水沿切线方向飞出C.用铲子往锅炉里送煤D,从正在竖直上升的气球上落下的重物做竖直上抛运动【例4】 有一仪器中的电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块， 其前后两端用两弹簧相连接，把此仪器固定在一辆汽车上，当汽车起动时哪一只灯泡亮？当汽车刹车时哪一只灯泡亮？试说明为HTnnnr什么？【例5】物体运动的速度方向加速度方向和所受合外力方向关系是()A,速度方向、加速度方向和所受合外力方向总是相同的B.合外力的方向跟加速度方向总是相同的，速度方向可能不同C.速度方向跟加速度方向总是相同的，但合外力方向可能不同D.物体的速度是由合外力产生的，所以速度方向总与合外力同向【例6】 质量为m的物体，在两个大小相等，夹角为120 口的共点力作用下，产生的加速度大小为a,当两个力的大小不变，夹角变为0时，物体的加速度大小变为 ;夹角变为90 13时，物体的加速度大小变为.答案【例1】D【例2】C【难度】2星【题型】选择【例3】BCD【考点】牛顿第一定律区份加义将记晟你的自信、诉着.咨慧如收获,xueersi学而思网校【例4】当汽车起动时，绿灯亮；当汽车刹车时，红灯亮.【考点】惯性【难度】3星