高中物理 牛顿运动定律课件 新人教版必修1

牛顿(IsaacNewton)英国伟大的物理学家、数学家、天文学家。牛顿在自然科学领域里作了奠基性的贡献，堪称科学巨匠。几个重要贡献：万有引力定律、经典力学、微积分学和光学。IssacNewton（1643-1727）

任何物体都要保持其静止或匀速直线运动的状态，直到受其它物体作用改变其运动状态为止。一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律给出力的概念；

力的起源：物体间的相互作用；

力的效果：改变了物体的运动状态。明确几点2.牛顿第一定律给出惯性的概念。

维持物体运动的是惯性；

改变物体运动的是力。1.牛顿第一定律给出力的概念；

力的起源：物体间的相互作用；

力的效果：改变了物体的运动状态。明确几点2.牛顿第一定律给出惯性的概念。

维持物体运动的是惯性；

改变物体运动的是力。3.惯性是物体固有的，物体的惯性有平动惯性和转动惯性，质点作平动时只有平动惯性。4.牛顿第一定律只适用于惯性参照系。

满足牛顿第一定律的参照系为惯性参照系

静止或匀速直线运动的参照系为惯性系。4.牛顿第一定律只适用于惯性参照系。

满足牛顿第一定律的参照系为惯性参照系

静止或匀速直线运动的参照系为惯性系。

物体的动量对时间的变化率与所加的外力成正比，并且发生在这外力的方向上。二、牛顿第二定律

物体的动量对时间的变化率与所加的外力成正比，并且发生在这外力的方向上。二、牛顿第二定律对低速运动物体，质量

m近似为常数，则对低速运动物体，质量

m近似为常数，则1.

不能直接应用于非惯性系，只适应惯性系。2.给出了惯性的确切定义：质量是物体惯性的量度；

质量越大，惯性越大，改变物体的运动状态就越不容易；1.

不能直接应用于非惯性系，只适应惯性系。2.给出了惯性的确切定义：质量是物体惯性的量度；

质量越大，惯性越大，改变物体的运动状态就越不容易；3.若作用在物体上的力不止一个，则牛二律写为：即:“力的叠加原理”4.外力与加速度之间的关系是瞬时的，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。5.分量形式直角坐标系：3.若作用在物体上的力不止一个，则牛二律写为：即:“力的叠加原理”4.外力与加速度之间的关系是瞬时的，即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。5.分量形式直角坐标系：自然坐标系：法向力切向力

分别作用在两个物体上的作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。三、牛顿第三定律注自然坐标系：法向力切向力(Theend)3.

F与F'大小相等方向相反，但作用在两个不同物体上，不是一对平衡力；2.

F与F'同时产生、同时消失。1.

F与F'

性质相同。

分别作用在两个物体上的作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。三、牛顿第三定律注§2.1.3牛顿定律的应用1.[定]定研究对象：几个物体连在一起需作隔离体，将内力视为外力；2.[画]画受力分析图：分析时可按照重力、弹力、摩擦力等的顺序画受力图；3.[列]列方程：建立坐标系，应用牛顿定律，列出力学方程；4.[解]求解结果。运用牛顿定律解决问题的思路和方法一、已知力求运动二、已知运动求力三、综合类☻通过加速度a，将力与运动量联系起来，

起“桥梁”作用。三类问题：例

质量为m的物体以初速度v0竖直向上抛出，若空气阻力f=-kv，v为物体t时刻速率。求上升最大高度及所需时间。解建立坐标系如图至最高点处:v=0,可解出:由(1)式及得:至最高点处:v=0,由(1)式及得:可解出:将(2)式代入上式得上升高度为:(解毕)将(2)式代入上式得上升高度为:(解毕)[解法2](解毕)[解法2]由对称性可知,水面为旋转抛物面。(解毕)二、已知运动求力例已知质点质量为m

，运动方程为，式中A、B为常数，求质点所受合外力?二、已知运动求力例已知质点质量为m

，运动方程为，式中A、B为常数，求质点所受合外力?解大小：6mBt方向：+y方向(解毕)大小：6mBt方向：+y方向(解毕)例匀质绳：m、l，水平，桌面光滑，物体质量为M

，水平作用力F，设绳子长度不变，求(1)绳作用在物体上的力；(2)绳上任意点的张力。(1)

分别以M与m作为对象，可列出方程:解例匀质绳：m、l，水平，桌面光滑，物体质量为M

，水平作用力F，设绳子长度不变，求(1)绳作用在物体上的力；(2)绳上任意点的张力。(1)

分别以M与m作为对象，可列出方程:解当时，(2)求绳上任意点的张力：设线密度，以dx

段绳为对象，则:当时，(2)求绳上任意点的张力：设线密度，以dx

段绳为对象，则:即轻绳内部张力处处相等。(解毕)对于轻绳，m<<M，则。即轻绳内部张力处处相等。(解毕)对于轻绳，m<<M,则。三、综合问题已知部分力和部分运动，求力和运动问题。例

质量为m的物体在摩擦系数为的平面上作匀速直线运动，问当力与水平面成角多大时最省力？三、综合问题已知部分力和部分运动，求力和运动问题。例

质量为m的物体在摩擦系数为的平面上作匀速直线运动，问当力与水平面成角多大时最省力？解受力分析，建立坐标系，物体受力分析如图。联立得：即分母有极大值，F有极小值。令由于联立得：即分母有极大值，F有极小值。令由于当时最省力。(解毕)§2.2非惯性系惯性力一、惯性系与非惯性系定义惯性参照系：该参照系中的任何物体若不受外力作用或合外力为零时，该物体只作匀速直线运动或保持静止状态，即满足牛顿第一定律。☻牛顿定律只适应于惯性参照系。☻常见的惯性参照系：太阳参照系、地心参照系、地面参照系等。☻相对于惯性系作匀速直线运动的参照系皆为惯性系。太阳参照系太阳绕银河系ω≈8.0×10-12rad/s。☻牛顿定律只适应于惯性参照系。☻常见的惯性参照系：太阳参照系、地心参照系、地面参照系等。☻相对于惯性系作匀速直线运动的参照系皆为惯性系。地心参照系所以地心参照系近似为惯性参照系。地面参照系：地面是近似的惯性系，而不是严格的惯性系，因为地球有自转角速度≈7.3×10-5rad/s

，由于地球的自转，地球上的物体有法向加速度。

FK4参考系FK4参考系是以选定的1535颗恒星的平均静止的位形作为基准的参考系，是比以上参考系都严格的惯性系。二、力学相对性原理设两惯性系的相对速度:

常矢量

对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相同的形式，在一惯性系内部所作的任何力学实验，都不能确定该惯性系相对于其他惯性系是否在运动。三、非惯性系中牛顿定律的有条件应用【定义】：惯性力大小：则：在非惯性系中对物体进行受力分析时，额外引入惯性力，即可直接应用牛顿定律。方向：与反向。惯性系:满足牛顿定律！非惯性系:，但引入：，则满足牛顿定律！，且地面参照系转台参照系1.惯性力不是客观存在的力，是虚拟力，所以惯性力无反作用力。2.只有在非惯性系中，物体才受到惯性力的作用。3.在非惯性系中应用牛顿定律时，必须注意是物体相对于非惯性系的加速度，由此求出的也是相对于非惯性系而言的。交叉潮回头潮自然现象中的惯性力☻表现重力：与纬度值有关。☻潮汐：一日两次涨落例已知θ，m，M，光滑斜面及光滑地面。当物体下滑时，求物体相对于斜面的加速度及其对斜面的正压力。解设：斜面相对于地面