第五节 牛顿运动定律

第五节牛顿运动定律

前面我们学习了怎样描述物体的运动，但是没有讨论物体为什么会做这种或那种运动。要讨论这个问题，必须知道运动和力的关系。控制交通工具的速度，研究天体运动，计算人造地球卫星的轨道等，都涉及运动和力的关系。英国科学家牛顿在1687年出版了他的名著《自然哲学的数学原理》。在这部著作中，牛顿提出了三条运动定律——牛顿运动定律。一、牛顿第一运动定律

1．牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有力迫使它改变这种状态为止。

2．惯性：物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。

当汽车突然开动的时候，汽车里的乘客为什么会向后面倾斜？当汽车突然停止的时候，情况又如何？？

当木板车碰到障碍物时，木块的下部由于摩擦力的作用而停止运动，但木块的上部由于惯性，仍将保持原来的运动状态，所以会向前倾倒。观察木板车碰到障碍物时的现象当汽车突然开动的时候，汽车里的乘客会向后面倾斜。这是因为汽车已经开始前进，乘客的下半身随车前进，而上半身由于惯性还要保持静止状态的缘故；当汽车突然停止的时候，汽车里的乘客会向前面倾斜。这是因为汽车已经停止，乘客的下半身随车停止，而上半身由于惯性还要以原来速度前进的缘故。

c．惯性定律是物体不受外力作用时所遵从的运动规律，与物体的速度无关。说明：a．惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。b．不论物体处于什么状态，物体都具有惯性。

d．力是改变物体运动状态的原因——力是物体产生加速度的原因。牛顿第一定律的现实意义：牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态，即物体不受别的物体作用的状态。实际上，不受别的物体的作用的物体是不存在的。只是当其他物体对该物体的作用互相抵消时，该物体的运动状态才不会改变。因此，牛顿第一定律对应的现实问题，就是物体在平衡力的作用下保持静止状态或匀速直线运动状态。二、牛顿第二运动定律力物体的加速度与哪些因素有关呢？？改变物体运动的状态产生加速度两个质量相同的小车受到的拉力F1、F2不同，运动的加速度a1、a2不同。1．物体质量一定时加速度和力的关系

a1∶a2=F1∶F2F2F1

a1a2实验证明：小车的加速度与拉力的关系为物体质量一定时，物体的加速度与物体所受的作用力成正比，即两个总质量分别为m1和m2的小车，受到相同的拉力，运动的加速度a1、a2不同。2．物体受力一定时加速度和质量的关系

物体受力一定时，物体的加速度与物体的质量成反比，即FF实验证明：小车的加速度与小车总质量的关系为

a1a23．牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，即说明加速度和力都是矢量，它们既有大小又有方向。牛顿第二定律不但确定了加速度和力的大小之间的关系，还确定了它们的方向之间的关系：加速度的方向跟引起这个加速度的力的方向相同。例题5一个原来静止的物体，质量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s内通过的路程是多少？已知：m

=

7kg，F=

14N，t=5s。求：vt

和s。解：三、牛顿第三运动定律当你鼓掌时，双手有什么感觉呢？？脚球脚对球的力——作用力球对脚的力——反作用力反作用于作用于1．作用力与反作用力作用力与反作用力：发生在两个物体间并且同时成对出现的相互作用力，称为作用力与反作用力。FFF——圆柱体对地面的压力（作用力）（反作用力）。F

——地面对圆柱体的支持力力（反作用力）（作用力）SN磁铁和铁条互相吸引，木塞相向运动。磁铁对铁条的吸引力——作用力铁条对磁铁的吸引力——反作用力2．作用力与反作用力的性质（1）作用力与反作用力总是同时产生，同时消失。（2）作用力与反作用力属于同种性质的力。（3）作用力与反作用力作用在两个不同的物体上，不是平衡力。喷气式飞机由于高速喷出的气体给它的反作用力才得以前进。划船是由于水给木桨的反作用力使船前进。作用力和反作用力的大小存在什么关系呢？演示实验1

无论手拉弹簧的力如何改变（变大或变小），两个弹簧秤的示数也随着改变，但两个弹簧秤的示数总是相等的。

当给电磁铁通电时，发现弹簧秤的读数增加，测力计上的读数减少，而且弹簧秤增加的读数和测力计上减少的读数相等。演示实验2

3．牛顿第三定律：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，作用在一条直线上，这就是牛顿第三定律。

注意：作用力和反作用力与平衡力的区别与联系相同点不同点作用力和反作用力平衡力两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上作用在不同物体上的两个力作用在同一物体上的两个力牛顿第三定律在生产和生活中的应用

汽车的发动机驱动后轮转动，由于轮胎和地面间有摩擦，车轮向后推地面，地面给车轮一个向前的反作用力，使汽车前进。汽车的牵引力就是这样产生的。如果把后轮架空，不让它跟地面接触，这时让发动机驱动后轮转动，由于车轮不推地面，地面也不产生向前推车的力，汽车就不能前进。随堂练习

对于马拉车，有同学说：“马拉车、车拉马，这两个力大小相等，方向相反，所以无论如何马也拉不动车”，这种说法正确吗？请用学过的知识给予正确的解释。作业