牛顿运动定律课件

牛顿运动定律一、牛顿第一定律：理解：1.任何物体都具有惯性；2.物体平衡的条件是合外力为零；3.物体的运动不需要力来维持；4.力是改变物体运动状态的原因。二、牛顿第二定律：1.公式：

2.理解：（一）牛顿第二定律反映了：a与F合的：①数学关系；（a与F合的大小成正比）②方向关系；（a的方向总是与F合的方向相同）③因果关系；（F合是产生a的原因；a是F合作用在物体上的结果）④瞬时关系；（a随F合的变化而随时变化）⑤单位关系；（1N＝1kg/m2）（二）牛顿第二定律揭示了：惯性由物体质量大小量度。例：设F1的反作用力为F2，平衡力为F3，则有：A.F2、F3与F1的大小相等，方向相反；B.F1、F2、F3有同一作用点；C.F2、F3与F1必是同一性质的力；D.F1消失，F2、F3也同时消失。四、超重与失重：实质：加速度的方向向上时超重；加速度的方向向下时失重。五、运动和力的关系：六、牛顿运动定律的应用1.基本方法：正交分解法（一般以a为X轴的正方向）例1：升降机中固定一光滑斜面，斜面倾角300，斜面上的弹簧下端连着4kg的物体。当升降机以加速度2m/s2加速下降时，求：①弹簧的弹力f＝？②斜面的支持力N＝？例2；已知OA、OB能承受mg的拉力，OC能承受2mg的拉力。则升降机上升的最大加速度am＝？OABC2.深刻理解牛顿第二定律的内涵：F与a是矢量，且方向总是一致。例1：光滑斜面固定在小车上，小车以恒定的加速度向右运动，这时放在斜面上的物体相对斜面静止，这时加速度的大小a=？例2：光滑球恰好放在木块的圆弧槽中，它的左边接触点为A，槽的半径为R，且OA与水平线成α角，通过实验知道：当木块的加速度过大时，球可以从槽中滚出，圆球质量为m（各种摩擦不计）。则木块向右的加速度最小为多大时，球才能离开槽？A例4：质量2kg的物体在竖直平面内运动到A点时的速度VA＝10m/s，方向与竖直成600角。①为了使物体沿AB方向以加速度a＝10m/s2匀加速运动到B点，则必须对物体施加一个怎样的力？②为了使物体从A匀减速地向B运动，则必须对物体施加的最小力的大小、方向如何？此时物体沿AB方向的最大位移是多少？（不计空气阻力）BA3.牛顿定律中的瞬间问题

弹性体的弹力不能发生突变（弹簧、橡皮筋、海棉…..）

刚体的弹力可发生突变（杆、绳…..）例1：例2：θθ小结外界条件改变的瞬间，弹性体的作用力与改变前一样，计算加速度应以改变前的状态进行研究；刚体的作用力与改变前无关，计算加速度应以改变后的状态进行研究。4.牛顿定律中的动态问题例1：轻质弹簧固定于地面竖直放置，当质量为m的小球自某一高度下落到弹簧上时，试分析小球从下落到最低点的过程中的运动性质。例2：质量为的物体与竖直墙壁间的滑动摩擦系数为μ，力F＝kt。试分析从t＝0开始后物体的运动性质。F例5：图示为一根质量可忽略不计的轻弹簧，其劲度系数为K，下面挂一个质量为m的砝码A，手拿一块质量为M的木板B，用木板B托住A往上压缩弹簧，此时如突然撤去木板B,则A向下的加速度为a（a>g）。现用手控制使B以a／3向下做匀加速直线运动。求：砝码A做匀加速直线运动的时间；AB例6：飞机着陆时速率为50m/s,滑行时所受摩擦阻力其自身重力的0.5倍,问经过20s,飞机通过的位移为多少?变1：若将上题中的飞机改为物体,且物体质量m=5kg,在光滑水平面上以V0=10m/s运动时,受到一与运动方向相反的F=10N的恒力作用,求物体在15s内通过的位移。变3：上题中若物体与地面间的滑动摩擦系数为0.3，则物体在15s内通过的位移为多少？变4：试讨论在一段时间内的运动情况；VOθ变2：若物体滑到皮带的中点时，皮带轮开始以逆时针方向匀速转动，则物体下滑到皮带末端所需时间如何变化？变3：若皮带以V0顺时针转动，将物体轻放于皮带轮顶端，试讨论物体下滑到底端所需时间。5.连接体问题例1：质量M的小车放在光滑水平面上，车上的人的质量为m，当人用力F拉动绳子时，试讨论人与车间的摩擦力。例2：A、B两物体放在光滑水平面上，质量分别为MA＝1，MB＝2，当水平拉力F作用于A物体上时，保持A、B相对静止的最大值为12N，则当F作用于B物体上时，为保持A、B相对静止，F的最大值不能超过多少？ABF例3：光滑水平面上紧挨放着甲、乙两个物体，质量分别为m1和m2，且m2=2m1，乙受到水平拉力F2＝2N，甲受到一个随时间变化的水平推力F1＝9－2t（N），当t＝

s时，甲、乙两物体开始分离。F1F2甲乙例4：质量为m的小物块A放在质量为M的木板B的左端，B在水平拉力的作用下沿地面匀速向右滑动。且A、B相对静止，某时刻撤去水平拉力，则经一段时间后，B在地面上滑行了一段距离X，A在B上向右滑行了一段距离L，最后A和B都下来。已知A、B间的动摩擦系数为μ1，B与地面间的动摩擦系数为μ2，且μ2>μ1。求X的表达式。AB六、应用型题型例1：在一种能获得强烈失重、超重感觉的大型娱乐设施中，用电梯把乘有十多人的座舱，送到大约二十几层楼高的高处，然后让座舱自由下落，落到一定位置时，制动系统开始启动，座舱匀减速运动到地面时刚好停下，已知座舱开始下落的高度为76m，当落到离地面28m时开始制动。若某人手托着质量为5kg的铅球进行这个游戏。问：①当座舱落到离地面高度为40m左右的位置时，托着铅球的手感觉如何？②当座舱落到离地面高度为15m左右的位置时，手要用多大的力才能托住铅球？例2．在海滨乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图示，人坐有滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道的动摩擦因数均为μ=0.50，斜坡的倾角θ=37°（sin37°=0.6，cos37°=0.8），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。（1）人从斜坡滑下的加速度为多大？（2）若由于场地的限制，水平滑道的最大距离BC为L=20.0m，则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少？图16例4：“神舟”五号飞船完成了预定的空间科学和技术实验任务后返回舱开始从太空向地球表面按预定轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降，穿越大气层后，在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下落，这一过程中若返回舱所受空气摩擦阻力与速度的平方成正比，比例系数（空气阻力系数）为k，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落。从某时刻开始计时，返回舱的运动v—t图象如图中的AD曲线所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线交于横轴一点B，其坐标为（8,0），CD是曲线AD的渐进线，假如返回舱总质量为M=400kg，g=10m/s2，求（1）返回舱在这一阶段是怎样运动的？（2）在初始时刻v=160m/s，此时它的加速度是多大？（3）推证空气阻力系数k的表达式并计算其值。图10若返回舱所受空气摩擦阻力与速度的平方成正比，比例系数（空气阻力系数）为k，所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落。从某时刻开始计时，返回舱的运动v