高中物理选考一轮总复习课件专题三牛顿运动定律基础篇

高中物理选考一轮总复习课件专题三牛顿运动定律基础篇汇报人：XX20XX-01-17contents目录牛顿运动定律概述牛顿运动定律的应用牛顿运动定律与圆周运动牛顿运动定律与万有引力牛顿运动定律的实验验证牛顿运动定律的拓展应用01牛顿运动定律概述惯性定律物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。揭示了物体固有属性——惯性物体具有保持原来运动状态不变的性质。牛顿第一定律物体的加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比，加速度方向与合外力方向相同。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。牛顿第二定律揭示了力与运动的关系加速度定律作用与反作用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，作用在同一条直线上。揭示了物体间相互作用的本质力总是成对出现，一个物体对另一个物体施力时，同时也受到另一个物体对它的反作用力。牛顿第三定律02牛顿运动定律的应用

质点运动学方程位移、速度和加速度描述质点位置、速度和加速度变化的物理量，是质点运动学的基础。匀变速直线运动加速度恒定的直线运动，其位移、速度和加速度之间满足一定的关系。抛体运动质点在重力作用下沿抛物线轨迹的运动，包括平抛和斜抛两种情况。物体在不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律物体加速度与所受合外力成正比，与物体质量成反比，即F=ma。两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上。030201动力学方程物体所受合外力的冲量等于物体动量的变化量，即Ft=mv2-mv1。动量定理在不受外力或所受合外力为零的系统中，系统总动量保持不变。动量守恒定律应用动量守恒定律解决碰撞问题，包括弹性碰撞和非弹性碰撞两种情况。碰撞问题动量定理和动量守恒定律03牛顿运动定律与圆周运动质点沿圆周路径的运动，称为圆周运动。圆周运动定义物体在圆周上运动一周，其速率不变的运动，叫做匀速圆周运动。匀速圆周运动角速度是描述物体绕圆心旋转快慢的物理量，线速度是描述物体沿圆周运动快慢的物理量。角速度、线速度圆周运动的基本概念向心加速度是指物体做圆周运动时，指向圆心方向的加速度，它描述的是物体速度方向改变的快慢的物理量。向心力和向心加速度的关系向心加速度与向心力成正比，与物体质量成反比。向心力是指物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力，向心力的大小与物体的质量、线速度和角速度有关。向心力和向心加速度03天体运动把天体运动看成是匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，根据牛顿第二定律列式求解。01竖直面内的圆周运动分析物体在竖直面内做圆周运动的条件，如最高点、最低点的受力情况和运动情况。02水平面内的圆周运动例如汽车过拱桥、火车转弯、圆锥摆等，分析物体在水平面内做圆周运动的条件。圆周运动的实例分析04牛顿运动定律与万有引力自然界中任何两个物体都存在相互吸引的力，这种力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。万有引力定律的内容F=G*m1*m2/r^2，其中G为万有引力常量，m1和m2分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。万有引力定律的公式适用于两质点间的相互作用，在物体间的距离远大于物体本身的大小时，此公式也近似适用。万有引力定律的适用范围万有引力定律第一定律（轨道定律）指出所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；第二定律（面积定律）指出行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等；第三定律（周期定律）指出行星绕太阳一周的公转周期的平方与它们轨道半长轴的立方成正比。行星绕太阳的运动可近似看成匀速圆周运动，向心力由太阳对行星的万有引力提供。通过测量卫星绕行星表面运行的周期和轨道半径，可以计算出行星的质量。开普勒三定律万有引力提供向心力天体质量的计算天体运动的基本规律人造地球卫星是环绕地球在空间轨道上运行的无人航天器，其发射、运行和返回都受到万有引力的影响。第一宇宙速度（环绕速度）是卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度；第二宇宙速度（脱离速度）是物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球的所需要的最小初始速度；第三宇宙速度（逃逸速度）是在地面上发射的物体摆脱太阳引力束缚，飞出太阳系所需的最小初始速度。随着人类对宇宙探索的不断深入，航天技术得到了飞速发展，包括卫星通信、载人航天、深空探测等方面。人造地球卫星宇宙速度航天技术的发展万有引力与航天技术05牛顿运动定律的实验验证验证牛顿第二定律，探究加速度、力和质量之间的关系。实验目的牛顿第二定律指出，物体加速度的大小与所受合力成正比，与物体质量成反比。通过测量不同质量物体在不同力作用下的加速度，可以验证这一定律。实验原理实验目的和原理实验器材和步骤实验器材：光滑斜面、小车、砝码、细绳、打点计时器、纸带、复写纸、刻度尺等。实验步骤1.安装好实验器材，将打点计时器固定在斜面上，纸带穿过打点计时器并与小车相连。3.让小车从斜面上同一高度由静止释放，同时开启打点计时器记录小车的运动情况。4.重复实验多次，获取足够的数据。2.在小车上放置不同质量的砝码，以改变小车的质量。数据处理01通过测量纸带上相邻两点间的距离，可以计算出小车的加速度。根据牛顿第二定律，可以进一步得到小车所受的合力。数据分析02将实验数据绘制成图表，可以直观地看出加速度、力和质量之间的关系。通过对比实验数据和理论预测值，可以验证牛顿第二定律的正确性。实验结论03实验结果表明，在误差允许范围内，加速度与力成正比、与质量成反比，从而验证了牛顿第二定律的正确性。同时，实验结果也说明了牛顿运动定律在宏观低速领域具有广泛的应用价值。实验数据分析和结论06牛顿运动定律的拓展应用引入惯性力在非惯性系中，为了应用牛顿运动定律，需要引入惯性力，其大小等于物体质量与非惯性系加速度的乘积，方向与加速度方向相反。非惯性系定义相对于惯性系做加速运动的参考系，牛顿运动定律在非惯性系中不成立。应用举例在旋转的非惯性系中，物体受到的惯性力为离心力，其大小等于物体质量与旋转半径的乘积，方向与旋转半径垂直。非惯性系中的牛顿运动定律相对论效应在高速运动的物体上，牛顿运动定律不再适用，需要考虑相对论效应，如时间膨胀、长度收缩等。质能关系爱因斯坦提出的质能关系$E=mc^2$揭示了质量和能量之间的等效性，为相对论力学提供了基础。四维时空相对论将时间和空间统一为四维时空，物体的运动轨迹为四维时空中的世界线。相对论中的牛顿运动定律在微观领域，牛顿运动定律不再适用，需要用量子力学来描述物体的运动规律，如波粒二象性、不确定性原理等。量子化现象薛定