牛頓第一定律 慣性應(yīng)用 牛頓第二定律

1、第三章 運動和力第一節(jié) 牛頓第一定律一個簡單而又復(fù)雜的問題一個簡單而又復(fù)雜的問題 “車為什么總要停下來呢？”一個簡單而又復(fù)雜的問題一個簡單而又復(fù)雜的問題“你不推了它還你不推了它還不停嗎？要想不停嗎？要想讓物體運動，讓物體運動，一定要用力推一定要用力推著它才行！著它才行！”討論討論 靜止的物體若沒有力的作用是運靜止的物體若沒有力的作用是運動不起來，說明物體不受力的作動不起來，說明物體不受力的作用，就不能運動。用，就不能運動。 運動的物體若去掉推力后就會停運動的物體若去掉推力后就會停下，說明物體不受力的作用，就下，說明物體不受力的作用，就不能運動。不能運動。 亞里士多德亞里士多德(Aristotl

2、e,(Aristotle,前前384-384-前前322)322) 恩格斯恩格斯: :最博學(xué)的人最博學(xué)的人 哈佛大學(xué)校訓(xùn)哈佛大學(xué)校訓(xùn): :讓柏讓柏拉圖與你為友拉圖與你為友, ,讓亞讓亞里士多德與你為友里士多德與你為友, ,更重要的更重要的, ,讓真理與讓真理與你為友你為友伽利略伽利略(Galileo,1564-1642)(Galileo,1564-1642) 愛因斯坦愛因斯坦：伽利：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法是人類推理方法是人類思想史上的最偉思想史上的最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，大的發(fā)現(xiàn)之一，而且標志著物理而且標志著物理的真正開端的真正開端。伽利略理想實驗客觀事

3、實：小球從一個斜面的高處滾下，客觀事實：小球從一個斜面的高處滾下， 會滾上另一個對接的斜面，摩會滾上另一個對接的斜面，摩 擦力越小，越接近原來的高度擦力越小，越接近原來的高度假假 想：摩擦力大小為零，觀察小球在另想：摩擦力大小為零，觀察小球在另 一個斜面的運動情況一個斜面的運動情況推推 理：小球?qū)_到同一高度理：小球?qū)_到同一高度 對接斜面傾角越小，運動距離越遠對接斜面傾角越小，運動距離越遠 對接斜面傾角為零，小球永遠運動對接斜面傾角為零，小球永遠運動實驗次數(shù)實驗次數(shù) 表面材料表面材料 阻力大小阻力大小 滑行距離滑行距離速度變化快慢速度變化快慢1毛巾毛巾2棉布棉布3木板木板推理想象推理想象

4、 理想平面理想平面 伽利略提出：力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因。補充補充 笛卡兒笛卡兒(Descartes,1596-1650)(Descartes,1596-1650)如果沒有其他原如果沒有其他原因因, ,運動的物體將運動的物體將繼續(xù)以同一速度繼續(xù)以同一速度沿著一條直線運沿著一條直線運動動, ,既不會停下來既不會停下來, ,也不會偏離原來也不會偏離原來的方向的方向. .牛頓牛頓(Newton,1642-1727)(Newton,1642-1727)牛頓第一定律： 一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止說明：說明：（1 1） 物體不受外力時

5、的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)物體不受外力時的狀態(tài)是勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，說明力不是維持物體運動的原因?；蜢o止狀態(tài)，說明力不是維持物體運動的原因。（2 2） 外力的作用是迫使物體改變其運動，說明力外力的作用是迫使物體改變其運動，說明力是使物體運動速度改變的原因。是使物體運動速度改變的原因。（3 3） 不受外力作用的物體是不存在的。在實際不受外力作用的物體是不存在的。在實際問題中，牛頓第一定律可理解為：當物體受到外問題中，牛頓第一定律可理解為：當物體受到外力的共同作用時，若這幾個力的合力為零，物體力的共同作用時，若這幾個力的合力為零，物體將保持原來的勻速運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。將保持原來的勻速運動狀

6、態(tài)或靜止狀態(tài)。（4 4） 一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫靜止狀態(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫。牛頓第一定律又叫慣性定律牛頓第一定律又叫慣性定律（ B B） 一切物體都具有慣性，物體一切物體都具有慣性，物體的運動并非一定需要力來維持。的運動并非一定需要力來維持。（ A A ）慣性是物體的固有屬性，不）慣性是物體的固有屬性，不論物體運動與否、受力與否，都具論物體運動與否、受力與否，都具有慣性。且慣性只和質(zhì)量有關(guān)。有慣性。且慣性只和質(zhì)量有關(guān)。思考思考 一個在日本的旅游者，想來中一個在日本的旅游者，想來中國他設(shè)想將自己懸掛在空中的大氣國他設(shè)想將自己

7、懸掛在空中的大氣球中，由于地球的自轉(zhuǎn)，只要在空中球中，由于地球的自轉(zhuǎn)，只要在空中停留幾個小時，就可以到達中國，您停留幾個小時，就可以到達中國，您認為這有可能實現(xiàn)嗎？為什么？認為這有可能實現(xiàn)嗎？為什么？ 人拋擲物體，物體離開手之后為什么還會人拋擲物體，物體離開手之后為什么還會向前運動？向前運動？思考思考例例1 1 火車在長直軌道上勻速行駛火車在長直軌道上勻速行駛, , 坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一 人將手中的鑰匙相對車豎直人將手中的鑰匙相對車豎直 上拋上拋, ,鑰匙將落在鑰匙將落在 A.A.手的后方手的后方 B.B.手的前方手的前方 C.C.落在手中落在手中 D.D.無法確定

8、無法確定 例例2 2、做自由落體運動的物體，如果下落、做自由落體運動的物體，如果下落過程中某時刻重力突然消失，物體的運過程中某時刻重力突然消失，物體的運動情況是動情況是 （ ） A 懸浮在空中不動懸浮在空中不動 B 速度逐漸減小速度逐漸減小 C 保持一定速度向下勻速直線運動保持一定速度向下勻速直線運動 D 無法判斷無法判斷力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。 速度的變化包括：速度的大小發(fā)生變化，或者方向發(fā)生變化，或者大小和方向都發(fā)生變化。 事實表明：物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，是事實表明：物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，是因為受到外力作用的緣故。力是物體運因為受到外力作用的緣故。力是物

9、體運動狀態(tài)發(fā)生變化的原因。動狀態(tài)發(fā)生變化的原因。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。 質(zhì)量小的物體，運動狀態(tài)容易改變，我們說它的慣性小。質(zhì)量大的物體，運動狀態(tài)難以改變，我們說它的慣性大。可見，質(zhì)量是可見，質(zhì)量是物體慣性大小的量度。物體慣性大小的量度。第三章第三章 運動和力運動和力第二節(jié)第二節(jié) 慣性的應(yīng)用慣性的應(yīng)用慣性在生活中的應(yīng)用1.射出的子彈和炮彈2.汽車快要進站時，松開油門滑行一段距離。 慣性引起 的傷害1.汽車開動時，突然加速。2.汽車急剎車。質(zhì)量是物體慣性大小的量度殲擊機戰(zhàn)斗前扔掉副油箱。第三章第三章 運動和力運動和力第三節(jié)第三節(jié) 牛頓第二定律牛頓第二定律 大量實驗表明

10、：在物體質(zhì)量一定大量實驗表明：在物體質(zhì)量一定的條件下，物體的加速度跟物體所的條件下，物體的加速度跟物體所受的外力成正比。受的外力成正比。 a F 大量實驗表明：在作用在物體上大量實驗表明：在作用在物體上的外力一定時，物體的加速度跟物的外力一定時，物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比。體的質(zhì)量成反比。 a 1/m 根據(jù)加速度和力與質(zhì)量的關(guān)系研究，我們對根據(jù)加速度和力與質(zhì)量的關(guān)系研究，我們對力與質(zhì)量和加速度的關(guān)系得到結(jié)論：力與質(zhì)量和加速度的關(guān)系得到結(jié)論： 物體的加速度跟作用力成正比物體的加速度跟作用力成正比, , 跟跟物體的質(zhì)量成反比。物體的質(zhì)量成反比。 這就是這就是牛頓第二定律牛頓第二定律。 加速度和

11、力都是矢量，它們都是有方向的。加速度和力都是矢量，它們都是有方向的。牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小之牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小之間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系：間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系：加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同 我們知道，在國際單位制中，力的單位是我們知道，在國際單位制中，力的單位是牛頓牛頓。牛。牛頓這個單位是根據(jù)牛頓第二定律來這樣定義的：使質(zhì)頓這個單位是根據(jù)牛頓第二定律來這樣定義的：使質(zhì)量是量是1千克千克的物體產(chǎn)生的物體產(chǎn)生1米米/秒秒2加速度的力，叫做加速度的力，叫做1牛頓牛頓。即：即：1

12、牛牛=1千克千克 米米/秒秒2 公式 F = ma這就是牛頓第二定律的公式。這就是牛頓第二定律的公式。牛頓第二定律的更一般表述是：牛頓第二定律的更一般表述是： 物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體物體的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式：公式：3.合外力為零時，加速度為零，物體就處于靜止狀合外力為零時，加速度為零，物體就處于靜止狀態(tài)或做勻速直線運動態(tài)或做勻速直線運動F合=ma.1.合外力恒定不變時，加速度恒定不變，物體就合外力恒定不變時，加速度恒定不變，物體就做勻變速運動做勻變速運動2.

13、合外力隨著時間發(fā)生改變，加速度也隨時改變合外力隨著時間發(fā)生改變，加速度也隨時改變（1）瞬時性：加速度和力的關(guān)系是瞬時對應(yīng)，）瞬時性：加速度和力的關(guān)系是瞬時對應(yīng)， a與與F同同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失；時產(chǎn)生，同時變化，同時消失；（2）矢量性：加速度的方向總與合外力方向相同）矢量性：加速度的方向總與合外力方向相同.（3）獨立性：每個力都獨立產(chǎn)生各自的加速度，與其）獨立性：每個力都獨立產(chǎn)生各自的加速度，與其它力無關(guān)，物體實際運動的加速度為這些加速度的它力無關(guān)，物體實際運動的加速度為這些加速度的矢量和，即合力產(chǎn)生合加速度。矢量和，即合力產(chǎn)生合加速度。（4）同體性同體性: a與與F合合 , m都屬于

14、同一物體，即研究對都屬于同一物體，即研究對象統(tǒng)一性象統(tǒng)一性 一個物體，質(zhì)量是一個物體，質(zhì)量是2kg，受到互成，受到互成120角的兩個力角的兩個力F1和和F2的作用，這兩個力的大小的作用，這兩個力的大小都是都是10N，這個物體產(chǎn)生的加速度是多大？，這個物體產(chǎn)生的加速度是多大？2/5210msmkgNFa合F F1yF F1xF1F2120 x xy yF F2yF F2x 如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為4kg的物體與水平地面的動摩擦的物體與水平地面的動摩擦因數(shù)為因數(shù)為=0.20。現(xiàn)對它施加一向右與水平方向成?，F(xiàn)對它施加一向右與水平方向成37、大小為大小為20N的拉力的拉力F，使之向右做勻加速運

15、動，求物體，使之向右做勻加速運動，求物體運動的加速度大小。運動的加速度大小。）37F解：對物體受力分析解：對物體受力分析mgFNfFxFyyx又又 f= FN代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得代入數(shù)據(jù)聯(lián)立得a=2.6m/s2x方向：方向： Fxf=may方向：方向：FN +Fy- mg=01確定研究對象確定研究對象2分析物體的受力情況和運動情分析物體的受力情況和運動情 況，況，畫出研究對象的受力分析圖畫出研究對象的受力分析圖3求出合力注意用國際單位制統(tǒng)求出合力注意用國際單位制統(tǒng)一各個物理量的單位一各個物理量的單位4根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律根據(jù)牛頓運動定律和運動學(xué)規(guī)律建立方程并求解建立方程并求解一般解題步驟一般

16、解題步驟總總 結(jié)結(jié)1.加速度和力的關(guān)系加速度和力的關(guān)系 對質(zhì)量相同的物體，物體的加速度跟作用在物體上的力成正比，即：對質(zhì)量相同的物體，物體的加速度跟作用在物體上的力成正比，即：2121FFaa或或aF2.加速度和質(zhì)量的關(guān)系加速度和質(zhì)量的關(guān)系 在相同的力作用下在相同的力作用下,物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，即物體的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，即 1221mmaa或或a1/m3.牛頓第二運動定律牛頓第二運動定律 物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。即比，加速度的方向跟合力的方向相同。即F合合ma。4.牛頓

17、第二定律的性質(zhì)牛頓第二定律的性質(zhì)（1）瞬時性）瞬時性（2）矢量性）矢量性 (3)獨立性獨立性（4）同體性）同體性練習(xí)練習(xí)1.1.如圖所示，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)如圖所示，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為為0.10.1，當重，當重10N10N的物體以速度的物體以速度v v沿桌面向沿桌面向左運動時，給物體施加水平向右的拉力左運動時，給物體施加水平向右的拉力F F，其大小為其大小為20N20N，則物體此時加速度大小和，則物體此時加速度大小和方向為方向為( )( ) A A、1m/s1m/s2 2 ，水平向右，水平向右 B B、19m/s19m/s2 2 ，水平向左，水平向左 C C、20m/s20m

18、/s2 2 ，水平向左，水平向左 D D、21m/s21m/s2 2 ，水平向右，水平向右FV 2.從牛頓第二定律公式從牛頓第二定律公式m=F/a可得，對某一物體來可得，對某一物體來說，它的質(zhì)量說，它的質(zhì)量 （ ） A.與外力成正比與外力成正比 B.與合外力成正比與合外力成正比 C.與加速度成反比與加速度成反比 D.與合外力以及加速度都無關(guān)與合外力以及加速度都無關(guān)D4. 當作用在物體上的合外力不等于零時當作用在物體上的合外力不等于零時 （ ） A.物體的速度將一定越來越大物體的速度將一定越來越大 B.物體的速度將一定越來越小物體的速度將一定越來越小 C.物體的速度將有可能不變物體的速度將有可能不變 D.物體的速度將一定改變物體的速度將一定改變D5 5、下列說法中正確的是（、下列說法中正確的是（ ）A A同一物體所受合外力越大，加速度越大。同一物體所受合外力越大，加速度越大。B B同一物體所受合外力越大，速度越大。同一物體所受合外力越大，速度越大。C C物體的加速度大小不變一定受恒力作用物體的加速度大小不變一定受恒力作用 若若v v、F F合合的方向相同，物體做加速運動的方向相同，物體做加速運動若若v v、F F合合的方向相反，物體做減速運動的方向相反，物體做減速運動所以，合外力越大時，速度有可能變大，所以