第12講經(jīng)典力學(xué)基石：牛頓三大定律一

1、xueersi學(xué)而思網(wǎng)校r經(jīng)典力學(xué)基石：牛頓三大定律(一)一個簡單而又復(fù)雜的問題“車為什么運運動學(xué)：研究物體怎樣運動動力學(xué)：研究物體為什么這樣運動物體的運動需要力去維持!亞里士多德在利存才能使禮物箱繼 有力的作用物t拉傷加大格正晟你的自得、充著.智慧知收獲.卞亞里士多德亞里士多德：力是維持運動的原因(Aristotle ,前 384-前 322)恩格斯：最博學(xué)的人哈佛大學(xué)校訓(xùn)：讓柏拉圖與你為友，讓亞里士多德與你為友，更重要的，讓真理與你為友伽利略憑借他深邃的思想和超人的睿智，巧妙地設(shè)計了一個使用對接斜面的理想實驗，成功地揭示了力和運動關(guān)系的真諦。伽利略是偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，科學(xué)革命

2、的先驅(qū)。歷史上他首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上融會貫 通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識，擴大、加深并改變了人類對物質(zhì)運動和宇宙的認(rèn)識。為了證實和傳播N.哥白尼的日心說，伽利略獻出了畢生精力。由此，他晚年受到教會迫害，并被終身監(jiān)禁。他以系統(tǒng)的 實驗和觀察推翻了以亞里士多德為代表的、純屬思辨的傳統(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán) 密邏輯體系的近代科學(xué)。因此，他被稱為“近代科學(xué)之父”。他的工作，為I.牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。xueersi學(xué)而思網(wǎng)校伽利略理想實驗力不是維持物體運動的原因牛頓(1642-1727)力不是維持物體運動的原因代表人物對力和運動關(guān)系的看法亞里士多德 （Greece）力

3、是維持物體運動的原因伽利略 (Italy)力不是維持物體運動的原因，它 只是使物體加速或者戒速的原因匚笛卡爾 (France)一個不受外界任何影響的運動著的物 體，將保持原來的運動，一個蜉止的 不受外界影響的物體，將保持靜止.英國物理學(xué)家牛頓在伽利略、笛卡爾等前輩科學(xué)家研究的基礎(chǔ)上，在他的名著自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 書中，總結(jié)出了動力學(xué)的一條最基礎(chǔ)的定律： 二、牛頓第一定律（Newton first law ）內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。1）說明了物體不受力時的狀態(tài)：勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)。2）說明了力的作用：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。3）揭

4、示了一切物體都具有的一種固有屬性-慣性。4）牛頓第一定律不是實驗定律。物體保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)的特性，叫做慣性 （inertia）。所以牛頓第一定律又叫做慣性定律 說明：. 一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性。.慣性與物體的運動狀態(tài)形式無關(guān)，與物體的受力情況無關(guān)。.慣性只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的物體慣性大。慣性為什么會出現(xiàn)這些現(xiàn)象呢?拉伯卻義格記晟徐的自信、羽著,咨慧如收獲,xueersi學(xué)而思網(wǎng)校. 一個運動的物體，假若某瞬間撤掉所有的外力，物體將怎么樣.對于牛頓第一定律的看法，下列觀點正確的是 （）A .驗證牛頓第一定律的實驗可以做出來，所以慣性定律是正確的B .驗證牛頓第一定

5、律的實驗做不出來，所以慣性定律不能肯定是正確的C.驗證牛頓第一定律的實驗做不出來，但可以經(jīng)過在事實基礎(chǔ)上，進一步科學(xué)推理得出慣性定律D .驗證牛頓第一定律的實驗雖然現(xiàn)在做不出來，但總有一天可以用實驗來驗證。.豎直向上托起的排球，離開手后能繼續(xù)向上運動，這是由于（）A .排球受到向上的托力B.排球受到慣力C.排球具有慣性D.排球受到慣性的作用4. 一切物體都有慣性，但是 （）A.運動時的慣性比靜止時的慣性大B.運動越快，物體的慣性越大C.物體受力越大，慣性越大D.物體的慣性在任何情況下都是不變的.氫氣球下面吊著一個重物升空，若氫氣球突然爆炸，那么重物將（）A.先豎直上升，后豎直下落B,勻速豎直下

6、落C.加速豎直下落D.勻速豎直上升. 一個物體保持靜止或勻速運動狀態(tài)不變，這是因為（）A.物體一定沒有受到任何力B.物體一定受到兩個平衡力作用C.物體所受合力一定為零7 .一天，下著傾盆大雨.某人乘坐列車時發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了。D.物體可能受到兩個平衡力作用列車進站過程中，他發(fā)現(xiàn)大小力的作用-改變運動狀態(tài),改變y 4I方向產(chǎn)生了加速度力是改變運動狀態(tài)的原因力是產(chǎn)生加速度的原因我們來探究一下力和加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系研究方法：控制變量法質(zhì)量m 一定 研究加速度a和外力F的關(guān)系外力F 一定研究物體的加速度 a和質(zhì)量m的關(guān)系一.3xueersi學(xué)而思網(wǎng)校實驗設(shè)計如圖所示的實驗裝置，取兩個質(zhì)

7、量相同的小車放在光滑的水平板上，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個盤,盤里分別放著數(shù)目不等的祛碼，使兩個小車在拉力作用下做加速運動，拉力F的大小可以認(rèn)為等于祛碼（包 括祛碼盤）的重量。F的大小，可以通過增、減祛碼來改變，車的后端也分別系上繩。用一只夾子夾住兩根 細(xì)繩，以同時控制兩輛小車，使它們同時運動和停止運動。實驗原理：根據(jù)物體做勻變速運動規(guī)律x= 1 at22在相等時間的情況下，物體加速度a ocx我們測量小車運動的位移就可以得到加速度的情況對質(zhì)量相同的物體來說，物體的加速度跟作用在它上面的力成正比包=旦或者a8 F& F 2在相同的力作用下，物體的加速度與它們的質(zhì)量成反比。%=皿 或者a- 1

8、氏 mma8 FF0c mamFoe kma（k為比例常數(shù)）K=?在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克 （kg）,加速度的單位是米/秒2（m/s2）。使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米/秒2加速度的力，定義為 1牛頓。F=kmaI LU3牛幅秒2 “】牛=1千克，米餓2.牛頓第二定律的表述：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。.牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式：F=kma.比例常數(shù)k與式中物理量單位的選取有關(guān)，若各量的單位均用國際單位制中單位，則。 牛頓（N）力的規(guī)定：使質(zhì)量為 1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的力，叫做 1N。 牛頓第二定律：F= ma （各量用國際制單位）成份翔義將記晟你的自信

9、、沉默智慧知收獲.xueersi學(xué)而思網(wǎng)校同體性：是指 F合、m和a都是對于同一個物體而言的。矢量性：是指加速度和合外力都是矢量，加速度的方向取決于合外力的方向。牛頓第二定律公式是一個 矢量式。瞬時性：是指加速度與合外力存在瞬時對應(yīng)關(guān)系，無論物體所受合外力的大小和方向如何變化，物體運 動的加速度大小和方向總與合外力同步變化。獨立性：是指作用在物體上的每個力都將獨立地產(chǎn)生各自的加速度，與物體是否受其他力的作用無關(guān)， 我們常稱之為力的獨立作用原理。合力的加速度即是這些加速度的矢量和8.靜止在光滑水平面上的物體， 受到一個水平拉力作用，在力剛開始作用的瞬間， 下列說法中正確的是（）A.物體立即獲得加

10、速度和速度B.物體立即獲得速度，但加速度仍為零C.物體立即獲得加速度，但速度仍為零D.物體的速度和加速度均為零例190角的兩個力的作用，這兩個力都是14牛,光滑水平面上一質(zhì)量為 2.0千克的物體，受到水平方向互成 這個物體產(chǎn)生的加速度的大小和方向各如何？用牛頓第二定律解題的一般方法和步驟:確定研究對象；進行受力分析和運動狀態(tài)分析，畫出受力的示意圖；求出合力F合 由F合=ma列式求解【例2】質(zhì)量為8X103千克的汽車在起動時所受牽引力為1.45X 104牛頓，阻力為 2.5X103牛頓。求汽車此時的加速度為多少？方向如何？【例3】物體在力F作用下獲得正西方向的加速度4m/s2 ，在力F1和F2共

11、同作用下獲得正北方向3m/s2的加速度，那么只在F2作用下，產(chǎn)生的加速度大小為 。從牛頓第定律知道無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)牛加速度可我們用力提一個很重的卿體時F卻提不動 這跑牛幀第.二定律有無矛盾？為什么？茲彷翔義將記尋他的自信、況看、智慧為收萩.xueersi學(xué)而思網(wǎng)校課后作業(yè)【例1】伽利略的理想實驗證明了 ()A.要物體運動必須有力作用，沒有力作用物體將要靜止B.要物體靜止必須有力作用，沒有力作用物體就運動C.物體不受外力作用時，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D.物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)【例2】 伽利略理想實驗將可靠的事實和理論思維結(jié)合起來，能更深刻地反映規(guī)律，有關(guān)

12、的實驗程序內(nèi)容 如下：(1)減小第二個斜面的角度，小球在這個斜面上仍要達到原來的高度.(2)兩個對接的光滑斜面，使靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面.(3)如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫诺母叨?(4)繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它處于水平位置，小球沿水平面做持續(xù)的勻速運動.請按程序先后次序排列，并指出它究竟屬于可靠事實，還是通過思維過程的推論，下列選項中正確的是：()A.事實2一事實1 一推論3一推論4B.事實2一推論1 一推論3一推論4C.事實2一推論3一推論1 一推論4D.事實2一推論1 一推論4【例3】 下列物理現(xiàn)象中，可以用牛頓第一定律解釋的是()A.在跳高起跳時，人對

13、地面的壓力增大B.旋轉(zhuǎn)雨傘，其邊緣的水沿切線方向飛出C.用鏟子往鍋爐里送煤D,從正在豎直上升的氣球上落下的重物做豎直上拋運動【例4】 有一儀器中的電路如圖所示，其中M是質(zhì)量較大的一個金屬塊， 其前后兩端用兩彈簧相連接，把此儀器固定在一輛汽車上，當(dāng)汽車起動時哪一只燈泡亮？當(dāng)汽車剎車時哪一只燈泡亮？試說明為HTnnnr什么？【例5】物體運動的速度方向加速度方向和所受合外力方向關(guān)系是()A,速度方向、加速度方向和所受合外力方向總是相同的B.合外力的方向跟加速度方向總是相同的，速度方向可能不同C.速度方向跟加速度方向總是相同的，但合外力方向可能不同D.物體的速度是由合外力產(chǎn)生的，所以速度方向總與合外力同向【例6】 質(zhì)量為m的物體，在兩個大小相等，夾角為120 口的共點力作用下，產(chǎn)生的加速度大小為a,當(dāng)兩個力的大小不變，夾角變?yōu)?時，物體的加速度大小變?yōu)?;夾角變?yōu)?0 13時，物體的加速度大小變?yōu)?答案【例1】D【例2】C【難度】2星【題型】選擇【例3】BCD【考點】牛頓第一定律區(qū)份加義將記晟你的自信、訴著.咨慧如收獲,xueersi學(xué)而思網(wǎng)?！纠?】當(dāng)汽車起動時，綠燈亮；當(dāng)汽車剎車時，紅燈亮.【考點】慣性【難度】3星