牛顿运动定律 复习PPT课件

伽利略：运动和力的关系 回顾历史亚里士多德：笛卡儿：不受力时物体的运动规律是： 匀速直线运动或静止。力是维持物体运动的原因力是改变物体运动状态的原因第1页/共47页一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律：二、惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。2、意义：、意义：指出了一切物体具有保持匀速直线运动状态 或静止状态的性质（惯性）指出了物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体速度的原因。1、内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状 态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。第2页/共47页静止的物体有惯性运动的物体有惯性惯性是一种力吗？惯性是物体的固有属性，惯性不是一种力。惯性的大小跟哪些因素有关？惯性只与物体的质量有关，质量是惯性大小的量度一切物体都具有惯性思考：汽车启动及刹车问题第3页/共47页探究加速度与力、质量之间的关系探究加速度与力、质量之间的关系 第4页/共47页 研究方法：研究方法：先确定先确定m m不变，研究不变，研究a a与与F F合合的关系；的关系；再确定再确定F F合合不变，研究不变，研究a a与与m m的关系。的关系。实验的基本思路：实验的基本思路：第5页/共47页一、加速度和力的关系一、加速度和力的关系 质量相同的物体，物质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体的加速度跟作用在物体上的力成正比体上的力成正比Fa 2121FFaa 或或 实验一实验一结论：结论：比例式：比例式：第6页/共47页二、加速度和质量的关系二、加速度和质量的关系 在相同的力作用下在相同的力作用下，物体的加速度跟物，物体的加速度跟物体的质量成反比体的质量成反比1221mmaa 或或ma1 实验二实验二结论：结论：比例式：比例式：第7页/共47页物体加速度的大小跟作用力（所物体加速度的大小跟作用力（所受的合力）成正比，跟物体的质受的合力）成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用量成反比，加速度的方向跟作用力（所受的合力）的方向相同。力（所受的合力）的方向相同。2.2.数学公式数学公式三、牛顿第二定律三、牛顿第二定律mFa mFka amF ( (若取国际单位制中的单位，若取国际单位制中的单位，k=1)k=1)1.1.内容：内容： 第8页/共47页3.3.注意：注意：（1 1） 中各量只对同一物体而言；中各量只对同一物体而言；（2 2）式中）式中F F指物体所受的合外力。指物体所受的合外力。（3 3）式中单位注意统一）式中单位注意统一 （4 4）矢量性：）矢量性：a a有大小，也有方向，有大小，也有方向，a a与与F F同向。同向。（5 5）瞬时性：）瞬时性：a a与与F F同时产生，同时变化。同时产生，同时变化。amF smkgN/112第9页/共47页【例例1 1】某伞兵和他携带的武器质量共为某伞兵和他携带的武器质量共为80kg80kg，降落伞未张开时，受到的空气阻力，降落伞未张开时，受到的空气阻力为为 25N25N，求伞兵在这段时间的加速度。，求伞兵在这段时间的加速度。分析：伞兵在降落伞未打分析：伞兵在降落伞未打开时，受到二个力的作用开时，受到二个力的作用：竖直向下重力：竖直向下重力G G 和向上和向上的空气阻力的空气阻力F Ff f ，伞兵所受，伞兵所受的合力为的合力为F F = =G G F Ff f, , 方向方向向下。向下。典型例题典型例题aFG.Ff第10页/共47页22m/s5 . 9m/s80258 . 980 aF解：解：由牛顿第二定律由牛顿第二定律 ，得，得mFGaf G.FfamF 第11页/共47页运用牛顿第二定律解题的一般步骤运用牛顿第二定律解题的一般步骤： 5 5 检验结果是否合理性检验结果是否合理性第12页/共47页【例例2 2 】 质量为质量为2. 0 t 2. 0 t 的汽车以的汽车以10 m/s 10 m/s 的速度行驶，在关闭发动机的速度行驶，在关闭发动机 5 s 5 s 内停下内停下来，求汽车所受的阻力。来，求汽车所受的阻力。G Gva FfFN分析：分析：汽车关闭发动汽车关闭发动机后只受到三个力的机后只受到三个力的作用：重力作用：重力G G 、支持、支持力力F F 和摩擦阻力和摩擦阻力F F ，如图所示。，如图所示。N典型例题典型例题第13页/共47页 解：解：以汽车运动方向为正方向，以汽车运动方向为正方向，由加速度公式得由加速度公式得tvvat0 由牛顿第二定律，汽车受到的阻力为由牛顿第二定律，汽车受到的阻力为amF f22m/s0 . 2m/s5100 N100 . 4N)0 . 2(100 . 233 Gva FfFN第14页/共47页 牛顿运动定律第15页/共47页kgm/s2mkgsm/sm/s2长度长度质量质量时间时间速度速度加速度加速度力力物理量物理量单位单位物理关系式物理关系式VxtavtFma物理学的物理学的关系式关系式确定了确定了物理量物理量之间的关系，同之间的关系，同时它也确定了物理量的时它也确定了物理量的单位单位间的关系。间的关系。N N第16页/共47页、 cm/s2 基本物理量的单位就是基本单位基本物理量的单位就是基本单位基本单位基本单位导出单位导出单位由基本单位按照物理关系组合而成的单位由基本单位按照物理关系组合而成的单位N N、g 、mg 、min、hour mkgs、 km/h 、g/cm3 m/sm/s2kg/m3国国 际际 单单 位位 制制长度：长度：质量：质量：时间：时间：速度：速度：加速度加速度力：力：密度：密度：kgm/s2、km 、cm物理量物理量单单 位位 制制力力 学学第17页/共47页七个基本量七个基本量长度长度质量质量时间时间电流电流 物质的量物质的量 温度温度 发光强度发光强度力力 学学电电 学学mkgs国国 际际 单单 位位 制制单位单位AK压强的公式压强的公式思考：思考：molcdPFs压强的单位压强的单位N/m2N/cm2第18页/共47页物理量物理量单位单位备注备注名称名称符号符号名称名称符号符号速度速度V V米每秒米每秒m/sm/s加速度加速度a a米每二次秒米每二次秒m/sm/s2 2密度密度千克每立方米千克每立方米Kg/mKg/m3 3力力F F牛顿牛顿N N1N=1Kgm/s1N=1Kgm/s2 2压强压强P P帕斯卡帕斯卡PaPa1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 2功率功率P P瓦特瓦特W W1w=1J/s1w=1J/s部分常用力学量的部分常用力学量的SISI单位单位( (导出单位导出单位) )第19页/共47页1 1、下列单位属于导出单位的是（、下列单位属于导出单位的是（ ）A A、小时、小时 B B 、牛、牛 C C、焦、焦 D D、瓦、瓦2 2、下列单位全是国际单位的是（、下列单位全是国际单位的是（ ）A A、N N ，kg kg ，m Bm B、mm，s s， g gC C、kg kg ，m m ，A DA D、kgkg，mm，s s课堂练习课堂练习第20页/共47页第21页/共47页 人用50N的拉力F去推100N的铁块，铁块不动。则：F的反作用力是 对 的力(填施力物体和受力物体)，作用于 ；G的反作用力是 ，作用于 ；铁块受到的支持力N的反作用力是 ，作用于 ；Ff的反作用力是 ，作用 。 F铁块对地球的吸引力铁块对地面的摩擦力铁块人地球铁块对地面的压力地面地面人第22页/共47页二、牛顿第三定律二、牛顿第三定律2、数学表达式：、数学表达式：F = - F 1、内容：、内容： 两个物体间的作用力两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。相反，作用在一条直线上。讨论题：数学表达式可以写讨论题：数学表达式可以写成：成：F + F = 0吗？吗？第23页/共47页3、作用力与反作用力的特点作用力与反作用力的特点:2).2).作用在不同的物体上作用在不同的物体上；3).3).具有同种性质；具有同种性质；4).4).具有同时性。具有同时性。总结：同大、同线、同性、同时； 异向、异体.1).1).大小相等，方向相反，作用在大小相等，方向相反，作用在 一条直线上一条直线上;第24页/共47页将一个电将一个电灯悬挂在灯悬挂在天花板上天花板上作用力与反作用力与反作用力作用力平衡力平衡力灯对绳的拉力灯对绳的拉力绳对灯的拉力绳对灯的拉力灯的重力灯的重力第25页/共47页三、与平衡力的区别三、与平衡力的区别作用力与反作用力作用力与反作用力 平衡力平衡力不能求合力（不能抵消）作用在两个物体上具有同种性质具有同时性作用在一个物体上不一定具有同种性质不一定具有同时性能求合力（能抵消）第26页/共47页思考、讨论题思考、讨论题2：马拉车，车也拉马，由牛顿第三定律可知，这两个力相等，但为什么车能前进？这和牛顿第三定律矛盾吗？第27页/共47页第六节第六节用牛顿运动定律解决问题用牛顿运动定律解决问题(一一)第28页/共47页 例例1 1：水平地面上质量为：水平地面上质量为10Kg10Kg的木箱受到的木箱受到水平向右的拉力水平向右的拉力F=70NF=70N作用在水平面上从静作用在水平面上从静止开始运动，木箱与水平面间的动摩擦因数止开始运动，木箱与水平面间的动摩擦因数为为0.50.5，求木箱在，求木箱在2s2s末的速度和末的速度和2s2s内的位移。内的位移。GfNN =G=mg =1010N=100N一、两种基本题型解题思路一、两种基本题型解题思路Ff =N=0.5100N=50NF合 =F-f =70N-50N=20N22/2/1020smsmmFa合分析木箱的受力情况：分析木箱的受力情况：第29页/共47页GfNF分析木箱的运动情况：分析木箱的运动情况：V0=0、t=2s、a=2m/s2Vt=a t=22 m/s=4 m/smmatx422212122“已知受力求运动已知受力求运动”解题思路：解题思路：力力运动运动aF=ma分析受力分析受力分析运动分析运动运动学公式运动学公式一、两种基本题型解题思路一、两种基本题型解题思路第30页/共47页 例例2 2：质量为：质量为1000Kg1000Kg的汽车在水平路面的汽车在水平路面上从静止开始运动，经过上从静止开始运动，经过4s4s速度达到速度达到10m/s10m/s，汽车受到的牵引力为，汽车受到的牵引力为3000N3000N。求。求汽车在运动过程中所受到的阻力大小。汽车在运动过程中所受到的阻力大小。一、两种基本题型解题思路一、两种基本题型解题思路分析汽车的运动情况：分析汽车的运动情况：V0=0、t=4s、Vt=10m/satvt22/5 . 2/410smsmtvat第31页/共47页mgfN一、两种基本题型解题思路一、两种基本题型解题思路F分析汽车的受力情况：分析汽车的受力情况：F合 =F-f =maf =F-ma=3000N-10002.5N=500N2.5N=500N“已知运动求受力已知运动求受力”解题思路：解题思路：运动运动aF=ma分析分析运动运动分析分析受力受力运动学公式运动学公式力力第32页/共47页F合=maavt=v0+atx= v0t+at2/2vt2- -v02=2ax 应用牛顿第二定律解题可分为两类题型：一类是已知受力情况确定运动情况；一类是已知运动情况确定受力情况。第33页/共47页例2 2、一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角是3030，滑雪板与雪地的动摩擦因数为0.040.04，求5s5s内滑下的位移。第34页/共47页mgfNxyaF1F2 第35页/共47页 解得： a g（sincos） 221atS )2304. 021( =104.65ms s2 2 沿斜面方向的 F1=mgsin和垂直斜面方向的: N- F2=0在沿着斜面方向：F1-f=ma f=N 垂直斜面方向的 F2= mgcos将mg分解:列 方 程：4.655257m 21 第36页/共47页超重和失重第37页/共47页G四、超重和失重四、超重和失重F（1）静止）静止（2）向上加速）向上加速（3）向下加速）向下加速F=GFGFGFFGFGFFGFGFFF合 =F-G =maF=G +ma =m(g+a)F=F=m(g+a)F合 =G-F=maF=G -ma =m(g-a)F=F=m(g-a)（1）静止）静止（2）向上加速）向上加速（3）向下加速）向下加速第39页/共47页四、超重和失重四、超重和失重1、超重、超重 物体对支持物的物体对支持物的压力压力或对悬挂物的或对悬挂物的拉拉力力（视重视重）大于大于物体所受重力的现象物体所受重力的现象。F第40页/共47页四、超重和失重四、超重和失重2、失重、失重 物体对支持物的物体对支持物的压力压力或对悬挂物的或对悬挂物的拉拉力力（视重）（视重）小于小于物体所受重力的现象物体所受重力的现象。F第41页/共47页四、超重和失重四、超重和失重小结：小结：a方向向上加速上升减速下降超重a方向向下加速下降下降 减速上升上升失重第42页/共47页例与练例与练1 1、关于超重和失重，下列说法中正确的是（关于超重和失重，下列说法中正确的是（ ）A A、超重就是在某种情况下，物体的重力变大了、超重就是在某种情况下，物体的重力变大了B B、物体向上运动一定处于超重状态、物体向上运动一定处于超重状态C C、物体向下减速运动，处于超重状态、物体向下减速运动，处于超重状态DD、物体做自由落体运动时处于、物体做自由落体运动时处于完全失重完全失重状态状态（1 1）超重（失重）是指超重（失重）是指视重视重大于（小于）物体的大于（小于）物体的重力，物体自身的重力并不变化。重力，物体自身的重力并不变化。（2 2）是）是超重还是失重，看物体加速度的方向，而超重还是失重，看物体加速度的方向，而不是看速度的方向。不是看速度的方向。（3 3）若物体向下的加速度等于重力加速度，物体）若物体向下的加速度等于重力加速度，物体的视重为零的视重为零完全失重完全失重。第43页/共47页例与练例与练3 3、一个人在地面上最多能举起、一个人在地面上最多能举起300N300N的重物，在的重物，在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中，他最多能举沿竖直方向做匀变速运动的电梯中，他最多能举起起250N250N的重物。求电梯的加速度。的重物。求电梯的加速度。(g = 10m/s(g = 10m/s2 2) )（1）在地面上在地面上G GF FF=G=300N（2）在电梯中在电梯中GGF FF-G=ma2/2smmGFa方向向上第44页/共47页例与练例与练5 5、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得体重为体重为GG，当此人由直立突然下蹲直到蹲在体重，当此人由直立突然下蹲直到蹲在体重计不动的过程中，体重计的示数（计不动的过程中，体重计的示数（ ）A A 、 先大于先大于GG，后小于，后小于GG，最后等于，最后等于G G B B 、 先小于先小于GG，后大于，后大于G G ，最后等于，最后等于G G C C 、 一直大于一直大于GGD D 、一直小于、一直小于GG（1 1）此人先向下加速）此人先向下加速失重，视重小于重力。失重，视重小于重力。（2 2）再向下减速再向下减速超重，视重大于重力。超重，视重大于重力。（3 3）最后不动最后不动视重等于重力。视重等于重力。第45页/共47页谢谢！第46页/共47页感谢您的观看！第47页/共47页