高中物理：第三章《牛顿运动定律》课件（教科版必修1）

欢迎进入物理课堂 一 对三个定律的深入理解1 牛顿第一定律是物体不受外力作用的理想情况 1 它的物理意义在于 说明了力是改变物体运动状态的原因 而不是维持物体运动状态的原因 说明一切物体都有保持原有运动状态不变的性质 惯性 2 对于惯性的理解要注意以下三点 一切物体都具有惯性 这里的一切 是没有例外的意思 不论构成物体的物质是何种类 质量多大 是否受力 处于怎样的运动状态 物体都具有惯性 惯性是物体的固有属性 当物体不受外力时 惯性表现为保持原有的运动状态 或静止状态 物体受外力时它表现为改变运动状态的难易程度 质量是惯性大小的量度 一个物体质量保持不变 它的惯性大小就不会变 它与一切外界因素均无关 所谓 理想实验 又叫 假想实验 抽象的实验 或 思想上的实验 它是人们在思想中塑造的理想过程 是一种逻辑推理的思维过程和理论研究的重要方法 理想实验 不同于科学实验 它是在真实的科学实验的基础上 抓住主要矛盾 忽略次要矛盾 对实际过程做出更深层次的抽象活动 惯性定律的得出就是理想实验的一个重要结论 关于伽利略理想实验 下列说法正确的是 A 完全是理想的 没有事实为基础B 是以可靠事实为基础 经科学抽象 深刻反映自然规律的C 没有事实为基础 只是理想推理D 以上说法都不对 解析 理想实验是有可靠实验事实为基础的 但却又包含科学抽象的成分 能更深刻反映自然规律 故正确答案为B 答案 B 2 牛顿第一定律只定性地说明了力是使物体产生加速度的原因 牛顿第二定律给出了定量结论 1 牛顿第一定律指出了力是产生加速度的原因 任何物体都有惯性 描述了物体不受力时保持匀速直线运动或静止状态 并建立了惯性参考系 只有在牛顿第一定律成立的惯性参考系中 牛顿第二定律才成立 因此说牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础 牛顿第二定律定量地描述了加速度与力的关系 明确了质量是物体惯性大小的量度 公式F ma这种形式只对应国际单位制 即F m a分别用N kg m s2作单位时 k 1 才能写成简化式 利用牛顿第二定律解答的两类问题 一是根据已知受力情况 研究物体的运动情况 二是根据已知物体的运动情况 求未知力 无论哪种情况 都要先对物体进行正确的受力分析和运动状态分析 画出受力示意图 利用力的正交分解法 根据牛顿第二定律建立物体所受的合力与加速度的关系式 建立物体的加速度与运动状态之间的关系 2 对于牛顿第三定律要明确 三个一样 两个不一样 三个一样 是指作用力和反作用力大小一样 力的性质一样 力产生和消失的时刻及变化情况一样 两个不一样 是指作用力和反作用力的方向不一样 作用对象即受力物体不一样 另外还需注意区别一个力的反作用力和它的平衡力这两个不同的概念 一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直杆 如右图所示 在这一瞬间悬绳断了 设杆足够长 由于小猫继续上爬 所以小猫离地面高度不变 试求木杆下降的加速度 设小猫质量为m 杆的质量为M 解析 对猫和杆受力分析分别如图甲 乙所示 甲乙 二 牛顿运动定律的应用方法1 力 加速度 速度的关系 要想了解一个物体运动的情况 必须分析受力情况 产生的加速度及达到的速度 根据它们之间的关系一步步分析 才能得出结论 特别是有些稍难的题目 不用此种方法很难求解 物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向 合力与加速度的关系式为F ma 只要有合力 不管速度是大 是小或是零 都有加速度 只有合力为零时 加速度才能为零 一般情况下 合力与速度无必然联系 只有加速度才与合力有必然的联系 2 掌握用牛顿第二定律解题的三种主要方法 1 合成法合成法一般适用于物体受两个力作用的情形 利用平行四边形定则将两个力合成 则F合 ma 2 正交分解法建立坐标系 确定x轴的正方向通常有两种方法 分解力不分解加速度 此时一般规定加速度方向为x轴正方向 方程为Fx合 ma Fy合 0 分解加速度不分解力 此种方法以某个力方向为x轴正方向 把加速度分解在x轴和y抽上 方程为Fx合 max Fy合 may 综合应用牛顿定律和运动学公式才能解答的问题 通常选初速度v0的方向和垂直于v0的方向为坐标轴正方向 否则 易造成 混乱 如下图所示 小物块以4m s的初速度从倾角为30 的斜面底端向上滑 物块与斜面间的动摩擦因数为 g取10m s2 斜面足够长 则 1 上滑多长时间 速度减小一半 2 物块上滑的最大距离是多少 思路点拨 本题属于已知受力情况求解运动情况的考查题 首先对物体进行受力分析 要注意物块上滑过程中 重力的下滑分力与滑动摩擦力的方向都沿斜面向下 产生的加速度方向与初速度方向相反 解析 确定运动情况 需要知道加速度 首先要进行受力情况分析 对物块受力分析 如右图所示 由牛顿第二定律得 mgsin30 f ma N mgcos30 0摩擦力f N mgcos30 加速度a gsin30 gcos30 8m s2 物块沿斜面向上做匀减速直线运动 以初速度方向为正方向则a 8m s2 答案 1 0 25s 2 1m 三 连接体问题的求解 整体法 隔离法1 连接体 多个相互关联的物体组成的物体组 或物体系 如几个物体叠放在一起 或并排挤放在一起 或用绳子 细杆连在一起 2 隔离法与整体法 1 隔离法 在解决连接体问题时 从研究的方便性出发 将物体系统中的某一部分隔离出来 单独分析研究的方法 2 整体法 在解决连接体问题时 将整个系统作为一个整体分析研究的方法 3 选取整体法与隔离法的原则 1 一般是先整体后隔离在连接体内各物体具有相同的加速度 应先把连接体当做一个整体 分析整体受力 利用牛顿第二定律求出加速度 若求连接体内各物体间的相互作用 再把物体隔离 对该物体单独受力分析 再利用牛顿第二定律对该物体列式求解 2 求系统外力的问题 有的直接选取整体法求解 有的则先隔离后整体 两物体A B质量分别为m和M 互相接触放在光滑水平面上 如右图所示 对物体A施加水平向右的推力F 则物体A对B的作用力为 解析 解法一 可以将物体A B都隔离出来分别受力分析 物体A 水平方向上受到水平向右的推力F和B对A的作用力F1 如图甲所示 由牛顿第二定律得 答案 B 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全