第四章牛頓運(yùn)動(dòng)定律（專題）—人教版高中物理必修一課件（共37張PPT）

1、聊聊牛頓運(yùn)動(dòng)定律艾薩克牛頓l 英國(guó)著名的物理學(xué)家，百科全書(shū)式的“全才”，著有自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理、光學(xué)l 1687年發(fā)表論文自然定律，對(duì)萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了描述l 在力學(xué)上，提出牛頓運(yùn)動(dòng)定律。在光學(xué)上，他發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡，發(fā)展出了顏色理論。他還系統(tǒng)地表述了冷卻定律，并研究了音速l 在數(shù)學(xué)上，牛頓發(fā)展出微積分學(xué)；證明了廣義二項(xiàng)式定理，提出了“牛頓法”以趨近函數(shù)的零點(diǎn)，并為冪級(jí)數(shù)的研究做出了貢獻(xiàn)錄目動(dòng)力學(xué)兩類問(wèn)題04.牛頓第二定律02.牛頓第一定律01.牛頓第三定律03.超重和失重05.連接體問(wèn)題06.牛 頓 第 一 定 律內(nèi)容回顧內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，知道有外力迫使它改

2、變這種狀態(tài)意義力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因平衡狀態(tài)即加速度為零的狀態(tài)，僅包括靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)慣性物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。物體固有屬性；質(zhì)量是慣性大小的唯一量度2.下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系說(shuō)法正確的是（）A. 力是改變物體慣性的原因 B. 力能維持物體的速度的大小C. 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 D. 力能維持物體運(yùn)動(dòng)的方向1.關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是（）A. 運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性 B. 靜止的物體沒(méi)有慣性C. 質(zhì)量大的物體慣性大 D. 速度大的物體慣性大鞏固訓(xùn)練6牛頓第二定律內(nèi)容回顧內(nèi)容物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比。加速度的方

3、向與作用力的方向相同表達(dá)式a=F/m 或 F=ma注意加速度與作用力具有同向性、瞬時(shí)性鞏固訓(xùn)練一下列關(guān)于速度、加速度、力的關(guān)系說(shuō)法中正確的是（）1. 力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因2. 一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，它受到的力也就越大3. 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體加速度的方向和合外力的方向一致4. 物體具有加速度，一定受到力的作用，但物體加速度的方向和合外力的方向可以不一致鞏 固 訓(xùn) 練鞏 固 訓(xùn) 練二.如圖所示，質(zhì)量為m的小球懸掛在小車頂棚上，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中當(dāng)小球偏離豎直方向角時(shí)，則下列說(shuō)法正確的是（）A. 小車可能向左減速運(yùn)動(dòng) B. 小車可能向右減速運(yùn)動(dòng)C. 小車的加速度大小a=gtan D.

4、 懸掛線的拉力大小F=mg/sin分析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析可知，小車加速度方向向右，所以小車運(yùn)動(dòng)情況可能是向右加速，或者是向左減速mgFF合根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可列方程：F合/mg=tg，解得F合=mgtg=ma，所以a=gtg；mg/F=cos ，解得F=mg/cos牛 頓 第 三 定 律內(nèi)容回顧l 內(nèi)容 作用力和反作用力總是大小相等、方向相反l 特點(diǎn) 同時(shí)性、同性質(zhì)性鞏固訓(xùn)練1.關(guān)于作用力與反作用力，下面說(shuō)法中正確的是（）A.作用力與反作用力的大小不相等B.作用力與反作用力可以是不同性質(zhì)的力C.作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失D.一個(gè)作用力和它的反作用力合力為零鞏固訓(xùn)練2.如圖所示，在粗糙水平

5、桌面上有一物塊，其右側(cè)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧另一端通過(guò)一細(xì)線跨過(guò)不計(jì)摩擦的定滑輪與鉤碼相連，系統(tǒng)保持靜止，下列說(shuō)法正確的是（）A. 彈簧有可能處于原長(zhǎng)狀態(tài)B. 物塊對(duì)彈簧的拉力大于彈簧對(duì)物塊的拉力C. 彈簧對(duì)物塊的拉力等于桌面對(duì)物塊的摩擦力D. 桌面對(duì)物塊的作用力等于物塊的重力mgTMgFTf平衡力與作用力和反作用力最大的區(qū)別平衡力是作用在一個(gè)物體上，合力為零；作用力和反作用力是作用在兩個(gè)物體上，不能進(jìn)行力的合成。動(dòng)力學(xué)兩類問(wèn)題內(nèi)容回顧已知物體受力情況，研究物體的運(yùn)動(dòng)已知物體運(yùn)動(dòng)情況，研究物體的受力鞏固訓(xùn)練1.原來(lái)速度是4m/s的物體，運(yùn)動(dòng)到一段水平直路上，受到大小為10N的水平拉力作用，物體向

6、右加速運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為4kg，物體受到的阻力大小恒為2N。求：物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度大小01物體加速運(yùn)動(dòng)到96m時(shí)的速度大小02解析：由牛頓第二定律可得方程F-f=ma，解得a=2m/s2解析：由v2-v02=2as，解得v=20m/s鞏固訓(xùn)練2.在水平地面上有一質(zhì)量為2kg的物體，在水平拉力F的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，10s后拉力大小減為零，該物體的運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示。（g取10m/s2）求：（1）前10s內(nèi)物體的加速度和位移大?。?）物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)（3）物體受到的拉力F的大小010148vt010148vt已知：m=2Kg，F(xiàn)=10N，v=8m/s，t1=1

7、0s，t2=4s解（1）：v-t圖像斜率表示加速度。由圖可得：a1=v/t1，解得a1=0.8m/s2。位移s=a1t12/2=40m。（1）前10s內(nèi)物體的加速度和位移大小（2）物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)（3）物體受到的拉力F的大小解（2）：由圖可得：a2=v/t2，解得a2=2m/s2。由牛頓第二定律可得：f=ma2=4N。由滑動(dòng)摩擦力公式f=mg，解得=0.2解（3）：對(duì)第一段運(yùn)動(dòng)列牛頓第二定律方程可得：F-f=ma1，解得F=5.6N鞏固訓(xùn)練3.如圖所示，水平傳送帶以v=5m/s的恒定速度運(yùn)動(dòng)，傳送帶長(zhǎng)AB=7.5m，今在其左端將一質(zhì)量為m=1kg的工件輕輕放在上面，工件被帶傳送到右端

8、，已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.5，（g=10m/s2）求：（1）工件相對(duì)皮帶滑動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力的大小和方向（2）工件在傳送帶上相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的加速度的大小和方向（3）工件經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端ABmv已知：m=1Kg，L=7.5m，v=5m/s，=0.5解（1）：工件剛開(kāi)始相對(duì)皮帶向后運(yùn)動(dòng)，所以所受摩擦力方向向右，f=mg=5N（1）工件相對(duì)皮帶滑動(dòng)時(shí)所受到的摩擦力的大小和方向（2）工件在傳送帶上相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的加速度的大小和方向（3）工件經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間由傳送帶左端運(yùn)動(dòng)到右端解（2）：由牛頓第二定律可得：f=ma，解得a=5m/s2，方向向右解（3）：如圖，根據(jù)v=at1，解得t1

9、=1s，所以L1=at12/2=2.5m；L2=L-L1=5m，所以t2=L/v=1s。則工件運(yùn)動(dòng)總時(shí)間t=t1+t2=2sABmvfABvL1t1t2L2明確研究對(duì)象根據(jù)問(wèn)題的需要和解題的方便，明確研究對(duì)象。如果是連接體，要根據(jù)整體法或隔離法選取研究對(duì)象。受力分析過(guò)程分析根據(jù)物體的狀態(tài)進(jìn)行受力分析，在根據(jù)受力情況進(jìn)行過(guò)程分析，明確物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和所滿足的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。選取正方向一般以初速度或加速的方向?yàn)檎较颉Ａ蟹匠糖蠼飧鶕?jù)牛頓第二定律分別列出Fx=maX和Fy=may，聯(lián)立方程組求解。確定合外力如果物體僅受到兩個(gè)力的作用，可直接根據(jù)平行四邊形定則確定；如果物體受到三個(gè)以上里的作用，則通常建立

10、直角坐標(biāo)系，進(jìn)行正交分解，最終確定出x、y軸上的合力。 動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的解題思路超重與失重超重與失重超重：是物體所受彈力(拉力或支持力)大于物體重力的現(xiàn)象失重：是物體所受彈力(拉力或支持力)小于物體重力的現(xiàn)象完全失重：是物體所受彈力(拉力或支持力)等于零的現(xiàn)象。鞏固訓(xùn)練1.一個(gè)質(zhì)量為40Kg的小孩站在加速上升的電梯里，電梯加速度大小為2m/s2。問(wèn)：（1）小孩對(duì)電梯的壓力是多大（2）小孩現(xiàn)在處于什么狀態(tài)解析：對(duì)小孩進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可得方程：F-mg=ma，解得F=480N因?yàn)镕mg，所以小孩處于超重狀態(tài)鞏固訓(xùn)練2.一個(gè)質(zhì)量為40Kg的小孩站在減速上升的電梯里，電梯加速度大小為2m/s2

11、。問(wèn)：（1）小孩對(duì)電梯的壓力是多大（2）小孩現(xiàn)在處于什么狀態(tài)解析：對(duì)小孩進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可得方程：mg-F=ma，解得F=320N因?yàn)镕mg，所以小孩處于失重狀態(tài)超重與失重判斷每組圖片中物體（人）處于什么狀態(tài)？結(jié)論：超重的特點(diǎn)是物體具有向上（斜向上）的加速度；失重的特點(diǎn)是物體具有向下（斜向下）的加速度連接體問(wèn)題連接體問(wèn)題連接體：力學(xué)中，兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相互連接構(gòu)成的系統(tǒng)外力：系統(tǒng)所受到外界施加的作用力內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體之間的作用力當(dāng)連接體（系統(tǒng)）內(nèi)各個(gè)物體的加速度相等時(shí)，可以把這個(gè)系統(tǒng)看成是一個(gè)整體，分析其受力和運(yùn)動(dòng)情況。整體法一般用于求解系統(tǒng)所受到的外力或加速度將系統(tǒng)的某一個(gè)物體

12、或一部分從整體中隔離出來(lái)進(jìn)行受力或運(yùn)動(dòng)分析的方法。隔離法一般用于求解物體間的相互作用力（內(nèi)力）整體法隔離法連接連接體體問(wèn)題問(wèn)題鞏 固 訓(xùn) 練鞏 固 訓(xùn) 練1.如圖所示，光滑水平地面上有兩塊完全相同的木塊A、B，質(zhì)量均為m。在水平推力F的作用下向前做勻加速運(yùn)動(dòng)。則：（1）兩物塊運(yùn)動(dòng)的加速度多大（2）物塊A對(duì)物塊B的推力多大解（1）：整體法，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受理分析可知，力F提供了系統(tǒng)的加速度，由牛頓第二定律可得方程：F=2ma，解得a=F/2m。解（2）：隔離法，對(duì)物塊B進(jìn)行受理分析，如圖。由牛頓第二定律可得方程：FAB=ma，解得FAB=F/2。ABFFABB鞏 固 訓(xùn) 練鞏 固 訓(xùn) 練2.如圖所示

13、，光滑水平地面上放置質(zhì)量分別為m、2m和3m的三個(gè)物體，其中質(zhì)量為2m和3m的兩個(gè)物體之間用一個(gè)不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，輕繩能承受的最大拉力為T。現(xiàn)用水平拉力F拉質(zhì)量為3m的物體，使三個(gè)物體一起向右運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是（ ）A.質(zhì)量為2m的物體受到四個(gè)力的作用 B.當(dāng)F逐漸增大到T時(shí)，輕繩剛好被拉斷C.當(dāng)F增大到1.5T時(shí)，輕繩還不會(huì)被拉斷D.輕繩剛好要被拉斷，質(zhì)量為m和2m的兩個(gè)物體間的摩擦力為2T/3m2m3m鞏 固 訓(xùn) 練鞏 固 訓(xùn) 練已知：三個(gè)物體的質(zhì)量，細(xì)繩能承受的最大拉力是T，外力為FA.質(zhì)量為2m的物體受到四個(gè)力的作用 B.當(dāng)F逐漸增大到T時(shí)，輕繩剛好被拉斷C.當(dāng)F增大到1.5T

14、時(shí)，輕繩還不會(huì)被拉斷D.輕繩剛好要被拉斷，質(zhì)量為m和2m的兩個(gè)物體間的摩擦力為2T/3m2m3m解析：分析質(zhì)量為2m物體受到的作用力。2m物體共受到重力、支持力、壓力、拉力、靜摩擦力作用，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤。2mgF壓F支Tf鞏 固 訓(xùn) 練鞏 固 訓(xùn) 練已知：三個(gè)物體的質(zhì)量，細(xì)繩能承受的最大拉力是T，外力為FA.質(zhì)量為2m的物體受到四個(gè)力的作用 B.當(dāng)F逐漸增大到T時(shí)，輕繩剛好被拉斷C.當(dāng)F增大到1.5T時(shí)，輕繩還不會(huì)被拉斷D.輕繩剛好要被拉斷，質(zhì)量為m和2m的兩個(gè)物體間的摩擦力為2T/3m2m判斷當(dāng)繩子上的拉力恰好達(dá)到T時(shí)，系統(tǒng)的最大加速度是多少。用隔離法對(duì)m、2m這部分進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可得：T=（m+2m）a，解得系統(tǒng)最大加速度a=T/3m，所以外力F的最大值為F=（m+2m+3m）a=2T。故選項(xiàng)B錯(cuò)誤、C正確。3