牛頓第二定律講義

1、第七講：牛頓三大定律要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)牛一定律1 人類研究力與運(yùn)動(dòng)間關(guān)系的歷史過程。要知道伽利略的成功在于把“明明白白的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和清清楚楚的邏輯推理結(jié)合在一起”，物理學(xué)從此走上了正確的軌道。2 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。（1）歷史上錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)是“運(yùn)動(dòng)必須有力來維持”（2）正確的認(rèn)識(shí)是“運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”。3 對(duì)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的理解。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的事實(shí)依據(jù)是運(yùn)動(dòng)物體撤去推力后沒有立即停止運(yùn)動(dòng)，而是運(yùn)動(dòng)一段距離后再停止的，摩擦力越小物體運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。抓住這些事實(shí)依據(jù)的本質(zhì)屬性，并作出合理化的推理，這就是伽利略的高明之處，我們要學(xué)習(xí)的就是這種思維方法。4 對(duì)“改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的理解運(yùn)動(dòng)狀

2、態(tài)的改變就是指速度的改變，速度的改變包括速度大小和速度方向的改變，速度改變就意味著存在加速度。5 維持自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變是一切物體的本質(zhì)屬性，這一本質(zhì)屬性就是慣性。揭示物體的這一本質(zhì)屬性是牛頓第一定律的偉大貢獻(xiàn)之一。6 掌握牛頓第一定律的內(nèi)容。（1）“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止?fàn)顟B(tài)”這句話的意思就是說一切物體都有慣性。（2）“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”這句話的意思就是外力是產(chǎn)生加速度的原因。7 任何物理規(guī)律都有適用范圍，牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于慣性參照系。8 質(zhì)量是慣性大小的量度。牛二定律1、頓第二定律的內(nèi)容和及其數(shù)學(xué)表達(dá)式F合=ma。牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容是物體的加速度與合

3、外力成正比，與質(zhì)量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。這里重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)一下加速度的與合外力的關(guān)系：加速度的方向就是合外力的方向加速度的大小與合外力的大小是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的。2、要知道一牛頓力的物理意義，使質(zhì)量為一千克的物體產(chǎn)生一米每?jī)纱畏矫氲募铀俣鹊牧褪且慌ｎD，公式表示就是1×1m/s2=1N。在國(guó)際單位制中，力的單位就是這樣推導(dǎo)出來的。3、學(xué)習(xí)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律后，應(yīng)該對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系作一小結(jié)：（1）物體所受的合外力產(chǎn)生物體的加速度。 當(dāng)物體受到合外力的大小和方向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相同，則物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)物體受到合外力的大小和方

4、向保持不變、合外力的方向和初速度方向沿同一直線且方向相反，則物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。 在物體受到的合外力是隨時(shí)間變化的情況下，物體的加速度也隨時(shí)間性變化。（2）加速度的方向就是合外力的方向。（3）加速度與合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的關(guān)系。4、在運(yùn)用牛頓第二定律解題時(shí)，必須對(duì)研究對(duì)象作細(xì)致的受力分析。（1）當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就好象其他力不存在一樣力的這種性質(zhì)叫做力的獨(dú)立作用原理（2）每個(gè)力產(chǎn)生的加速度與該力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與該力的方向相同，即有a1=F1/m,  a2=F2/m  （3）當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，

5、物體的加速度等于各個(gè)力單獨(dú)存在時(shí)所產(chǎn)生加速度的矢量和，即 a=a1+a2+a3牛三定律1、牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。2、應(yīng)該能正確領(lǐng)會(huì)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的物理意義，牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律實(shí)質(zhì)上揭示了物體間的作用是相互的，力總是成對(duì)出現(xiàn)的，物體作為施力物的時(shí)候它也一定是受力物。要知道作用力與反作用力是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)同樣變化、一定是同一性質(zhì)的力。并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的關(guān)系與兩個(gè)物體相互作用的方式、相互作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無關(guān)。3、要能區(qū)分相互平衡的兩個(gè)力與一對(duì)作用力、反作用力?，F(xiàn)將一對(duì)相互作用力與一對(duì)平衡力

6、列表進(jìn)行比較如下：一對(duì)力比較項(xiàng)目一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力不同點(diǎn)兩個(gè)力作用在同一物體上兩個(gè)力分別作用在兩個(gè)不同物體上兩個(gè)力涉及三個(gè)物體兩個(gè)力涉及兩物體可以求合力，且合力一定為零不可以求合力兩個(gè)力的性質(zhì)不一定相同兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同兩個(gè)力共同作用的效果是使物體平衡兩個(gè)力的效果分別表現(xiàn)在相互作用的兩個(gè)物體上一個(gè)力的產(chǎn)生、變化、消失不一定影響另一個(gè)力兩個(gè)力一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失共同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在一條直線上基礎(chǔ)訓(xùn)練1、一切物體總保持_狀態(tài)或_狀態(tài)，除非_，這就是牛頓第一定律牛頓第一定律揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力不是_的原因，而是_的原因2物體的這種保持_ 的性質(zhì)叫做慣性，慣性

7、是物體的_性質(zhì)3 外力是使物體產(chǎn)生_的原因物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，物體一定具有_，物體一定受到_的作用4 質(zhì)量一定時(shí)物體的加速度與它所受的外力成 ；外力一定時(shí)加速度與物體的質(zhì)量成 。力是_的相互作用，物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫做_和_5、兩物體之間的作用力和反作用力總是_，_，_這就是牛頓第三定律6關(guān)于伽利略的理想實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 （ ） A只要接觸面相當(dāng)光滑，物體在水平面上就能勻速運(yùn)動(dòng)下去 B這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是永遠(yuǎn)無法做到的 C利用氣墊導(dǎo)軌，就能使實(shí)驗(yàn)成功 D雖然是想象中的實(shí)驗(yàn)，但是它建立在可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上7下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是 （ ） A汽車剎車時(shí)，乘客的身子會(huì)向前傾斜

8、，是因?yàn)槠囉袘T性 B做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體和靜止的物體沒有慣性 C物體的慣性只有在物體速度改變時(shí)才表現(xiàn)出來 D物體都具有慣性，與物體是否運(yùn)動(dòng)無關(guān)，與物體速度是否變化也無關(guān)8門窗緊閉的火車在平直軌道上勻速行駛，車廂內(nèi)有一人豎直上跳起后仍落會(huì)原處，這是因?yàn)?（ ） A人起跳后，車廂底板仍然對(duì)他有向前的推力 B人起跳后，車廂中的空氣對(duì)他有向前的推力 C人起跳后，在火車運(yùn)動(dòng)方向上仍具有與火車相同的速度 D人起跳后，在水平方向上沒有受到力的作用9靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力的作用，當(dāng)力剛開始作用的瞬間，下列說法正確的是 ( )A.物體同時(shí)獲得速度和加速度 B.物體立即獲得加速度，但速度仍為

9、零C.物體立即獲得速度，但加速度仍為零 D.物體的速度和加速度都仍為零10、下列說法正確的是 ( )A.由a=v/t可知,a與v成正比,a與t成反比B.由a=F/m可知,a與F成正比，a與m成反比C.a、F、v的方向總是一致的D.a、F、v的方向總是一致的11F1、F2兩力分別作用于同一物體，產(chǎn)生的加速度大小分別為a1=2m/s2和a2=3m/s2，若兩力同時(shí)作用于該物體，其加速度可能為：（ ）A1m/s2；B3m/s2；C5m/s2；D7m/s2；12在光滑的水平面上作勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)它所受的合力逐漸減小而方向不變時(shí),則物體的( )A.加速度越來越大，速度越來越大 B.加速度越來越小

10、，速度越來越小C.加速度越來越大，速度越來越小 D.加速度越來越小，速度越來越大13質(zhì)量為2kg的物體，運(yùn)動(dòng)的加速度為1m/s2，則所受合外力大小為是多大？若物體所受合外力大小為8N，那么，物體的加速度大小為多大？14質(zhì)量為2的物體靜止在光滑的水平面上，若有大小均為10N的兩個(gè)外力同時(shí)作用于它，一個(gè)力水平向東，另一個(gè)力水平向南，求它的加速度。第八講：牛頓第二定律的應(yīng)用一要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1分析物體的受力情況的能力。關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)有兩類基本問題：一類是已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；另一類是已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況。通過本節(jié)教材的學(xué)習(xí)，要求能從物體受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，能從運(yùn)動(dòng)情

11、況確定物體受力情況。2培養(yǎng)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決力學(xué)問題的能力。具體地說有以下兩種情形：（1）已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況：在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（即求出物體運(yùn)動(dòng)的速度和位移），處理這類問題的基本思路是：先分析物體的受力情況，求出合外力根據(jù)牛頓第二定律（F=ma）求出加速度，再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式求出速度和位移（2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況：解答這類問題時(shí)，應(yīng)首先分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況，由物體的速度和位移、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等物理量根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，然后在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，利用牛頓第二定律（F=ma）列出方程求力3掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解

12、決問題的基本思路和方法。應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟如下（1）靈活選取研究對(duì)象（2）將研究對(duì)象提取出來，分析物體的受力情況并畫受力示意圖，分析物體的運(yùn)動(dòng)情況并畫運(yùn)動(dòng)過程簡(jiǎn)圖。（3）利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐標(biāo)，并將有關(guān)矢量進(jìn)行分解。取加速度的方向?yàn)檎较颍}中各物理量的方向與規(guī)定的正方向相同時(shí)取正值，反之取負(fù)值。（4）列出方程并求解，檢查答案是否完整、合理。應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般思路可用以下的流程圖表示：無論是已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況，還是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受情況，加速度始終是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁，解決這類問題進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析是關(guān)鍵，要

13、養(yǎng)成用畫受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖的方法來理解題意的習(xí)慣。能力訓(xùn)練1如圖4-6-5所示,質(zhì)量為20kg的物體,沿水平面向右運(yùn)動(dòng),它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,同時(shí)還受到大小為10N的水平向右的力作用,則該物體(g=10m/s2)( )A.所受到的摩擦力大小為20N,方向向左B.所受到的摩擦力大小為20N,方向向右C.運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.5m/s2,方向向左D.運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.5m/s2,方向向右質(zhì)量為8×103kg的汽車以1.5m/s2的加速度加速,阻力為2.5×103N,那么汽車的牽引力是( )×103NB.9.5×103NC.1.2×10

14、4ND.1.45×104N3一個(gè)質(zhì)量為21kg的物體同時(shí)受到兩個(gè)力的作用,這兩個(gè)力的大小分別為2N和6N,當(dāng)兩個(gè)力的方向發(fā)生變化時(shí),物體的加速度大小可能為( C )A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s24 A、B、C三球大小相同,A為實(shí)心木球,B為實(shí)心鐵球,C是質(zhì)量與A一樣的空心鐵球,三球同時(shí)從同一高度由靜止落下,若受到的阻力相同,則( )A.A球下落的加速度最大B.B球下落的加速度最大C.C球下落的加速度最大D.三球下落的加速度一樣大5沿平直軌道運(yùn)動(dòng)的車廂中的光滑水平面上彈簧拴著一個(gè)小球,彈簧處于自然狀態(tài),如圖4-6-6所示,當(dāng)旅客看到彈簧的長(zhǎng)度變長(zhǎng)時(shí)對(duì)火車的運(yùn)動(dòng)

15、狀態(tài)判斷可能正確的是( )A.火車向右方運(yùn)動(dòng),速度在增加中B.火車向右方運(yùn)動(dòng),速度在減小中C.火車向左方運(yùn)動(dòng),速度在增加中D.火車向左方運(yùn)動(dòng),速度在減小中6假設(shè)灑水車的牽引力不變,且所受阻力與車重成正比,未灑水時(shí),做勻速行駛,灑水時(shí)它的運(yùn)動(dòng)情況將是 ( )A.做變加速直線運(yùn)動(dòng)B.做初速度不等于零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.做勻減速運(yùn)動(dòng)D.繼續(xù)保持做勻速直線運(yùn)動(dòng)7如圖4-6-7，質(zhì)量m=2kg的物體靜止在水平面上，物體與水平面間的滑動(dòng)摩擦力大小等于它們間彈力的0.25倍現(xiàn)在對(duì)物體施加一個(gè)大小F=8N、與水平方向夾角=37°角的斜向上的拉力已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2，求物體在拉力作用下5s內(nèi)通過的位移大小。8如圖4-6-8所示，一個(gè)放置在水平臺(tái)面上的木塊，其質(zhì)量為2kg，受到一個(gè)斜向下的、與水平方向成30°角的推力F=10N的作用，使木塊從靜止開始運(yùn)動(dòng)，5s后撤去推力，若木塊與水平