高中物理 牛頓運(yùn)動(dòng)定律課件 新人教版必修1

牛頓(IsaacNewton)英國(guó)偉大的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家。牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域里作了奠基性的貢獻(xiàn)，堪稱科學(xué)巨匠。幾個(gè)重要貢獻(xiàn)：萬(wàn)有引力定律、經(jīng)典力學(xué)、微積分學(xué)和光學(xué)。IssacNewton（1643-1727）

任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到受其它物體作用改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。一、牛頓第一定律1.牛頓第一定律給出力的概念；

力的起源：物體間的相互作用；

力的效果：改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。明確幾點(diǎn)2.牛頓第一定律給出慣性的概念。

維持物體運(yùn)動(dòng)的是慣性；

改變物體運(yùn)動(dòng)的是力。1.牛頓第一定律給出力的概念；

力的起源：物體間的相互作用；

力的效果：改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。明確幾點(diǎn)2.牛頓第一定律給出慣性的概念。

維持物體運(yùn)動(dòng)的是慣性；

改變物體運(yùn)動(dòng)的是力。3.慣性是物體固有的，物體的慣性有平動(dòng)慣性和轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，質(zhì)點(diǎn)作平動(dòng)時(shí)只有平動(dòng)慣性。4.牛頓第一定律只適用于慣性參照系。

滿足牛頓第一定律的參照系為慣性參照系

靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系為慣性系。4.牛頓第一定律只適用于慣性參照系。

滿足牛頓第一定律的參照系為慣性參照系

靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系為慣性系。

物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率與所加的外力成正比，并且發(fā)生在這外力的方向上。二、牛頓第二定律

物體的動(dòng)量對(duì)時(shí)間的變化率與所加的外力成正比，并且發(fā)生在這外力的方向上。二、牛頓第二定律對(duì)低速運(yùn)動(dòng)物體，質(zhì)量

m近似為常數(shù)，則對(duì)低速運(yùn)動(dòng)物體，質(zhì)量

m近似為常數(shù)，則1.

不能直接應(yīng)用于非慣性系，只適應(yīng)慣性系。2.給出了慣性的確切定義：質(zhì)量是物體慣性的量度；

質(zhì)量越大，慣性越大，改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就越不容易；1.

不能直接應(yīng)用于非慣性系，只適應(yīng)慣性系。2.給出了慣性的確切定義：質(zhì)量是物體慣性的量度；

質(zhì)量越大，慣性越大，改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就越不容易；3.若作用在物體上的力不止一個(gè)，則牛二律寫為：即:“力的疊加原理”4.外力與加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)的，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。5.分量形式直角坐標(biāo)系：3.若作用在物體上的力不止一個(gè)，則牛二律寫為：即:“力的疊加原理”4.外力與加速度之間的關(guān)系是瞬時(shí)的，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。5.分量形式直角坐標(biāo)系：自然坐標(biāo)系：法向力切向力

分別作用在兩個(gè)物體上的作用力與反作用力大小相等、方向相反、作用在一條直線上。三、牛頓第三定律注自然坐標(biāo)系：法向力切向力(Theend)3.

F與F'大小相等方向相反，但作用在兩個(gè)不同物體上，不是一對(duì)平衡力；2.

F與F'同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。1.

F與F'

性質(zhì)相同。

分別作用在兩個(gè)物體上的作用力與反作用力大小相等、方向相反、作用在一條直線上。三、牛頓第三定律注§2.1.3牛頓定律的應(yīng)用1.[定]定研究對(duì)象：幾個(gè)物體連在一起需作隔離體，將內(nèi)力視為外力；2.[畫]畫受力分析圖：分析時(shí)可按照重力、彈力、摩擦力等的順序畫受力圖；3.[列]列方程：建立坐標(biāo)系，應(yīng)用牛頓定律，列出力學(xué)方程；4.[解]求解結(jié)果。運(yùn)用牛頓定律解決問(wèn)題的思路和方法一、已知力求運(yùn)動(dòng)二、已知運(yùn)動(dòng)求力三、綜合類?通過(guò)加速度a，將力與運(yùn)動(dòng)量聯(lián)系起來(lái)，

起“橋梁”作用。三類問(wèn)題：例

質(zhì)量為m的物體以初速度v0豎直向上拋出，若空氣阻力f=-kv，v為物體t時(shí)刻速率。求上升最大高度及所需時(shí)間。解建立坐標(biāo)系如圖至最高點(diǎn)處:v=0,可解出:由(1)式及得:至最高點(diǎn)處:v=0,由(1)式及得:可解出:將(2)式代入上式得上升高度為:(解畢)將(2)式代入上式得上升高度為:(解畢)[解法2](解畢)[解法2]由對(duì)稱性可知,水面為旋轉(zhuǎn)拋物面。(解畢)二、已知運(yùn)動(dòng)求力例已知質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m

，運(yùn)動(dòng)方程為，式中A、B為常數(shù)，求質(zhì)點(diǎn)所受合外力?二、已知運(yùn)動(dòng)求力例已知質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量為m

，運(yùn)動(dòng)方程為，式中A、B為常數(shù)，求質(zhì)點(diǎn)所受合外力?解大小：6mBt方向：+y方向(解畢)大?。?mBt方向：+y方向(解畢)例勻質(zhì)繩：m、l，水平，桌面光滑，物體質(zhì)量為M

，水平作用力F，設(shè)繩子長(zhǎng)度不變，求(1)繩作用在物體上的力；(2)繩上任意點(diǎn)的張力。(1)

分別以M與m作為對(duì)象，可列出方程:解例勻質(zhì)繩：m、l，水平，桌面光滑，物體質(zhì)量為M

，水平作用力F，設(shè)繩子長(zhǎng)度不變，求(1)繩作用在物體上的力；(2)繩上任意點(diǎn)的張力。(1)

分別以M與m作為對(duì)象，可列出方程:解當(dāng)時(shí)，(2)求繩上任意點(diǎn)的張力：設(shè)線密度，以dx

段繩為對(duì)象，則:當(dāng)時(shí)，(2)求繩上任意點(diǎn)的張力：設(shè)線密度，以dx

段繩為對(duì)象，則:即輕繩內(nèi)部張力處處相等。(解畢)對(duì)于輕繩，m<<M，則。即輕繩內(nèi)部張力處處相等。(解畢)對(duì)于輕繩，m<<M,則。三、綜合問(wèn)題已知部分力和部分運(yùn)動(dòng)，求力和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。例

質(zhì)量為m的物體在摩擦系數(shù)為的平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，問(wèn)當(dāng)力與水平面成角多大時(shí)最省力？三、綜合問(wèn)題已知部分力和部分運(yùn)動(dòng)，求力和運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。例

質(zhì)量為m的物體在摩擦系數(shù)為的平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng)，問(wèn)當(dāng)力與水平面成角多大時(shí)最省力？解受力分析，建立坐標(biāo)系，物體受力分析如圖。聯(lián)立得：即分母有極大值，F(xiàn)有極小值。令由于聯(lián)立得：即分母有極大值，F(xiàn)有極小值。令由于當(dāng)時(shí)最省力。(解畢)§2.2非慣性系慣性力一、慣性系與非慣性系定義慣性參照系：該參照系中的任何物體若不受外力作用或合外力為零時(shí)，該物體只作勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài)，即滿足牛頓第一定律。?牛頓定律只適應(yīng)于慣性參照系。?常見(jiàn)的慣性參照系：太陽(yáng)參照系、地心參照系、地面參照系等。?相對(duì)于慣性系作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系皆為慣性系。太陽(yáng)參照系太陽(yáng)繞銀河系ω≈8.0×10-12rad/s。?牛頓定律只適應(yīng)于慣性參照系。?常見(jiàn)的慣性參照系：太陽(yáng)參照系、地心參照系、地面參照系等。?相對(duì)于慣性系作勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系皆為慣性系。地心參照系所以地心參照系近似為慣性參照系。地面參照系：地面是近似的慣性系，而不是嚴(yán)格的慣性系，因?yàn)榈厍蛴凶赞D(zhuǎn)角速度≈7.3×10-5rad/s

，由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上的物體有法向加速度。

FK4參考系FK4參考系是以選定的1535顆恒星的平均靜止的位形作為基準(zhǔn)的參考系，是比以上參考系都嚴(yán)格的慣性系。二、力學(xué)相對(duì)性原理設(shè)兩慣性系的相對(duì)速度:

常矢量

對(duì)于不同慣性系，牛頓力學(xué)的規(guī)律都具有相同的形式，在一慣性系內(nèi)部所作的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)，都不能確定該慣性系相對(duì)于其他慣性系是否在運(yùn)動(dòng)。三、非慣性系中牛頓定律的有條件應(yīng)用【定義】：慣性力大小：則：在非慣性系中對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，額外引入慣性力，即可直接應(yīng)用牛頓定律。方向：與反向。慣性系:滿足牛頓定律！非慣性系:，但引入：，則滿足牛頓定律！，且地面參照系轉(zhuǎn)臺(tái)參照系1.慣性力不是客觀存在的力，是虛擬力，所以慣性力無(wú)反作用力。2.只有在非慣性系中，物體才受到慣性力的作用。3.在非慣性系中應(yīng)用牛頓定律時(shí)，必須注意是物體相對(duì)于非慣性系的加速度，由此求出的也是相對(duì)于非慣性系而言的。交叉潮回頭潮自然現(xiàn)象中的慣性力?表現(xiàn)重力：與緯度值有關(guān)。?潮汐：一日兩次漲落例已知θ，m，M，光滑斜面及光滑地面。當(dāng)物體下滑時(shí)，求物體相對(duì)于斜面的加速度及其對(duì)斜面的正壓力。解設(shè)：斜面相對(duì)于地面