第五節(jié) 牛頓運動定律

第五節(jié)牛頓運動定律

前面我們學習了怎樣描述物體的運動，但是沒有討論物體為什么會做這種或那種運動。要討論這個問題，必須知道運動和力的關(guān)系。控制交通工具的速度，研究天體運動，計算人造地球衛(wèi)星的軌道等，都涉及運動和力的關(guān)系。英國科學家牛頓在1687年出版了他的名著《自然哲學的數(shù)學原理》。在這部著作中，牛頓提出了三條運動定律——牛頓運動定律。一、牛頓第一運動定律

1．牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

2．慣性：物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。

當汽車突然開動的時候，汽車里的乘客為什么會向后面傾斜？當汽車突然停止的時候，情況又如何？？

當木板車碰到障礙物時，木塊的下部由于摩擦力的作用而停止運動，但木塊的上部由于慣性，仍將保持原來的運動狀態(tài)，所以會向前傾倒。觀察木板車碰到障礙物時的現(xiàn)象當汽車突然開動的時候，汽車里的乘客會向后面傾斜。這是因為汽車已經(jīng)開始前進，乘客的下半身隨車前進，而上半身由于慣性還要保持靜止狀態(tài)的緣故；當汽車突然停止的時候，汽車里的乘客會向前面傾斜。這是因為汽車已經(jīng)停止，乘客的下半身隨車停止，而上半身由于慣性還要以原來速度前進的緣故。

c．慣性定律是物體不受外力作用時所遵從的運動規(guī)律，與物體的速度無關(guān)。說明：a．慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性。b．不論物體處于什么狀態(tài)，物體都具有慣性。

d．力是改變物體運動狀態(tài)的原因——力是物體產(chǎn)生加速度的原因。牛頓第一定律的現(xiàn)實意義：牛頓第一定律所描述的是一種理想化的狀態(tài)，即物體不受別的物體作用的狀態(tài)。實際上，不受別的物體的作用的物體是不存在的。只是當其他物體對該物體的作用互相抵消時，該物體的運動狀態(tài)才不會改變。因此，牛頓第一定律對應的現(xiàn)實問題，就是物體在平衡力的作用下保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。二、牛頓第二運動定律力物體的加速度與哪些因素有關(guān)呢？？改變物體運動的狀態(tài)產(chǎn)生加速度兩個質(zhì)量相同的小車受到的拉力F1、F2不同，運動的加速度a1、a2不同。1．物體質(zhì)量一定時加速度和力的關(guān)系

a1∶a2=F1∶F2F2F1

a1a2實驗證明：小車的加速度與拉力的關(guān)系為物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與物體所受的作用力成正比，即兩個總質(zhì)量分別為m1和m2的小車，受到相同的拉力，運動的加速度a1、a2不同。2．物體受力一定時加速度和質(zhì)量的關(guān)系

物體受力一定時，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比，即FF實驗證明：小車的加速度與小車總質(zhì)量的關(guān)系為

a1a23．牛頓第二定律：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，即說明加速度和力都是矢量，它們既有大小又有方向。牛頓第二定律不但確定了加速度和力的大小之間的關(guān)系，還確定了它們的方向之間的關(guān)系：加速度的方向跟引起這個加速度的力的方向相同。例題5一個原來靜止的物體，質(zhì)量是7kg，在14N的恒力作用下，5s末的速度是多大？5s內(nèi)通過的路程是多少？已知：m

=

7kg，F(xiàn)=

14N，t=5s。求：vt

和s。解：三、牛頓第三運動定律當你鼓掌時，雙手有什么感覺呢？？腳球腳對球的力——作用力球?qū)δ_的力——反作用力反作用于作用于1．作用力與反作用力作用力與反作用力：發(fā)生在兩個物體間并且同時成對出現(xiàn)的相互作用力，稱為作用力與反作用力。FFF——圓柱體對地面的壓力（作用力）（反作用力）。F

——地面對圓柱體的支持力力（反作用力）（作用力）SN磁鐵和鐵條互相吸引，木塞相向運動。磁鐵對鐵條的吸引力——作用力鐵條對磁鐵的吸引力——反作用力2．作用力與反作用力的性質(zhì)（1）作用力與反作用力總是同時產(chǎn)生，同時消失。（2）作用力與反作用力屬于同種性質(zhì)的力。（3）作用力與反作用力作用在兩個不同的物體上，不是平衡力。噴氣式飛機由于高速噴出的氣體給它的反作用力才得以前進。劃船是由于水給木槳的反作用力使船前進。作用力和反作用力的大小存在什么關(guān)系呢？演示實驗1

無論手拉彈簧的力如何改變（變大或變?。瑑蓚€彈簧秤的示數(shù)也隨著改變，但兩個彈簧秤的示數(shù)總是相等的。

當給電磁鐵通電時，發(fā)現(xiàn)彈簧秤的讀數(shù)增加，測力計上的讀數(shù)減少，而且彈簧秤增加的讀數(shù)和測力計上減少的讀數(shù)相等。演示實驗2

3．牛頓第三定律：兩個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，這就是牛頓第三定律。

注意：作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別與聯(lián)系相同點不同點作用力和反作用力平衡力兩個力大小相等，方向相反，且在同一直線上作用在不同物體上的兩個力作用在同一物體上的兩個力牛頓第三定律在生產(chǎn)和生活中的應用

汽車的發(fā)動機驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動，由于輪胎和地面間有摩擦，車輪向后推地面，地面給車輪一個向前的反作用力，使汽車前進。汽車的牽引力就是這樣產(chǎn)生的。如果把后輪架空，不讓它跟地面接觸，這時讓發(fā)動機驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動，由于車輪不推地面，地面也不產(chǎn)生向前推車的力，汽車就不能前進。隨堂練習

對于馬拉車，有同學說：“馬拉車、車拉馬，這兩個力大小相等，方向相反，所以無論如何馬也拉不動車”，這種說法正確嗎？請用學過的知識給予正確的解釋。作業(yè)