第三章牛顿运动定律

1、第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿第一定律牛顿第一定律质量是惯性大小的量度质量是惯性大小的量度惯性惯性伽利略斜面实验伽利略斜面实验牛顿第三定律牛顿第三定律经典力学的成就和局限性经典力学的成就和局限性牛顿运动定律牛顿运动定律国际单位制：基本单位，导出单位国际单位制：基本单位，导出单位F=F，牛顿第二定律牛顿第二定律内容内容数学表达式：数学表达式：F=ma牛顿和爱因斯坦的贡献牛顿和爱因斯坦的贡献一、国际单位制一、国际单位制国国际际单单位位制制基本单位基本单位导出单位导出单位人为选定的几个物理人为选定的几个物理量单位量单位由基本单位和物理公式由基本单位和物理公式推导出的物理量单位推导出的物理

2、量单位1、在国际单位制、在国际单位制(SI)中，规定中，规定7个基本物个基本物理量的单位为基本单位理量的单位为基本单位基本物理量基本物理量基本单位基本单位单位符号单位符号长度长度(l)质量质量(m)时间时间(t)电流强度电流强度(I)热力学温度热力学温度(T)物质的量物质的量发光强度发光强度米米千克千克秒秒安培安培开（尔文）开（尔文）摩尔摩尔坎坎(德拉德拉)mkgsAKmolcd2、力学中基本物理量有、力学中基本物理量有3个，基本单个，基本单 位有位有3个个长度长度质量质量时间时间米（米（m）千克千克(kg)秒（秒（S）二、牛顿第一定律二、牛顿第一定律1、内容：一切物体总保持匀速直线运、内容：

3、一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力动状态或静止状态，直到有外力迫使迫使它它改变这种状态为止改变这种状态为止。2理解：理解：（1）物体不受外力或所受外力的合力）物体不受外力或所受外力的合力为零时的状态为：为零时的状态为：匀速直线运动状态或静止状态匀速直线运动状态或静止状态（2）外力的作用是）外力的作用是：迫使物体改变运动状态迫使物体改变运动状态（3）物体具有惯性）物体具有惯性F =m a物体受几个力作用时，牛顿第二定律公物体受几个力作用时，牛顿第二定律公式中的式中的F即为合力，公式可写作：即为合力，公式可写作：F合合 =m aF =m a放在斜面上物体产生的加速度。解题思路：解

4、题思路：（一）据题意作图；（一）据题意作图；（二）确定研究对象，对研究对象（二）确定研究对象，对研究对象进行受力分析进行受力分析（三）运用力的合成或力的正交分解的（三）运用力的合成或力的正交分解的方法（注意重力的正交分解）及牛方法（注意重力的正交分解）及牛 顿顿第二定律列方程，解出答案。第二定律列方程，解出答案。Fx合ma;Fy合0。例例1：质量为：质量为20kg的物体从光滑斜面上滑下，的物体从光滑斜面上滑下，斜面倾角斜面倾角为为60o。求物体沿斜面下滑的加速度。求物体沿斜面下滑的加速度和物体对斜面的压力。（和物体对斜面的压力。（ g=10m/s2）（答案：a=53m/s2,N=100N) 重

5、要结论：物体沿光滑斜面自由下滑的 加速度为：a=gsin 例例2：质量为：质量为20kg的物体从的物体从 斜面上滑下，斜面上滑下，斜面的摩擦系数为斜面的摩擦系数为0.2，斜面倾角，斜面倾角为为60o。求物。求物体沿斜面下滑的加速度和物体对斜面的压力。体沿斜面下滑的加速度和物体对斜面的压力。（ g=10m/s2）粗糙（答案：a=7.66m/s2,N=100N)a=gsin -gcos N=mgcos 重要结论：物体沿粗糙斜面自由下滑的 加速度为：a=gsin -gcos 一一已知受力情况求运动情况已知受力情况求运动情况二二已知运动情况求受力情况已知运动情况求受力情况1、已知受力情况求运动情况；、

6、已知受力情况求运动情况；应用牛顿第二定律的解决两类问题应用牛顿第二定律的解决两类问题 即先由物体的受力情况求出合力，利用牛顿第 二 定律求出物体的加速度，再根据物体的初始条件利用运动学公式求出物体的运动情况-即任一时刻的位置、速度等。2、已知运动情况求受力情况。、已知运动情况求受力情况。 即先根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律推断或者求出物体的受力情况。 解题思路：解题思路：asvvattvsatvvtt221202200F合=ma或F合x=maxF合y=may运动情况运动情况加速加速度度受力情况受力情况运动学公式运动学公式牛顿第二定律牛顿第二定律三三.应用牛

7、顿运动定律解题步骤：应用牛顿运动定律解题步骤：1、明确研究对象和研究过程；、明确研究对象和研究过程； 2、分析受力情况和运动情况，并且画出受力、分析受力情况和运动情况，并且画出受力和运动过程示意图；和运动过程示意图； 3、应用、应用F合合=ma及运动学公式列方程及运动学公式列方程问题问题2 2：什么情况下会出现超重和失重现象？：什么情况下会出现超重和失重现象？上升过程：上升过程：VaF合合GF超超 重重FGVa F合合失失 重重下降过程：下降过程：FGVaF合合失失 重重FGVa F合合超超 重重超重超重a a向上向上失重失重a a向下向下问题：为什么会出现超重和失重现象呢？问题：为什么会出现

8、超重和失重现象呢？Fmg+maFmg-ma四、牛顿第三定律 1牛顿第三定律的表述：两个物体之间牛顿第三定律的表述：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上向相反，作用在一条直线上2 2牛顿第三定律的数学表达式：牛顿第三定律的数学表达式： F = F（负号表示反作用力（负号表示反作用力 F 与作用力与作用力 F F 的方的方向相反）向相反）3对牛顿第三定律的深层理解： （1 1）有大小相等，方向相反，作用在两）有大小相等，方向相反，作用在两个物体上，同时产生，同时消失，作用个物体上，同时产生，同时消失，作用时间相同，力的性质相同，作

9、用在同一时间相同，力的性质相同，作用在同一条直线上等性质的力，不一定是作用力条直线上等性质的力，不一定是作用力与反作用力，还必须具有是两个物体之与反作用力，还必须具有是两个物体之间的相互作用才可肯定其为作用力与反间的相互作用才可肯定其为作用力与反作用力。作用力。（2 2）定律中的）定律中的“总是总是”这两个字是强调对于这两个字是强调对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立。即：系都成立。即：不管物体大小形状如何，例如大物体与大不管物体大小形状如何，例如大物体与大物体之间，或大物体与小物体间，还是任何物体之间，或大物体与小物体间，还是任何形状的物体

10、之间，其相互作用力总是大小相形状的物体之间，其相互作用力总是大小相等。等。不管物体的运动状态如何。例如静止的物不管物体的运动状态如何。例如静止的物体之间，运动的物体之间或静止物体与运动体之间，运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力都是大小相等的。物体之间的相互作用力都是大小相等的。 （3 3）作用力和反作用力的产生和消失是同时）作用力和反作用力的产生和消失是同时的。因为两者中若有一个产生或消失，则的。因为两者中若有一个产生或消失，则另一个必须同时产生或消失否则其间的另一个必须同时产生或消失否则其间的相等关系就不成立了可见认为作用力与相等关系就不成立了可见认为作用力与反作用力的产生有

11、先后的说法是不对的。反作用力的产生有先后的说法是不对的。4作用力和反作用力跟平衡力的区别：作用力和反作用力跟平衡力的区别： 作用力和反作用力跟平衡力虽有相似之处（力的作用力和反作用力跟平衡力虽有相似之处（力的大小相等，方向相反，作用在同一直线上）但更大小相等，方向相反，作用在同一直线上）但更重要的是它们之间存在本质的区别。重要的是它们之间存在本质的区别。（1 1）作用物体不同作用力和反作用力是作用在）作用物体不同作用力和反作用力是作用在两个不同物体上，而平衡力只作用在同一物体上。两个不同物体上，而平衡力只作用在同一物体上。（2 2）力的性质不同作用力和反作用力必是同性）力的性质不同作用力和反作

12、用力必是同性质的力，而平衡力可以是性质不同的一对力。质的力，而平衡力可以是性质不同的一对力。（3 3）力的作用时间不同。作用力和反作用力同）力的作用时间不同。作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失，而一对平衡力时产生，同时变化，同时消失，而一对平衡力中的一个消失，另一个可以存在。中的一个消失，另一个可以存在。（4 4）作用的效果不同。作用力与反作用力作用）作用的效果不同。作用力与反作用力作用在两个不同物体上，效果可以不同，作用力和在两个不同物体上，效果可以不同，作用力和反作用力不存在平衡问题而一对平衡力的作反作用力不存在平衡问题而一对平衡力的作用的效果是使物体处于平衡状态。用的效果是使物体处于平衡状态。 可见：作用力和反作用力可见：作用力和反作