牛顿运动定律复习.ppt

1、牛顿运动定律复习,1.内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止 2.意义： (1)它指出一切物体都具有惯性 (2)它指出了力不是使物体运动或维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，换言之，力是产生加速度的原因 3.牛顿第一定律是一条独立的定律，绝不能简单看成是牛顿第二定律的特例 4.牛顿定第一定律是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础得出的,一、牛顿第一定律(即惯性定律),1.定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性 2.惯性是物体的固有属性，不是力。与物体的受力情况及运动情况、地理位置无关 3.质量是物体惯性大小的惟一量度质量

2、越大，物体的惯性越大，物体的运动状态越难改变 4、物体不受力时的惯性表现为 。受外力时表现为 。,惯性不是惯性定律,二、惯性,1、下列说法正确的是 A.运动得越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大 B.物体匀速运动时，存在惯性；物体变速运动时，不存在惯性 C.把一个物体竖直向上抛出后，能继续上升，是因为物体仍受到一个向上的推力 D.同一物体，放在赤道上比放在北京惯性大 E.物体的惯性只与物体的质量有关，与其他因素无关,例2：一个小球正在作曲线运动，若突然撤去所有外力，它将 A.立即静止下来 B、仍作曲线运动 C、作减速运动 D、作匀速直线运动,【3】如图所示，在一辆表面光滑的

3、小车上有质量分别为m1、m2的两个小球（m1m2）随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻力，设车无限长，则两个小球： A一定相碰B一定不相碰 C不一定相碰D不能确定是否相碰,4.2001年2月11晚上，在中央电视台“实话实说”节目中，为了揭露各种歪理邪说，司马南与主持人崔永元合作表演了“铁锤砸砖”节目.崔头顶8块砖，司马南用一铁锤击打头顶上的砖.结果砖被击碎，但崔安然无恙.据司讲，他做第一次实验时头顶一块砖，结果被砸昏了过去.请从物理学的角度定性解释上述事实.,5如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小

4、球在碰到斜面前的运动轨迹是 A抛物线B沿斜面向下的直线 C竖直向下的直线D无规则曲线,独立性,6.提高：做匀速运动的小车上水平放一密闭的装有水的瓶子，瓶子内有一汽泡，当小车突然停止时，汽炮相对瓶子如何运动？,三、牛顿第三定律 牛顿第三定律概括了作用力和反作用力间的“四同两异”： “四同”：大小相同；力的性质相同；作用时间相同；作用线在同一条直线上 “两异”；方向相反；作用对象不同，互以别方为作用对象,例1：物体静止于一斜面上，如图所示。则下述说法正确的是： A、物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力； B、物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力与的反作用力； C、物体所受

5、重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力； D、物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力。,例2：下列说法正确的是（ ） A、凡是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上的两个力必是一对作用力和反作用力； B、凡是大小相等，方向相反，作用在同一物体上的两个力必定是一对作用力和反作用力； C、即使大小相等，方向相反，作用在同一直线上，且分别作用在两个物体上的两个力也不一定是一对作用力和反作用力； D、相互作用的一对力究竟称哪一个力是反作用力是任意。,例3：关于一对作用力和反作用力，下列说法中正确的是（ ） A一对作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，是一对平衡力

6、B一对作用力和反作用力一定可以是不同种性质的力 C一对作用力和反作用力所做功的代数和一定为零 D一对作用力和反作用力的冲量的矢量和一定为零,（1）马拉车匀速、加速的原因？ （2）大人和小孩拔河谁取胜？ （3）吊扇转动时对杆的拉力与重力谁大？ （4）当图中磁铁将铁块加速吸上过程中，绳的拉力与系统的重力谁大？,几个实例：,1、定律的内容：,物体的加速度跟所受的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。,2、公式：,K何时为1；力的单位N是基本单位还是导出单位,想一想,四、牛顿第二定律,(1)因果性：牛顿第二定律揭示了合力与加速度的因果关系，即加速度的大小是由合力和质量共同决定的

7、。,3、对牛顿第二定律的理解：,(2)瞬时性：牛顿第二定律反映了加速度与合力的瞬时对应关系。,(3)矢量性：加速度的方向与合外力的方向始终一致。,例、质量相同的小球A和B系在质量不计的弹簧两端，用细线悬挂起来，如图，在剪断绳子的瞬间，A球的加速度为 ， B球的加速度为 。 如果剪断弹簧呢？,两种模型的区别（1）绳、杆弹力恢复形变时间可以（2）弹簧、橡皮条恢复形变时间（3）剪断弹簧，弹簧弹力立刻消失,ma:mb:mc=1:2:3，抽出C瞬间，aa= ab .,拔去销钉M时，球的加速度大小为12m/s2 ，则拔去销钉N时，球的加速度可能为： A、22m/s2，竖直向下 B、2m/s2，竖直向上 C

8、、 22m/s2，竖直向上 D、 2m/s2。竖直向下,(4)同体性：公式 F合=ma中的 m、a分别是同一研究对象的合力、质量和加速度。,2：如图所示：在光滑的水平面上一 质量为 的物体被一细线拉住。细线通过 一定滑轮与另一个质量为 的物体相连。 求桌面上物体1在物体2落地前的加速度 （忽略细线和滑轮之间的摩擦）。,(5)相对性：牛顿第二定律只适用于惯性参照系。（相对于地面的加速度为零的参照系）,(6)局限性：牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体，不适用于高速运动的微观粒子（相对于原子、分子）。,讨论力F、加速度a、速度v、 v的（大小方向及变化）关系如何？ （1）F与a （2）F、a与V

9、 （3）F、a与 v,瞬间一一对应,无关，但两者方向关系决定变化,大小无关，但方向一致,(1)合成法 若物体只受两个力作用产生加速度时，根据平行四边形定则求合力.运用三角形的有关知识，列出分力、合力及加速度之间的关系求解.,五.用牛顿第二定律解题方法,最常见模型,a,此类问题中物体只受两个力的作用，合力产生加速度，要特别注意几何图景，以防角度错误引起负迁移。,例1：如图，小车上固定一硬杆，一端固定一质量为m的小球，已知a恒定，当小车水平向右做匀加速直线运动时，杆对小球作用力 ？,【例2】一倾角为30的斜面上放一木块，木块上固定一支架，支架末端用丝线悬挂一小球，木块在斜面上下滑时，小球与滑块相对

10、静止共同运动.如图3-3-5所示，当细线沿竖直方向；与斜面方向垂直；沿水平方向，求上述三种情况下滑块下滑的加速度.,3、一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图所示在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是 A当一定 时 ， 越大，斜面对物体的正压力越小 B当一定 时， 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C当一定 时， 越大，斜面对物体正压力越小 D当一定 时， 越大，斜面对物体的摩擦力越小,(2)正交分解法 若物体受两个或多个力作用产生加速度时，常把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上，有 有时也把加速度分解在相互垂直的两个方向上，有,正交分解是最基本

11、的方法.,3、风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放人风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。 (1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间滑动摩擦因数。 (2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37o 并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin37o=0.6，cos37o=0.8),例4:如图所示,斜面倾角为370,当斜面沿水平面以9m/s2加速度运动时,置于斜面上的质量为2kg的木块刚好不上滑,则木块受到的摩擦力大小为多少N?,答案:2.4N,例

12、5：如图所示，倾角为30的斜面上叠放着A、B两个物体，且A、B接触面水平，若A物体的质量为5kg，A、B一起以2m/s2的加速度沿斜面下滑，求下滑过程中A受到的支持力和摩擦力各多大。(取g=10 m/s2),六、动力学的两类基本问题：,（2）以知运动求力,（1）以知力求运动,已知物体的全部受力，求出加速度；再运用运动学公式求出物体的运动情况。,已知物体的运动情况，求出加速度；再运 用牛顿定律推断或求出物体的受力情况。,例1：如图所示，电动机带动绷紧着的传送带，始终保持以v=10m/s的速度逆时针运行，传送带与水平面间的夹角为37，现把一个质量为m=0.5kg的工件轻轻放在皮带的上端A，经一段时

13、间t后，工件被传送到皮带的底端B。已知AB长为L=16m，工件与皮带之间的动摩察因数为=0.5。求时间t是多少？(g取10m/s2),已知受力情况求运动情况,例2：一质量为M=10Kg的木楔，ABC静止在粗糙水平地面上，动摩擦因数为=0.02，在木楔的倾角为30的斜面上，有一质量为m=1.0Kg的的块由静止开始沿斜面下滑，如图所示。当滑行路程S=1.4m时，其速度V=1.4m/s，在这过程中，木楔没有动，求地面对木楔摩擦力的大小和方向。(重力加速度g=10m/s2),已知运动情况求受力情况,练习中问题,P52（8）静止的小车内，用细绳a和b系住一个小球绳a与竖直方向成角，拉力为Ta，绳b成水平

14、状态，拉力为Tb现让小车向右做匀加速直线运动，小球在车内位置保持不变(角不变)则两根细绳的拉力变化情况是( ) ATa变大，Tb不变 BTa变大，Tb变小 CTa变大，Tb变大 DTa不变，Tb变小,P49（7）,V2,V1,V=0,Ff,七、超重、失重,（1）物体的重力始终存在，大小没有发生变化 （2）与物体的速度无关，只决定加速度的方向 （3）在完全失重的情况下，一切由重力产生的 物理现象都会完全消失,超重：加速度方向向上,失重：加速度方向向下,超重失重的定义：,方法：判断可以从定义，也可以从a的方向,例1、某电梯中用细绳静止悬挂一重物，当 电梯在竖直方向运动时，突然发现绳子断 了，由此判

15、断此时电梯的情况是（ ） A.电梯一定是加速上升 B.电梯可能是减速上升 C.电梯可能是匀速向上运动 D.电梯的加速度方向一定向上,D,2、原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动可能是 （ ） A、加速上升 B、减速上升 C、加速下降 D、减速下降,3、在太空中正常飞行的宇宙飞船里，天平、杆秤、弹簧秤、水银气压计、水银温度计和单摆能否正常工作？,4、一个人在地面用尽全力可以举起80kg的重物；你能否想个办法让他举起120kg的重物？说一说你的想法，并证明其可行性。,5、如图所示，台秤上

16、放一装水的杯子，杯 底粘连一细线，细线上端系一木球浮在水 上，若细线突然断开，试分析在木球上浮 的过程中，台秤的示数将如何变化？,减小,八、整体法与隔离法应用,（1）如果不要求知道各物体之间的相互作用力，而且各物体具有相同的加速度，用整体法解决。 （2）如果需要知道物体之间相互作用力，用隔离法。 （3）整体法和隔离法是相互依存相互补充的，两种方法要相互配合交替使用。,连接类,直接接触,靠摩擦接触,F,a,例1、一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的秤盘，盘中放有质量为m的物体，当整个装置静止时，弹簧伸长了L，今向下拉盘使弹簧再伸长L后停止，然后松手放开，设弹簧总在弹性限度内，则刚松手时，物体

17、m对盘压力为多少？,例2、用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量为M的物体，在绳的一端所施加的水平拉力为F， 如图所示，求： (1)物体与绳的加速度； (2)绳中各处张力的大小(假定绳的质量分布均匀，下垂度可忽略不计。),例3 .如图，质量为m的物体A、B在已知水平力F1、F2（F2F1）的作用下，A、B做加速运动。求A对B的作用力为多少？ （1）地面光滑 （2）与地面的动摩擦因数为，,F1,F2,【例4】如图，物体A.B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg，A、B间=0.2.A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N，设A、B间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.在细线不被拉

18、断的情况下，下述中正确的是( ) A.当拉力F12N时，A静止不动 B.当拉力F12N时，A相对B滑动 C.当拉力F=16N时，B受A摩擦力等于4N D.无论拉力F多大，A相对B始终静止,【例5】如图，静止于粗糙的水平面上的质量为M的斜劈A的斜面上，一质量为m物体B沿斜面向下做下列运动： （1）匀速运动（静止） （2）加速度a下滑 （3）加速度a匀减速下滑，求斜劈受到的水平面给它的静摩擦力和支持力？ （4） 如果匀减速上滑呢？,P55（1）,【解题回顾】若一个系统内物体的加速度不相同，（主要指大小不同）又不需求系统内物体间的互相作用力时，利用Fx外=m1a1x+m2a2x,Fy外=m1a1g+

19、m2a2y+对系统列式较简捷，因为对系统分析外力，可减少未知的内力，使列式方便，大大简化了运算，以上这种方法，我们把它也叫做“整体法”，用此种方法要抓住三点：（1）分析系统受到的外力；（2）分析系统内各物体的加速度大小和方向；（3）建立直角坐标系.分别在两方向上对系统列出方程.,一质量为M=10Kg的木楔，ABC静止在粗糙水平地面上，动摩擦因数为=0.02，在木楔的倾角为30的斜面上，有一质量为m=1.0Kg的的块由静止开始沿斜面下滑，如图所示。当滑行路程S=1.4m时，其速度V=1.4m/s，在这过程中，木楔没有动，求地面对木楔摩擦力的大小和方向。(重力加速度g=10m/s2),如果用整体解

20、这题呢？,临界问题是动力学中常见的一类问题，一般的临界问题大多由于物体的受力（一般为接触力）发生突变，造成加速度发生突变，解决这类问题的关键是要挖掘临界条件，只要让临界条件充分暴露出来，我们就能用牛二定律解决之。,九、临界与极值问题,三种临界问题,1、相互接触的两物体脱离的临界条件是相互作用的弹力为零。即N=0。,【例2】一弹簧称的称盘质量m1=1.5kg，盘内放一物体P，P的质量m2=10.5kg，弹簧质量不计，其劲度系数k=800N/m，系统处于静止状态，现给P施加一竖直向上的力F使从静止开始向上做匀加速运动，已知在最初0.2s内F是变力，在0.2s后F是恒力，求F的最小值和最大值各为多少？,2、绳子松弛的临界条件是绳中张力为零， 即T=0。,3、存在静摩擦的连接系统，相对静止与相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值，即f静=fm。,补充内容,如图所示，一平直传送带以速率V02 m/s匀速运行，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L10m，从A处把工件轻轻搬到传送带上，经过时间t =6s能传送到B处。如果提高传送带的运行速率，工件能较快地从A处传送到B处。要让工件用最短的时间从A处传送到B处，说明并计算传送带的速率至少应为多大？,如图所示，A、B是竖直平面内的光滑弧面，一个物体从A点静止