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第三章牛顿运动定律第三章牛顿运动定律第1页，本讲稿共89页牛顿第一定律第2页，本讲稿共89页第3页，本讲稿共89页二、惯性及对惯性的理解 惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物惯性是一切物体的固有属性，与物体是否受到外力、物体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。体是否运动均没有关系，质量才是惯性大小的唯一量度。误区之一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性误区之一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性误区之一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性误区之一：运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性误区之二：运动速度大的物体惯性大误区之二：运动速度大的物体惯性大误区之二：运动速度大的物体惯性大误区之二：运动速度大的物体惯性大惯性有两种表现形式惯性有两种表现形式惯性有两种表现形式惯性有两种表现形式 惯性的大小表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性的大小表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性的大小表现为物体运动状态改变的难易程度，惯性的大小表现为物体运动状态改变的难易程度，在受到了在受到了在受到了在受到了相同相同相同相同阻力阻力阻力阻力的情况下，速度（大小）不同的情况下，速度（大小）不同的情况下，速度（大小）不同的情况下，速度（大小）不同质量相同质量相同质量相同质量相同的物体，在的物体，在的物体，在的物体，在相同的时间相同的时间相同的时间相同的时间内内内内速度减小量速度减小量速度减小量速度减小量是相同的，这就说明质量相同的物体，它们改变是相同的，这就说明质量相同的物体，它们改变是相同的，这就说明质量相同的物体，它们改变是相同的，这就说明质量相同的物体，它们改变运动状态的难易程度运动状态的难易程度运动状态的难易程度运动状态的难易程度惯性是相同的，与它们的速度无关。惯性是相同的，与它们的速度无关。惯性是相同的，与它们的速度无关。惯性是相同的，与它们的速度无关。第4页，本讲稿共89页误区之四：重力越小，惯性越小；物体处于失重状态时，惯性误区之四：重力越小，惯性越小；物体处于失重状态时，惯性误区之四：重力越小，惯性越小；物体处于失重状态时，惯性误区之四：重力越小，惯性越小；物体处于失重状态时，惯性消失消失消失消失误区之五：惯性是一种特殊的力误区之五：惯性是一种特殊的力误区之五：惯性是一种特殊的力误区之五：惯性是一种特殊的力误区之三：误区之三：误区之三：误区之三：“惯性惯性惯性惯性”就是就是就是就是“惯性定律惯性定律惯性定律惯性定律”而惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。而惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。而惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。而惯性是物体本身固有的一种属性，它跟物体受不受外力无关。惯惯惯惯性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现；性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现；性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现；性定律是物体在某个特定的环境（不受外力）下具有惯性的表现；地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，物体的地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，物体的地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，物体的地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比，物体的重力越大惯性越大。重力越大惯性越大。重力越大惯性越大。重力越大惯性越大。如果把物体放在月球上，它所受的重力是地球上如果把物体放在月球上，它所受的重力是地球上如果把物体放在月球上，它所受的重力是地球上如果把物体放在月球上，它所受的重力是地球上的的的的1/61/61/61/6，但是质量不变。在地球上和月球上速度相同质量相同的，但是质量不变。在地球上和月球上速度相同质量相同的，但是质量不变。在地球上和月球上速度相同质量相同的，但是质量不变。在地球上和月球上速度相同质量相同的物体，在受到了相同阻力的情况下，会同时停下来，这就说明两物体，在受到了相同阻力的情况下，会同时停下来，这就说明两物体，在受到了相同阻力的情况下，会同时停下来，这就说明两物体，在受到了相同阻力的情况下，会同时停下来，这就说明两个质量相同的物体，不管在地球上，还是月球上，它们改变运动个质量相同的物体，不管在地球上，还是月球上，它们改变运动个质量相同的物体，不管在地球上，还是月球上，它们改变运动个质量相同的物体，不管在地球上，还是月球上，它们改变运动状态的难易程度状态的难易程度状态的难易程度状态的难易程度惯性是相同的，惯性是相同的，惯性是相同的，惯性是相同的，惯性是物体本身固有的一种属性，力是物体之间的相互惯性是物体本身固有的一种属性，力是物体之间的相互惯性是物体本身固有的一种属性，力是物体之间的相互惯性是物体本身固有的一种属性，力是物体之间的相互作用。作用。作用。作用。第5页，本讲稿共89页1.1.（20072007海南物理海南物理海南物理海南物理1 1）1616世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元理学发展的新纪元理学发展的新纪元理学发展的新纪元.在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（）A A、四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，、四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，、四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，、四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大速度就越大速度就越大速度就越大 B B、一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说、一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说、一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说、一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的明，静止状态才是物体长时间不受力时的明，静止状态才是物体长时间不受力时的明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态自然状态自然状态自然状态”C C、两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快、两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快、两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快、两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 D D、一个物体维持匀速直线运动，不需要力、一个物体维持匀速直线运动，不需要力、一个物体维持匀速直线运动，不需要力、一个物体维持匀速直线运动，不需要力解析：亚里士多德的多数结论来自观察解析：亚里士多德的多数结论来自观察解析：亚里士多德的多数结论来自观察解析：亚里士多德的多数结论来自观察.当时并没有考虑到摩擦力的作用，当时并没有考虑到摩擦力的作用，当时并没有考虑到摩擦力的作用，当时并没有考虑到摩擦力的作用，所以许多结论都是错误的所以许多结论都是错误的所以许多结论都是错误的所以许多结论都是错误的.根据我们现在所学的内容，力是改变物体运动根据我们现在所学的内容，力是改变物体运动根据我们现在所学的内容，力是改变物体运动根据我们现在所学的内容，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因.所以所以所以所以ABCABC都是他的观点，都是他的观点，都是他的观点，都是他的观点，而而而而D D不是不是不是不是.D警示：在分析时，由于看前面的例子而易选择ABC中的一个.在分析时应该看后面的说明.第6页，本讲稿共89页2.2.（20032003上海理综卷上海理综卷上海理综卷上海理综卷 50 50）理想实验有时更能深刻地反映自然规律，理想实验有时更能深刻地反映自然规律，理想实验有时更能深刻地反映自然规律，理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是实验事实，其余是推论论论论减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；斜面；斜面；斜面；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动续的匀速运动续的匀速运动续的匀速运动请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列关于事实和推论的分类正确的是（推论下列关于事实和推论的分类正确的是（推论下列关于事实和推论的分类正确的是（推论下列关于事实和推论的分类正确的是（）A A、是事实，是事实，是事实，是事实，是推论是推论是推论是推论B B、是事实，是事实，是事实，是事实，是推论是推论是推论是推论C C、是事实，是事实，是事实，是事实，是推论是推论是推论是推论D D、是事实，是事实，是事实，是事实，是推论是推论是推论是推论B第7页，本讲稿共89页正确理解惯性和平衡状态正确理解惯性和平衡状态 3.3.下面说法正确的是（下面说法正确的是（下面说法正确的是（下面说法正确的是（）A A静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用B B物体的速度为零时一定处于平衡状态物体的速度为零时一定处于平衡状态物体的速度为零时一定处于平衡状态物体的速度为零时一定处于平衡状态C C物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用物体的运动状态发生变化时，一定受到外力的作用D D物体的位移方向一定与所受合力方向一致物体的位移方向一定与所受合力方向一致物体的位移方向一定与所受合力方向一致物体的位移方向一定与所受合力方向一致解析：解析：解析：解析：A A物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这物体不受外力时一定处于静止或匀速运动状态，但处于这些状态时不一定不受外力作用，所以些状态时不一定不受外力作用，所以些状态时不一定不受外力作用，所以些状态时不一定不受外力作用，所以A A错，错，错，错，B B物体是否处于平衡物体是否处于平衡物体是否处于平衡物体是否处于平衡状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如振动状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如振动状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如振动状态是看其受力是否为零，而不是看它的速度是否为零，如振动物体离平衡位置最远时速度为零，此时恢复力不为零，它就不处物体离平衡位置最远时速度为零，此时恢复力不为零，它就不处物体离平衡位置最远时速度为零，此时恢复力不为零，它就不处物体离平衡位置最远时速度为零，此时恢复力不为零，它就不处于平衡状态，所以于平衡状态，所以于平衡状态，所以于平衡状态，所以B B错，错，错，错，D D如平抛运动就不是这种情况，力与位如平抛运动就不是这种情况，力与位如平抛运动就不是这种情况，力与位如平抛运动就不是这种情况，力与位移方向不一致，所以移方向不一致，所以移方向不一致，所以移方向不一致，所以D D错错错错C第8页，本讲稿共89页4 4火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，火车在长直水平轨道上匀速行驶，车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为（发现仍落回到车上原处，这是因为（发现仍落回到车上原处，这是因为（发现仍落回到车上原处，这是因为（）A A人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前人跳起后，车厢内的空气给人一个向前的力，这力使他向前运动运动运动运动B B人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运人跳起时，车厢对人一个向前的摩擦力，这力使人向前运动动动动C C人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定向后偏一些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已些，只是由于时间很短，距离太小，不明显而已D D人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同人跳起后，在水平方向人和车水平速度始终相同D解析：由于人具有惯性，当人向上跳起时仍然保持火车运行的速度，解析：由于人具有惯性，当人向上跳起时仍然保持火车运行的速度，解析：由于人具有惯性，当人向上跳起时仍然保持火车运行的速度，解析：由于人具有惯性，当人向上跳起时仍然保持火车运行的速度，此后人在水平方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直线运此后人在水平方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直线运此后人在水平方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直线运此后人在水平方向不受外力，根据牛顿第一定律将保持匀速直线运动，人的水平分运动与火车的运动相同，所以人仍会落回原处。动，人的水平分运动与火车的运动相同，所以人仍会落回原处。动，人的水平分运动与火车的运动相同，所以人仍会落回原处。动，人的水平分运动与火车的运动相同，所以人仍会落回原处。受力分析和运动分析是力学解题的基础和关键受力分析和运动分析是力学解题的基础和关键第9页，本讲稿共89页5 5高为高为高为高为h h的车厢在平直轨道上匀减速的车厢在平直轨道上匀减速的车厢在平直轨道上匀减速的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为向右行驶，加速度大小为向右行驶，加速度大小为向右行驶，加速度大小为a a，车厢顶部，车厢顶部，车厢顶部，车厢顶部A A点处有油滴落到车厢地板上，车厢点处有油滴落到车厢地板上，车厢点处有油滴落到车厢地板上，车厢点处有油滴落到车厢地板上，车厢地板上的地板上的地板上的地板上的OO点位于点位于点位于点位于A A点的正下方，则油点的正下方，则油点的正下方，则油点的正下方，则油滴落地点必在滴落地点必在滴落地点必在滴落地点必在OO点的左方还是右方？点的左方还是右方？点的左方还是右方？点的左方还是右方？离离离离OO点的距离为多少？点的距离为多少？点的距离为多少？点的距离为多少？AOh解：设油滴离开车厢顶部时，车速为解：设油滴离开车厢顶部时，车速为解：设油滴离开车厢顶部时，车速为解：设油滴离开车厢顶部时，车速为v v0 0,油滴由于惯性此时也具有水平速油滴由于惯性此时也具有水平速油滴由于惯性此时也具有水平速油滴由于惯性此时也具有水平速度度度度V V0 0,对地做平抛运动，对地做平抛运动，对地做平抛运动，对地做平抛运动，车厢做匀减速运动车厢做匀减速运动车厢做匀减速运动车厢做匀减速运动联立联立联立联立式解出油滴落地点到式解出油滴落地点到式解出油滴落地点到式解出油滴落地点到OO点的距离点的距离点的距离点的距离所以油滴落在所以油滴落在所以油滴落在所以油滴落在OO点的右方点的右方点的右方点的右方思维发散1.油滴相对于地面的油滴相对于地面的运动轨迹是什么？运动轨迹是什么？2.车厢若加速运动，车厢若加速运动，油滴落点在何处？油滴落点在何处？3若在若在A点连续落下点连续落下油滴，能落在同一点油滴，能落在同一点吗？吗？第10页，本讲稿共89页惯性的应用：惯性的应用：物体速度不可突变物体速度不可突变 l在分析物体运动状态改变时，应注意物体惯性在分析物体运动状态改变时，应注意物体惯性的缘故，在状态变化的初态时刻物体的速度不的缘故，在状态变化的初态时刻物体的速度不会发生突变。会发生突变。l如上升气球中掉下的物体由于惯性物体仍向向如上升气球中掉下的物体由于惯性物体仍向向上运动，而不会直接就向下掉。上运动，而不会直接就向下掉。第11页，本讲稿共89页l例例.静止在光滑水平面上的物体，在开始受到静止在光滑水平面上的物体，在开始受到水平拉力的瞬间，下述正确的是（水平拉力的瞬间，下述正确的是（）lA.物体立刻产生加速度，但此时速度为零物体立刻产生加速度，但此时速度为零lB.物体立刻运动起来，有速度，但加速度还为物体立刻运动起来，有速度，但加速度还为零零lC.速度与加速度都为零速度与加速度都为零lD.速度与加速度都不为零速度与加速度都不为零A第12页，本讲稿共89页作用力和反作用力第13页，本讲稿共89页第14页，本讲稿共89页关于牛顿第三定律的理解1 1相互性：相互性：相互性：相互性：物体间力的作用是相互的。即两个物体间只要有物体间力的作用是相互的。即两个物体间只要有物体间力的作用是相互的。即两个物体间只要有物体间力的作用是相互的。即两个物体间只要有力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力施力物体同时力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力施力物体同时力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力施力物体同时力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力施力物体同时也是受力物体。也是受力物体。也是受力物体。也是受力物体。求解某力大小方向时，可以通过转换研究对象求解某力大小方向时，可以通过转换研究对象求解某力大小方向时，可以通过转换研究对象求解某力大小方向时，可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。分析该力的反作用力来求解。分析该力的反作用力来求解。分析该力的反作用力来求解。正确确认作用力和反作用力正确确认作用力和反作用力正确确认作用力和反作用力正确确认作用力和反作用力F FABAB和和和和F FBABA。2.2.同时性：同时性：同时性：同时性：作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失。消失。消失。消失。3.3.同一性：同一性：同一性：同一性：作用力和反作用力的性质是相同。作用力和反作用力的性质是相同。作用力和反作用力的性质是相同。作用力和反作用力的性质是相同。4.4.普适性：普适性：普适性：普适性：不管物体大小形状如何，不管物体的运动状态不管物体大小形状如何，不管物体的运动状态不管物体大小形状如何，不管物体的运动状态不管物体大小形状如何，不管物体的运动状态如何，作用力和反作用力总是等大、方向共线。如何，作用力和反作用力总是等大、方向共线。如何，作用力和反作用力总是等大、方向共线。如何，作用力和反作用力总是等大、方向共线。5.5.异体性：作用力和反作用力分别异体性：作用力和反作用力分别异体性：作用力和反作用力分别异体性：作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，作用在两个不同的物体上，作用在两个不同的物体上，作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡各产生其效果，不能抵消，所以这两个力不会平衡 。第15页，本讲稿共89页6.6.作用力和反作用力与平衡力的区别作用力和反作用力与平衡力的区别第16页，本讲稿共89页 B 1 1物体静止于一斜面上则下述说法正确的是（物体静止于一斜面上则下述说法正确的是（物体静止于一斜面上则下述说法正确的是（物体静止于一斜面上则下述说法正确的是（）A.A.物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力B.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和反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和反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和反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和反作用力作用力作用力作用力C.C.物体所受重力和斜面对物体的物体所受重力和斜面对物体的物体所受重力和斜面对物体的物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力作用力是一对作用力和反作用力作用力是一对作用力和反作用力作用力是一对作用力和反作用力D.D.物体所受重力可以分解为沿斜物体所受重力可以分解为沿斜物体所受重力可以分解为沿斜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面向下的力和对斜面的压力面向下的力和对斜面的压力面向下的力和对斜面的压力思维发散1.斜面对物体的作用力是什么方向，大小如何？斜面对物体的作用力是什么方向，大小如何？2.物体物体对斜面的作用力是什么方向，大小如何？对斜面的作用力是什么方向，大小如何？3.斜面对物体的斜面对物体的作用力和物体对斜面的作用力是一对作用力和反作用力吗作用力和物体对斜面的作用力是一对作用力和反作用力吗？合力没有单独的反作用力第17页，本讲稿共89页第18页，本讲稿共89页第19页，本讲稿共89页第20页，本讲稿共89页第21页，本讲稿共89页牛顿第二定律及其应用牛顿第二定律及其应用第22页，本讲稿共89页运动变化与力的定量关系：运动变化与力的定量关系：l牛顿第二定律内容：物体加速度的大小与物体牛顿第二定律内容：物体加速度的大小与物体所受的所受的合外力合外力成正比，跟物体的质量成反比。成正比，跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力的方向相同。加速度的方向与合外力的方向相同。l数学表达式：数学表达式：F=ma 。l力力F的单位是牛顿（的单位是牛顿（N）-使质量为使质量为1kg的物体的物体产生产生1m/s2的加速度的力大小为的加速度的力大小为1N。第23页，本讲稿共89页关于牛顿第二定律的理解关于牛顿第二定律的理解2.“2.“瞬瞬瞬瞬时时时时性性性性”：物物物物体体体体的的的的加加加加速速速速度度度度a a与与与与物物物物体体体体所所所所受受受受合合合合外外外外力力力力F F的的的的瞬瞬瞬瞬时时时时一一一一一一一一对对对对应应应应关关关关系系系系。a a为为为为某某某某一一一一瞬瞬瞬瞬时时时时的的的的加加加加速速速速度度度度，F F即即即即为为为为该该该该时时时时刻刻刻刻物物物物体体体体所受的合力。所受的合力。所受的合力。所受的合力。3.“3.“矢量性矢量性矢量性矢量性”：任一瞬时，任一瞬时，任一瞬时，任一瞬时，a a的方向均与合外力方向相同，当的方向均与合外力方向相同，当的方向均与合外力方向相同，当的方向均与合外力方向相同，当合外力方向变化时，合外力方向变化时，合外力方向变化时，合外力方向变化时，a a的方向同时变化，且的方向同时变化，且的方向同时变化，且的方向同时变化，且任意时刻两者方任意时刻两者方任意时刻两者方任意时刻两者方向均保持一致。向均保持一致。向均保持一致。向均保持一致。1.“1.“同一性同一性同一性同一性”：合外力合外力合外力合外力F F、质量、质量、质量、质量mm、加速度、加速度、加速度、加速度a a三个物理量必须三个物理量必须三个物理量必须三个物理量必须对应同一个物体或同一个系统；对应同一个物体或同一个系统；对应同一个物体或同一个系统；对应同一个物体或同一个系统；加速度加速度加速度加速度a a相对于同一个相对于同一个相对于同一个相对于同一个惯性系。惯性系。惯性系。惯性系。4.“4.“独立性独立性独立性独立性”：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速度是物体所受各力产生加速度的力产生加速度的力产生加速度的力产生加速度的矢量和矢量和矢量和矢量和。第24页，本讲稿共89页牛顿第二定律的应用 l应用牛顿第二定律求解的两类问题。应用牛顿第二定律求解的两类问题。l(1)已知物体的受力情况要求确定物体的运动情已知物体的受力情况要求确定物体的运动情况。况。l物体的受力分析求物体的受力分析求FF=ma应用运动应用运动学知识求学知识求S v t。l(2)已知物体的运动情况要求物体所受的某个末已知物体的运动情况要求物体所受的某个末知的力。知的力。l物体的运动分析，由运动学求出物体的运动分析，由运动学求出aF=ma物体的受力分析物体的受力分析,由由F求出某一个力。求出某一个力。第25页，本讲稿共89页应用牛顿第二定律解题注意点应用牛顿第二定律解题注意点 l（1）灵活选取研究对象。）灵活选取研究对象。l（2）将研究对象隔离开来，分析物体的受力情况并画出物体的）将研究对象隔离开来，分析物体的受力情况并画出物体的受力分析示意图受力分析示意图，分析物体的运动情况并分析物体的运动情况并画出物体运动过程示意图画出物体运动过程示意图。l（3）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。通常用正交分解法：）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。取加速度的方向为正方向，建立正交坐标，并将有关矢量进行分解。取加速度的方向为正方向，题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。题中各物理量的方向与规定的正方向相同时取正值，反之取负值。l（4）列出方程并求解，最后检查答案是否完整、合理。）列出方程并求解，最后检查答案是否完整、合理。l无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受情况，加无论是已知受力情况求解运动情况，还是已知运动情况求解受情况，加速度始终是联系运动和力的桥梁，解决这类问题速度始终是联系运动和力的桥梁，解决这类问题进行正确的受力分析和进行正确的受力分析和运动过程分析是关键，运动过程分析是关键，要养成用要养成用画受力分析示意图和运动草图的方法来理画受力分析示意图和运动草图的方法来理解题意的习惯解题意的习惯。第26页，本讲稿共89页应用牛顿运动定律解题的一般步骤1 1、审题、明确题意，清楚物理过程；、审题、明确题意，清楚物理过程；、审题、明确题意，清楚物理过程；、审题、明确题意，清楚物理过程；2 2、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物、选择研究对象，可以是一个物体，也可以是几个物体组成的物体组；体组成的物体组；体组成的物体组；体组成的物体组；3 3、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的、运用隔离法对研究对象进行受力分析，画出受力的示意图；示意图；示意图；示意图；4 4、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向、建立坐标系，一般情况下可选择物体的初速度方向或加速度方向为正方向。或加速度方向为正方向。或加速度方向为正方向。或加速度方向为正方向。5 5、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；、根据牛顿定律、运动学公式、题目给定的条件列方程；6 6、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。、解方程，对结果进行分析、检验或讨论。第27页，本讲稿共89页 风风洞洞实实验验室室中中可可产产生生水水平平方方向向的的、大大小小可可调调节节的的风风力力.现现将将一一套套有有一一小小球球的的细细直直杆杆放放入入风风洞洞实实验验室室.小小球球孔径略大于细杆直径孔径略大于细杆直径.如右图所示如右图所示.第28页，本讲稿共89页(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动动.这时小球所受的风力为小球所受重力的这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数因数.(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少所需时间为多少?(sin 37=0.6，cos 37=0.8)第29页，本讲稿共89页 如右图所示，质量如右图所示，质量=10 kg的木楔的木楔ABC静置于粗糙水平地面上，滑静置于粗糙水平地面上，滑动摩擦系数动摩擦系数=0.02在木楔的倾角在木楔的倾角=30的斜面上，有一质量的斜面上，有一质量m=1.0 kg的的物块由静止开始沿斜面下滑当滑行位移物块由静止开始沿斜面下滑当滑行位移s=1.4 m时，其速度时，其速度v=1.4 m/s.在这过程中木楔没有滑动，求地面对木楔的静摩擦力的大小和方向以及地在这过程中木楔没有滑动，求地面对木楔的静摩擦力的大小和方向以及地面对木楔的支持力面对木楔的支持力(取取g=10 m/s2)第30页，本讲稿共89页题型训练题型训练2.如右图所示，一质量为如右图所示，一质量为60 kg的物体，放在向右匀速行进着的车厢的物体，放在向右匀速行进着的车厢地板上，用不可伸长的轻绳的一端将它系住，另一端系在车厢的天地板上，用不可伸长的轻绳的一端将它系住，另一端系在车厢的天花板上，绳与水平方向的夹角为花板上，绳与水平方向的夹角为60现车辆紧急制动作匀减速运动，现车辆紧急制动作匀减速运动，在在2s内滑动内滑动5 m后停止，物体没有离开车厢地板假设物体与车厢地板的摩后停止，物体没有离开车厢地板假设物体与车厢地板的摩擦不计，擦不计，g取取10 ms2求：求：(1)车辆制动前的速度；车辆制动前的速度；(2)车辆制动过程中加速度的大小；车辆制动过程中加速度的大小；(3)车辆制动过程中，物体对地板的压力车辆制动过程中，物体对地板的压力 第31页，本讲稿共89页练习：练习：P233(6)（3)(7)第32页，本讲稿共89页第33页，本讲稿共89页第34页，本讲稿共89页第35页，本讲稿共89页 牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律牛顿第二定律F F合合合合=ma=ma是矢量式，是矢量式，是矢量式，是矢量式，加速度的方向加速度的方向加速度的方向加速度的方向由物体所受由物体所受由物体所受由物体所受合外力的方向合外力的方向合外力的方向合外力的方向决定，二者总是相同。决定，二者总是相同。决定，二者总是相同。决定，二者总是相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。a方向F合方向确定确定确定确定第36页，本讲稿共89页问题问题问题问题1 1：必须弄清牛顿第二定律的：必须弄清牛顿第二定律的：必须弄清牛顿第二定律的：必须弄清牛顿第二定律的同体性同体性同体性同体性。注意研究对象的选取注意研究对象的选取注意研究对象的选取注意研究对象的选取(隔离法与整体法隔离法与整体法隔离法与整体法隔离法与整体法)F Fmama中的中的中的中的F F、mm和和和和a a是同属于同一个研究对象而言是同属于同一个研究对象而言是同属于同一个研究对象而言是同属于同一个研究对象而言的，不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体的，不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体的，不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体的，不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体,也可以是也可以是也可以是也可以是两个或两个以上的物体组成的系统两个或两个以上的物体组成的系统两个或两个以上的物体组成的系统两个或两个以上的物体组成的系统.所以解题时首先选好所以解题时首先选好所以解题时首先选好所以解题时首先选好研究对象研究对象研究对象研究对象,然后把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。对然后把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。对然后把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。对然后把研究对象全过程的受力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质量、加速度用牛顿第二定律同一个研究对象的合外力、质量、加速度用牛顿第二定律同一个研究对象的合外力、质量、加速度用牛顿第二定律同一个研究对象的合外力、质量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。列方程求解。列方程求解。列方程求解。第37页，本讲稿共89页1.1.一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装一人在井下站在吊台上，用如图所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两置拉绳把吊台和自己提升上来。图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量段绳都认为是竖直的且不计摩擦。吊台的质量m=15kg,m=15kg,人的质量为人的质量为人的质量为人的质量为M=55kg,M=55kg,起动时吊台向上的加起动时吊台向上的加起动时吊台向上的加起动时吊台向上的加速度是速度是速度是速度是a=0.2m/sa=0.2m/s2 2,求这时人对吊台的压力。求这时人对吊台的压力。求这时人对吊台的压力。求这时人对吊台的压力。(g=9.8m/s(g=9.8m/s2 2)解：选人和吊台组成的系统为研究对象，由牛顿解：选人和吊台组成的系统为研究对象，由牛顿解：选人和吊台组成的系统为研究对象，由牛顿解：选人和吊台组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律有：第二定律有：第二定律有：第二定律有：再选人为研究对象再选人为研究对象再选人为研究对象再选