1、第三章 牛顿运动定律,第三章 牛顿运动定律 第I单元 牛顿运动定律,一、牛顿第一定律1.定律内容：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状态为止.2.对牛顿第一定律的理解应注意以下几点： （1）牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动状态. （2）牛顿第一定律说明一切物体都有惯性. （3）牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因.3.惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质.,3.惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质.
2、（1）质量是惯性大小的唯一量度.惯性与物体是否受力及受力大小无关，与物体是否运动及速度大小无关. （2）惯性的表现形式：物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变（静止或匀速直线运动）;物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度.惯性大，物体运动状态难以改变;惯性小，物体运动状态容易改变.,4.理想实验方法也叫做假想实验或思想实验. 它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程.牛顿第一定律是通过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证.,二、牛顿第二定律 1.定律内容：物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟
3、物体的质量m成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同. 2.公式：F合=ma.,三、牛顿第三定律 1.定律内容：两个物体之间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. 2.对于一对作用力、反作用力的关系，除牛顿第三定律反映的“等大、反向、共线”的关系外，还应注意以下几点： （1）同性质：一对作用力、反作用力必定是同种性质的力; （2）同时性：一对作用力、反作用力必定同时产生,同时变化、同时消失 （3）异物性：一对作用力、反作用力分别作用在,注意 相互作用的两个物体上，它们的作用效果也分别体现在不同物体上，不可能相互抵消，这是一对作用力、反作用力和一对平衡力最根本的区别,四、牛顿
4、运动定律的适用范围 对于宏观物体的低速运动(运动速度远小于光速的运动)，牛顿运动定律是成立的，但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动，牛顿运动定律就不适用了，要用相对论观点、量子力学理论处理.,考点一 惯性的概念 惯性是物体的固有属性，与物体的运动情况及受力情况无关.质量是惯性大小的唯一量度. （1）当物体不受外力或所受外力的合力为零时，惯性表现为维持原来的静止或匀速直线运动状态不变. （2）当物体受到外力作用而做变速运动时，物体同样表现为具有惯性.,考点二 对牛顿第二定律的理解 （1）牛顿第二定律反映了加速度与力和质量之间的定量关系. 合外力和质量决定加速度，加速度不能决定
5、力和质量； 大小关系：加速度与合外力成正比，与质量成反比； 方向关系：加速度的方向总跟合外力方向相同； 单位关系：应用F=ma进行计算时，各量必须使用国际单位制中的单位.,（2）牛顿第二定律是力的瞬时规律，它说明力的瞬时作用效果是使物体产生加速度，加速度跟力同时产生、同时变化、同时消失. （3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在正交的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程.,【例1】一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为g/3，g为重力加速度.人对电梯底部的压力为（ ）A.mg/3 B
6、.2mg C.mg D.4mg/3,【例2】如图所示，一物块位于光滑水平桌面上，用一大小为F、方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动.若保持力的方向不变而增大力的大小，则（ ）,【例3】如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫.已知木板的质量是猫质量的2倍.当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变.则此时木板沿斜面下滑的加速度为多少,【例4】如图所示的一升降机箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机从弹簧下端触地直到最低点的一段运动过程中（设弹簧被压缩过程中处于弹性限度内）（ ）A.升降机
7、的速度不断减小B.升降机的加速度不断增大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值,【例5】一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央.桌布的一边与桌的AB边重合，如图所示.已知盘与桌布间的动摩擦因数为1，盘与桌面间的动摩擦因数为2.现突然以恒定加速度a将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边.若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度a满足的条件是什么？(以g表示重力加速度),【例6】如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为k，C为一固
8、定挡板，系统处于静止状态.现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动，求物块B刚要离开C时物块A的加速度a和从开始到此时物块A的位移d.重力加速度为g.,【学生练习1】如图所示，光滑斜面AC、AD、AE都以AB为底边三个斜面的倾角分别为75、45、30物体分别沿三个斜面由顶端从静止滑到底端，下面说法中正确的是（ ）A、物体沿DA滑到底端时具有最大速率B、物体沿EA滑到底端所需时间最短C、物体沿CA下滑，加速度最大D、物体沿DA滑到底端所需时间最短,【学生练习2】质量为10kg的物体静止在水平地面上, 物体跟地面的动摩擦因数为0.2,用一个50N的水平推力推动物体前进, 10s后撤去推力.
9、则物体最后静止处距离出发点多远？ (10m/s2),【学生练习3】质量为4kg的木块放在水平桌面上,当用10N的水平力推它时,木块做匀速直线运动,现用20N和水平方向成30角的向上拉力拉它,木块的加速度为多少？,【学生练习4】质量为1kg的物体，以20m/s初速度竖直向上抛出，空气阻力大小始终为2N，g=10m/s2求：(1)物体上升的时间为多少？(2)物体能够上升的最大高度是多少？(3)物体从最高点下落回原处的时间为多少？,【学生练习5】如图所示，在斜面体上用平行于斜面的轻绳挂一小球，小球质量为，斜面体倾角为，置于光滑水平面上求：(1)当斜面体向右匀速直线运动时，轻绳拉力为多大；(2)当斜面
10、体向左加速运动时，使小球对斜面体的压力为零时，斜面体加速度为多大？(取g=10m/s2),第三章 牛顿运动定律 第单元 运用牛顿运动定律解决实际问题,1.动力学的两类基本问题 应用牛顿运动定律求解的问题主要有两类：一类是已知受力情况求运动情况；另一类是已知运动情况求受力情况.在这两类问题中，加速度是联系力和运动的桥梁，受力分析是解决问题的关键,2.超重和失重（1）在平衡状态时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大小等于物体的重力.（2）当物体的加速度向上时，物体对水平支持物的压力（或对悬绳的拉力）大于物体的重力，此现象称为超重现象.（3）当物体的加速度向下时，物体对水平支持物的压力（或对
11、悬绳的拉力）小于物体的重力，此现象称为失重现象.特别的，当物体向下的加速度为g时，物体对支持物的压力为零，这种状态称为完全失重状态.,3.动力学问题的一般解题步骤（1）确定研究对象.所选择的研究对象可以是单一的物体，也可以是多个相互作用的物体所构成的系统，同一题目中可根据需要先后选取不同的研究对象.（2）分析研究对象的受力情况和运动情况.（3）根据牛顿第二定律和运动学公式列方程.由于所用的方程均为矢量方程，因此在列方程的过程中要特别注意各矢量的方向.一般情况下均取合外力的方向为正方向，分别用正负号表示式中各矢量的方向，将矢量运算转化为代数运算.（4）代入已知量求解.,考点一 对超重、失重的理解
12、 (1)物体处于超重或失重状态时，物体的重力始终存在，大小也没有变化. (2)发生超重或失重现象与物体的速度无关，只决定于加速度的方向. (3)在完全失重的状态下，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、单摆停摆、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等,考点二 运用牛顿运动定律解题的主要方法 常用的解题方法有：理想实验法、控制变量法、整体法与隔离法、正交分解法、数学解析法、图象法及临界条件判断法等.,【例1】如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔.静止时用手指堵住小孔不让它漏水，假设容器在下列几种运动过程中始终保持平动，且忽略空气阻力，则( )A.容器自由下落时，小孔向下漏
13、水B.将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水C.将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水D.将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水,【例2】 如图所示，光滑斜面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系统处于平衡状态，B木块由挡板C挡住.现用一沿斜面向上的拉力F拉动木块A，使木块A沿斜面向上做匀加速直线运动.研究从力F刚作用在A木块的瞬间到木块B刚离开挡板的瞬间这一过程，并且选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则如图所示图象中能表示力F和木块A的位移x之间关系的是（ ）,【例3】如图所示，A、B两条直线表示在A、B两地分别用竖直向上的力
14、F拉质量分别为mA、mB的两物体得出的加速度a与力F之间的关系图象，分析图象可知下列说法：比较两地的重力加速度有gA=gB；比较两物体的质量有mAmB；比较两地的重力加速度有gAgB；比较两物体的质量有mAmB,其中正确的是（ ）A. B. C. D.以上说法都不对,【例4】 如图所示，在小车的倾角为的光滑斜面上，有一小球被平行斜面的细线系住.若要使小球对斜面无压力，小车至少应以大小为_的加速度向_做匀加速运动.若要使小球对细线无拉力，小车至少应以大小为_的加速度向_做匀加速运动.,【例5】 如图所示，在倾角=37的足够长的固定斜面上，有一质量m=1 kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数=0.2
15、.物体受到沿平行于斜面向上的轻细线的拉力F=9.6 N的作用，从静止开始运动，经2 s绳子突然断了.求绳断后多长时间物体速度大小为22 m/s.（已知sin37=0.6,g取10 m/s2）,【学生练习1】一个物体受几个共点力的作用而处于平衡状态，当其中一个力的大小逐渐减小到零然后又恢复到原值的过程中（ ） A、其加速度先增大，后减小B、其加速度先增大，后反方向减小C、其速度一直在增大，最后达最大D、其最终将回到原来位置，并保持平衡状态,【学生练习2】如图所示，自由下落的小球，从它接触竖直放置的弹簧开始到弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和所受外力的变化情况是（ ）A、合力变大B、速度变小C、
16、合力先变小后变大D、速度先变大后变小,【学生练习3】从高空落下的石块，受到的空气阻力与它的速度成正比，当下落速度为10m/s时，其加速度为6m/s2，当它接近地面时做匀速运动求石块落地时的速度_m/s,【学生练习4】一架质量为50t的飞机着陆后作匀减速直线运动，在跑道上滑行了600m后停止如果滑行时飞机受到的阻力是1.5105N，飞机着陆的速度是多少?,【学生练习5】在升降机中挂一弹簧,在弹簧下端吊一个质量为4kg的小球,当升降机静止时弹簧长4cm,当升降机以5.0m/s2的加速上升时,弹簧长5cm,求当升降机以-2.0m/s2减速上升时,弹簧长度为多少？(g取10m/s2),【学生练习6】质
17、量为24kg的探空气球以5m/s的速度匀速竖直上升, 当气球升到450m高处,气球上所带的仪器舱开始脱离气球，仪器舱质量为4kg，不计空气阻力(g取10m/s2)，试求(1)仪器舱经多长时间(从放送气球开始计时)落回地球表面；(2)当仪器舱落地时，气球离地多高？,【学生练习7】卡车车厢中装载的货物应该跟车厢固定好，以免发生事故，有一次一辆卡车只装运了一个质量为m200kg的木箱，但没有固定，当卡车沿平直公路以v =20m/s的速度匀速行驶时，司机发现前方有情况，立即紧急制动，制动后卡车以大小为a= 6.0m/s2的加速度做匀减速运动，假定卡车制动开始，木箱就沿车厢底板向前滑动，木箱在车厢底板上滑动了 L=2.0m后撞上车厢的前挡板，已知木箱与底板间的动摩擦因数为 =0.40，取g=10m/s2，求木箱刚要与挡板相撞时，(1)卡车的速度；(2)木箱的速度,
