1、第三讲 牛顿运动定律及力学分析一 、 牛 顿 第 一 定 律 （ 惯 性 定 律 ）1 定 律 内 容 ： P46注 意 ： 牛 顿 第 一 定 律 并 非 是 惯 性 的 内 容 ， 而 是 一 方 面 讲 惯 性 问 题 ， 另 一方 面 讲 力 在 物 体 运 动 中 所 充 当 的 作 用 。（ 1） 惯 性 ： 物 体 有 保 持 原 有 运 动 状 态 （ 速 度 ） 的 性 质 ；注 意 ： 惯 性 是 物 体 的 一 种 固 有 属 性 ；影 响 惯 性 的 因 素 是 物 体 的 质 量 。解 释 ： 惯 性 时 刻 伴 随 着 物 体 ， 只 要 有 质 量 的 物 体 就
2、 会 有 惯 性 ， 也 不 管 物体 是 否 运 动 它 都 具 有 惯 性 。 力 的 存 在 只 是 来 改 变 物 体 的 状 态 而 已 。容 易 出 现 的 认 识 误 区 ： 认 为 做 变 速 运 动 的 物 体 没 有 惯 性 ；认 为 要 保 持 惯 性 需 要 受 力 平 衡 做 为 条 件 。（ 2） 力 的 作 用 效 果 ： 用 于 改 变 物 体 的 运 动 状 态 （ 速 度 ）注 意 ： 这 里 所 谈 及 的 力 主 要 是 指 合 力 ， 针 对 的 运 动 也 是 物 体 在 实 际 环 境中 的 运 动 状 态 。推 理 ： 力 产 生 加 速 度速
3、度 的 改 变 产 生 加 速 度力 改 变 物 体 的 速 度 注 意 ： 速 度 是 包 括 大 小 以 及 方 向 的 。结 论 ： 有 力 就 有 加 速 度例 题 1： 某 人 用 力 推 原 来 静 止 在 水 平 面 上 的 小 车 ， 使 小 车 开 始 运 动 ， 后来 改 用 较 小 的 力 就 可 以 维 持 小 车 做 匀 速 直 线 运 动 ， 可 见 （ ）A 力 是 使 物 体 产 生 运 动 的 原 因 ； B 力 是 维 持 物 体 运 动 速 度 的 原 因 ；C 力 是 物 体 产 生 加 速 度 的 原 因 ； D 力 是 物 体 惯 性 改 变 的 原
4、 因 。例 题 2： 关 于 惯 性 ， 下 述 哪 些 说 法 是 正 确 的 是 （ ）A 惯 性 即 是 指 物 体 原 来 静 止 的 总 有 保 持 静 止 ， 原 来 运 动 的 总 有 保 持 匀速 直 线 运 动 的 性 质 ；B 静 止 的 火 车 启 动 时 速 度 变 化 缓 慢 ， 是 因 为 物 体 静 止 时 惯 性 大 ；C 乒 乓 球 可 快 速 抽 杀 ， 是 因 为 乒 乓 球 的 惯 性 小 的 缘 故 ；D 在 宇 宙 飞 船 内 的 物 体 不 存 在 惯 性 。二 、 牛 顿 第 二 定 律内 容 ： maF合注 意 ： （ 1） 运 用 牛 顿 第
5、 二 定 律 时 必 须 求 物 体 所 受 的 合 力 ， 并 注 意 加 速 度为 物 体 现 有 运 动 的 实 际 加 速 度 。 （ 即 ）必 须 一 一 对 应与合 aF（ 2） a 的 方 向 由 F 合 决 定 。三 、 牛 顿 第 三 定 律 （ 作 用 力 与 反 作 用 力 ）1 作 反 力 是 成 对 出 现 、 同 时 存 在 的 ；2 作 反 力 是 发 生 于 两 个 物 体 之 间 ；3 作 反 力 的 力 的 性 质 是 相 同 的 。平 衡 力 与 作 反 力 比 较平 衡 力 大 小 相 等 方 向 相 反 二 力 线 在 同 一 直 线 上 作 用 于
6、同 一 物 体 上作 反 力 大 小 相 等 方 向 相 反 二 力 线 在 同 一 直 线 上 作 用 于 不 同 物 体 上注 意 ： 作 反 力 讨 论 的 是 两 个 物 体 之 间 的 相 互 作 用 ， 而 平 衡 力 是 针 对 单个 物 体 所 做 的 受 力 分 析 。概 念 例 题 P56（ 3） （ 4）例 题 3 甲 、 乙 两 队 进 行 拔 河 比 赛 ， 若 甲 得 胜 （ 绳 质 量 不 计 ） ， 则 （ ）A 甲 队 拉 绳 子 的 力 大 于 乙 队 拉 绳 子 的 力B 甲 队 与 地 面 的 最 大 静 摩 擦 力 大 于 乙 队 与 地 面 的 最
7、大 静 摩 擦 力C 甲 、 乙 两 队 与 地 面 间 的 静 摩 擦 力 总 是 大 小 相 等 ， 方 向 相 反D 甲 、 乙 两 队 拉 绳 子 的 力 总 是 大 小 相 等 、 方 向 相 反例 题 4 下 列 手 法 正 确 的 是 （ ）A 物 体 之 间 发 生 作 用 时 ， 先 有 作 用 力 ， 后 有 反 作 用 力B 大 小 相 等 而 方 向 相 反 的 一 对 力 就 是 作 用 力 与 反 作 用 力C 作 用 力 和 反 作 用 力 的 合 力 为 零D 作 用 力 和 反 作 用 力 是 同 种 性 质 的 力四 、 物 体 的 受 力 分 析1 共 点
8、 力 作 用 下 的 物 体 运 动 （ 平 动 状 态 的 受 力 分 析 ）共 点 力 概 念 ： 作 用 于 物 体 上 的 各 个 力 其 作 用 线 均 能 相 交 与 同 一 点 上 ，这 些 力 称 为 共 点 力 。共 点 力 的 作 用 效 果 ： 使 物 体 处 于 平 衡 状 态 （ 匀 速 直 线 运 动 或 静 止 ）或 使 发 生 平 动 。受 力 分 析 的 方 法 ： 利 用 平 行 四 边 形 定 则 、 直 角 坐 标 分 析 、 三 角 形定 则 对 物 体 的 运 动 进 行 力 的 合 成 或 分 解 。注 意 ： 平 行 四 边 形 定 则 与 三
9、角 形 定 则 相 类 似 （ 注 重 三 边 特 点 ）建 立 直 角 坐 标 系 要 注 意 两 个 原 则 ： 以 物 体 运 动 方 向 建 立 坐 标 系 ； 尽 可 能 少 地 分 解 已 知 力 （ 即 两 坐 标 轴 要 容 纳 最 多 已 知 力 ）力 的 合 成 所 得 到 的 合 力 只 是 表 示 有 这 一 方 向 上 的 作 用 效 果 ， 而该 力 并 不 存 在 ；力 的 分 解 所 得 到 的 分 力 只 是 表 示 有 这 一 方 向 上 的 作 用 效 果 ， 而该 力 并 不 存 在 ；力 的 分 解 与 力 的 合 成 不 能 同 时 进 行 。（ 1
10、） 平 衡 状 态 分 析 （ 共 点 力 平 衡 ）条 件 ： 物 体 处 于 匀 速 直 线 运 动 或 静 止 状 态 。分 析 要 点 ： 根 据 物 体 之 间 有 几 个 接 触 面 ， 结 合 各 种 性 质 力 的 特 点 依 次进 行 受 力 分 析 。（ 2） 非 平 衡 状 态 分 析要 点 ： 充 分 利 用 好 公 式 作 为 力 对 物 体 的 作 用 与 物 体 运 动 联 系maF合起 来 的 纽 带 ， 关 键 在 于 求 物 体 的 合 力 或 求 物 体 加 速 度 ， 然 后 进 行 结 合 分析 。超 重 与 失 重 问 题 ：观 点 ： 超 重 与
11、失 重 是 针 对 物 体 对 接 触 面 的 压 力 比 物 体 本 身 重 力 大 或 比物 体 本 身 重 力 小 。 注 意 超 重 与 失 重 并 非 物 体 本 身 重 力 增 加 或 消 失 。特 点 ： 超 重 时 系 统 的 加 速 度 是 竖 直 向 上 的 ； 失 重 时 系 统 的 加 速 度 是 竖直 向 下 的 。例 题 5 据 报 道 ， 某 航 空 公 司 的 一 架 客 机 ， 在 正 常 航 线 上 做 水 平 飞 行 时 ，由 于 突 然 受 到 强 大 垂 直 气 流 的 作 用 ， 使 飞 机 在 10S 内 下 降 高 度1700m， 造 成 众 多
12、 乘 客 和 机 组 人 员 的 伤 害 事 故 。 如 果 只 研 究 飞 机 在 竖 直方 向 上 的 运 动 ， 且 假 定 这 一 运 动 是 匀 速 直 线 运 动 。 试 计 算 ：（ 1） 飞 机 在 竖 直 方 向 上 产 生 的 加 速 度 多 大 ？ 方 向 怎 样 ？（ 2） 乘 客 所 系 安 全 带 必 须 提 供 相 当 于 乘 客 体 重 多 少 倍 的 拉 力 ， 才 能 使乘 客 不 脱 离 座 椅 ？ 取 g =10m/s2。（ 3） 未 系 安 全 带 的 乘 客 ， 相 当 于 机 舱 将 向 什 么 方 向 运 动 ？ 最 可 能 受 到伤 害 的 是
13、 人 体 的 什 么 部 位 ？2 非 共 点 力 作 用 下 的 物 体 运 动 （ 力 矩 平 衡 ）（ 1） 力 的 特 点 ： 作 用 于 物 体 上 的 各 个 力 其 作 用 线 没 有 相 交 于 同 一 点（ 2） 共 点 力 的 作 用 效 果 ： 使 物 体 处 于 转 动 平 衡 状 态 或 使 发 生 转 动 。（ 3） 几 个 概 念 ： 支 点 、 力 臂 ， 力 的 作 用 线 、 正 力 矩 、 负 力 矩（ 4） 力 矩 平 衡 ： （ 解 题 注 意 利 用 比 值 求 解 ）21LFM负正（ 5） 简 单 机 械 种 类 ： 杠 杆 、 滑 轮 及 滑 轮
14、 组 、 轮 轴 、 斜 面注 意 ： 无 论 简 单 机 械 如 何 省 力 ， 但 决 不 会 省 功例 题 6： 如 右 图 所 示 ， 当 水 平 拉 力 为 F， 重 力 为 G的 圆 柱 体 刚 好 离 开 水 平 地 面 向 台 阶 上 滚 。 试 分 析 此时 圆 柱 体 受 力 的 情 况 。例 题 7： 如 右 图 ， 一 根 均 匀 直 棒 OA可 绕 轴 O 转 动 ， 用 水 平 力 F=10N 作用 在 棒 的 A 端 时 ， 直 棒 静 止 在 与 竖直 方 向 成 角 的 位 置 ， 直 棒 有 多 重 ？30例 题 答 案 ： 1 C 2 AC 3 BD 4 D 5 （ 1） 飞 机 的 加 速 度 a=34m/s2， 方 向 竖 直 向 下 ；（ 2） 安 全 带 提 供 的 拉 力 相 当 于 乘 客 体 重 的 2.4 倍 ；（ 4） 若 未 系 安 全 带 ， 乘 客 相 对 于 机 舱 以 2.4m/s2 的 加 速 度 撞 向 机 舱顶 部 ， 使 头 部 受 到 严 重 伤 害 。6 7 物 体 重 N30F FGO 300 AFG
