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1、第四章 牛顿运动定律 牛顿第一定律,亚里士多德：,不受力时物体的运动规律是：匀速直线运动或静止。,力是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因,一、牛顿第一定律：,二、惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。,2、意义：,指出了一切物体具有保持匀速直线运动状态 或静止状态的性质（惯性）,指出了物体的运动并不需要力来维持，力是改变物体速度的原因。,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状态为止。,静止的物体有惯性,运动的物体有惯性,惯性是一种力吗？,惯性是物体的固有属性，惯性不是一种力。,惯性的大小跟哪些因素有关？,惯性只与物体的质量有关，质
2、量是惯性大小的量度,一切物体都具有惯性,思考：汽车启动及刹车问题,探究加速度与力、质量之间的关系,控制变量法,研究方法：先确定m不变，研究a与F合的关系；再确定F合不变，研究a与m的关系。,实验的基本思路：,一、加速度和力的关系,质量相同的物体，物体的加速度跟作用在物体上的力成正比,或,实验一,结论：,比例式：,二、加速度和质量的关系,在相同的力作用下，物体的加速度跟物体的质量成反比,或,实验二,结论：,比例式：,物体加速度的大小跟作用力（所受的合力）成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力（所受的合力）的方向相同。,2.数学公式,三、牛顿第二定律,(若取国际单位制中的单位，k=1),
3、1.内容：,3.注意：（1）中各量只对同一物体而言；（2）式中F指物体所受的合外力。（3）式中单位注意统一（4）矢量性：a有大小，也有方向，a与F同向。（5）瞬时性：a与F同时产生，同时变化。,【例1】某伞兵和他携带的武器质量共为80kg，降落伞未张开时，受到的空气阻力为 25N，求伞兵在这段时间的加速度。,分析：伞兵在降落伞未打开时，受到二个力的作用：竖直向下重力G 和向上的空气阻力Ff，伞兵所受的合力为F=G Ff,方向向下。,典型例题,解：由牛顿第二定律，得,运用牛顿第二定律解题的一般步骤：,1、确定研究对象,2、对研究对象进行正确的受力分析或运动情况分析,3、利用牛顿第二定律或运动学公
4、式求加速度,4、利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量,5、检验结果是否合理性,【例2】质量为2.0 t 的汽车以10 m/s 的速度行驶，在关闭发动机 5 s 内停下来，求汽车所受的阻力。,典型例题,解：以汽车运动方向为正方向，由加速度公式得,由牛顿第二定律，汽车受到的阻力为,第四节、力学单位制,牛顿运动定律,kgm/s2,m,kg,s,m/s,m/s2,长度,质量,时间,速度,加速度,力,物理量,单位,物理关系式,ma,物理学的关系式确定了物理量之间的关系，同时它也确定了物理量的单位间的关系。,N,、cm/s2,基本物理量的单位就是基本单位,基本单位,导出单位,由基本单位按照物
5、理关系组合而成的单位,N,、g、mg,、min、hour,m,kg,s,、km/h,、g/cm3,m/s,m/s2,kg/m3,国 际 单 位 制,长度：,质量：,时间：,速度：,加速度,力：,密度：,kgm/s2,、km、cm,物理量,单 位 制,力 学,七个基本量,长度,质量,时间,电流,物质的量,温度,发光强度,力 学,电 学,m,kg,s,国 际 单 位 制,单位,A,K,压强的公式,思考：,mol,cd,P,压强的单位,N/m2,N/cm2,其中哪个是国际单位制中的单位？,部分常用力学量的SI单位(导出单位),1、下列单位属于导出单位的是（）A、小时 B、牛 C、焦 D、瓦2、下列单
6、位全是国际单位的是（）A、N，kg，m B、m，s，gC、kg，m，A D、kg，m，s,ACD,BCD,课堂练习,牛顿第三定律,人用50N的拉力F去推100N的铁块，铁块不动。则：F的反作用力是 对 的力(填施力物体和受力物体)，作用于；G的反作用力是，作用于；铁块受到的支持力N的反作用力是，作用于；Ff的反作用力是，作用。,二、牛顿第三定律,2、数学表达式：F=-F,讨论题：数学表达式可以写成：F+F=0吗？,3、作用力与反作用力的特点:,2).作用在不同的物体上；,3).具有同种性质；,4).具有同时性。,总结：同大、同线、同性、同时；异向、异体.,1).大小相等，方向相反，作用在 一条
7、直线上;,将一个电灯悬挂在天花板上,作用力与反作用力,平衡力,灯对绳的拉力,绳对灯的拉力,灯的重力,三、与平衡力的区别,不能求合力（不能抵消）,作用在两个物体上,具有同种性质,具有同时性,作用在一个物体上,不一定具有同种性质,不一定具有同时性,能求合力（能抵消）,思考、讨论题2：,?,马拉车，车也拉马，由牛顿第三定律可知，这两个力相等，但为什么车能前进？这和牛顿第三定律矛盾吗？,例1：水平地面上质量为10Kg的木箱受到水平向右的拉力F=70N作用在水平面上从静止开始运动，木箱与水平面间的动摩擦因数为0.5，求木箱在2s末的速度和2s内的位移。,G,f,N,N=G=mg=1010N=100N,一
8、、两种基本题型解题思路,F,f=N=0.5100N=50N,F合=F-f=70N-50N=20N,分析木箱的受力情况：,G,f,N,F,分析木箱的运动情况：,V0=0、t=2s、a=2m/s2,Vt=a t=22 m/s=4 m/s,“已知受力求运动”解题思路：,力,运动,a,F=ma,分析受力,分析运动,运动学公式,一、两种基本题型解题思路,例2：质量为1000Kg的汽车在水平路面上从静止开始运动，经过4s速度达到10m/s，汽车受到的牵引力为3000N。求汽车在运动过程中所受到的阻力大小。,一、两种基本题型解题思路,分析汽车的运动情况：,V0=0、t=4s、Vt=10m/s,mg,f,N,
9、一、两种基本题型解题思路,F,分析汽车的受力情况：,F合=F-f=ma,f=F-ma=3000N-10002.5N=500N,“已知运动求受力”解题思路：,运动,a,F=ma,分析运动,分析受力,运动学公式,力,F合=ma,a,x=v0t+at2/2,vt2-v02=2ax,应用牛顿第二定律解题可分为两类题型：,一类是已知受力情况确定运动情况；,一类是已知运动情况确定受力情况。,例2、一个滑雪人从静止开始沿山坡滑下，山坡的倾角是30，滑雪板与雪地的动摩擦因数为0.04，求5s内滑下的位移。,解得：a g（sincos）,S,沿斜面方向的 F1=mgsin,和垂直斜面方向的:N-F2=0,在沿着
10、斜面方向：F1-f=ma,f=N,垂直斜面方向的 F2=mgcos,将mg分解:,列 方 程：,4.655257m,超重和失重,G,四、超重和失重,F,（1）静止,（2）向上加速,（3）向下加速,F=G,F,G,四、超重和失重,F,F=G,F,F合=F-G=ma,F=G+ma,=m(g+a),F=F=m(g+a),F合=G-F=ma,F=G-ma,=m(g-a),F=F=m(g-a),（1）静止,（2）向上加速,（3）向下加速,四、超重和失重,1、超重,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）大于物体所受重力的现象。,四、超重和失重,2、失重,物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力（视重）小于物
11、体所受重力的现象。,四、超重和失重,小结：,a方向向上,加速上升,减速下降,超重,a方向向下,加速下降,减速上升,失重,例与练,1、关于超重和失重，下列说法中正确的是（）A、超重就是在某种情况下，物体的重力变大了B、物体向上运动一定处于超重状态C、物体向下减速运动，处于超重状态D、物体做自由落体运动时处于完全失重状态,（1）超重（失重）是指视重大于（小于）物体的重力，物体自身的重力并不变化。,（2）是超重还是失重，看物体加速度的方向，而不是看速度的方向。,（3）若物体向下的加速度等于重力加速度，物体的视重为零完全失重。,例与练,3、一个人在地面上最多能举起300N的重物，在沿竖直方向做匀变速运动的电梯中，他最多能举起250N的重物。求电梯的加速度。(g=10m/s2),（1）在地面上,G,F,F=G=300N,（2）在电梯中,G,F,F-G=ma,方向向上,例与练,5、一个人站在医用体重计的测盘上不动时测得体重为G，当此人由直立突然下蹲直到蹲在体重计不动的过程中，体重计的示数（）A、先大于G，后小于G，最后等于G B、先小于G，后大于G，最后等于G C、一直大于GD、一直小于G,（1）此人先向下加速失重，视重小于重力。,（2）再向下减速超重，视重大于重力。,（3）最后不动视重等于重力。,
