牛顿运动定律及其应用 课件 -2023-2024学年高一上学期（中职）物理人教版通用类

牛顿运动定律 及其应用 牛顿运动定律是物理学的核心内容，是经典物理力学体系的支撑。运用牛顿运动定律分析与求解力与运动问题，是常见的力学问题。解决此类问题的关键，一是正确理解牛顿运动定律的意义和本质；二是理解牛顿运动定律的适用范围；三是熟悉运用牛顿运动定律分析和求解问题的一般思路和程序。 牛顿运动定律及其应用 01 对牛顿运动定律的理解 02 牛顿运动定律的适用范围 03 运用牛顿运动定律求解问题举例 04 运用牛顿运动定律分析和求解力学问题的一般步骤 01 对牛顿运动定律的理解 牛顿 牛顿 一切物体总要保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。 理解 （1）定律的意义 ①力是改变物体运动状态（速度）的唯一原因，也就是说，力的作用效果是让物体改变速度，包括改变速度的大小。 ②任何物体都有惯性。 理解 （2）惯性：惯性就是物体保持匀速直线运动或静止状态的性质。也就是说，任何物体都不愿改变自己的运动状态，即不愿改变自己的速度。 任何物体都具有惯性，是物体的本质属性，惯性的大小决定于物体的质量，与物体所处的运动状态（速度大小及方向）或物理环境没有关系。 理解 （3）力与惯性的矛盾：力要改变物体的运动状态，而由于具有惯性，物体不愿改变运动状态。因此，就改变物体的运动状态而言，力与惯性构成一对矛盾。 力与惯性的矛盾斗争结果呈现两个方面： ①物体的运动状态（速度）不能突变，有一个过程──产生大小不同的加速度。在同样大小的力作用下，惯性大的物体运动状态改变较慢（加速度小），惯性小的物体运动状态变化较快（加速度大）。 ②做变速运动的物体虽然每时每刻速度（运动状态）都在改变，但每时每刻物体都表现出要维持该时刻速度不变的“企图”，只是由于外力的作用，使物体惯性的这种“企图”无法实现，使速度持续变化。一旦某时刻，外力撤消，物体就立刻以该时刻的瞬时速度做匀速直线运动。 牛顿 物体加速度的大小，与物体受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向相同。 理解 （1）因果关系 作用力和质量的大小决定加速度的大小，作用力的方向决定加速度的方向。即加速度是果，作用力和质量是因，作用力是外因，质量是内因。 理解 （2）瞬时关系 加速度与作用力同时产生，同时消失，同时变化。也就是说牛顿第二定律描述的是力的瞬时效应。 理解 （3）矢量关系 力、加速度都是矢量，二者方向总是相同。若作用在物体上的力在同一平面内，将各力正交分解后，可在这两个正交的方向上分别运用牛顿第二定律列出分量式：和 理解 （3）矢量关系 在一般问题中，力与加速度在同一条直线上，可选这条直线的某一方向作为正方向，列式时力中与正方向相同的为正，反之为负；运用公式求解出的力或加速度，若为正，说明它的方向与所选正方向一致，若为负，说明它的方向与所选正方向相反。 理解 （4）同一性 公式中的、、三个量是针对同一物体的，不可张冠李戴。 牛顿 两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 理解 （1）相关关系 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 （2）瞬时关系 同时产生，同时消失，同时变化。 理解 （3）同性质关系 二者总是同一性质的力，比如一个力静摩擦力，它的反作用力也一定是静摩擦力。 理解 （4）异体关系 作用力和反作用力总是分别作用在两个物体上。这就是的两个力无法发抵消对方的作用效果，不会成为一对平衡力。 （4）异体关系 所谓两个力的平衡，是指作用在同一物体上的两个力，每个力都对物体产生作用效果，若这两个力大小相等、方向相反、作用在一条直线上，那么这两个力对物体产生的作用效果将等效方向，相互抵消，相当于物体没受外力作用。作用力与反作用力虽然大小相等、方向相反、作用在一条直线上，但它们分别在两个物体上产生作用效果，这两个效果无法抵消。所以作用力与反作用力不是一对平衡力。 理解 （5）普适性 牛顿第三定律所反映的作用力与反作用力的关系，是普遍存在的。 02 牛顿运动定律的适用范围 低速运动的宏观物体 明确选取参考物 02 牛顿运动定律的适用范围 低速运动的宏观物体 明确选取参考物 运动速度远小于光速的宏观物体的运动问题 速度接近光速的宏观物体的运动问题 诸如原子、电子等微观粒子的运动问题 √ × × 02 牛顿运动定律的适用范围 低速运动的宏观物体 明确选取参考物 选取地面或相对地面静止或者匀速直线运动的物体 √ 03 运用牛顿运动定律求解问题举例 定性分析类问题 隔离法运用类问题 隔离法与整体法的 综合运用类问题 ① ② ③ 定性分析类问题 -例1 ① 如图1所示，质量均为的、两小球间系着一根轻弹簧，放在光滑的水平面上，球紧靠竖直墙壁。今用水平力将球向左推压弹簧，平