内容正文:
第3节 牛顿运动定律及其应用
主题二
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目 录
CONTENTS
牛顿第一定律
01
牛顿第二定律
02
牛顿第三定律
03
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2
初中我们学习了牛顿第一定律的基本内容,你能说说它揭示了物体运动遵循怎样的规律吗?踢出去的足球会慢慢停下来。这是否与牛顿第一定律矛盾呢?
情境导入
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01
牛顿第一定律
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一.牛顿第一定律
伽利略的理想实验
在水平面上运动的物体所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故
小球不受摩擦力,小球就要一直运动下去。
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一.牛顿第一定律
1.内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态.
2.说明
(1)牛顿第一定律不是由实验直接得到的,它是在实验的基础上经过推理得到的
(2)力是改变物体运动状态的原因 它不是维持物体运动的原因
物体的运动不需要力来维持
(3)不能经过实践检验,因为实际上不受力的环境是找不到的
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一.牛顿第一定律
4. 一切物体都具有惯性. 牛顿第一定律又叫惯性定律.
3. 惯性概念: 物体有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,这种性质叫惯性.
5.惯性的大小
质量是物体惯性大小的量度.质量越大,惯性越大;
质量越小,惯性越小;质量不变,惯性不变.
6.对质量的理解
(1)从物质的角度理解:质量为物体所含物质的多少.
(2)从惯性的角度理解:质量是决定物体惯性大小的唯一因素.
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二.牛顿第二定律
1.实验器材:小车、一端带滑轮的长木板、粗线、砝码、小盘、天平、刻度尺、宽口夹子。
演示实验
2.实验原理:
在实验中,我们可以根据两个小车的运动时间相同,结合运动学公式, 得到加速度的比值等于运动位移的比值,在实验中我们就可以不必求出加速度而是直接求位移的比就可以表示加速度的比值关系,从而使实验数据的处理变得简单,直观。
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二.牛顿第二定律
3.实验结论:
①物体质量一定时,受力越大,加速度越大,a∝F
②物体受力一定时,它的质量越大,加速度越小,a∝1/m
或
k是多少呢?
F=kma,其中k是比例系数
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二.牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式:F=ma.3.适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.
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二.牛顿第二定律
4. 用牛顿第二定律解释物体做机械运动的原因
(1)如果合外力的方向与物体运动的方向相同,则加速度的方向与运动方向相同,这时物体做加速运动。
(2)如果合外力的方向与物体运动的方向相反,则加速度的方向与运动方向相反,这时物体做减速运动。
(3)如果合外力不变(恒定),则加速度也不变(恒定),这时物体做匀变速直线运动。
(4)如果合外力为零,则加速度也为零,这时物体做匀速直线运动或处于静止状态。
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二.牛顿第二定律
例1.皮划艇选手与艇的总质量为100 kg,皮划艇冲刺时的加速度可达10 m/s2,求此时桨对水的推力是多大?(设水的阻力可忽略)
答案 103 N
解析 以皮划艇和选手整体为研究对象,设水对桨的推力为F,由牛顿第二定律有F=ma=100×10 N=103 N,由牛顿第三定律知,桨对水的推力与F等大反向,所以桨对水的推力大小为103 N.
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二.牛顿第二定律
【答案】(1)3m/s2;(2)1.5×104N
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二.牛顿第二定律
例3.在平直公路上匀速行驶的汽车的牵引力为F,所受阻力恒为F阻,当汽车驶上一段斜坡时.
(1)若要保持汽车的牵引力不变,则汽车的速度和加速度将如何变化?
(2)若要保持汽车的速度不变,汽车的牵引力将如何变化?
【答案】(1)汽车的加速度增大,方向与速度方向相反,所以汽车的速度将减小 (2)汽车的牵引力将增大
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三.牛顿第三定律
1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体同时对前一个物体也施加力.2.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、作用在同一条直线上.3.表达式:F=-F′
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三.牛顿第三定律
一对相互作用力 一对平衡力
等大、反向、同一直线
作用在两个物体上
作用在一个物体上
不能求合力(效果不能抵消)
能求合力(效果能抵消)
性质相同
性质不一定相同
具有同时性
不一定具有同时性
相同点
4.作用力与反作用力和平衡力的区别
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三.牛顿第三定律
3.对牛顿第三定律的理解
(1)作用力与反作用力总是同时产生,同时消失,同时改变,分别作用在两个不同的物体上。
(2)作用力与反作用力是一对性质相同的力。
(3)作用力与反作用力的大小和方向与物体的运动状态无关。
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三.牛顿第三定律
例4.某物体静止在水平桌面上,下列对它的描述正确的是( )
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力大小,这两个力是一对平衡力
B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力
C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力
D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
A
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课堂练习
1.关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.物体运动的速度越大,惯性越大
B.物体运动的时间越长,惧性越大
C.物体运动的位移越大,惯性越大
D.物体的质量越大,惯性越大
D
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课堂练习
2.小明站在电梯里的体重计上,当电梯以1 m/s2的加速度加速上升时,体重计的示数( )
A.大于小明受到的重力
B.小于小明受到的重力
C.等于小明受到的重力
D.等于零
A
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3.如图所示,手推车的篮子里装有一篮球,女孩把手推车沿斜面向上匀速推动,篮子的底面平行于斜面,靠近女孩的一侧面垂直于底面,下列说法正确的有( )
A.篮子底面受到的压力大于篮球的重力
B.篮子对篮球的作用力小于篮球的重力
C.人对篮球的作用力等于篮球的重力
D.篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力
D
课堂练习
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4.跳高运动员蹬地后上跳,在起跳过程中( )
A.运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小
B.运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小
C.运动员所受的支持力和重力相平衡
D.运动员所受的合力一定向上
BD
课堂练习
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5.如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止,下列说法中正确的是( )
A.水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
BD
课堂练习
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课堂练习
6.“山东舰”的甲板有水平甲板和上翘甲板两部分组成,利于舰载机滑跃式起飞,如图1所示。为方便研究舰载机的起飞过程,将甲板近似为如图2所示的轨道:水平轨道AB长L1=160m,倾斜轨道高h=8m,水平投影长L2=40m。总质量为3.0×104kg的某舰载机,在A点经弹射装置以36km/h的初速度出发。在水平轨道上的运动视为匀变速直线运动,加速度为15m/s2。进入上翘甲板后,经1s从C点起飞,该规载机在起飞过程中,舰载机与水平轨道间的平均阻力大小为1.5×105N,发动机的推力恒为F,舰载机视为质点,航母静止不动。求舰载机:(1)舰载机到达点B时的速度;(2)发动机的推力F;
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谢谢各位的聆听!
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星之所在
初音未来
Other
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