1、第三單元第三單元 牛頓運動定律牛頓運動定律一、牛頓第一定律：一、牛頓第一定律：理解：理解：1.任何物體都具有慣性；任何物體都具有慣性；2.物體平衡的條件是合外力為零；物體平衡的條件是合外力為零；3.物體的運動不需要力來維持；物體的運動不需要力來維持；4.力是改變物體運動狀態的原因。力是改變物體運動狀態的原因。二、牛頓第二定律：mfa 1.公式： 2.理解：（一）牛頓第二定律反映了：理解：（一）牛頓第二定律反映了：a與與f合合的：的：數學關系；（數學關系；（a與與f合的大小成正比）合的大小成正比）方向關系；（方向關系；（a的方向總是與的方向總是與f合的方向相合的方向相同）同）因果關系；（因果關系

2、；（f合是產生合是產生a的原因；的原因；a是是f合作用在物體上的結果）合作用在物體上的結果）瞬時關系；（瞬時關系；（a隨隨f合的變化而隨時變化）合的變化而隨時變化）單位關系；單位關系；（1n1kg/m2） （二）牛頓第二定律揭示了：慣性由物體質（二）牛頓第二定律揭示了：慣性由物體質量大小量度。量大小量度。三、牛頓第三定律：三、牛頓第三定律：理解：作用力與反作用力是作用理解：作用力與反作用力是作用在兩個不同的物體上的，因此在兩個不同的物體上的，因此不能平衡。它們是同生；同存；不能平衡。它們是同生；同存；同失；同性質；同變化。注意同失；同性質；同變化。注意與平衡力的區別。與平衡力的區別。例：設例：

3、設f1的反作用力為的反作用力為f2，平衡力，平衡力為為f3，則有：，則有：a.f2、f3與與f1的大小相等，方向相的大小相等，方向相反；反；b.f1、f2、f3有同一作用點；有同一作用點；c.f2、f3與與f1必是同一性質的力；必是同一性質的力；d.f1消失，消失，f2、f3也同時消失。也同時消失。四、超重與失重：四、超重與失重：實質：實質：加速度的方向向上時超重；加速度的方向向上時超重；加速度的方向向下時失重。加速度的方向向下時失重。五、運動和力的關系：五、運動和力的關系：六、牛頓運動定律的應用六、牛頓運動定律的應用1.基本方法：正交分解法（一般以基本方法：正交分解法（一般以a為為x軸的正方

4、向）軸的正方向）例例1：升降機中固定一光滑斜面，斜面傾角：升降機中固定一光滑斜面，斜面傾角300，斜面上的彈簧下端連著斜面上的彈簧下端連著4kg的物體。當升降機的物體。當升降機以加速度以加速度2m/s2加速下降時，求：加速下降時，求：彈簧的彈彈簧的彈力力f？斜面的支持力斜面的支持力n？例例2；已知；已知oa、ob能承受能承受 mg的拉的拉力，力，oc能承受能承受2mg的拉力。則升降機的拉力。則升降機上升的最大加速度上升的最大加速度am？3例例3：電梯與水平面成：電梯與水平面成300角，當電梯加角，當電梯加速運動時，人對梯面的壓力是其重力的速運動時，人對梯面的壓力是其重力的56，則人與梯面間的摩

5、擦力是其重力的，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍？多少倍？2.深刻理解牛頓第二定律的內涵：深刻理解牛頓第二定律的內涵：f與與a是矢量，且方向總是一致。是矢量，且方向總是一致。例例1：光滑斜面固定在小車上，小車以：光滑斜面固定在小車上，小車以恒定的加速度向右運動，這時放在斜恒定的加速度向右運動，這時放在斜面上的物體相對斜面靜止，這時加速面上的物體相對斜面靜止，這時加速度的大小度的大小a=？例例2：光滑球恰好放在木塊的圓弧槽中，它：光滑球恰好放在木塊的圓弧槽中，它的左邊接觸點為的左邊接觸點為a，槽的半徑為，槽的半徑為r，且，且oa與水平線成與水平線成角，通過實驗知道：當木塊的角，通過實驗知道：

6、當木塊的加速度過大時，球可以從槽中滾出，圓球加速度過大時，球可以從槽中滾出，圓球質量為質量為m（各種摩擦不計）。則木塊向右（各種摩擦不計）。則木塊向右的加速度最小為多大時，球才能離開槽？的加速度最小為多大時，球才能離開槽？例例3：在勻強電場中，將一帶電量為：在勻強電場中，將一帶電量為q，質量為，質量為m的小球由靜止釋放，帶電小球的運動軌跡的小球由靜止釋放，帶電小球的運動軌跡為一直線，該直線與豎直方向的夾角為為一直線，該直線與豎直方向的夾角為，那，那么勻強電場的場強大小為：么勻強電場的場強大小為：a.最大值是最大值是mg/qtg； b.唯一值是唯一值是mg/qtgc. 最小值是最小值是mg/qs

7、in； d.沒有最小值。沒有最小值。例例4：質量：質量2kg的物體在豎直平面內運動到的物體在豎直平面內運動到a點點時的速度時的速度va10m/s，方向與豎直成，方向與豎直成600角。角。為了使物體沿為了使物體沿ab方向以加速度方向以加速度a10m/s2勻加速運動到勻加速運動到b點，則必須對物體施加一個怎樣點，則必須對物體施加一個怎樣的力？的力？為了使物體從為了使物體從a勻減速地向勻減速地向b運動，則運動，則必須對物體施加的最小力的大小、方向如何？此必須對物體施加的最小力的大小、方向如何？此時物體沿時物體沿ab方向的最大位移是多少？（不計空方向的最大位移是多少？（不計空氣阻力）氣阻力）3.牛頓定

8、律中的瞬間問題牛頓定律中的瞬間問題 彈性體的彈力不能發生突變（彈簧、彈性體的彈力不能發生突變（彈簧、橡皮筋、海棉橡皮筋、海棉.） 剛體的彈力可發生突變（桿、剛體的彈力可發生突變（桿、繩繩.）例1：例2：例例3：小小 結結 外界條件改變的瞬間，彈性體的作外界條件改變的瞬間，彈性體的作用力與改變前一樣，計算加速度應以用力與改變前一樣，計算加速度應以改變前的狀態進行研究；剛體的作用改變前的狀態進行研究；剛體的作用力與改變前無關，計算加速度應以改力與改變前無關，計算加速度應以改變后的狀態進行研究。變后的狀態進行研究。4.牛頓定律中的動態問題牛頓定律中的動態問題例例1：輕質彈簧固定于地面豎直放置，當：輕

9、質彈簧固定于地面豎直放置，當質量為質量為m的小球自某一高度下落到彈簧的小球自某一高度下落到彈簧上時，試分析小球從下落到最低點的過上時，試分析小球從下落到最低點的過程中的運動性質。程中的運動性質。例例2：質量為的物體與豎直墻壁間的：質量為的物體與豎直墻壁間的滑動摩擦系數為滑動摩擦系數為，力，力fkt。試分析。試分析從從t0開始后物體的運動性質。開始后物體的運動性質。例例3：一彈簧臺秤的枰盤質量和彈簧質量都計，：一彈簧臺秤的枰盤質量和彈簧質量都計，盤內放一物體盤內放一物體p處于靜止，處于靜止，p的質量的質量m12kg，彈簧的勁度系數彈簧的勁度系數k800nm，現給，現給p施加一施加一個豎直向上的拉

10、力個豎直向上的拉力f，使，使p從靜止開始向上做勻從靜止開始向上做勻加速直線運動，已知在前加速直線運動，已知在前0.2s內，內，f是變力；在是變力；在0.2s后后f是恒力，則力是恒力，則力f的最大值為的最大值為 ；最；最小值為小值為 。例例5：圖示為一根質量可忽略不計的輕彈簧，其：圖示為一根質量可忽略不計的輕彈簧，其勁度系數為勁度系數為k，下面掛一個質量為，下面掛一個質量為m的砝碼的砝碼a，手拿一塊質量為手拿一塊質量為m的木板的木板b，用木板，用木板b托住托住a往往上壓縮彈簧，此時如突然撤去木板上壓縮彈簧，此時如突然撤去木板b,則則a向下的向下的加速度為加速度為a（ag）。現用手控制使）。現用手

11、控制使b以以a3向下做勻加速直線運動。求：砝碼向下做勻加速直線運動。求：砝碼a做勻加速直做勻加速直線運動的時間；線運動的時間；例例6：飛機著陸時速率為：飛機著陸時速率為50m/s,滑滑行時所受摩擦阻力其自身重力的行時所受摩擦阻力其自身重力的0.5倍倍,問經過問經過20s,飛機通過的位移為多飛機通過的位移為多少少?變變1：若將上題中的飛機改為物體：若將上題中的飛機改為物體,且物體質量且物體質量m=5kg,在光滑水平在光滑水平面上以面上以v0=10m/s運動時運動時,受到受到一與運動方向相反的一與運動方向相反的f=10n的恒的恒力作用力作用,求物體在求物體在15s內通過的位內通過的位移。移。變變2

12、：上題中若物體與地面間的：上題中若物體與地面間的滑動摩擦系數為滑動摩擦系數為0.1，則物體在，則物體在15s內通過的位移為多少？內通過的位移為多少？變變3：上題中若物體與地面間的滑動：上題中若物體與地面間的滑動摩擦系數為摩擦系數為0.3，則物體在，則物體在15s內通內通過的位移為多少？過的位移為多少？變變4：試討論在一段時間內的運動：試討論在一段時間內的運動情況；情況；例例8：傳送帶以：傳送帶以4m/s的速度勻速運動，的速度勻速運動，現在現在a處輕輕地放上一個小鐵塊，問鐵塊處輕輕地放上一個小鐵塊，問鐵塊經多長時間到達經多長時間到達b處？（已知處？（已知ab間距離為間距離為l32m，物體與傳送帶

13、間的滑動摩擦系，物體與傳送帶間的滑動摩擦系數數0.1）討論：將傳送帶變短或速度討論：將傳送帶變短或速度v增大，可能情況增大，可能情況如何？如何？變變1：物體沿靜止的皮帶從靜止開始運動，：物體沿靜止的皮帶從靜止開始運動，則物體下滑到底端所用時間所需時間？則物體下滑到底端所用時間所需時間？（皮帶長為（皮帶長為l，物體與皮帶間的滑動摩擦，物體與皮帶間的滑動摩擦系數為系數為）變變2：若物體滑到皮帶的中點時，皮：若物體滑到皮帶的中點時，皮帶輪開始以逆時針方向勻速轉動，則帶輪開始以逆時針方向勻速轉動，則物體下滑到皮帶末端所需時間如何變物體下滑到皮帶末端所需時間如何變化？化？變變3：若皮帶以：若皮帶以v0順

14、時針轉動，將物順時針轉動，將物體輕放于皮帶輪頂端，試討論物體下體輕放于皮帶輪頂端，試討論物體下滑到底端所需時間。滑到底端所需時間。5.連接體問題連接體問題例例1：質量：質量m的小車放在光滑水平面上，的小車放在光滑水平面上，車上的人的質量為車上的人的質量為m，當人用力，當人用力f拉動拉動繩子時，試討論人與車間的摩擦力。繩子時，試討論人與車間的摩擦力。例例2：a、b兩物體放在光滑水平面上，質兩物體放在光滑水平面上，質量分別為量分別為ma1，mb2，當水平拉力，當水平拉力f作用于作用于a物體上時，保持物體上時，保持a、b相對靜止相對靜止的最大值為的最大值為12n，則當，則當f作用于作用于b物體上物體

15、上時，為保持時，為保持a、b相對靜止，相對靜止，f的最大值不的最大值不能超過多少？能超過多少？例例3：光滑水平面上緊挨放著甲、乙兩個物：光滑水平面上緊挨放著甲、乙兩個物體，質量分別為體，質量分別為m1和和m2，且，且m2=2m1，乙受到水平拉力乙受到水平拉力f22n，甲受到一個隨時，甲受到一個隨時間變化的水平推力間變化的水平推力f192t（n），當），當t s時，甲、乙兩物體開始分離。時，甲、乙兩物體開始分離。例例4：質量為：質量為m的小物塊的小物塊a放在質量為放在質量為m的木板的木板b的左端，的左端，b在水平拉力的作用下沿地面勻速向在水平拉力的作用下沿地面勻速向右滑動。且右滑動。且a、b相對

16、靜止，某時刻撤去水平拉相對靜止，某時刻撤去水平拉力，則經一段時間后，力，則經一段時間后，b在地面上滑行了一段距在地面上滑行了一段距離離x，a在在b上向右滑行了一段距離上向右滑行了一段距離l，最后，最后a和和b都下來。已知都下來。已知a、b間的動摩擦系數為間的動摩擦系數為1，b與地面間的動摩擦系數為與地面間的動摩擦系數為2，且，且21。求。求x的表達式。的表達式。六、應用型題型六、應用型題型例例1：在一種能獲得強烈失重、超重感覺的大：在一種能獲得強烈失重、超重感覺的大型娛樂設施中，用電梯把乘有十多人的座艙，型娛樂設施中，用電梯把乘有十多人的座艙，送到大約二十幾層樓高的高處，然后讓座艙送到大約二十

17、幾層樓高的高處，然后讓座艙自由下落，落到一定位置時，制動系統開始自由下落，落到一定位置時，制動系統開始啟動，座艙勻減速運動到地面時剛好停下，啟動，座艙勻減速運動到地面時剛好停下，已知座艙開始下落的高度為已知座艙開始下落的高度為76m，當落到離，當落到離地面地面28m時開始制動。若某人手托著質量為時開始制動。若某人手托著質量為5kg的鉛球進行這個游戲。問：的鉛球進行這個游戲。問：當座艙落到離地面高度為當座艙落到離地面高度為40m左右的位置左右的位置時，托著鉛球的手感覺如何？時，托著鉛球的手感覺如何？當座艙落到離地面高度為當座艙落到離地面高度為15m左右的位置左右的位置時，手要用多大的力才能托住鉛

18、球？時，手要用多大的力才能托住鉛球？例例2在海濱樂場里有一種滑沙的游樂活動。如圖示，人坐有滑在海濱樂場里有一種滑沙的游樂活動。如圖示，人坐有滑板上從斜坡的高處板上從斜坡的高處a點由靜止開始滑下，滑到斜坡底端點由靜止開始滑下，滑到斜坡底端b點后沿水點后沿水平的滑道再滑行一段距離到平的滑道再滑行一段距離到c點停下來。若某人和滑板的總質量點停下來。若某人和滑板的總質量m=60.0kg，滑板與斜坡滑道和水平滑道的動摩擦因數均為，滑板與斜坡滑道和水平滑道的動摩擦因數均為=0.50，斜坡的傾角，斜坡的傾角=37（sin37=0.6，cos37=0.8），斜坡與水平滑道間是平滑連接的，整個運動），斜坡與水平

19、滑道間是平滑連接的，整個運動過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度過程中空氣阻力忽略不計，重力加速度g取取10m/s2。（1）人從斜坡滑下的加速度為多大？）人從斜坡滑下的加速度為多大？（2）若由于場地的限制，水平滑道的最大距離）若由于場地的限制，水平滑道的最大距離bc為為l=20.0m，則人在斜坡上滑下的距離則人在斜坡上滑下的距離ab應不超過多少？應不超過多少？圖16例例4：“神舟神舟”五號飛船完成了預定的空間科學和技術實驗任務五號飛船完成了預定的空間科學和技術實驗任務后返回艙開始從太空向地球表面按預定軌道返回，返回艙開始時后返回艙開始從太空向地球表面按預定軌道返回，返回艙開始時通過自身制動發動機進行調控減速下降，穿越大氣層后，在一定通過自身制動發動機進行調控減速下降，穿越大氣層后，在一定的高度打開阻力降落傘進一步減速下落，這一過程中若返回艙所的高度打開阻力降落傘進一步減速下落，這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比，比例系數（空氣阻力系數）受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比，比例系數（空氣阻力系數）為為k，所受空氣浮力恒定不變，且認為豎直降落。從某時刻開始，所受空氣浮力恒定不變，且認為豎直降落。從某時刻開始計時，返回艙的運動計時，返回艙的運