1、第一节牛顿运动定律第一节牛顿运动定律课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究知能优化演练知能优化演练第第一一节节牛牛顿顿运运动动定定律律基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理基础知识梳理一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1内容：一切物体总保持内容：一切物体总保持_状态状态或或_状态，直到有外力迫使它状态，直到有外力迫使它_这种状这种状态为止态为止2对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解(1)它揭示了一切物体都具有的一种基本属性它揭示了一切物体都具有的一种基本属性_(2)它揭示了运动和力的关系：力是它揭示了运动和力的关系：力是_物体运物体运动状态的原因而不是动状态的原因而不是_运动状态的原
2、因运动状态的原因匀速直线运动匀速直线运动静止静止改变改变惯性惯性改变改变维持维持二、惯性二、惯性1定义：物体保持定义：物体保持_或或_状状态的性质态的性质2惯性大小惯性大小质量是物体惯性大小的量度，质量是物体惯性大小的量度，_的物体惯的物体惯性大，性大，_的物体惯性小的物体惯性小匀速直线运动状态匀速直线运动状态静止静止质量大质量大质量小质量小思考感悟思考感悟惯性能克服吗？惯性能克服吗？提示：提示：惯性是物体固有的基本属性，与物体是否惯性是物体固有的基本属性，与物体是否受力及物体的运动状态无关，惯性的大小决定于受力及物体的运动状态无关，惯性的大小决定于物体的质量只有当物体的质量大小变化，惯性物体
3、的质量只有当物体的质量大小变化，惯性大小才发生变化，但不能克服大小才发生变化，但不能克服三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律1内容：两个物体之间的作用力和反作用力总内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小是大小_，方向，方向_，作用在同一条直线上，作用在同一条直线上2对牛顿第三定律的理解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、同时作用力与反作用力总是同时产生、同时_、同时消失，无先后之分同时消失，无先后之分(2)作用力与反作用力是同一性质的力作用力与反作用力是同一性质的力(3)作用力和反作用力作用在两个物体上，既不能作用力和反作用力作用在两个物体上，既不能合成，也不能抵消，在各
4、自的物体上产生各自的合成，也不能抵消，在各自的物体上产生各自的作用效果作用效果相等相等相反相反变化变化四、牛顿第二定律四、牛顿第二定律1内容：物体的加速度跟所受的内容：物体的加速度跟所受的_成正成正比，跟物体的比，跟物体的_成反比，加速度的方向跟成反比，加速度的方向跟合外力的方向合外力的方向_，牛顿第二定律揭示了力与，牛顿第二定律揭示了力与运动的关系运动的关系2表达式：表达式：F合合ma.3适用范围：适用范围：(1)只适用于相对于地面静止或匀只适用于相对于地面静止或匀速直线运动的惯性参考系；速直线运动的惯性参考系；(2)只适用于宏观只适用于宏观(相对于微观粒子相对于微观粒子)、低速、低速(相对
5、相对于光速于光速)的物体的物体合外力合外力质量质量相同相同五、力学的单位制五、力学的单位制1单位制：由单位制：由_和和_共同组共同组成了单位制成了单位制2国际单位制中有七个基本单位，其中力学中国际单位制中有七个基本单位，其中力学中有有_、_、_三个基本单位三个基本单位3国际单位制中的基本单位国际单位制中的基本单位基本物理量基本物理量符号符号单位名称单位名称 单位符号单位符号质量质量m千克千克kg时间时间t秒秒s长度长度l米米m基本单位基本单位导出单位导出单位千克千克(kg)米米(m)秒秒(s)特别提示：特别提示：(1)有些物理单位属于基本单位，但有些物理单位属于基本单位，但不是国际单位，如厘米
6、不是国际单位，如厘米(cm)、克、克(g)、小时、小时(h)等等(2)有些单位属于国际单位，但不是基本单位，有些单位属于国际单位，但不是基本单位，如米如米/秒秒(m/s)、帕斯卡、帕斯卡(Pa)、牛顿、牛顿(N)等等基本物理量基本物理量符号符号单位名称单位名称单位符号单位符号电流电流I安安(培培)A热力学温度热力学温度T开开(尔文尔文)K物质的量物质的量n摩摩(尔尔)mol发光强度发光强度IV坎坎(德拉德拉)cd课堂互动讲练课堂互动讲练一、惯性的理解一、惯性的理解1惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持“原原状状”或反抗或反抗“改变改变”两种形式表现出来两种形
7、式表现出来(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀静止或匀速直线运动速直线运动)(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度惯性大，物体运动状态难以改变；惯性难易程度惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变小，物体运动状态容易改变2惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体性惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就越大，
8、运动状态越难改的质量越大，惯性就越大，运动状态越难改变惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与变惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关地理位置无关3惯性不是一种力惯性大小反映了改变物体惯性不是一种力惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度物体的惯性越大，它的运动状态的难易程度物体的惯性越大，它的运动状态越难改变运动状态越难改变4外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体的惯性但不能认为克服或改变了物体的惯性5惯性与惯性定律的实质是不同的惯性与惯性
9、定律的实质是不同的(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关与物体是否受力、受力的大小无关(2)惯性定律惯性定律(牛顿第一定律牛顿第一定律)则是反映物体在一定条则是反映物体在一定条件下的运动规律件下的运动规律【名师点睛名师点睛】“运动状态的改变运动状态的改变”是指速度的改是指速度的改变，既可能是速度的大小改变，又可能是速度的方变，既可能是速度的大小改变，又可能是速度的方向改变，还可能是速度的大小和方向都改变向改变，还可能是速度的大小和方向都改变即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.下列关于惯性
10、的说法中正确的是下列关于惯性的说法中正确的是()A物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性B汽车速度越大刹车后越难停下来，表明速度汽车速度越大刹车后越难停下来，表明速度越大惯性越大越大惯性越大C宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，所以宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，所以没有惯性没有惯性D乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球的惯乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小性小解析：解析：选选D.惯性是物体的固有属性，与物体的运惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，动状态无关，A错误；惯性的大小仅决定于质量，错误；惯性的大小仅决定于质量，与速度的大小及运动的时间无
11、关，与速度的大小及运动的时间无关，B错误；处于错误；处于完全失重状态的物体，失去的不是重力，更不是完全失重状态的物体，失去的不是重力，更不是质量，而是物体对悬挂物或支撑物的弹力为零，质量，而是物体对悬挂物或支撑物的弹力为零，C错误；乒乓球可以被快速抽杀，是由于它的质错误；乒乓球可以被快速抽杀，是由于它的质量小，亦即惯性小，量小，亦即惯性小，D正确正确二、对牛顿第二定律的理解二、对牛顿第二定律的理解1牛顿第二定律的几个特性牛顿第二定律的几个特性瞬时性瞬时性a与与F对应同一时刻，即对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，为某时刻的加速度时，F为该时为该时刻物体所受合力刻物体所受合力因果性因果性 F是
12、产生是产生a的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力的原因，物体具有加速度是因为物体受到了力同一性同一性有三层意思：有三层意思：加速度加速度a相对同一惯性系相对同一惯性系(一般指地面一般指地面)Fma中，中，F、m、a对应同一物体或同一系统对应同一物体或同一系统Fma中，各量统一使用国际单位中，各量统一使用国际单位独立性独立性作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律顿第二定律物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定分力和加速度在各个方向
13、上的分量也遵从牛顿第二定律，即：律，即：Fxmax，Fymay局限性局限性只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子速运动的粒子物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的参考系的参考系(惯性系惯性系)而言的而言的2.应用牛顿第二定律的解题步骤应用牛顿第二定律的解题步骤(1)明确研究对象根据问题的需要和解题的方明确研究对象根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体便，选出被研究的物体(2)分析物体的受力情况和运动情况，画好受力分析物体的受力情况和运动情况，画好受力分析图，明确物体的
14、运动性质和运动过程分析图，明确物体的运动性质和运动过程(3)选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向正方向【名师点睛名师点睛】独立性原理是牛顿第二定律正独立性原理是牛顿第二定律正交分解法的基础，根据独立性原理，把物体所交分解法的基础，根据独立性原理，把物体所受的各力分解在相互垂直的方向，在这两个方受的各力分解在相互垂直的方向，在这两个方向分别列牛顿第二定律方程这就是牛顿第二向分别列牛顿第二定律方程这就是牛顿第二定律的正交分解法定律的正交分解法解析：解析：选选CD.物体质量大
15、，所受合力不一定物体质量大，所受合力不一定大，故大，故A错；物体的质量是物体所含物质的错；物体的质量是物体所含物质的多少与合力、加速度无关，多少与合力、加速度无关，B错，错，D对；由对；由牛顿第二定律知，牛顿第二定律知，C对对三、作用力和反作用力与一对平衡力的比较三、作用力和反作用力与一对平衡力的比较对应名称对应名称比较内容比较内容作用力和反作用力作用力和反作用力一对平衡力一对平衡力不同不同点点受力受力物体物体作用在两个相互作用作用在两个相互作用的物体上的物体上作用在同一物体上作用在同一物体上依赖依赖关系关系相互依存，不可单独相互依存，不可单独存在，同时产生，同存在，同时产生，同时变化，同时消
16、失时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在另一个可依然存在叠加叠加性性两力作用效果不可叠两力作用效果不可叠加，不可求合力加，不可求合力两力作用效果可相互抵两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力消，可叠加，可求合力且合力为零且合力为零力的力的性质性质一定是同性质的力一定是同性质的力可以是同性质的力，也可以是同性质的力，也可以不是同性质的力可以不是同性质的力相同相同点点大小大小方向方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上【名师点睛名师点睛】(1)区别作用力、反作用力与平区别作用力、反作用力与平衡力最直观的方法是看作用点的位置
17、，一对平衡力最直观的方法是看作用点的位置，一对平衡力作用在同一个物体上，作用力、反作用力衡力作用在同一个物体上，作用力、反作用力作用在两个物体上作用在两个物体上(2)大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上的力，不一定是一对作用力、作用在两个物体上的力，不一定是一对作用力、反作用力反作用力即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3.跳高运动员从地面跳起，在这一过程中跳高运动员从地面跳起，在这一过程中()A地面对运动员的支持力大于运动员对地面的地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力压力B运动员对地面的压力大于运动员受到
18、的重力运动员对地面的压力大于运动员受到的重力C地面对运动员的支持力大于运动员受到的重地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力力D运动员对地面的压力大于地面对运动员的支运动员对地面的压力大于地面对运动员的支持力持力解析：解析：选选BC.地面对运动员的支持力与运动员地面对运动员的支持力与运动员对地面的压力是一对相互作用力，由牛顿第三对地面的压力是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知，此二力大小相等，故定律可知，此二力大小相等，故A、D错误；错误；运动员能从地面跳起，表明运动员所受合力向运动员能从地面跳起，表明运动员所受合力向上，所以地面对运动员的支持力大于重力，当上，所以地面对运动员的支持力大于重力
19、，当然运动员对地面的压力也大于运动员受到的重然运动员对地面的压力也大于运动员受到的重力，故力，故B、C正确正确经典题型探究经典题型探究瞬时加速度的求解瞬时加速度的求解 (2011年广东外国语学校模拟年广东外国语学校模拟)在动摩擦因数在动摩擦因数0.2的水平面上有一个质量为的水平面上有一个质量为m1 kg的小球，小的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成球与水平轻弹簧及与竖直方向成45角的不可伸角的不可伸长的轻绳一端相连，如图长的轻绳一端相连，如图311所示此时小球处所示此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取剪断轻绳的瞬
20、间，取g10 m/s2.求：求：(1)此时轻弹簧的弹力大小为多少？此时轻弹簧的弹力大小为多少？(2)小球的加速度大小和方向？小球的加速度大小和方向？图图311【思路点拨思路点拨】分析剪断轻绳前后的受力情况及分析剪断轻绳前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度【解析解析】(1)因为此时水平面对小球的弹力为零，因为此时水平面对小球的弹力为零，小球在绳没有断时受到绳的拉力小球在绳没有断时受到绳的拉力T、弹簧的弹力、弹簧的弹力F及自身重力作用而处于平衡状态，依据平衡条件及自身重力作用而处于平衡状态，依据平衡条件得得竖直方向有：竖直方向有：Tcos
21、mg，水平方向有：，水平方向有：TsinF，解得弹簧的弹力为：解得弹簧的弹力为：Fmgtan10 N.【答案】见解析【答案】见解析互动探究互动探究例例1中，当剪断弹簧的瞬间小球的加中，当剪断弹簧的瞬间小球的加速度为多少？速度为多少？解析：解析：当剪断弹簧的瞬间，小球立即受地面支持当剪断弹簧的瞬间，小球立即受地面支持力和重力且二力平衡，加速度为力和重力且二力平衡，加速度为0.答案：答案：0 (满分样板满分样板8分分)质量为质量为m的物体放在倾角的物体放在倾角为为的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为，如沿水平方向加一个恒力如沿水平方向加一个恒力F，使物体沿斜面向
22、上，使物体沿斜面向上做匀加速直线运动，如图做匀加速直线运动，如图312所示，则物体所示，则物体加速度的大小为多大？加速度的大小为多大？【思路点拨思路点拨】物体受多个力做加速运动时，可物体受多个力做加速运动时，可用正交分解法求加速度用正交分解法求加速度用正交分解法求加速度用正交分解法求加速度图图312图图313【反思领悟】【反思领悟】物体在受到三个或三个以上物体在受到三个或三个以上不同方向的力的作用时，一般都要用正交分不同方向的力的作用时，一般都要用正交分解法，通常取加速度方向为正方向解法，通常取加速度方向为正方向 如图如图314所示，静止在光滑水平面上的所示，静止在光滑水平面上的物体物体A，一
23、端靠着处于自然状态的弹簧现对物，一端靠着处于自然状态的弹簧现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的过程体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的过程中，物体的速度和加速度的变化情况是怎样的？中，物体的速度和加速度的变化情况是怎样的？运动和力的关系运动和力的关系图图314【思路点拨思路点拨】处理此类问题的思维程序应如下：处理此类问题的思维程序应如下：先对物体的受力及加速度方向进行分析，再求物先对物体的受力及加速度方向进行分析，再求物体所受的合外力并分析其变化，然后用牛顿第二体所受的合外力并分析其变化，然后用牛顿第二定律分析加速度的变化，最后根据加速度与速度定律分析加速度的变化，最后根据加速度与速
24、度的方向关系判断速度的变化情况的方向关系判断速度的变化情况【解析解析】物体在水平方向上受向左的推力物体在水平方向上受向左的推力F、弹簧向右的弹力弹簧向右的弹力kx，起初合力方向向左、大小为，起初合力方向向左、大小为FFkx，随着，随着x的增大，合力越来越小，由的增大，合力越来越小，由牛顿第二定律可知，加速度越来越小，因加速度牛顿第二定律可知，加速度越来越小，因加速度与速度同向，故速度越来越大；当弹簧的弹力与速度同向，故速度越来越大；当弹簧的弹力kx增大到与增大到与F相等时，合力为零，加速度为零，速相等时，合力为零，加速度为零，速度最大；由于惯性，物体继续向左运动，弹簧向度最大；由于惯性，物体继
25、续向左运动，弹簧向右的弹力大于右的弹力大于F，合力方向向右、大小，合力方向向右、大小FkxF，随着，随着x的增大，合力越来越大，加速度越来越的增大，合力越来越大，加速度越来越大，因加速度与速度反向，故速度减小所以，大，因加速度与速度反向，故速度减小所以，速度先增大后减小，加速度先减小后增大速度先增大后减小，加速度先减小后增大【答案答案】速度先增大后减小，加速度先减小后速度先增大后减小，加速度先减小后增大增大【题后反思题后反思】动态变化问题主要研究速度、加动态变化问题主要研究速度、加速度、合力三个物理量的变化情况因为加速度速度、合力三个物理量的变化情况因为加速度决定于合外力，而速度的变化决定于加速度与速决定于合外力，而速度的变化决定于加速度与速度的方向关系，方向相同加速、方向相反减速度的方向关系，方向相同加速、方向相反减速本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用
