探索牛頓運(yùn)動(dòng)定律歡迎來到高中物理課件《探索牛頓運(yùn)動(dòng)定律》！課程導(dǎo)入：伽利略的實(shí)驗(yàn)與牛頓的思考伽利略的實(shí)驗(yàn)伽利略通過斜面實(shí)驗(yàn)，觀察了物體運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，為牛頓定律的建立奠定了基礎(chǔ)。牛頓的思考牛頓站在伽利略等前人的肩膀上，總結(jié)了物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，并提出了著名的牛頓運(yùn)動(dòng)定律。復(fù)習(xí)：運(yùn)動(dòng)學(xué)基本概念（位移、速度、加速度）1位移物體在空間中位置變化的大小和方向，用矢量表示。2速度物體位移變化率的大小和方向，用矢量表示。3加速度物體速度變化率的大小和方向，用矢量表示。復(fù)習(xí)：力的概念與分類（重力、彈力、摩擦力）重力地球?qū)ξ矬w的吸引力，方向總是豎直向下。彈力發(fā)生形變的物體恢復(fù)原來形狀時(shí)對(duì)接觸物體的力，方向與形變方向相反。摩擦力兩個(gè)互相接觸的物體在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。牛頓第一定律：慣性牛頓第一定律又稱為慣性定律，描述了物體保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的趨勢(shì)。慣性的定義與理解1靜止?fàn)顟B(tài)靜止的物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)，除非受到外力的作用。2勻速直線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，除非受到外力的作用。質(zhì)量：慣性大小的量度質(zhì)量物體所含物質(zhì)的多少，是物體慣性大小的量度。慣性質(zhì)量越大，慣性越大，物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越困難。慣性實(shí)驗(yàn)演示：滑塊與小車將滑塊放在小車上，小車靜止，滑塊也靜止。推動(dòng)小車，小車開始運(yùn)動(dòng)，但滑塊由于慣性仍保持靜止。當(dāng)小車突然停止，滑塊會(huì)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。牛頓第一定律的適用范圍：慣性參考系慣性參考系相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。1非慣性參考系相對(duì)于地面加速運(yùn)動(dòng)的參考系，例如旋轉(zhuǎn)的木馬。2牛頓第二定律：加速度與力的關(guān)系1加速度物體速度變化率的大小和方向，用矢量表示。2力物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，用矢量表示。實(shí)驗(yàn)探究：加速度與力的關(guān)系1用不同大小的力拉動(dòng)同一物體，測(cè)量物體的加速度。2保持力的大小不變，改變物體的質(zhì)量，測(cè)量物體的加速度。3通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。數(shù)據(jù)記錄與分析：表格與圖表111122123120.5公式推導(dǎo)：F=ma1F=ma力等于質(zhì)量乘以加速度。牛頓第二定律的矢量性水平方向豎直方向力的單位：牛頓（N）牛頓力的單位，1牛頓等于使質(zhì)量為1千克的物體產(chǎn)生1米每平方秒的加速度。牛頓第二定律的應(yīng)用：簡(jiǎn)單計(jì)算已知條件質(zhì)量m=1kg，加速度a=2m/s2，求力F的大小。解題步驟根據(jù)F=ma，可得F=1kg*2m/s2=2N。實(shí)例分析1：電梯中的人1靜止電梯靜止時(shí)，人處于平衡狀態(tài)，受重力與支持力的作用。2向上加速電梯向上加速時(shí)，人處于超重狀態(tài)，支持力大于重力。3向下加速電梯向下加速時(shí)，人處于失重狀態(tài)，支持力小于重力。實(shí)例分析2：汽車的啟動(dòng)與制動(dòng)啟動(dòng)汽車啟動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)提供向前的動(dòng)力，使汽車加速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與汽車運(yùn)動(dòng)方向一致。制動(dòng)汽車制動(dòng)時(shí)，剎車提供向后的制動(dòng)力，使汽車減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向與汽車運(yùn)動(dòng)方向相反。牛頓第三定律：作用力與反作用力牛頓第三定律又稱為作用力與反作用力定律，描述了兩個(gè)物體之間相互作用的力。作用力與反作用力的特點(diǎn)：大小相等，方向相反大小相等作用力與反作用力的大小總是相等的。方向相反作用力與反作用力的方向總是相反的。作用力與反作用力的區(qū)別：作用在不同物體上作用力作用于某個(gè)物體上，由另一個(gè)物體施加。1反作用力作用于施加作用力的物體上，由受到作用力的物體施加。2實(shí)例分析1：人走路人走路時(shí)，腳向后蹬地，地面給腳一個(gè)向前的反作用力，使人向前運(yùn)動(dòng)。地面受到腳的向后作用力，但地面由于質(zhì)量很大，慣性很大，幾乎沒有運(yùn)動(dòng)。實(shí)例分析2：火箭發(fā)射火箭噴氣火箭向后噴出燃?xì)?，燃?xì)饨o火箭一個(gè)向前的反作用力，使火箭升空。反作用力燃?xì)馐艿交鸺南蚯暗淖饔昧?，但由于燃?xì)赓|(zhì)量很小，慣性很小，被快速推開。牛頓定律的應(yīng)用：連接體問題1連接體多個(gè)物體通過繩子、桿等連接在一起，作為一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。2牛頓定律通過對(duì)連接體整體分析，應(yīng)用牛頓定律來解決問題。連接體問題的分析方法1選取連接體整體作為研究對(duì)象。2分析連接體整體受到的合外力。3應(yīng)用牛頓第二定律求解連接體的加速度。實(shí)例分析：兩個(gè)物塊的加速運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(kg)力(N)實(shí)例分析：繩子連接的物塊分析繩子連接的兩個(gè)物塊，受到繩子的拉力，一起加速運(yùn)動(dòng)。超重與失重現(xiàn)象物體實(shí)際受到的重力大于物體自身的重力，使物體對(duì)支持物的壓力大于自身重力。物體實(shí)際受到的重力小于物體自身的重力，使物體對(duì)支持物的壓力小于自身重力。超重與失重的定義與判斷1超重物體處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加速度方向與重力方向一致。2失重物體處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，加速度方向與重力方向相反。加速運(yùn)動(dòng)與減速運(yùn)動(dòng)中的超重與失重加速運(yùn)動(dòng)向上加速，超重；向下加速，失重。減速運(yùn)動(dòng)向上減速，失重；向下減速，超重。實(shí)例分析：電梯加速/減速加速向上電梯加速向上，人處于超重狀態(tài)，對(duì)地板的壓力大于自身的重力。1減速向上電梯減速向上，人處于失重狀態(tài)，對(duì)地板的壓力小于自身的重力。2加速向下電梯加速向下，人處于失重狀態(tài)，對(duì)地板的壓力小于自身的重力。3減速向下電梯減速向下，人處于超重狀態(tài)，對(duì)地板的壓力大于自身的重力。4應(yīng)用牛頓定律解決實(shí)際問題1實(shí)際問題生活中遇到的各種物理現(xiàn)象，例如汽車行駛、飛機(jī)飛行等。2牛頓定律通過建立物理模型，應(yīng)用牛頓定律來分析和解決實(shí)際問題。解決問題的步驟與思路1明確問題，分析已知條件和未知量。2建立物理模型，選擇合適的牛頓定律。3列出方程，進(jìn)行求解，得到最終結(jié)果。4檢驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行必要的分析和討論。實(shí)例分析1：斜面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間(s)速度(m/s)實(shí)例分析2：拋體運(yùn)動(dòng)的分析分析拋體運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。動(dòng)量定理動(dòng)量定理描述了物體動(dòng)量變化與所受合外力沖量之間的關(guān)系。動(dòng)量的概念1動(dòng)量物體質(zhì)量與速度的乘積，用矢量表示。2動(dòng)量的大小等于質(zhì)量乘以速度的大小。3動(dòng)量的方向與速度的方向一致。動(dòng)量定理的推導(dǎo)牛頓第二定律F=ma速度變化a=Δv/Δt動(dòng)量變化Δp=mΔv動(dòng)量定理Δp=Ft動(dòng)量定理的應(yīng)用計(jì)算沖量當(dāng)已知力的大小和作用時(shí)間，可以用動(dòng)量定理計(jì)算沖量。1計(jì)算動(dòng)量變化當(dāng)已知沖量，可以用動(dòng)量定理計(jì)算動(dòng)量變化。2動(dòng)量守恒定律1動(dòng)量守恒定律一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零，則該系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。2系統(tǒng)由多個(gè)物體組成的整體。動(dòng)量守恒定律的條件1系統(tǒng)不受外力作用或所受外力之和為零。2系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力是內(nèi)力。動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用彈性碰撞與非彈性碰撞彈性碰撞碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)能保持不變，例如鋼球碰撞。非彈性碰撞碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)能發(fā)生變化，例如泥球碰撞。彈性碰撞的特點(diǎn)1動(dòng)能守恒碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)能保持不變。2動(dòng)量守恒碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。非彈性碰撞的特點(diǎn)動(dòng)量守恒碰撞前后系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。動(dòng)能損失碰撞前后系統(tǒng)的動(dòng)能發(fā)生變化，一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如熱能、聲能等。功和能功是力對(duì)物體做的功，等于力的大小乘以物體在力的方向上移動(dòng)的距離。能是物體做功的能力，是能量的一種形式。功的定義功功是力對(duì)物體做的功，等于力的大小乘以物體在力的方向上移動(dòng)的距離。公式W=Fs功率的定義功率功率是做功的快慢，等于功的大小除以做功所用的時(shí)間。1公式P=W/t2動(dòng)能定理1動(dòng)能定理物體動(dòng)能的變化等于合外力做的功。2動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量。勢(shì)能的概念1勢(shì)能是物體由于位置或狀態(tài)而具有的能量。2重力勢(shì)能是物體由于高度而具有的能量。3彈性勢(shì)能是物體由于形變而具有的能量。機(jī)械能守恒定律動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能守恒的條件條件系統(tǒng)只有重力或彈力做功，沒有其他外力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。練習(xí)題1：牛頓第一定律的應(yīng)用題目一輛汽車在水平公路上勻速行駛，突然遇到障礙物，司機(jī)急剎車，汽車向前滑行一段距離后停下，這說明了什么？答案說明汽車具有慣性，在受到剎車力的作用下，汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，從勻速運(yùn)動(dòng)變?yōu)闇p速運(yùn)動(dòng)，最后停下來。練習(xí)題2：牛頓第二定律的應(yīng)用1題目質(zhì)量為2千克的物體，受到大小為10牛頓的水平力作用，物體在水平方向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，求物體的加速度大小。2答案根據(jù)F=ma，可得a=F/m=10N/2kg=5m/s2。練習(xí)題3：牛頓第三定律的應(yīng)用題目人站在地面上，人對(duì)地面的壓力和地面對(duì)人的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，這兩個(gè)力的大小相等嗎？方向相同嗎？答案大小相等，方向相反。練習(xí)題4：連接體問題的分析題目質(zhì)量為1千克的物體A和質(zhì)量為2千克的物體B用一根輕繩連接，它們?cè)谒矫嫔弦黄鹣蛴易鰟蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，加速度大小為2m/s2，求繩子的拉力大小。1答案繩子的拉力大小為6N。2練習(xí)題5：超重與失重的判斷1題目當(dāng)電梯以1m/s2的加速度向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，站在電梯里的人處于什么狀態(tài)？2答案人處于超重狀態(tài)，對(duì)地板的壓力大于自身的重力。練習(xí)題6：動(dòng)量定理的應(yīng)用1質(zhì)量為1千克