第四章第四章 牛頓運動定律牛頓運動定律牛頓第一定律（慣性定律）牛頓第一定律（慣性定律）反映了力是物體運動狀態(tài)改變的原因，并反映了力是物體運動狀態(tài)改變的原因，并不是維持物體運動狀態(tài)的原因不是維持物體運動狀態(tài)的原因慣性慣性物體本身固有的屬性物體本身固有的屬性牛頓第二定律（牛頓第二定律（F F合合= =m am a）反映了力和運動的關系反映了力和運動的關系牛頓第三定律（作用力和反作用力定律牛頓第三定律（作用力和反作用力定律) )反映了物體之間的相互作用規(guī)律反映了物體之間的相互作用規(guī)律力是產生加力是產生加速度的原因速度的原因兩類問題：兩類問題： 已知物體受力的情況，確定物體運動。已知物體受力的情況，確定物體運動。 已知物體的運動情況，確定物體受力。已知物體的運動情況，確定物體受力。解題思路：解題思路：力的合成力的合成與分解與分解F F合合= m a= m a運動學運動學公式公式受力情況受力情況合力合力F F合合a a運動情況運動情況一靜止在水平地面上的物體，質量是一靜止在水平地面上的物體，質量是2kg2kg，在在6.4N6.4N的水平拉力作用下沿水平地面向右的水平拉力作用下沿水平地面向右運動。物體與地面間的摩擦力是運動。物體與地面間的摩擦力是4.2N4.2N。求。求物體在物體在4s4s末的速度和末的速度和4s4s內發(fā)生的位移。內發(fā)生的位移。解：解：a a = m/s= m/s2 2=1.1 m/s=1.1 m/s 2 2mF F合合2.22.22 2v v a at t1.1 1.1 4 m/s4 m/s4.4 m/s4.4 m/sx x a at t2 2 1.1 1.1 4 4 2 2 m m8.8 m8.8 mF F合合F FF Ff f = 6.4 = 6.4- -4.2 N=2.2 N4.2 N=2.2 NFfFGFN由由F F合合m a m a 得得已知受力情況求運動情況解：解：一木箱質量為一木箱質量為，與水平地面間的動摩擦因，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為數(shù)為，現(xiàn)用斜向右下方的力推木箱，使木，現(xiàn)用斜向右下方的力推木箱，使木箱在水平面上做勻加速運動。箱在水平面上做勻加速運動。與水平方向與水平方向成成角，求經過角，求經過秒時木箱的速度。秒時木箱的速度。 F FN NmgmgF Ff fF FF F1 1F F2 2F F2 2= F sin= F sin F F1 1= F cos= F cos 豎直方向：豎直方向：F FN Nmg + Fmg + F2 2 水平方向：水平方向：F F合合F F1 1F Ff fm a m a F Ff fF FN N 由由得得 a am mF cosF cos ( (mgmg + + F sinF sin) ) v v at at t tm mF cosF cos ( (mgmg + + F sinF sin) )一個滑雪的人，質量一個滑雪的人，質量m m75kg75kg，以，以v v0 02m/s2m/s的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角的初速度沿山坡勻加速滑下，山坡的傾角3030，在在t t5s5s的時間內滑下的路程的時間內滑下的路程x x60m60m，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和，求滑雪人受到的阻力（包括摩擦和空氣阻力）?？諝庾枇Γ?。解：解： F F2 2F F1 1F F阻阻F FN NF F1 1= = Gsinsin F F合合F F1 1F F阻阻m am a 由由x xv v0 0 t t at at2 2 得得a a t t2 22 2（x x v v0 0t t）由由得得F F阻阻F F1 1m am a = = Gsinsin t t2 22 2 m m（x x v v0 0t t）已知運動情況求受力情況F F阻阻 方向沿斜面向上方向沿斜面向上質量為質量為2kg2kg的物體從高處下落，經過某一的物體從高處下落，經過某一位置時的速度是位置時的速度是5m/s5m/s，再經，再經2s2s測得的速測得的速度為度為25m/s25m/s，求空氣的平均阻力。（，求空氣的平均阻力。（g g10m/s10m/s2 2）解：解：GF F阻阻F F阻阻mgmgm am a= 2= 210 10 2 25N = 10 N5N = 10 NF F合合GF F阻阻 = = mgmgF F阻阻= = m am aa a = = m/sm/s2 2=10m/s=10m/s2 2t tv vv v0 02 225255 5F F阻阻 方向豎直向上方向豎直向上已知已知v v0 05m/s 5m/s ，v v25m/s 25m/s ，t t2s 2s 牛頓第二定律公式（牛頓第二定律公式（F F 合合= m = m a a）和運動學公式）和運動學公式（勻變速直線運動：（勻變速直線運動：v = vv = v0 0+ + a a t t , ,x = vx = v0 0 t + t + a a t t2 2 , ,v v2 2v v0 02 2 = = 2 2 a a x x 等）中，均包含有一個共同的物理等）中，均包含有一個共同的物理量量加速度加速度a a。 由物體的受力情況，利用牛頓第二定律可以由物體的受力情況，利用牛頓第二定律可以求出加速度，再由運動學公式便可確定物體的運求出加速度，再由運動學公式便可確定物體的運動狀態(tài)及其變化；反過來，由物體的運動狀態(tài)及動狀態(tài)及其變化；反過來，由物體的運動狀態(tài)及其變化，利用運動學公式可以求出加速度，再由其變化，利用運動學公式可以求出加速度，再由牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。牛頓第二定律便可確定物體的受力情況。 可見，無論是哪種情況，可見，無論是哪種情況，加速度始終是聯(lián)系加速度始終是聯(lián)系運動和力的橋梁運動和力的橋梁。求加速度是解決有關運動和力求加速度是解決有關運動和力問題的基本思路問題的基本思路，正確的受力分析和運動過程分，正確的受力分析和運動過程分析則是解決問題的關鍵。析則是解決問題的關鍵。 1、確定研究對象。 2、分析研究對象的受力情況，必要時畫受力的示意圖。 3、分析研究對象的運動情況，必要時畫運動過程簡圖。 4、利用牛頓第二定律或運動學公式求加速度。 5、利用運動學公式或牛頓第二定律進一步求解要求的物理量。蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳、蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網上蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目，一個質翻滾并做各種空中動作的運動項目，一個質量為量為60kg60kg的運動員，從離水平網面的運動員，從離水平網面3.23.2高高處自由下落，著網后沿豎直方向蹦回到離水處自由下落，著網后沿豎直方向蹦回到離水平網面平網面5.05.0高處。已知運動員與網接觸的高處。已知運動員與網接觸的時間為時間為1.21.2，若把在這段時間內網對運動，若把在這段時間內網對運動員的作用力當作恒力處理，求此力的大小員的作用力當作恒力處理，求此力的大?。╣ g取取10m/s10m/s2 2）。F = 1.5F = 1.510103 3N N