伽利略：運動和力的關系 回顧歷史亞里士多德：笛卡兒：不受力時物體的運動規(guī)律是： 勻速直線運動或靜止。力是維持物體運動的原因力是改變物體運動狀態(tài)的原因第1頁/共47頁一、牛頓第一定律一、牛頓第一定律：二、慣性：物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。2、意義：、意義：指出了一切物體具有保持勻速直線運動狀態(tài) 或靜止狀態(tài)的性質（慣性）指出了物體的運動并不需要力來維持，力是改變物體速度的原因。1、內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀 態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。第2頁/共47頁靜止的物體有慣性運動的物體有慣性慣性是一種力嗎？慣性是物體的固有屬性，慣性不是一種力。慣性的大小跟哪些因素有關？慣性只與物體的質量有關，質量是慣性大小的量度一切物體都具有慣性思考：汽車啟動及剎車問題第3頁/共47頁探究加速度與力、質量之間的關系探究加速度與力、質量之間的關系 第4頁/共47頁 研究方法：研究方法：先確定先確定m m不變，研究不變，研究a a與與F F合合的關系；的關系；再確定再確定F F合合不變，研究不變，研究a a與與m m的關系。的關系。實驗的基本思路：實驗的基本思路：第5頁/共47頁一、加速度和力的關系一、加速度和力的關系 質量相同的物體，物質量相同的物體，物體的加速度跟作用在物體的加速度跟作用在物體上的力成正比體上的力成正比Fa 2121FFaa 或或 實驗一實驗一結論：結論：比例式：比例式：第6頁/共47頁二、加速度和質量的關系二、加速度和質量的關系 在相同的力作用下在相同的力作用下，物體的加速度跟物，物體的加速度跟物體的質量成反比體的質量成反比1221mmaa 或或ma1 實驗二實驗二結論：結論：比例式：比例式：第7頁/共47頁物體加速度的大小跟作用力（所物體加速度的大小跟作用力（所受的合力）成正比，跟物體的質受的合力）成正比，跟物體的質量成反比，加速度的方向跟作用量成反比，加速度的方向跟作用力（所受的合力）的方向相同。力（所受的合力）的方向相同。2.2.數學公式數學公式三、牛頓第二定律三、牛頓第二定律mFa mFka amF ( (若取國際單位制中的單位，若取國際單位制中的單位，k=1)k=1)1.1.內容：內容： 第8頁/共47頁3.3.注意：注意：（1 1） 中各量只對同一物體而言；中各量只對同一物體而言；（2 2）式中）式中F F指物體所受的合外力。指物體所受的合外力。（3 3）式中單位注意統(tǒng)一）式中單位注意統(tǒng)一 （4 4）矢量性：）矢量性：a a有大小，也有方向，有大小，也有方向，a a與與F F同向。同向。（5 5）瞬時性：）瞬時性：a a與與F F同時產生，同時變化。同時產生，同時變化。amF smkgN/112第9頁/共47頁【例例1 1】某傘兵和他攜帶的武器質量共為某傘兵和他攜帶的武器質量共為80kg80kg，降落傘未張開時，受到的空氣阻力，降落傘未張開時，受到的空氣阻力為為 25N25N，求傘兵在這段時間的加速度。，求傘兵在這段時間的加速度。分析：傘兵在降落傘未打分析：傘兵在降落傘未打開時，受到二個力的作用開時，受到二個力的作用：豎直向下重力：豎直向下重力G G 和向上和向上的空氣阻力的空氣阻力F Ff f ，傘兵所受，傘兵所受的合力為的合力為F F = =G G F Ff f, , 方向方向向下。向下。典型例題典型例題aFG.Ff第10頁/共47頁22m/s5 . 9m/s80258 . 980 aF解：解：由牛頓第二定律由牛頓第二定律 ，得，得mFGaf G.FfamF 第11頁/共47頁運用牛頓第二定律解題的一般步驟運用牛頓第二定律解題的一般步驟： 5 5 檢驗結果是否合理性檢驗結果是否合理性第12頁/共47頁【例例2 2 】 質量為質量為2. 0 t 2. 0 t 的汽車以的汽車以10 m/s 10 m/s 的速度行駛，在關閉發(fā)動機的速度行駛，在關閉發(fā)動機 5 s 5 s 內停下內停下來，求汽車所受的阻力。來，求汽車所受的阻力。G Gva FfFN分析：分析：汽車關閉發(fā)動汽車關閉發(fā)動機后只受到三個力的機后只受到三個力的作用：重力作用：重力G G 、支持、支持力力F F 和摩擦阻力和摩擦阻力F F ，如圖所示。，如圖所示。N典型例題典型例題第13頁/共47頁 解：解：以汽車運動方向為正方向，以汽車運動方向為正方向，由加速度公式得由加速度公式得tvvat0 由牛頓第二定律，汽車受到的阻力為由牛頓第二定律，汽車受到的阻力為amF f22m/s0 . 2m/s5100 N100 . 4N)0 . 2(100 . 233 Gva FfFN第14頁/共47頁 牛頓運動定律第15頁/共47頁kgm/s2mkgsm/sm/s2長度長度質量質量時間時間速度速度加速度加速度力力物理量物理量單位單位物理關系式物理關系式VxtavtFma物理學的物理學的關系式關系式確定了確定了物理量物理量之間的關系，同之間的關系，同時它也確定了物理量的時它也確定了物理量的單位單位間的關系。間的關系。N N第16頁/共47頁、 cm/s2 基本物理量的單位就是基本單位基本物理量的單位就是基本單位基本單位基本單位導出單位導出單位由基本單位按照物理關系組合而成的單位由基本單位按照物理關系組合而成的單位N N、g 、mg 、min、hour mkgs、 km/h 、g/cm3 m/sm/s2kg/m3國國 際際 單單 位位 制制長度：長度：質量：質量：時間：時間：速度：速度：加速度加速度力：力：密度：密度：kgm/s2、km 、cm物理量物理量單單 位位 制制力力 學學第17頁/共47頁七個基本量七個基本量長度長度質量質量時間時間電流電流 物質的量物質的量 溫度溫度 發(fā)光強度發(fā)光強度力力 學學電電 學學mkgs國國 際際 單單 位位 制制單位單位AK壓強的公式壓強的公式思考：思考：molcdPFs壓強的單位壓強的單位N/m2N/cm2第18頁/共47頁物理量物理量單位單位備注備注名稱名稱符號符號名稱名稱符號符號速度速度V V米每秒米每秒m/sm/s加速度加速度a a米每二次秒米每二次秒m/sm/s2 2密度密度千克每立方米千克每立方米Kg/mKg/m3 3力力F F牛頓牛頓N N1N=1Kgm/s1N=1Kgm/s2 2壓強壓強P P帕斯卡帕斯卡PaPa1Pa=1N/m1Pa=1N/m2 2功率功率P P瓦特瓦特W W1w=1J/s1w=1J/s部分常用力學量的部分常用力學量的SISI單位單位( (導出單位導出單位) )第19頁/共47頁1 1、下列單位屬于導出單位的是（、下列單位屬于導出單位的是（ ）A A、小時、小時 B B 、牛、牛 C C、焦、焦 D D、瓦、瓦2 2、下列單位全是國際單位的是（、下列單位全是國際單位的是（ ）A A、N N ，kg kg ，m Bm B、mm，s s， g gC C、kg kg ，m m ，A DA D、kgkg，mm，s s課堂練習課堂練習第20頁/共47頁第21頁/共47頁 人用50N的拉力F去推100N的鐵塊，鐵塊不動。則：F的反作用力是 對 的力(填施力物體和受力物體)，作用于 ；G的反作用力是 ，作用于 ；鐵塊受到的支持力N的反作用力是 ，作用于 ；Ff的反作用力是 ，作用 。 F鐵塊對地球的吸引力鐵塊對地面的摩擦力鐵塊人地球鐵塊對地面的壓力地面地面人第22頁/共47頁二、牛頓第三定律二、牛頓第三定律2、數學表達式：、數學表達式：F = - F 1、內容：、內容： 兩個物體間的作用力兩個物體間的作用力與反作用力總是大小相等，方向與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。相反，作用在一條直線上。討論題：數學表達式可以寫討論題：數學表達式可以寫成：成：F + F = 0嗎？嗎？第23頁/共47頁3、作用力與反作用力的特點作用力與反作用力的特點:2).2).作用在不同的物體上作用在不同的物體上；3).3).具有同種性質；具有同種性質；4).4).具有同時性。具有同時性?？偨Y：同大、同線、同性、同時； 異向、異體.1).1).大小相等，方向相反，作用在大小相等，方向相反，作用在 一條直線上一條直線上;第24頁/共47頁將一個電將一個電燈懸掛在燈懸掛在天花板上天花板上作用力與反作用力與反作用力作用力平衡力平衡力燈對繩的拉力燈對繩的拉力繩對燈的拉力繩對燈的拉力燈的重力燈的重力第25頁/共47頁三、與平衡力的區(qū)別三、與平衡力的區(qū)別作用力與反作用力作用力與反作用力 平衡力平衡力不能求合力（不能抵消）作用在兩個物體上具有同種性質具有同時性作用在一個物體上不一定具有同種性質不一定具有同時性能求合力（能抵消）第26頁/共47頁思考、討論題思考、討論題2：馬拉車，車也拉馬，由牛頓第三定律可知，這兩個力相等，但為什么車能前進？這和牛頓第三定律矛盾嗎？第27頁/共47頁第六節(jié)第六節(jié)用牛頓運動定律解決問題用牛頓運動定律解決問題(一一)第28頁/共47頁 例例1 1：水平地面上質量為：水平地面上質量為10Kg10Kg的木箱受到的木箱受到水平向右的拉力水平向右的拉力F=70NF=70N作用在水平面上從靜作用在水平面上從靜止開始運動，木箱與水平面間的動摩擦因數止開始運動，木箱與水平面間的動摩擦因數為為0.50.5，求木箱在，求木箱在2s2s末的速度和末的速度和2s2s內的位移。內的位移。GfNN =G=mg =1010N=100N一、兩種基本題型解題思路一、兩種基本題型解題思路Ff =N=0.5100N=50NF合 =F-f =70N-50N=20N22/2/1020smsmmFa合分析木箱的受力情況：分析木箱的受力情況：第29頁/共47頁GfNF分析木箱的運動情況：分析木箱的運動情況：V0=0、t=2s、a=2m/s2Vt=a t=22 m/s=4 m/smmatx422212122“已知受力求運動已知受力求運動”解題思路：解題思路：力力運動運動aF=ma分析受力分析受力分析運動分析運動運動學公式運動學公式一、兩種基本題型解題思路一、兩種基本題型解題思路第30頁/共47頁 例例2 2：質量為：質量為1000Kg1000Kg的汽車在水平路面的汽車在水平路面上從靜止開始運動，經過上從靜止開始運動，經過4s4s速度達到速度達到10m/s10m/s，汽車受到的牽引力為，汽車受到的牽引力為3000N3000N。求。求汽車在運動過程中所受到的阻力大小。汽車在運動過程中所受到的阻力大小。一、兩種基本題型解題思路一、兩種基本題型解題思路分析汽車的運動情況：分析汽車的運動情況：V0=0、t=4s、Vt=10m/satvt22/5 . 2/410smsmtvat第31頁/共47頁mgfN一、兩種基本題型解題思路一、兩種基本題型解題思路F分析汽車的受力情況：分析汽車的受力情況：F合 =F-f =maf =F-ma=3000N-10002.5N=500N2.5N=500N“已知運動求受力已知運動求受力”解題思路：解題思路：運動運動aF=ma分析分析運動運動分析分析受力受力運動學公式運動學公式力力第32頁/共47頁F合=maavt=v0+atx= v0t+at2/2vt2- -v02=2ax 應用牛頓第二定律解題可分為兩類題型：一類是已知受力情況確定運動情況；一類是已知運動情況確定受力情況。第33頁/共47頁例2 2、一個滑雪人從靜止開始沿山坡滑下，山坡的傾角是3030，滑雪板與雪地的動摩擦因數為0.040.04，求5s5s內滑下的位移。第34頁/共47頁mgfNxyaF1F2 第35頁/共47頁 解得： a g（sincos） 221atS )2304. 021( =104.65ms s2 2 沿斜面方向的 F1=mgsin和垂直斜面方向的: N- F2=0在沿著斜面方向：F1-f=ma f=N 垂直斜面方向的 F2= mgcos將mg分解:列 方 程：4.655257m 21 第36頁/共47頁超重和失重第37頁/共47頁G四、超重和失重四、超重和失重F（1）靜止）靜止（2）向上加速）向上加速（3）向下加速）向下加速F=GFGFGFFGFGFFGFGFFF合 =F-G =maF=G +ma =m(g+a)F=F=m(g+a)F合 =G-F=maF=G -ma =m(g-a)F=F=m(g-a)（1）靜止）靜止（2）向上加速）向上加速（3）向下加速）向下加速第39頁/共47頁四、超重和失重四、超重和失重1、超重、超重 物體對支持物的物體對支持物的壓力壓力或對懸掛物的或對懸掛物的拉拉力力（視重視重）大于大于物體所受重力的現象物體所受重力的現象。F第40頁/共47頁四、超重和失重四、超重和失重2、失重、失重 物體對支持物的物體對支持物的壓力壓力或對懸掛物的或對懸掛物的拉拉力力（視重）（視重）小于小于物體所受重力的現象物體所受重力的現象。F第41頁/共47頁四、超重和失重四、超重和失重小結：小結：a方向向上加速上升減速下降超重a方向向下加速下降下降 減速上升上升失重第42頁/共47頁例與練例與練1 1、關于超重和失重，下列說法中正確的是（關于超重和失重，下列說法中正確的是（ ）A A、超重就是在某種情況下，物體的重力變大了、超重就是在某種情況下，物體的重力變大了B B、物體向上運動一定處于超重狀態(tài)、物體向上運動一定處于超重狀態(tài)C C、物體向下減速運動，處于超重狀態(tài)、物體向下減速運動，處于超重狀態(tài)DD、物體做自由落體運動時處于、物體做自由落體運動時處于完全失重完全失重狀態(tài)狀態(tài)（1 1）超重（失重）是指超重（失重）是指視重視重大于（小于）物體的大于（小于）物體的重力，物體自身的重力并不變化。重力，物體自身的重力并不變化。（2 2）是）是超重還是失重，看物體加速度的方向，而超重還是失重，看物體加速度的方向，而不是看速度的方向。不是看速度的方向。（3 3）若物體向下的加速度等于重力加速度，物體）若物體向下的加速度等于重力加速度，物體的視重為零的視重為零完全失重完全失重。第43頁/共47頁例與練例與練3 3、一個人在地面上最多能舉起、一個人在地面上最多能舉起300N300N的重物，在的重物，在沿豎直方向做勻變速運動的電梯中，他最多能舉沿豎直方向做勻變速運動的電梯中，他最多能舉起起250N250N的重物。求電梯的加速度。的重物。求電梯的加速度。(g = 10m/s(g = 10m/s2 2) )（1）在地面上在地面上G GF FF=G=300N（2）在電梯中在電梯中GGF FF-G=ma2/2smmGFa方向向上第44頁/共47頁例與練例與練5 5、一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得、一個人站在醫(yī)用體重計的測盤上不動時測得體重為體重為GG，當此人由直立突然下蹲直到蹲在體重，當此人由直立突然下蹲直到蹲在體重計不動的過程中，體重計的示數（計不動的過程中，體重計的示數（ ）A A 、 先大于先大于GG，后小于，后小于GG，最后等于，最后等于G G B B 、 先小于先小于GG，后大于，后大于G G ，最后等于，最后等于G G C C 、 一直大于一直大于GGD D 、一直小于、一直小于GG（1 1）此人先向下加速）此人先向下加速失重，視重小于重力。失重，視重小于重力。（2 2）再向下減速再向下減速超重，視重大于重力。超重，視重大于重力。（3 3）最后不動最后不動視重等于重力。視重等于重力。第45頁/共47頁謝謝！第46頁/共47頁感謝您的觀看！第47頁/共47頁