大学《物理》第五节 牛顿运动定律学习课件.ppt

高等教育电子音像出版社高等教育出版社目录节目录上一页下一页退出高等教育电子音像出版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社高等教育出版社目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出目录节目录上一页下一页退出节目录回节首上一页下一页退出第五节牛顿运动定律一、牛顿第一定律二、牛顿第二定律三、牛顿第三定律一、牛顿第一定律长期以来，人们在研究物体运动的原因时，根据直觉认为，要使一个物体运动，必须推或拉它。当不再推或拉时，运动的物体便会停下。根据这类经验，在公元前4世纪，古希腊的哲学家亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就保持静止。由于这一论断符合人们的常识，以至在其后的两千年里，大家都奉为经典。直到16世纪末，意大利的伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑。他注意到，当一个球沿斜面向下滚动时，它的速度增大，而向上滚动时，它的速度减小。他由此猜想：当球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减。实际上伽利略发现，当球在水平面上滚动时，球的速度越来越慢，最后停下来。伽利略认为，这是由于摩擦阻力的缘故，因为他还观察到，水平表面越光滑，球便会滚得越远。于是，他推断：若没有摩擦阻力，球将永远滚下去。英国的物理学家牛顿在伽利略等人研究的基础上，并根据自己的研究，系统地总结了力学的知识，提出了三条运动定律，其中第一条定律的内容是：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。由于我们把物体总保持原来运动状态的性质叫作惯性。因此，牛顿第一定律又叫作惯性定律。正在高速行驶的汽车紧急制动时，车上乘客会由于惯性继续向前冲，有时会造成严重的伤害。因此，汽车的前排座位上通常都要配置安全带，高级汽车中还配有安全气囊以保证乘车者的安全。牛顿第一定律告诉我们，物体如果不受外力，它将保持原来的运动状态。由此可以知道，如果物体受到外力作用，物体的运动状态必将改变。二、牛顿第二定律列车出站时，在机车牵引力的作用下，由静止开始运动，并且速度不断增大；列车进站时，由于受到阻力的作用，速度不断减小，最后停止下来；抛出的铅球、射出的炮弹，由于受到重力的作用，速度的大小和方向都不断发生改变，做曲线运动。可见，物体运动状态的改变，是由于受到了力的作用，力是物体运动状态改变的原因。在匀变速直线运动中，加速度的大小与哪些因素有关呢？物体运动状态发生改变时，会产生加速度，因此可以说力是使物体产生加速度的原因。在匀变速直线运动中，加速度的大小与哪些因素有关呢？当物体质量一定时当合外力一定时演示实验加速度与物体受力、物体质量的关系1.加速度和外力的关系2.加速度和质量的关系质量相同的物体，物体的加速度与其所受的外力成正比。在相同外力作用下，物体的加速度与其质量成反比。通过上述实验，我们可以得出如下结论：物体的加速度跟所受的外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟外力的方向相同。这就是牛顿第二定律。用数学公式表示为由牛顿第二定律可以看出，质量不同的物体，运动状态改变的难易程度不同，或者说它们的惯性大小不同。在外力相同的情况下，质量大的物体获得的加速度小，它的运动状态难改变，即惯性大；质量小的物体获得的加速度大，它的运动状态容易改变，即惯性小。因此，质量是物体惯性的大小的量度。由于火车的质量巨大，要使高速火车停下来是很困难的，需要很长的时间和路程来减速，我国的高速列车甚至需要2km以上的距离来停止，所以，在列车经过的路口采取提前禁行的措施是非常必要的。[例题1]吊车要在10s内将地面上的货物吊到10m高处，货物的质量是2.0×103kg，假设货物被匀加速吊起，问吊车缆绳对货物的拉力是多少？分析以货物为研究对象。货物匀加速向上运动，可判断货物受到的合力向上。由货物的运动状态和匀变速直线运动的规律，我们可以求出它的加速度。再对货物进行受力分析，如右图所示，货物受到两个力的作用