《高中物理力学模块上册：牛顿运动定律课件》

高中物理力学模块上册牛顿运动定律课件本课件旨在全面解析高中物理力学模块中的核心内容牛顿运动定——律我们将深入探讨牛顿三大定律的内涵、应用及其在实际生活中的体现通过系统学习，帮助学生掌握力学基础，为后续物理学习奠定坚实基础课程导入力学世界的基石力学的重要性课程目标力学是物理学的基础，它研究物体运动和相互作用的基本规通过本课程的学习，你将能够理解牛顿三大定律的内涵，掌律掌握力学知识，是理解自然现象、解决实际问题的关握力的概念和种类，能够运用牛顿定律分析解决实际问题键牛顿运动定律作为力学的核心，更是我们认识世界的有我们希望你不仅掌握知识，更培养科学思维，提升解决问题力工具的能力牛顿运动定律概述三大定律构建力学体系第一定律惯性定律第二定律加速度定律描述了物体在不受外力作用时定量描述了力与物体加速度之的运动状态，即静者恒静，动间的关系，即是力学F=ma者恒动是理解物体运动状态计算的核心公式的基础第三定律作用力与反作用力定律描述了物体间相互作用的规律，即作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上牛顿第一定律认识惯性定律内容1一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止关键理解2一切物体适用于所有物体总保持指物体具有保持原有“”“”运动状态的性质外力迫使外力是改变物体运动状态的原“”重要性3因揭示了物体具有惯性，是后续研究力与运动关系的基础惯性的定义物体保持原有运动状态的性质定义阐述惯性是物体的一种固有属性，它反映了物体抵抗运动状态改变的能力质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大惯性与质量惯性只与物体的质量有关，与物体的运动状态、所受外力等因素无关质量越大，惯性越大，物体越难改变其运动状态易错点惯性不是力，而是一种性质不要把惯性说成是惯性力“”惯性的例子生活中的惯性现象起跑与急停公交车急刹车松动的锤头跑步时，起跑需要克服惯性，急停则需公交车急刹车时，乘客由于惯性会向前用锤柄撞击地面可以使松动的锤头紧要克服物体继续运动的趋势倾倒，这就是惯性的体现固，也是利用了锤头的惯性惯性力分析参考系的选择惯性系在静止或匀速直线运动的参考系中观2察，物体所受的力是真实的力，例如非惯性系重力、弹力、摩擦力等在加速运动的参考系中观察，物体1会受到一个惯性力的作用这个“”力实际上并不存在，只是由于参考选择原则系的选择造成的在解决力学问题时，通常选择惯性系作为参考系，可以简化问题的分析和3计算惯性力是一种假想力，只在非惯性参考系中存在理解惯性力有助于我们更好地理解不同参考系下对物体运动的描述牛顿第二定律力与加速度的定量关系定律内容公式理解12物体的加速度跟物体所受的物体所受的合外力F合外力成正比，跟物体的质物体的质量物体m a量成反比，加速度的方向跟的加速度公式表明，合外合外力的方向相同公式力是产生加速度的原因F=ma重要性3牛顿第二定律是力学计算的核心公式，可以用来求解物体的加速度、力或质量力的概念物体间的相互作用定义力是物体对物体的作用，是物体发生形变和改变运动状态的原因特点力是矢量，既有大小，又有方向单位国际单位制中，力的单位是牛顿（）N测量可以用弹簧测力计测量力的大小力是物理学中一个重要的概念，它描述了物体之间的相互作用理解力的概念是学习力学的基础力的种类重力、弹力、摩擦力重力弹力摩擦力由于地球的吸引而使物体受到的力，由于物体发生弹性形变而产生的力，当一个物体在另一个物体表面上滑动方向竖直向下例如支持力、压力、拉力等弹力的或有滑动趋势时，产生的阻碍物体相G=mg大小与形变量有关对运动的力分为静摩擦力和滑动摩擦力作用力与反作用力相互作用的体现定义两个物体之间的相互作用力，一个叫作用力，另一个叫反作用力特点大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但作用在不同的物体上重要性作用力与反作用力是理解物体间相互作用的关键，是牛顿第三定律的基础牛顿第三定律作用力与反作用力定律定律内容特点强调两个物体之间的作用力和反作作用力和反作用力作用在不同用力总是大小相等，方向相的物体上，不能相互抵消它反，作用在同一直线上们同时产生，同时消失重要性牛顿第三定律揭示了物体间相互作用的本质，是分析物体受力情况的重要依据作用力与反作用力的实例生活中的体现走路划船火箭发射走路时，脚向后蹬划船时，桨向后推火箭喷射气体，气体地，地面给脚一个向水，水给桨一个向前给火箭一个向上的反前的反作用力，推动的反作用力，推动船作用力，推动火箭升人前进前进空运动状态改变的定律力是改变运动状态的原因定律内容运动状态12物体的运动状态改变，一定运动状态包括物体的速度大是受到了力的作用力是改小和方向只要速度大小或变物体运动状态的原因方向发生改变，就说明物体的运动状态发生了改变力的作用3力可以使物体加速、减速、改变运动方向，或者同时改变速度大小和方向力和加速度的关系正比关系力的方向加速度的方向始终与合外力的方向相2同这意味着力决定了物体加速度的方力的增大向当物体所受的合外力增大时，物体1的加速度也随之增大，两者成正比关系公式体现3牛顿第二定律公式，清晰地体现了F=ma力与加速度之间的正比关系力是产生加速度的根本原因，力和加速度之间的正比关系是力学中的一个重要规律质量与加速度的关系反比关系质量的定义反比关系质量是物体惯性大小的量度，质量越大，惯性越大，物体越当物体所受的合外力一定时，物体的质量越大，加速度越难改变其运动状态小，两者成反比关系质量是物体运动状态改变的阻碍，质量与加速度的反比关系是力学中的另一个重要规律牛顿第二定律的应用解决力学问题的利器已知受力求运动根据物体所受的合外力，利用牛顿第二定律可以求解物体的加速度，进而求解物体的运动状态已知运动求受力根据物体的运动状态，例如加速度，利用牛顿第二定律可以求解物体所受的合外力综合应用牛顿第二定律可以与其他力学知识结合，解决更复杂的力学问题，例如连接体问题、传送带问题等实际生活中的应用牛顿定律无处不在安全带降落伞火箭发射安全带利用惯性原理，防止车辆紧急刹降落伞利用空气阻力，减缓下降速度，火箭利用反作用力原理，喷射气体产生车时，乘客由于惯性向前冲而受伤使人安全着陆实质是改变了人受到的推力，克服地球引力，实现升空合外力，从而改变运动状态牛顿第一定律的应用理解物体运动的本质理解惯性现象分析物体运动状态12牛顿第一定律是理解惯性现在分析物体运动状态时，首象的基础，例如惯性导航、先要判断物体是否受到外力惯性测量等作用如果物体不受外力作用，则其运动状态保持不变理想实验3牛顿第一定律是通过理想实验得出的，它揭示了物体运动的本质规律牛顿第三定律的应用分析物体间的相互作用分析受力情况解决平衡问题在分析物体受力情况时，要考在解决平衡问题时，要分析物虑到物体间的相互作用作用体所受的所有力，包括作用力与反作用力总是成对出现力、反作用力以及其他外力火箭推进牛顿第三定律是火箭推进的原理，火箭喷射燃料，燃料给火箭反作用力，推动火箭前进平衡的条件合外力为零定义1当物体所受的合外力为零时，物体处于平衡状态平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态受力分析2要判断物体是否处于平衡状态，首先要对物体进行受力分析，确定物体所受的所有力合外力计算3然后，计算物体所受的合外力如果合外力为零，则物体处于平衡状态；否则，物体处于非平衡状态受力分析解决力学问题的关键明确研究对象隔离法按顺序分析首先要明确研究对象，即需要分析受将研究对象从周围环境中隔离出来，按顺序分析物体所受的力，例如先分力情况的物体选择合适的研究对象只考虑研究对象所受的外力外力包析重力，再分析弹力，最后分析摩擦可以简化问题的分析括重力、弹力、摩擦力以及其他力力避免遗漏或重复分析平衡力分析判断物体是否处于平衡状态定义平衡力是指作用在同一物体上的两个力，大小相等，方向相反，作用在同一直线上特点平衡力与作用力与反作用力的区别在于，平衡力作用在同一物体上，而作用力与反作用力作用在不同的物体上判断方法要判断物体是否受到平衡力作用，首先要对物体进行受力分析，然后判断物体所受的力是否满足平衡力的特点摩擦力概述阻碍物体相对运动的力分类摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力2静摩擦力作用于相对静止的物体之定义间，滑动摩擦力作用于相对滑动的物1体之间当一个物体在另一个物体表面上滑动或有滑动趋势时，产生的阻碍物体相对运动的力称为摩擦力特点摩擦力的方向与物体相对运动或相对3运动趋势的方向相反摩擦力在生活中无处不在，既有有利的一面，也有不利的一面例如，走路时需要摩擦力，但机器运转时需要减小摩擦力静摩擦力的特点大小与外力有关产生条件物体之间存在相对运动趋势，且接触面粗糙大小大小随外力的变化而变化，但有一个最大值，称为最大静摩擦力方向与物体相对运动趋势的方向相反作用维持物体静止或防止物体滑动静摩擦力是一种特殊的摩擦力，其大小具有不确定性，需要根据具体情况进行分析滑动摩擦力的特点大小与正压力有关产生条件大小方向物体之间发生相对滑动，且接触面粗滑动摩擦力的大小与正压力成正比，与物体相对运动的方向相反糙即，其中为动摩擦因数，为正f=μNμN压力滑动摩擦力的大小可以通过公式计算，是解决滑动摩擦问题的重要依据摩擦力的应用利与弊轮胎与地面刹车润滑轮胎与地面之间的摩擦力是汽车行驶的刹车利用摩擦力使车辆减速或停止，但在机器运转部件之间加入润滑剂可以减动力来源，但也会造成轮胎磨损也会造成刹车片磨损小摩擦力，提高机器效率，延长使用寿命牛顿三定律综合应用解决复杂力学问题明确问题1首先要明确问题的类型，例如平衡问题、运动问题等不同的问题需要采用不同的解题方法受力分析2对物体进行受力分析，确定物体所受的所有力这是解决力学问题的关键步骤列方程3根据牛顿第二定律或平衡条件，列出相应的方程这是解决力学问题的核心步骤解方程4解方程，求出未知量这是解决力学问题的最后步骤物体运动分析全面理解运动状态位置速度加速度物体在某一时刻所处描述物体运动快慢和描述物体速度变化快的位置，是描述物体方向的物理量，是描慢的物理量，是描述运动状态的基本要述物体运动状态的重物体运动状态的关键素要要素要素匀变速直线运动分析掌握基本规律定义规律应用加速度大小和方向都保持不变的直线匀变速直线运动具有一系列基本规匀变速直线运动规律可以用来解决许运动称为匀变速直线运动律，例如速度公式、位移公式、速度多实际问题，例如自由落体运动、竖位移关系式等直上抛运动等抛体运动分析分解与合成定义将物体以一定的初速度抛出，在重力作用下所做的运动称为抛体运动分解抛体运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动合成通过对水平方向和竖直方向的运动进行合成，可以得到抛体运动的轨迹和运动规律弹性碰撞分析动量与能量守恒定义在碰撞过程中，系统动量守恒，且机械能守恒的碰撞称为弹性碰撞特点碰撞前后，系统的总动量和总机械能都保持不变应用弹性碰撞模型可以用来分析许多实际问题，例如台球碰撞、原子碰撞等弹性碰撞是一种理想的碰撞模型，在实际生活中很少存在完全的弹性碰撞非弹性碰撞分析动量守恒，能量损失定义特点在碰撞过程中，系统动量守碰撞前后，系统的总动量保持恒，但机械能不守恒的碰撞称不变，但部分机械能转化为其为非弹性碰撞他形式的能量，例如热能、声能等应用非弹性碰撞是现实生活中常见的碰撞类型，例如汽车碰撞、物体落地等课后习题演练巩固所学知识选择题1通过选择题考察对基本概念和基本规律的理解程度计算题2通过计算题考察对牛顿运动定律的应用能力综合题3通过综合题考察对所学知识的综合应用能力本课总结牛顿定律是力学基石三大定律应用广泛12牛顿第一定律、牛顿第二定牛顿运动定律在实际生活中律、牛顿第三定律是力学的有着广泛的应用，例如交通基石，是理解物体运动和相运输、航空航天等领域互作用的关键学习方法3学习牛顿运动定律，要注重理解概念、掌握规律、灵活应用，并结合实际问题进行练习课后思考探索更深层次的力学问题深入思考拓展阅读牛顿运动定律的适用范围是什阅读有关相对论、量子力学的么？在高速运动或微观领域，书籍，了解更深层次的力学知牛顿运动定律是否仍然适用？识实践应用尝试用所学的力学知识解决生活中的实际问题，例如设计简单的机械装置。