物理第三單元：力與運(yùn)動(dòng)(牛頓運(yùn)動(dòng)定律)教案.doc
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課 題： 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 類(lèi)型：復(fù)習(xí)課 目的要求：解決力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，會(huì)全面準(zhǔn)確的受力分析的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，深刻理解力與運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系，靈活運(yùn)用 整體法和隔離法，會(huì)用假設(shè)法分析不確定的力。 第1課 牛頓第一、第三定律 1．歷史上對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)過(guò)程： ①亞里士多德的觀點(diǎn)：力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因。 ②伽利略的想實(shí)驗(yàn)：否定了亞里士多德的觀點(diǎn)，他指出：如果沒(méi)有摩擦，一旦物體具有某一速度， 物體將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。 ③笛卡兒的結(jié)論：如果沒(méi)有加速或減速的原因，運(yùn)動(dòng)物體將保持原來(lái)的速度一直運(yùn)動(dòng)下去。 ④牛頓的總結(jié)：牛頓第一定律 2．伽利略的“理想斜面實(shí)驗(yàn)”程序內(nèi)容： ① (事實(shí)) 兩個(gè)對(duì)接的斜面，讓靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面 ② (推論) 如果沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫诺母叨取? ③ (推論) 減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度。 ④ (推論) 繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它成水平，小球沿水平面做持續(xù)的勻速直線運(yùn)動(dòng)。 ⑤ (推斷) 物體在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)并不需要外力來(lái)維持。 此實(shí)驗(yàn)揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： ①揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持。 ②同時(shí)說(shuō)出了一切物體都有一種屬性(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變的屬性)只有受力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才改變。 這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變的屬性就稱(chēng)作慣性。即：一切物體具都有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。 3．牛頓第一定律 內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止． 揭示了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因.(即是產(chǎn)生a) 兩層含義： (1) 物體總有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)是物體的一種固有屬性,（慣性） 物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持。 (2) 要使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變，必須施加力的作用，即力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。 說(shuō)明： (1)成立條件：物體不受任何外力，并不是合外力為零，是理想條件下所遵循的規(guī)律， 因此它不是牛頓第二定律的特例。而是不受外力時(shí)的理想化狀態(tài)．是一條獨(dú)立的規(guī)律。在實(shí)際生活中,不受外力作用的物體是沒(méi)有的 (2)物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)是結(jié)果． (3) 定律揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因．是產(chǎn)生加速度的原因． (4)物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫慣性，慣性大小的量度是物體的質(zhì)量． (5) 牛頓第一定律不是由實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的規(guī)律，牛頓以伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，總結(jié)前人的研究成果加以豐富的想象而推理得出的理想條件下的規(guī)律。不可能由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證； (6)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例， 理解： (1) 運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持。 (2) 它定性地揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(力的科學(xué)含義——改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài))：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因。同時(shí)說(shuō)明了物體的運(yùn)動(dòng)不需要為維持， (3)物體在不受外力的情況下，物體所處的狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))，而保持這種狀態(tài)是由物體本身的性質(zhì)——慣性。定律說(shuō)明任何物體都具有的一種性質(zhì)----- 慣性。一切物體都具有慣性。 (4)不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，通過(guò)思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。 它告訴人們研究物理問(wèn)題的另一種方法：通過(guò)觀察大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中尋找規(guī)律。 (5)牛頓第一、第二定律的關(guān)系：牛一定律是牛二定律的基礎(chǔ)，而牛頓第二定律是牛頓第一定律的深化和拓展。不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為它是牛二定律不受外力時(shí)的特例。 牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因 牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。牛頓第二定律，則在牛頓第一定律的基礎(chǔ)上，定量討論了力和物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變之間的關(guān)系。 (6) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的理解： (是速度的改變) 速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，物體的速度變化了，即是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變。 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的類(lèi)形：速度大小的變化，速度方向的變化，速度的大小和方向同時(shí)改變。 4、慣性：物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。． 理解要點(diǎn)： ① 慣性是物體的固有屬性，即：保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性。不能克服，只能利用。與物體是否受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。任何物體,無(wú)論處于什么狀態(tài),不論任何時(shí)候，任何情況下都具有慣性。 ② 慣性不是力，慣性是物體的一屬性(即保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)不變的屬性)。不能說(shuō)“受到慣性”和“慣性作用”。 力是物體對(duì)物體的作用，慣性和力是兩個(gè)絕然不同的概念。 ③ 物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并不需要力來(lái)維持，因此慣性不是維持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的力. ④ 慣性的大?。后w現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度，(即是保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的體領(lǐng)強(qiáng)弱)，,其大小由質(zhì)量來(lái)決定。 質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。質(zhì)量大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較難改變，即慣性大。 ⑤ 慣性與慣性定律的區(qū)別： 慣性：是保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的屬性 慣性定律：(牛頓第一定律)反映物體在一定條件下(即不受外力或合外力為零)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中提出了三條運(yùn)動(dòng)定律(稱(chēng)為牛頓三大定律)奠定了力學(xué)基礎(chǔ) 二、牛頓第三定律 （1）內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，而且在一條直線上． （2）表達(dá)式(公式)：F=－F/ 物體間力的作用是相互的，這樣一對(duì)相互的作用力稱(chēng)為作用力與反作用力，若把其中一個(gè)叫做作用力，另一個(gè)叫做反作用力。 是一個(gè)獨(dú)立的物理規(guī)律，解題時(shí)容易勿視這一規(guī)律：從一個(gè)物體的受力分析過(guò)渡到另一個(gè)物體的受力分析 （3）作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的聯(lián)系和區(qū)別 聯(lián)系：都是大小相等、方向相反、作用在同一直線上。 區(qū)別見(jiàn)下表： 內(nèi)容 作用力和反作用力 二力平衡 受力物體 作用在兩個(gè)相互作用的物體上 作用在同一物體上 依賴關(guān)系 相互依存，不可單獨(dú)存在 無(wú)依賴關(guān)系，撤除一個(gè)，另一個(gè)可依然存在，只是不再平衡 疊加性 兩個(gè)作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力 兩力的作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零 力的作用 一定是同性質(zhì)的力 可以是同性質(zhì)的力，也可以是不同性質(zhì)的力 作用力和反作用力的理解要點(diǎn)： ①同時(shí)性：相互依賴,相互依存,互以對(duì)方作為自己存在的前提。它們同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失，不是先有作用后才有反作用 ②屬于同種性質(zhì)的力?？山柚ｎD第三定律可以變換研究對(duì)象，從一個(gè)物體的受力分析過(guò)渡到另一個(gè)物體的受力分析． ③分別作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生其效果，它們產(chǎn)生的效果不能相互抵消,所以這兩個(gè)力不會(huì)平衡. ④做功問(wèn)題：可不做功；一個(gè)做正功,一個(gè)做負(fù)功；一個(gè)做功,另一個(gè)不做功。 ⑤在同一個(gè)過(guò)程中(同一段時(shí)間或同一段位移)的總沖量一定為零，因?yàn)樽饔脮r(shí)間一定是相同；但作的總功可能為零、可能為正、也可能為負(fù)。 三、作用力和反作用力與平衡力的區(qū)別 注意：判斷兩個(gè)力是不是一對(duì)作用力與反作用力時(shí)，應(yīng)分析這兩個(gè)力是否具有“甲對(duì)乙”和“乙對(duì)甲”的關(guān)系， 即受力物體與施力物體是否具有互易關(guān)系．否則，一對(duì)作用力和反作用力很容易與一對(duì)平衡力相混淆，因?yàn)樗鼈兌季哂写笮∠嗟取⒎较蛳喾?、作用在同一條直線上的特點(diǎn)． 第2課 散 牛頓第二定律 知識(shí)簡(jiǎn)析 一、牛頓第二定律 實(shí)驗(yàn)：用控制變量法研究：a與F的關(guān)系，a與m的關(guān)系 1.內(nèi)容：物體的加速度跟物體所受合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比；a的方向與F合的方向總是相同。 2.表達(dá)式：F=ma 或 用動(dòng)量表述： 揭示了：① 力與a的因果關(guān)系，力是產(chǎn)生a的原因和改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因； ② 力與a的定量關(guān)系 3、對(duì)牛頓第二定律理解： (1)F=ma中的F為物體所受到的合外力． (2)F＝ma中的m，當(dāng)對(duì)哪個(gè)物體受力分析，就是哪個(gè)物體的質(zhì)量，當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)（幾個(gè)物體組成一個(gè)系統(tǒng)）做受力分析時(shí)，如果F是系統(tǒng)受到的合外力，則m是系統(tǒng)的合質(zhì)量． (3)F＝ma中的 F與a有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系， F變a則變，F(xiàn)大小變，a則大小變，F(xiàn)方向變a也方向變． (4)F＝ma中的 F與a有矢量對(duì)應(yīng)關(guān)系， a的方向一定與F的方向相同。 (5)F＝ma中，可根據(jù)力的獨(dú)立性原理求某個(gè)力產(chǎn)生的加速度，也可以求某一個(gè)方向合外力的加速度． (6)F＝ma中，F(xiàn)的單位是牛頓，m的單位是kg，a的單位是米／秒2． (7)F＝ma的適用范圍：宏觀、低速 4. 理解時(shí)應(yīng)應(yīng)掌握以下幾個(gè)特性。 (1) 矢量性 F=ma是一個(gè)矢量方程，公式不但表示了大小關(guān)系，還表示了方向關(guān)系。 (2) 瞬時(shí)性 a與F同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。作用力突變，a的大小方向隨著改變，是瞬時(shí)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 (3) 獨(dú)立性 (力的獨(dú)立作用原理) F合產(chǎn)生a合；Fx合產(chǎn)生ax合 ； Fy合產(chǎn)生ay合 當(dāng)物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加速度，就象其它力不存在一樣，這個(gè)性質(zhì)叫力的獨(dú)立作用原理。 因此物體受到幾個(gè)力作用，就產(chǎn)生幾個(gè)加速度，物體實(shí)際的加速度就是這幾個(gè)加速度的矢量和。 (4) 同體性 F=ma中 F、m、a各量必須對(duì)應(yīng)同一個(gè)物體 (5)局限性 適用于慣性參考系(即所選參照物必須是靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的,一般取地面為參考系)； 只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)情況，不適用于微觀、高速情況。 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 1．應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的一般步驟： (1) 選取研究對(duì)象 (2) 分析所選對(duì)象在某狀態(tài)(或某過(guò)程中)的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況 (3) 建立直角坐標(biāo)：其中之一坐標(biāo)軸沿的方向 然后各力沿兩軸方向正交分解 (4) 列出運(yùn)動(dòng)學(xué)方程或第二定律方程 F合=a合；Fx合=ax合 ； Fy合=ay合 用a這個(gè)物理量把運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和受力特點(diǎn)聯(lián)系起來(lái) (5) 在求解的過(guò)程中,注意解題過(guò)程和最后結(jié)果的檢驗(yàn),必要時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論. 2．物理解題的一般步驟： (1) 審題：解題的關(guān)鍵，明確己知和侍求，特別是語(yǔ)言文字中隱著的條件(如：光滑、勻速、恰好追上、距離最大、共同速度等)，看懂文句、及題述的物理現(xiàn)象、狀態(tài)、過(guò)程。 (2) 選取研究對(duì)象：可以是單個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。(用整體法或隔離法)；尋找所研究物理狀態(tài)和過(guò)程。 (3) 分析所選對(duì)象在某狀態(tài)(或某過(guò)程中)的受力情況、運(yùn)動(dòng)情況、做功情況及能量的轉(zhuǎn)化情況，畫(huà)出受力或運(yùn)動(dòng)草圖。 (4) 依對(duì)象所處狀態(tài)或過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)、受力、做功等特點(diǎn)；選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律。（牛二、及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式；動(dòng)量定理及動(dòng)量守恒定律；動(dòng)能定理及機(jī)械能守恒定律）在運(yùn)用規(guī)律前：設(shè)出題中沒(méi)有的物理量，建立坐標(biāo)系，規(guī)定正方向等。 (5) 確定所選規(guī)律運(yùn)動(dòng)用何種形式建立方程(有時(shí)要運(yùn)用到幾何關(guān)系式) (6) 確定不同狀態(tài)、過(guò)程下所選的規(guī)律，及它們之間的聯(lián)系，統(tǒng)一寫(xiě)出方程，并給予序號(hào)標(biāo)明。 (7) 統(tǒng)一單位制，求解方程（組）代入數(shù)據(jù)求解結(jié)果。 (8) 檢驗(yàn)結(jié)果，必要時(shí)要進(jìn)行分析討論，最后結(jié)果是矢量的還要說(shuō)明其方向。 3．力、加速度、速度的關(guān)系 (1)F合的方向決定了a的方向。F合與a 的大小關(guān)系是F=ma，不論速度是大、還是小、或?yàn)榱?，都有a 。 只有F合=0加速度才能為零， 一般情況下，合力與速度無(wú)必然的聯(lián)系。 (2)合力與加速度同向時(shí),物體加速。反向時(shí),減速。 (3)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，產(chǎn)生a的原因。 即：力加速度速度變化(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化) (4)某時(shí)刻的受力決定了某時(shí)刻的a，加速度大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度變化量的大小，與速度大小無(wú)必然聯(lián)系。 (5)a的定義式和決定式的區(qū)別 定義式a=定義為速度的變化量與所用時(shí)間的比值； 決定式說(shuō)明了a與所受的F合和m有關(guān)。 4．動(dòng)力學(xué)的兩大基本問(wèn)題求解： 受力情況運(yùn)動(dòng)情況 聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁是a 關(guān)鍵：分析清楚受力情況和運(yùn)動(dòng)情況。弄清題給物理情境，a是動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的橋梁 受力情況 牛頓第二定律 a 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 運(yùn)動(dòng)情況 5．連接體處理方法： 連接體：由兩個(gè)或幾個(gè)物體組成的物體系統(tǒng)，稱(chēng)連接體。特點(diǎn)：各個(gè)物體具有共同的加速度。 隔離體：把其中某個(gè)物體隔離出來(lái)，稱(chēng)為隔離體。 整體法：連接體各物體具有共同的加速度，求整體的加速度可把連接體視為一個(gè)整體。 隔離法：求連接體間的相互作用力，必須隔離出其中一個(gè)物體，對(duì)其用牛頓第二定律，此法稱(chēng)為隔離法。 注意辯明：每個(gè)隔離體運(yùn)動(dòng)方向及加速度方向。 兩方法一般都以地面作為參考系，單用隔離法一般都能解決問(wèn)題，但有時(shí)交叉使用，可使解題簡(jiǎn)捷方便。 力學(xué)單位制： 物理公式：不但確定了物理量的數(shù)量關(guān)系和方向關(guān)系，而且還確定了物理量的單位關(guān)系。 因此我們選定幾個(gè)物理量的單位作為基本單位，稱(chēng)為國(guó)際單位(SI) 根據(jù)物理公式推導(dǎo)出來(lái)的單位叫做導(dǎo)出單位， 基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。 在力學(xué)中，由長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間三個(gè)物理量的單位組成了力學(xué)單位制。稱(chēng)為千克、米、秒制 國(guó)際單位制(SI)基本單位 （七個(gè)） 物理量名稱(chēng) 物理量符號(hào) 單位名稱(chēng) 單位符號(hào) 長(zhǎng)度 L 米 m 質(zhì)量 m 千克(公斤) kg 時(shí)間 t 秒 s 物質(zhì)的量 N 摩爾(摩) mol 電流 I 安培(安) A 熱力學(xué)溫度 T 開(kāi)爾文(開(kāi)) K 發(fā)光強(qiáng)度 Iv 坎德拉(德拉) cd 單位制在物理計(jì)算中的作用： ①．首先把題中所有己知的量都用同一種單位制的單位來(lái)表示(如：SI制)， 只要正確運(yùn)用公式，則計(jì)算的結(jié)果總是用這種單位制中的單位來(lái)表示的 ②．解題時(shí)沒(méi)有必要在式子中一一寫(xiě)出各個(gè)物理量的單位，只要在式子的末尾寫(xiě)出所求量的單位就可以了. ③．題中的己知量有幾位有效數(shù)字，結(jié)果也應(yīng)該保留幾位有效數(shù)字。 超重和失重 從運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)角度分析判斷 物體存在向上的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力的現(xiàn)象,叫超重現(xiàn)象。 系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上的加速度(或向上和加速度分量)稱(chēng)超重. 物體存在向下的加速度時(shí)，它對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力的現(xiàn)象,叫失重現(xiàn)象 物體存在向下的加速度時(shí)，且a=g，它對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?等于零的現(xiàn)象,叫完全失重現(xiàn)象 處于完全失重狀態(tài)下，平常由重力產(chǎn)生的一切現(xiàn)象消失。（自由落體時(shí)，正常運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星上） 視重：物體放在臺(tái)稱(chēng)上(或吊掛在彈簧稱(chēng)下)臺(tái)稱(chēng)(或彈簧稱(chēng))的示數(shù)，稱(chēng)為視重。 難點(diǎn)：一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)重心的變化情況。 特別指出： 1所謂的“超重”“失重”并非指物體的重力變大或減小，而指“好象”增大(或減小),實(shí)際上物體所受的重力根本沒(méi)變。 2超重和失重與物體所在系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)，只與系統(tǒng)的加速度方向有關(guān)。 超重失重并不是重力的增減，完全失重不是重力消失，受的重力仍然存在而且是不變的。 物體處于超重或失重狀態(tài)時(shí)，地球作用于物體的重力始終存，大小也沒(méi)有發(fā)生變化，只是物體對(duì)支持物的壓力 （或?qū)覓煳锏睦Γ┌l(fā)生了變化，看起來(lái)“好象”物體的重量有所增大或減小。 材料篇 牛頓 牛頓是英國(guó)偉大的物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，是17世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠，他的成就遍及物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天體力學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。在物理學(xué)上最方要的成就是發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，綜合地表述了經(jīng)典力學(xué)的三個(gè)基本定律（稱(chēng)為牛頓三大定律）慣性定律，a與力成正比規(guī)律，作用力與反作用力定律。引入質(zhì)量、動(dòng)量、力、加速度、向心力等基本概念，從而建立了經(jīng)典力學(xué)體系，完成了物理學(xué)發(fā)展史上第一次大綜合，建立了自然科學(xué)發(fā)展史上的里程碑，其重要標(biāo)志是1678年發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》這一巨著。 在光學(xué)上，他做了用棱鏡把白光分成七色光的實(shí)驗(yàn)(色散現(xiàn)象)，發(fā)現(xiàn)色差，研究了光的干涉、衍射現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了牛頓環(huán)。制造了牛頓望遠(yuǎn)鏡，1904年出版了<<光學(xué)>>專(zhuān)著。 在數(shù)學(xué)上，牛頓與德國(guó)萊布尼茲各自獨(dú)立創(chuàng)建了“微積分學(xué)”他還建立了牛頓二項(xiàng)式定理，成為高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)始人，是世界上公認(rèn)的偉大數(shù)學(xué)家，開(kāi)辟了數(shù)學(xué)上的一個(gè)新紀(jì)元。在其它各個(gè)方面都有很大的貢獻(xiàn)?？梢哉f(shuō)沒(méi)有牛頓就沒(méi)有現(xiàn)在的物理學(xué)。 1666年前后，他在老家居住的時(shí)候已經(jīng)考慮過(guò)萬(wàn)有引力的問(wèn)題。最有名的一個(gè)說(shuō)法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發(fā)生的那樣，一個(gè)蘋(píng)果從樹(shù)上掉了下來(lái)……一個(gè)蘋(píng)果的偶然落地，卻是人類(lèi)思想史的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它使那個(gè)坐在花園里的人的頭腦開(kāi)了竅，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著。終于，他發(fā)現(xiàn)了對(duì)人類(lèi)具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力。牛頓(lssac Newton,1642~1727)是近代自然科學(xué)史上最負(fù)盛名的科學(xué)家之一。他對(duì)自然科學(xué)的貢獻(xiàn)是多方面的，他對(duì)力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、天文學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科，都有重大的發(fā)現(xiàn)，其中以力學(xué)方面的貢獻(xiàn)最為突出，他創(chuàng)建了以他的名字命名的經(jīng)典力學(xué)體系，把力學(xué)確立為一門(mén)獨(dú)立的體系嚴(yán)密的科學(xué)，并把力學(xué)應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，包括天文學(xué)，從而統(tǒng)一了天上和地上的物理學(xué)。 牛頓的名言錄： “如果我比笛卡兒等人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟隙选? “如果說(shuō)我比別人看得更遠(yuǎn)些,那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说募缟稀? ——牛頓 “我不知道我呈現(xiàn)了什麼給這世界；但就我個(gè)人而言，我覺(jué)得我只是一個(gè)在海邊玩耍的孩童，把自己投入比平常所見(jiàn)更漂亮的貝殼與平滑的石子而已，但展現(xiàn)在我面前的是一片尚未被發(fā)掘的真理的海洋?！? ①我不知道在別人看來(lái)，我是什么樣的人；但在我自己看來(lái)，我不過(guò)就象是一個(gè)在海濱玩耍的小孩，為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對(duì)于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。 ——牛頓 ②真理的大海，讓未發(fā)現(xiàn)的一切事物躺臥在我的眼前，任我去探尋。 ——牛頓 ③你該將名譽(yù)作為你最高人格的標(biāo)志。---牛頓 二、突變類(lèi)問(wèn)題（力的瞬時(shí)性） （1）物體運(yùn)動(dòng)的加速度a與其所受的合外力F有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，每一瞬時(shí)的加速度只取決于這一瞬時(shí)的合外力，而與這一瞬時(shí)之前或之后的力無(wú)關(guān)，不等于零的合外力作用的物體上，物體立即產(chǎn)生加速度；若合外力的大小或方向改變，加速度的大小或方向也立即（同時(shí)）改變；若合外力變?yōu)榱?，加速度也立即變?yōu)榱悖ㄎ矬w運(yùn)動(dòng)的加速度可以突變）。 （2）中學(xué)物理中的“繩”和“線”，是理想化模型，具有如下幾個(gè)特性： A．輕：即繩(或線)的質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一根繩(或線)的兩端及其中間各點(diǎn)的張為大小相等。 B．軟：即繩(或線)只能受拉力,不能承受壓力(因繩能變曲)，繩與其物體相互間作用力的方向總是沿著繩子且朝繩收縮的方向。 C．不可伸長(zhǎng)：即無(wú)論繩所受拉力多大，繩子的長(zhǎng)度不變，即繩子中的張力可以突變。 （3）中學(xué)物理中的“彈簧”和“橡皮繩”，也是理想化模型，具有如下幾個(gè)特性： A．輕：即彈簧（或橡皮繩）的質(zhì)量和重力均可視為等于零，同一彈簧的兩端及其中間各點(diǎn)的彈力大小相等。 B．彈簧既能承受拉力，也能承受壓力（沿著彈簧的軸線），橡皮繩只能承受拉力。不能承受壓力。 C、由于彈簧和橡皮繩受力時(shí)，要發(fā)生形變需要一段時(shí)間，所以彈簧和橡皮繩中的彈力不能發(fā)生突變。 （4）做變加速度運(yùn)動(dòng)的物體，加速度時(shí)刻在變化（大小變化或方向變化或大小、方向都變化度叫瞬時(shí)加速度，由牛頓第二定律知，加速度是由合外力決定的，即有什么樣的合外力就有什么樣的加速度相對(duì)應(yīng)，當(dāng)合外力恒定時(shí)，加速度也恒定，合外力隨時(shí)間變化時(shí)，加速度也隨時(shí)間改變，且瞬時(shí)力決定瞬時(shí)加速度，可見(jiàn)，確定瞬時(shí)加速度的關(guān)鍵是正確確定瞬時(shí)作用力。 三 、動(dòng)力學(xué)的兩類(lèi)基本問(wèn)題 1、已知物體的受力情況求物體運(yùn)動(dòng)中的某一物理量：應(yīng)先對(duì)物體受力分析，然后找出物體所受到的合外力，根據(jù)牛頓第二定律求加速度a，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求運(yùn)動(dòng)中的某一物理量． 2、已知物體的運(yùn)動(dòng)情況求物體所受到的某一個(gè)力：應(yīng)先根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得加速度a，再根據(jù)牛頓第二定律求物體所受到的合外力，從而就可以求出某一分力． 綜上所述，解決問(wèn)題的關(guān)鍵是先根據(jù)題目中的已知條件求加速度a，然后再去求所要求的物理量，加速度象紐帶一樣將運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)連為一體． 說(shuō)明：（1）解答“運(yùn)動(dòng)和力”問(wèn)題的關(guān)鍵是要分析清楚物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，弄清所給問(wèn)題的物理情景． （2）審題時(shí)應(yīng)注意由題給條件作必要的定性分析或半定量分析． （3）通過(guò)此題可進(jìn)一步體會(huì)到，滑動(dòng)摩擦力的方向并不總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)．而是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 它可能是阻力，也可能是動(dòng)力． 規(guī)律方法 1、 瞬時(shí)加速度的分析 2、用牛頓第二定律分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 牛頓第二定律的核心是加速度與合外力的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，瞬時(shí)力決定瞬時(shí)加速度，解決這類(lèi)問(wèn)題要注意： (1)確定瞬時(shí)加速度關(guān)鍵是正確確定瞬時(shí)合外力． (2)當(dāng)指定某個(gè)力變化時(shí)，是否還隱含著其他力也發(fā)生變化． (3)整體法與隔離法的靈活運(yùn)用 第3課 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用（一） 知識(shí)簡(jiǎn)析 一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的解題步驟 應(yīng)用牛頓第二定律解決問(wèn)題時(shí)，應(yīng)按以下步驟進(jìn)行． (1)分析題意，明確已知條件和所求量 (2)選取研究對(duì)象；所選取的對(duì)象可以是一個(gè)物體，也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)，同一個(gè)題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對(duì)象。 (3)對(duì)其進(jìn)行受力情況分析和運(yùn)動(dòng)情況分析（切莫多力與缺力）； (4)根據(jù)牛頓第二定律列出方程； 說(shuō)明：如果只受兩個(gè)力，可以用平行四邊形法則求其合力，如果物體受力較多，一般用正交分解法求其合力，如果物體做直線運(yùn)動(dòng)，一般把力分解到沿運(yùn)動(dòng)方向和垂直于運(yùn)動(dòng)方向；當(dāng)求加速度時(shí)，要沿著加速度的方向處理力；當(dāng)求某一個(gè)力時(shí)，可沿該力的方向分解加速度； (5)把各量統(tǒng)一單位，代入數(shù)值求解； 二、注意事項(xiàng)： ①由于物體的受力情況與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，所以受力分析和運(yùn)動(dòng)分析往往同時(shí)考慮，交叉進(jìn)行，在畫(huà)受力分析圖時(shí)，把所受的外力畫(huà)在物體上(也可視為質(zhì)點(diǎn)，畫(huà)在一點(diǎn)上)，把v0和a的方向標(biāo)在物體的旁邊，以免混淆不清。 ②建立坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)注意： A．如果物體所受外力都在同一直線上，應(yīng)建立一維坐標(biāo)系，也就是選一個(gè)正方向就行了。如果物體所受外力在同一平面上，應(yīng)建立二維直角坐標(biāo)系。 B．僅用牛頓第二定律就能解答的問(wèn)題，通常選加速度a的方向和垂直于a的方向作為坐標(biāo)軸的正方向，綜合應(yīng)用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式才能解答的問(wèn)題，通常選初速度V0的方向和垂直于V0的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸正方向，否則易造成“十”“一”號(hào)混亂。 C．如果所解答的問(wèn)題中，涉及物體運(yùn)動(dòng)的位移或時(shí)間，通常把所研究的物理過(guò)程的起點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)。 ③解方程的方法一般有兩種：一種是先進(jìn)行方程式的文字運(yùn)算，求得結(jié)果后，再把單位統(tǒng)一后的數(shù)據(jù)代入，算出所求未知量的值。另一種是把統(tǒng)一單位后的數(shù)據(jù)代入每個(gè)方程式中，然后直接算出所求未知量的值，前一種方法的優(yōu)點(diǎn)是：可以對(duì)結(jié)果的文字式進(jìn)行討論，研究結(jié)果是否合理，加深對(duì)題目的理解；一般都采用這種方法，后一種方法演算比較方便，但是結(jié)果是一個(gè)數(shù)字，不便進(jìn)行分析討論。（特別指出的是：在高考試題的參考答案中，一般都采用了前一種方法，） 規(guī)律方法 1、牛頓定律應(yīng)用的基本方法 2、超重與失重狀態(tài)的分析 在平衡狀態(tài)時(shí)，物體對(duì)水平支持物的壓力（或?qū)依K的拉力）大小等于物體的重力．當(dāng)物體的加速度豎直向上時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力大于物體的重力，由F－mg=ma得F=m（g＋a）>mg，這種現(xiàn)象叫做超重現(xiàn)象；當(dāng)物體的加速度豎直向下時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力小于物體的重力，mg－F=ma得F=m（g－a）下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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