02 牛顿运动定律
牛顿运动定律教材分析及教学建议
CHAPTER
教材使用心得分享
内容深度适中
结构清晰
实例丰富
习题适量
教师使用心得
01
02
03
04
教师普遍认为该教材的内容深度适中，既适合初学者，也适合进阶学习者。
教师认为该教材的结构清晰，章节安排合理，有助于学生系统地掌握知识。
教材中包含大量实例，有助于学生更好地理解抽象的概念和公式。
教师认为教材中的习题适量，既不过于简单也不过于复杂，有助于提高学生的解题能力。
内容全面
培养能力
加强实验环节
增加生活实例
家长认为该教材不仅传授知识，还注重培养学生的实践能力和解决问题的能力。
有家长建议加强教材中的实验环节，让孩子更多地参与到实验中，提高动手能力。
有家长建议增加与生活相关的实例，使抽象的物理概念更贴近生活，便于孩子理解。
家长反馈与建议
05
CHAPTER
教材改进意见
牛顿运动定律教材分析及教学建议
目录
教材内容概述 教材特点分析 教学建议 教材使用心得分享 教材改进意见
01
CHAPTER
教材内容概述
总结词
阐述物体运动的基本规律，强调惯性原理。
详细描述
牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指出如果没有外力作用，物体会保持其静止状态或匀速直线运动状态。它强调了物体具有保持其运动状态的惯性属性。
学生普遍认为该教材易于理解，语言通俗易懂，降低了学习难度。
易于理解
学生认为该教材注重理论与实践相结合，实用性很强。
实用性强
教材中的实例和实验设计有助于激发学生的学习兴趣，提高学习积极性。
激发兴趣
学生认为通过学习该教材，提高了自己分析问题和解决问题的能力。
牛顿运动定律应用(上课用)
F
a FT 8m/ s2 m2
G2
再分析m1m2整体受力情况：
FN m2m1 F
F =(m1+m2)a=24N
G
求解简单的连接体问题的方法：
-------整体隔离法 1、已知外力求内力：
先用整体法求加速度， 再用隔离法求内力
2、已知内力求外力： 先用隔离法求加速度， 再用整体法求外力
例与练
1、如图所示，质量为2kg 的m1和质量为1kg 的m2 两个物体叠放在一起，放在水平面，m1 与m2、m1 与水平面间的动摩擦因数都是0.3，现用水平拉力F 拉m1，使m1 和m2一起沿水平面运动，要使m1 和 m2之间没有相对滑动，水平拉力F最大为多大？
问题2：由物体的运动情况求解受力情况
例2.一个滑雪的人，质量m = 75kg，以v0 = 2m/s的初速
度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角θ= 30o，在 t = 5s 的时间内滑下的路程x = 60m，求滑雪人受到的阻力 （包括摩擦和空气阻力）。
思路：已知运动情况求受力。 应先求出加速度a，再利用 牛顿第二定律F合=ma求滑 雪人受到的阻力。
(1643-1727)
知识准备
一、牛顿第二运动定律
1、内容：物体加速度的大小跟所受到的作用 力成正比,跟它的质量成反比; 加速度方向 跟作用力方向相同。
2、公式: F=ma
二、运动学常用公式
速度公式 ：v = vo+at
位移公式：x= vot +
1
2 at2
导出公式：v 2－ vo 2 =2ax
问题1：由受力情况求解运动情况
解：开始水平力作用时对物体受
力分析如图，
Ff
水平 F f方 M 1 .向 .a ...1 ( ) .： .....
第2章 牛顿运动定律
分离变量求定积分，并考虑到初始条件：t=0时v=v0，则有
v dv t μ
dt
v v0
2
0R
即
v
1
v0
v0t
R
将上式对时间积分，并利用初始条件t=0时，s=0得
s
R μ
ln 1
μ R
v0t
15
例题2-2 一条长为l质量均匀分布的细链条AB，挂在半径 可忽略的光滑钉子上，开始时处于静止状态。已知BC段 长为L（l/2<L<2l/3），释放后链条做加速运动，如图所示。 试求BC=2l/3时，链条的加速度和速度。
a0
a0
mg
T -ma0
mg
讨论一种非惯性系，做直线运动的加速参考系，在以恒定
加速度 沿a直0 线前进的车厢中，用绳子悬挂一物体。在地面
上的惯性参考系中观察，牛顿运动定律成立。 在车厢中的参考系（非惯性系）内观察，虽然物体所受张
f μN
µ为滑动摩擦系数，它与接触面的材料和表面状态（如 粗糙程度、干湿程度等）有关；其数值可查有关手册。
10
2.2.2 力学中常见的几种力
3、摩擦力。
当两个相互接触的物体虽未发生相对运动，但沿接触面有 相对运动的趋势时，在接触面间产生的摩擦力为静摩擦力。 静摩擦力的大小可以发生变化。
如图所示，用一水平力F推一放置在粗糙水平面上的木箱，
解：取被抛物体为研究对象，物体运动过程
中只受万有引力作用。取地球为参考系，垂 直地面向上为正方向。物体运动的初始条件
v0
是：t=0时，r0=R，速度是v0。略去地球的公 转与自转的影响，则物体在离地心r处的万有
m
引力F与地面处的重力P之间的关系为
牛顿运动定律教材分析及教学建议
动量守恒定律的理解与应用
理解力的独立性原理是重点，掌握其在多物体系统中的应用是难点。
学生需要掌握力的独立性原理，即“一个物体受到的力与其它物体的运动状态无关”。学生应能够分析多物体系统的动力学问题，如连接体、碰撞等，并运用该原理进行解释。此外，学生还应了解力的独立性原理在工程领域中的应用，如机械系统、控制系统等。
总结词
详细描述
力的独立性原理的理解与应用
05
CHAPTER
教材的适用范围与对象
适用范围
高中物理
适用于高中阶段的物理课程，作为牛顿运动定律学习的主体教材。
大学物理
可作为大学物理课程的参考教材，帮助学生深入理解牛顿运动定律及其应用。
物理教师
为物理教师提供教学资源，辅助教师进行教学设计和授课。
加强解题思路指导
习题与作业建议
04
CHAPTER
教材中的重点与难点分析
总结词
理解牛顿第一定律是教学的重点，掌握其在生活中的应用是难点。
详细描述
学生需要深入理解牛顿第一定律，即“物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态”。在此基础上，学生应能够分析生活中的现象，如汽车刹车、滑冰等，并运用该定律进行解释。
牛顿第一定律的理解与应用
VS
理解动量守恒定律是重点，掌握其在生活和科研中的应用是难点。
详细描述
学生需要掌握动量守恒定律，即“系统在不受外力作用时，动量始终保持不变”。学生应能够分析碰撞、火箭升空等现象，并运用该定律进行解释。此外，学生还应了解动量守恒定律在科研中的应用，如原子物理、天体物理等领域。
01
更新陈旧内容
建议教材编写者在未来的修订中，对陈旧的内容进行更新，以反映最新的科研成果和进展。
02牛顿运动定律习题解答
02牛顿运动定律习题解答第二章牛顿运动定律一选择题1．下列四种说法中，正确的为：（）A.物体在恒力作用下，不可能作曲线运动；B.物体在变力作用下，不可能作曲线运动；C.物体在垂直于速度方向，且大小不变的力作用下作匀速圆周运动；D.物体在不垂直于速度方向的力作用下，不可能作圆周运动；解：答案是C。
2．关于惯性有下面四种说法，正确的为：（）A.物体静止或作匀速运动时才具有惯性；B.物体受力作变速运动时才具有惯性；C.物体受力作变速运动时才没有惯性；D.惯性是物体的一种固有属性，在任何情况下物体均有惯性。
解：答案是D3．在足够长的管中装有粘滞液体，放入钢球由静止开始向下运动，下列说法中正确的是：（）A.钢球运动越来越慢，最后静止不动；B.钢球运动越来越慢，最后达到稳定的速度；C.钢球运动越来越快，一直无限制地增加；D.钢球运动越来越快，最后达到稳定的速度。
解：答案是D4．一人肩扛一重量为P的米袋从高台上往下跳，当其在空中运动时，米袋作用在他肩上的力应为：（）A.0B.P/4C.PD.P/2解：答案是A。
简要提示：米袋和人具有相同的加速度，因此米袋作用在他肩上的力应为0。
5．有两辆构造相同的汽车在相同的水平面上行驶，其中甲车满载，乙车空载，当两车速度相等时，均关掉发动机，使其滑行，若从开始滑行到静止，甲车需时t1，乙车为t2，则有：（）A.t1=t2B.t1>t2C.t1<t2D.无法确定谁长谁短解：答案是A。
简要提示：两车滑动时的加速度大小均为g，又因v0at1=v0at2=0，所以t1=t26.若你在赤道地区用弹簧秤自已的体重，当地球突然停止自转，则你的体重将：（）A.增加；B.减小；C.不变；D.变为0解：答案是A简要提示：重力是万有引力与惯性离心力的矢量和，在赤道上两者的方向相反，当地球突然停止自转，惯性离心力变为0，因此体重将增加。
7.质量为m的物体最初位于某0处，在力F=k/某2作用下由静止开始沿直线运动，k为一常数，则物体在任一位置某处的速度应为（）A.k112k113k11k11()B.()C.()D.()m某某0m某某0m某某0m某某0解：答案是B。
牛顿运动定律
er
m1
Fr m2
重力 P mg 矢量式 P mg
g 重力加速度
比 萨 斜 塔
重力加速度和质量无关
F
G
Mm
R2
P mg
g
G
M R2
9.80m/s2
讨论：
万有引力公式只适用于两 质点。
一般物体万有引力很小， 但在天体运动中却起支配 作用。
二、弹性力 (elastic force) 物体发生弹性变形后，内部产生欲恢复形变的力。 常见的有：弹簧的弹力、绳索间的张力、压力、支
a
F 1 a1
aF22aF3 3
Fi ai
4.此式为矢量关系，通常要用分量式：
Fx ma x
Fy ma y
F ma
Fn man
三、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law)
作用力与反作用力总是大小相等、
方向相反，作 用在同一条直线上。 F12 F21
★已做和待做的工作：
• 弱、电统一：1967年温伯格等提出理论 1983年实验证实理论预言
• 大统一(弱、电、强 统一)： 已提出一些理论，因目前加速器能量不够
而无法实验证实。
• 超大统一：四种力的统一
电弱相互作用
强相互作用
“超大统一”（尚待实现）
万有引力作用
2.4 牛顿定律的应用举例
应用牛顿定律解题的基本方法
动量为 mv 的质点，在合外力的作用下，其动量
随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
表达式：
F合外
dp dt
或： F合外 ma
当
2牛顿运动定律
第二章 牛顿运动定律（Newton’s Laws of Motion ）§1 牛顿运动定律▲第一定律(惯性定律)(First law ，Inertia law ): 任何物体都保持静止或作匀速直线运动的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
⎩⎨⎧概念定性给出了力与惯性的定义了“惯性系” 惯性系（inertial frame ）：牛顿第一定律成立的参考系。
力是改变物体运动状态的原因，而并非维持物体运动状态的原因。
▲第二定律（Second lawF ρ：物体所受的合外力。
m ：质量（mass ），它是物体惯性大小的量度，也称惯性质量（inertial mass ）。
若m = const. ，则有：a m F ρρ= a ρ：物体的加速度。
第一定律▲第三定律（Third Law ）：2112F F ρρ-=说明：1.牛顿定律只适用于惯性系；2.牛顿定律是对质点而言的，而一般物体可认为是质点的集合，故牛顿定律具有普遍意义。
Δ§2 SI 单位和量纲（书第二章第2节）Δ§3 技术中常见的几种力（书第二章第3节）Δ§4基本自然力（书第二章第4节）m 1 m 2 F 12 F 21§5 牛顿定律应用举例书第二章第2节的各个例题一定要认真看，下面再补充一例，同时说明作题要求。
已知:桶绕z轴转动，ω= const.水对桶静止。
求：水面形状（z - r关系）解：▲选对象：任选表面上一小块水为隔离体m ；▲看运动：m作匀速率圆周运动raρρ2ω-=；▲查受力：受力gmρ及Nρ，水面⊥Nρ（∵稳定时m受周围水及空气的切向合力为零）；▲列方程：⎩⎨⎧-=-=-)2(sin)1(cos2rmNrmgNzωθθ向：向：θtg为z（r）曲线的斜率，由导数关系知：rzddtg=θ(3)由(1)(2)(3)得：rgrz2ddtgωθ==分离变量： r r gz d d 2ω= 积分： ⎰⎰=zz rr r g z 002d d ω得： 0222z r g z +=ω（旋转抛物面） 若已知不旋转时水深为h ，桶半径为R ,则由旋转前后水的体积不变，有： ⎰=⋅R h R r r z 02d 2ππ⎰=+Rh R r r z r g 02022d 2)2(ππω 得 g R h z 4220ω-=▲验结果： 0222z r g z +=ω ·单位：[2ω]=1/s 2 ，[r ]=m ，[g ]=m/s 2][m m/sm )/s 1(]2[2222z g ==⋅=ω，正确。
牛顿三大定律是什么
牛顿三大定律是什么
牛顿三大定律，也称为经典力学三大定律，是物理学中最基本的定律之一，由
英国科学家牛顿在17世纪提出，并被视为经典力学的基石。
这三大定律分别为惯
性定律、动力学定律和相互作用定律。
1. 惯性定律
惯性定律又称为牛顿第一定律，它阐述了物体保持静止或匀速直线运动的倾向，除非受到外力的作用。
换句话说，物体将保持其所处的运动状态，直到有外力施加为止。
这意味着如果没有外力的作用，物体会继续保持它的静止或匀速直线运动状态。
2. 动力学定律
动力学定律是牛顿的第二定律，它描述了物体的运动是如何受到施加在其上的
力的影响。
该定律表明，物体所受的力等于其质量与加速度的乘积，即F=ma，其
中F代表受到的力，m为物体的质量，a为其加速度。
这意味着当一个物体受到
外力时，其加速度将与所受力的大小成正比，与物体的质量成反比。
3. 相互作用定律
相互作用定律是牛顿的第三定律，也称为作用与反作用定律。
该定律指出：对
于任何两个物体而言，彼此之间的相互作用力大小相等，方向相反。
换句话说，如果物体A对物体B施加一个力，那么物体B对物体A会产生一个大小相等、方向
相反的力。
这解释了为什么在物体之间的相互作用力总是成对出现的。
综上所述，牛顿的三大定律为经典力学奠定了基础。
理解这些定律不仅有助于
我们解释物体的运动规律，还为我们设计复杂系统和解决工程问题提供了重要的理论支持。
通过深入研究和实践这些定律，我们能更好地理解自然界中的运动规律和相互作用关系。
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习题二 牛顿运动定律
一、选择题：
1、如图，两个质量相同的木块A 和B 紧靠在一起，置于光滑的水平面上，若分别
受水平推力1F 和2F 的作用，则A 对B 的作用力大小为（ D ）
A 、21F F -
B 、21F F +
C 、)(2121F F -
D 、)(2121F F + 2、在滑动摩擦系数为u 的地面上，用力F 拉一个质量为m 的物体，使物体水平运动有最大加速度，则拉力F 与水平方向的夹角α
A 、αcos =u
B 、αsin =u
C 、tan =u
提示：求出(),0da a a d αα==令
3、如图所示,竖立的圆筒形转笼，半径为R ，绕中心轴OO ' 转动，物块A 紧靠在圆筒的内壁上，物块与圆筒间的摩擦系数为μ，要使物块
A 不下落，圆筒的角速度ω 至少应为 （ C ）
(A) R g μ (B) g μ (C) ()R g μ (D) R g
4、在绳子的一端系一质量为m 的物体，使之在半径为R 的铅直圆
周上运动，求物体在运动过程中所需的最小速率（ B ）
A 、Rg
B 、Rg
C 、2)(Rg
D 、3Rg
5、两个质量相等的小球由轻弹簧相连接，再用一细绳竖直悬挂
于天花板上，处于静止状态，如图所示；将绳子剪断的瞬间，
球1和球2的加速度分别为（ D ）
A 、g a g a ==21，
B 、g a a ==210，
C 、021==a g a ，
D 、0221==a g a ，
F
二、填空题
1、 一光滑斜面上放置一质量为m
为 mg cos α ，若用一竖直的光滑木板挡住物体下滑，则物
体对斜面的压力为 mg sec α。
2、 用一沿水平方向的外力F 把一质量kg m 2=的物体紧紧
地压在摩擦系数25.0=u 的墙面上，当N F 10=时，则摩
擦力=f 2.5 N ；当N F 100=时，
则摩擦力=f 19.6 N 或20N 。
3、 质量为m 的质点与一长为L 、质量为M 的匀质细棒沿一
线放置，质点与棒的近端相距为d ，则 这两物体间的万有引力大小为()GMm d d L +。
特别提示：用微元法！因万有引力定律只适用两个质点，细棒不可以看成质点！！
4、一船质量为 m ，关闭引擎后的速度为0v ，运动中受到水的阻力，阻力大小与船速成正比，比例系数为k ，则船速减为其初速的一半所需的时间为ln 2m k ⋅，这段时间内船前进的距离为02mv k。
提示：1）dv F kv m dt =-=，m dv dt k v =-，00t v v m dv dt k v
=-⎰⎰，求出()v v t =，令02
v v =,求出t ∆； 2）dx v dt
=，dx vdt =，210x t x x dx vdt ∆∆==⎰⎰。
d L
三、计算题
1、 质量为m 的质点，被固定中心以大小为F kmr =的力排斥，其中k 为固定常数，
r 为质点到固定中心的距离。
初始时00==v a r ，，求当质点走过路程a s =时的速率。
解：由题意知该质点必定沿通过固定中心的直线运动，则 dv dr dv dv F kmr ma m
m v mv dr dt dr dr ===⋅=⋅=
20
,
a v a krdr vdv krdr vdv v a
===⎰⎰
2、 质量为m 的物体，在水中受到水的浮力为F ，由静止开始自由下落，讨论在下
列几种情形时物体的速度与时间（或下降深度）的关系。
（1）水的阻力恒定为f ；（2）水的阻力与速率成正比，即kv f =（k 为一常数）；（3）水的阻力与速率平方成正比，即2
kv f =（k 为一常数）。
解：1）mg F f ma --= F f a g m
+=- F f v at g t m +⎛⎫==- ⎪⎝
⎭ 2）dv mg F kv m dt
--= ()/1k m t mg F v e k
--⎡⎤=
-⎣⎦ 3）2dv mg F kv m dt --=
t =。