第2章第5节牛顿第三定律
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
高二物理选修1第2章知识点
高二物理选修1第2章知识点第一节：牛顿运动定律
1. 牛顿第一定律：物体在无外力作用下静止或匀速直线运动。
2. 牛顿第二定律：物体所受合外力等于物体质量与物体加速度的乘积。
3. 牛顿第三定律：任何两个物体之间存在着大小相等、方向相反的两个相互作用力。
第二节：运动方程
1. 一维运动的位移公式：s = v0t + 1/2at^2
2. 一维运动的速度公式：v = v0 + at
3. 一维运动的加速度公式：v^2 = v0^2 + 2as
4. 匀加速直线运动的时间、位移、速度、加速度之间的关系。
第三节：重力运动
1. 重力：地球对物体的吸引力，大小为mg，方向向下。
2. 重力势能：地面上物体的重力势能为0，某一高度上的物体的重力势能为mgh。
3. 动能定理：物体的动能等于物体所受合外力沿着位移方向所做的功。
4. 机械能守恒定律：在只有重力做功的情况下，系统的机械能保持不变。
第四节：圆周运动
1. 向心力：使物体保持圆周运动的力，大小为mv^2/r，方向向心。
2. 离心力：物体离开圆周运动轨道所受到的力，大小与向心力相等、方向相反。
第五节：引力与万有引力定律
1. 引力：两个物体之间相互吸引的力。
2. 万有引力定律：两个物体之间的引力大小与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。
结语：
本章涵盖了高二物理选修1第2章的重要知识点，包括牛顿运动定律、运动方程、重力运动、圆周运动以及引力与万有引力定
律。
通过学习这些知识点，我们可以更好地理解物体的运动规律，并应用于实际问题的解决中。
大学物理第2章质点动力学
第2章质点动力学2.1 牛顿运动定律一、牛顿第一定律任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体所作用的力迫使它改 变这种状态为止。
二、牛顿第二定律物体所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反比, 方向与合外力的方向相同。
表示为f ma说明:⑵在直角坐标系中，牛顿方程可写成分量式f x ma *， f y ma y ， f z ma z 。
⑶ 在圆周运动中，牛顿方程沿切向和法向的分量式f t ma t f n ma n⑷ 动量：物体质量m 与运动速度v 的乘积，用p 表示。
p mv动量是矢量，方向与速度方向相同。
由于质量是衡量，引入动量后，牛顿方程可写成dv m 一 dt 当 f 0时，r 0，dp 常量，即物体的动量大小和方向均不改变。
此结 论成为质点动量守恒定律三、 牛顿第三定律：物体间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，且在同 一直线上。
物体同时受几个力f i ,f 2f n 的作用时，合力f 等于这些力的矢量和f n力的叠加原理d pdtf ma说明：作用力和反作用力是属于同一性质的力。
四、国际单位制量纲基本量与基本单位导出量与导出单位五、常见的力力是物体之间的相互作用。
力的基本类型：引力相互作用、电磁相互作用和核力相互作用。
按力的性质来分，常见的力可分为引力、弹性力和摩擦力。
六、牛顿运动定律的应用用牛顿运动定律解题时一般可分为以下几个步骤：隔离物体，受力分析。
建立坐标，列方程。
求解方程。
当力是变力时，用牛顿第二定律得微分方程形式求解。
例题例2-1如下图所示，在倾角为30°的光滑斜面（固定于水平面）上有两物体通过滑轮相连，已知叶3kg, m2 2kg，且滑轮和绳子的质量可忽略，试求每一物体的加速度a及绳子的张力F T（重力加速度g取9.80m • s 2）。
解分别取叶和m2为研究对象，受力分析如上图。
利用牛顿第二定律列方程:「m2g F TYL F T m1gsi n30o m1a绳子张力F T F T代入数据解方程组得加速度a 0.98m • s 2，张力F T 17.64N。
高中物理必修课章节目录
高中物理新课标教材目录·必修1第一章运动的描述1 质点参考系和坐标系2 时间和位移3 运动快慢的描述──速度4 实验：用打点计时器测速度5 速度变化快慢的描述──加速度第二章匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律2 匀变速直线运动的速度与时间的关系3 匀变速直线运动的位移与时间的关系4 匀变速直线运动的位移与速度的关系5 自由落体运动6 伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1 重力基本相互作用2 弹力3 摩擦力4 力的合成5 力的分解第四章牛顿运动定律1 牛顿第一定律2 实验：探究加速度与力、质量的关系3 牛顿第二定律4 力学单位制5 牛顿第三定律806 用牛顿运动定律解决问题〔一〕7 用牛顿运动定律解决问题〔二〕高中物理新课标教材目录·必修2第五章曲线运动1 曲线运动2平抛运动3实验：研究平抛运动4 圆周运动5 向心加速度6 向心力7 生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1 行星的运动2 太阳与行星间的引力3 万有引力定律4 万有引力理论的成就5 宇宙航行6 经典力学的局限性第七章机械能守恒定律1 追寻守恒量2 功3 功率4 重力势能5 探究弹性势能的表达式6 实验：探究功与速度变化的关系7 动能和动能定理8 机械能守恒定律9 实验：验证机械能守恒定律10 能量守恒定律与能源高中物理新课标教材目录·选修1-1 【高二〔上〕】第一章电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象五、电流和电源六、电流的热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁声对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中第四章电磁涉及其应用一、电磁波的发现二、电磁光谱三、电磁波的发射和接收四、信息化社会五、课题研究：社会生活中的电磁波以下为选修：高中物理新课标教材目录·选修1-2第一章分子动理论内能一、分子及其热运动二、物体的内能三、固体和液体四、气体第二章能量的守恒与耗散一、能量守恒定律二、热力学第一定律三、热机的工作原理四、热力学第二定律五、有序、无序和熵六、课题研究：家庭中的热机第三章核能一、放射性的发现二、原子核的结构三、放射性的衰变四、裂变和聚变五、核能的利用第四章能源的开发与利用一、热机的发展和应用二、电力和电信的发展与应用三、新能源的开发四、能源与可持续发展五、课题研究：太阳能综合利用的研究高中物理新课标教材目录·选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第5节电容器第二章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第三章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第四章交变电流电机第1节交变电流的产生和描述第2节变压器第3节三相交变电流第五章电磁波通信技术第1节电磁场电磁波第2节无线电波的发射、接收和传播第3节电视移动第4节电磁波谱第六章集成电路传感器第1节晶体管第2节集成电路第3节电子电脑第4节传感器高中物理新课标教材目录·选修2-2第一章物体的平衡第1节共点力平衡条件的应用第2节平动和传动第3节力矩和力偶第4节力矩的平衡条件第5节刚体平衡的条件第6节物体平衡的稳定性第二章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第三章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第5节机械第四章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第五章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器高中物理新课标教材目录·选修2-3第一章光的折射第1节光的折射折射率第2节全反射光导纤维第3节棱镜和透镜第4节透镜成像规律第5节透镜成像公式第二章常用光学仪器第1节眼睛第2节显微镜和望远镜第3节照相机第三章光的干预、衍射和偏振第1节机械波的稍微和干预第2节光的干预第3节光的衍射第4节光的偏振第四章光源与激光第1节光源第2节常用照明光源第3节激光第4节激光的应用第五章放射性与原子核第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第六章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核列变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材目录·选修3-1第一章静电场1 电荷及其守恒定律2 库仑定律3 电场强度4 电势能和电势5 电势差6 电势差与电场强度的关系7 静电现象的应用8 电容器与电容9 带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1 电源和电流2 电动势3 欧姆定律4 串联电路和并联电路5 焦耳定律6 电阻定律7 闭合电路的欧姆定律8 多用电表9 实验：测定电池的电动势和内阻10 简单的逻辑电路第三章磁场1 磁现象和磁场2 磁感应强度3 几种常见的磁场4 磁场对通电导线的作用力5 磁场对运动电荷的作用力6 带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材目录·选修3-2第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究电磁感应的产生条件3 楞次定律4 法拉第电磁感应定律5 电磁感应规律的应用6 互感和自感7 涡流第五章交变电流1 交变电流2 描述交变电流的物理量3 电感和电容对交变电流的影响4 变压器5 电能的输送第六章传感器1 传感器及其工作原理2 传感器的应用〔一〕3 传感器的应用〔二〕4 传感器的应用实例课题研究怎样把交流变成直流高中物理新课标教材目录·选修3-3第七章分子动理论1 物体是由大量分子组成的2 分子的热运动3 分子间的作用力4 温度和温标5 内能16第八章气体1 气体的等温变化2 气体的等容变化和等压变化3 理想气体的状态方程4 气体热现象的微观意义第九章物态和物态变化1 固体2 液体3 饱和汽与饱和汽压4 物态变化中的能量交换第十章热力学定律1 功和内能2 热和内能3 热力学第一定律能量守恒定律4 热力学第二定律5 热力学第二定律的微观解释6 能源和可持续发展高中物理新课标教材目录·选修3-4第十一章机械振动1 简谐运动2 简谐运动的描述3 简谐运动的回复力和能量4 单摆5 外力作用下的振动第十二章机械波1 波的形成和传播2 波的图象3 波长、频率和波速4 波的反射和折射5 波的衍射6 波的干预7 多普勒效应1 光的折射2 光的干预3 实验：用双缝干预测量光的波长4 光的颜色色散5 光的衍射6 光的偏振7 全反射8 激光第十四章电磁波1 电磁波的发现2 电磁振荡3 电磁波的发射和接收4 电磁波与信息化社会5 电磁波谱第十五章相对论简介1 相对论的诞生2 时间和空间的相对性3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介课题研究社会生活中的电磁波高中物理新课标教材目录·选修3-5第十六章动量守恒定律1 实验：探究碰撞中的不变量2 动量守恒定律〔一〕3 动量守恒定律〔二〕4 碰撞5 反冲运动火箭6 用动量概念表示牛顿第二定律第十七章波粒二象性1 能量量子化：物理学的新纪元2 科学的转折：光的粒子性3 崭新的一页：粒子的波动性4 概率波5 不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2 原子的核式结构模型3 氢原子光谱4 玻尔的原子模型1 原子核的组成2 放射性元素的衰变3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护5 核力与结合能6 重核的裂变7 核聚变8 粒子和宇宙。
大学物理第2章 牛顿运动定律
推论：当你不去追求一个美眉，这个美眉就会待在那里不动。 2、第二定律(F=ma，物体的加速度，与施加在该物体上的外力成正比)； 推论：当你强烈地追求一个美眉，这个美眉也会有强烈的反应。 评述：这个显然也是错误的！如果你是一只蛤蟆，那么公主是不会动心的。 你的鲜花送得越勤，电话费花得越多，可能对方越是反感，还可能肥了不费力 气的对手。更可能的情况是，当多个人同时在追求一个美眉时，该美眉反而无 动于衷，心想：机会多着呢，再挑一挑。所以，紧了绷，轻了松，火候要拿捏 得好。
mgR 2 F r2
R2 dv mg 2 m 由牛顿第二定律得： r dt 2 dv dv dr dv gR 又 v dr vdv 2 dt dr dt dr r
当r0 = R 时，v = v0，作定积分，得：
v gR 2 R r 2 dr v0 vdv r
故有
k
例题2-4 不计空气阻力和其他作用力，竖直上抛物体的初速 v0最小应取多大，才不再返回地球?
分析：初始条件，r R 时的速度为 v0 只要求出速率方程 v v ( r ) “不会返回地球”的数学表示式为： 当
r 时， v 0
结论：用牛顿运动定律求出加速度后，问 题变成已知加速度和初始条件求速度方程或运动 方程的第二类运动学问题。 解∶地球半径为R，地面引力 = 重力= mg， 物体距地心 r 处引力为F，则有：
说明
1）定义力
2）力的瞬时作用规律
3）矢量性
4）说明了质量的实质 ： 物体惯性大小的量度
5）适用条件：质点、宏观、低速、惯性系
在直角坐标系中，牛顿第二定律的分量式为
d ( mv x ) Fx dt
第二章-牛顿运动定律
Fi 0
( 静力学基本方程 )
二. 牛顿第二定律
某时刻质点动量对时间的变化率正比与该时刻作用在质点上
所有力的合力。
Fi
d(mv) dt
Fi
k
d(mv) dt
取适当的单位，使 k =1 ，则有
Fi
d(mv) dt
dmv dt
m
dv dt
当物体的质量不随时间变化时
Fi
m
dv dt
ma
• 直角坐标系下为
例 一柔软绳长 l ，线密度 ρ，一端着地开始自由下落.
求 下落到任意长度 y 时刻，给地面的压力为多少？
解 在竖直向上方向建坐标，地面为原点（如图）.
取整个绳为研究对象 设压力为 N
N gl dp p p yv
y
dt
N gl d( yv) dy v gt
dt dt
y
l
d( yv) dyv dv y v 2 yg dt dt dt
• 同时性 —— 相互作用之间是相互依存，同生同灭。
讨论
第三定律是关于力的定律，它适用于接触力。对于非接触的 两个物体间的相互作用力，由于其相互作用以有限速度传播， 存在延迟效应。
§2.2 力学中常见的几种力
一. 万有引力
质量为 m1、m2 ，相距为 r 的 两质点间的万有引力大小为
m1
F12
r r0
l
λΔ lg
T (l)
T
N
f2
四. 摩擦力
1. 静摩擦力 当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有 相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋 势的力，称为静摩擦力。
说明
静摩擦力的大小随引起相对运动趋势的外力而变化。最大 静摩擦力为 fmax=µ0 N ( µ0 为最大静摩擦系数，N 为正压力) 2. 滑动摩擦力 两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现 的相互作用的摩擦力，称为滑动摩擦力。
第二章牛顿定律
第二章 牛顿定律【基本内容】一、牛顿运动定律概述1、牛顿第一定律定律内容：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
定律意义：引入了惯性的概念，惯性——物体保持其原有运动状态的一种属性；定性确定了力的概念，力——是使物体的运动状态发生改变的原因。
2、牛顿第二定律定律内容：运动的变化与所加的动力成正比，且发生在该力所沿的直线上。
定律意义：定量确定了力的概念；引入了质量的概念，质量——是物体惯性大小的量度。
定律的数学形式am F =在直角坐标系下：yyy xxx madtdv m F madtdv mF ====,在自然坐标系下：nn mavmF madtdv mF ====ρττ2,3、牛顿第三定律当物体A 以力1F作用在物体B 上时，物体B 必以力2F 作用在物体A 上，且1F 与2F大小相等、方向相反，并在同一直线上。
二、力学中常见的力1、万有引力2211221/1067.6,kgmN G rm m GF ⋅⨯==-若忽略地球的自转，则地球表面附近的物体所受的万有引力叫重力。
2RM Gg g m P ==2、弹力 包括拉力、支撑力等。
胡克定律 kxf -=，k 叫弹簧的倔强系数。
3、摩擦力 滑动摩擦力：kk k N f μμ,=——滑动摩擦系数。
静摩擦力：ss s N f μμ,max=——静摩擦系数。
注意：静摩擦力)0(N f μ≤≤是一个范围概念，只有最大静摩擦力才能用等式Nf μ=max 表示。
惯性系中，静摩擦力由平衡条件求出。
三、惯性系与非惯性系惯性系：牛顿定律适用的坐标系称为惯性系。
相对于惯性系作匀速直线运动的参照系均为惯性系。
非惯性系：相对于惯性系作加速度运动的参照系为非惯性系。
【典型例题】如物体处于惯性系，首先进行受力分析，根据具体情况将力分解，再运用牛顿定律，写出微分方程并求解；如物体处于非惯性系，首先引入惯性力（或利用加速度变换将非惯性系转化为惯性系），再按上面步骤求解。
牛顿第三定律实验演示与解释
加深物理学知识的理解
03
感谢与致谢
感谢参与和支持
感谢大家的热情参与 感谢大家对本次演示的支 持
特别感谢
感谢老师的指导和教诲 感谢同学们的帮助和配合
致谢
感谢所有支持我们的人 感谢参与者的辛勤付出
参考文献
牛顿《自然 哲学的数学
原理》
经典物理学著作
物理学教育 参考资料
学习物理知识的 指导
● 06
第六章 总结与展望
本次演示总结
深入了解牛 顿第三定律
原理
具体实验演示与 理论解释
物体间相互 作用更加清
晰
对牛顿第三定律 应用的理解
未来展望
牛顿第三定律将继续为物理学研究提供基础，通 过更多实验证实和理论探讨，拓展其在不同领域 的应用潜力。
感想与建议
01 深刻理解牛顿第三定律
实验与探讨的重要性
● 04
第四章 牛顿第三定律的局限 性
非理想情况下的情况
01 微观尺度下
可能存在其他影响力的平衡
02 高速情况下
可能不适用牛顿第三定律
03 其他复杂情况
需要进一步研究
弹簧和摩擦力
弹簧的弹力
可能影响第三定 律的观察
额外因素考 虑
不能忽视
摩擦力
对力的平衡产生 影响
反作用力的实验 验证
一些实验可能引起对 牛顿第三定律的怀疑， 为了验证其准确性， 需要严密的实验设计 和观察，以确认定律 的有效性。
03 推箱子
推箱子时，箱子对人的手也会施加相同大小 的反向力
重要性
解释现象
牛顿第三定律可 以解释很多运动 过程中的现象， 如运动中的摩擦 力、动量守恒等
5牛顿三定律
牛顿三定律
第二章 牛顿定律
v 两个物体之间作用力 F 和反作 v , 沿同一直线, 大小相等, 用力 F' 沿同一直线 大小相等
v v F12 = F21
牛顿第三定律
方向相反, 方向相反 分别作用 在两个物体上 . (物体间相互作用规律) 物体间相互作用规律)
v T' v T m
v P v P'
v v v v a = a1 + a 2 + a 3 + L
v v v v F = Fx i + Fy j + Fz k v v v v a = ax i + a y j + az k
F x = ma
F y = ma y Fz = ma z
x
Ft = mat = m
Fn = man = m
dv dt v2
牛顿三定律
第二章 牛顿定律
牛顿第二定律
牛顿三定律
第二章 牛顿定律
牛顿第二定律
中学:物体受到外力作用时,它所获得的加速度 中学:物体受到外力作用时, 的大小与外力的大小成正比, 的大小与外力的大小成正比,并与物体的质量成 反比,加速度的方向与外力的方向相同. 反比,加速度的方向与外力的方向相同.
弹簧弹性力
f = kx
三
相对运动或相对运动趋势) 摩擦力 (相对运动或相对运动趋势)
相对运动趋势: 相对运动趋势: 静摩擦力
f s ≤ f smax
相对运动: 相对运动: 滑动摩擦力 滑动摩擦力
f s = F外 fsmax = s N
fk = k N
牛顿三定律
第二章 牛顿定律
静摩擦系数 us与滑动摩擦系数 uk
物体的平衡与牛顿第三定律
重心是指物体所受重力作用线的交点，重 心对物体的平衡状态起着重要作用。重心 越低，物体越稳定，重心位置决定了物体 的平衡性
物体受力分析
01 作用力
力的来源
02 反作用力
力的对冲
03 支持力
支撑物体的力
稳定性的判据
底大顶小
物体底部支撑面积大
低重心
物体重心位置低
01 04
底宽顶窄
物体底部宽度大
实验1：平衡态 下的力的分析
在实验1中，我们旨在通过分析平衡态下 的力，探讨牛顿第三定律的应用。实验内 容包括实验目的和步骤、实验结果及数据 处理以及实验分析和结论。通过实验，我 们可以深入理解物体平衡的原理。
实验2：摩擦力的 测量与分析
实验设计及方法 实验结论及启示
包括摩擦力的测量方法和实验设计 总结实验结果并得出启示
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物体的平衡与牛顿第三定律
制作人：XX
2024年X月
目录
第1章 物体的平衡与牛顿第三定律 第2章 物体的平衡与摩擦力 第3章 物体的平衡与牛顿第三定律 第4章 实验与案例分析 第5章 应用与展望 第6章 结语
● 01
第1章 物体的平衡与牛顿第 三定律
物体平衡的条件
受力平衡 静止平衡
合力为零
力矩为零 物体不做匀速直线运动
创新科技中的平衡 问题
第2章-牛顿定律
v 2gx 1gx2 2l
x = l 时： v (22 1)gl 2
（2） 最大深度时有 v = 0
0 2gx 1gx2 2l
x 22l 1
（3）
求极值
2g 2 1g x
dv
2l 0
dx 2 2gx 1gx2
2l
2g 21g x 2l
第二章
动力学基本定律
提纲
牛顿运动定律 动量守恒定律 角动量守恒定律 能量守恒定律
在前一章用位移、速度和加速度等概念描述物体
的运动，但没有涉及物体运动状态变化的原因。 从现在开始，我们将研究物体间的相互作用，以 及这种相互作用所引起的物体运动状态变化的规 律。力学的这部分内容叫做动力学。
描述物体状态的量：动能，动量，角动量，能量
外界作用量：冲量，角冲量，功，作用量将改变
物体的状态量。
系统不受外界作用时， 动量，角动量，能量守恒
── 三个守恒定律。
§2-1 牛顿定律
牛顿（Isaac Newton，1642 -1727），英国伟大的物理学 家，一生对科学事业所做的 贡献，遍及物理学、数学和 天文学等领域。在物理学上， 牛顿在伽利略、开普勒等人 工作的基础上，建立了牛顿 三定律和万有引力定律，并 建立了经典力学的理论体系。
f1 1N1
f2 2N2
由A式： 1mAg T mAa
由B式： F 1mAg 2 (mA mB )g T mBa
解得：
F 13.2N
例2.质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为R的
光滑圆弧面下滑。求小球在任一位置时的速度和对圆
弧面的作用。
解： mg cos m dv
第2章力动量能量
强力是粒子之间的相互作用力，是维持原子核的结构 的力，作用范围在0.410-15米至10-15米。
弱力也是粒子之间的相互作用力，是诱发原子核内中 子产生和衰变的力。力程短、力弱。
9
第二章 力 动量 能量
2.1.3 牛顿运动定律的应用 求解动力学问题的原则依据和思想方法
（1）轻绳中的张力T处处相同，指向绳子收缩方向。
（2）物体间的正压力、支持力总是垂直于接触点 的切面指向对方。
（3）弹簧中的弹力F=-kx指向弹簧原长处（k为弹簧
的劲度系数 ）。
F
O
x
7
第二章 力 动量 能量
3.摩擦力 （1）静摩擦力
当物体与接触面存在相对滑动趋势时，物体所受到接 触面对它的阻力。其方向与相对滑动趋势方向相反。
v v02 2gl(cos 1)
将上式代入（2）式，得：T m(v02 2g 3g cos )
l 15
第二章 力 动量 能量
§2.2 动量定理和动量守恒定律
2.2.1 动量定理
1.动量
物体的运动状态不仅取决于速度，而且与物体 的质量有关。
动量：运动质点的质量与速度的乘积。
惯性的量度。质量越大惯性越大，改变物体的运动状
态就越不容易；
牛顿第三定律（作用力与反作用规律）：作用力和 反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条
直线上。 数学形式： F F
说明：牛顿第三定律对力的性质加以补充，力的来源 为物体间的的相互作用，
4
第二章 力 动量 能量
2.1.2 力学中常见的几种力
et
o
en
大学物理第2章动力学牛定律
牛顿第三定律是处理碰撞问题 的基本定律，通过它可以确定 碰撞后物体的运动状态。
02
动力学基本概念与原理
质点与刚体模型
质点
用来代替物体的有质量的点，是实际物体的一种理想化模型。当 物体的大小和形状对所研究的问题影响可忽略不计时，可将物体 视为质点。
刚体
在力的作用下，大小和形状始终保持不变的物体。刚体模型忽略 了物体的形变，突出了物体间的相互作用。
万有引力定律的应用
航空航天技术中，万有引力定律是基本的动力学原理之一。它解释了天体之间的相互作用力，对于设计航天器和预测 其轨道至关重要。
牛顿第一定律的应用
牛顿第一定律（惯性定律）在航空航天技术中也有广泛应用。例如，航天器在太空中保持匀速直线运动或静止状态， 除非受到外力作用。
空气动力学原理
空气动力学是研究空气与物体相对运动时产生的力和力矩的科学。在航空航天技术中，空气动力学原理 对于设计飞行器的形状和结构至关重要，以减小空气阻力并提高升力。
06
总结与展望
本章内容回顾与总结
牛顿运动定律
深入探讨了牛顿三大运动定律，包括惯性定律、动量定律和作用 与反作用定律，以及其在各种物理现象和实际问题中的应用。
动力学基本概念
介绍了质点、质点系、内力、外力等基本概念，以及动量、 冲量、功、动能等动力学量，为后续学习打下基础。
动力学问题的分析方法
详细阐述了动力学问题的分析方法和解题思路，包括受力分析、运动分析、 动量定理、动能定理等，培养了学生的分析问题和解决问题的能力。
动力学数值模拟与仿真技 术的发展
随着计算机技术的不断进步， 动力学数值模拟与仿真技术将 在未来得到更广泛的应用。这 将有助于更深入地理解物理现 象，并为工程设计提供更精确 的依据。
第二章 牛顿定律
r rr FT1 FFT2 T3
m1 g − FT1 = m1a1 m 2 g − FT2 = m 2 a 2 FT3 − m 3 g = m 3 a 3
(1) (2) (3)
m2
m1
找关系：力方面 找关系： 加速度方面
FT2 = FT3 FT1 = FT2 + FT3 = 2FT2
(4) (5)
m 2和m 3相对于滑轮 B的加速度大小 r 相等， 相等，设为 a ；由于B以加速度a1向 上运动， 上运动，故它们相对于 地面的加速
r r F = ma
2.说明：①只适用于质点，惯性系。 说明： 只适用于质点，惯性系。 说明
r r 可取分量形式。 ②对矢量式 F = ma可取分量形式。
平面直角坐标系: 平面直角坐标系
Fx = ma x F y = ma y
自然坐标系: 自然坐标系
Fn = ma n =t = m dt
mg
r y a
0
O
α
r a′
α
r a
x
④取坐标，列方程：取坐标系xoy如图所示。 取坐标，列方程： 如图所示。 加速度分量式： 加速度分量式：
o
Ff0 = F sin 30o − mg = 5.2N
FN o 30 r r mg F r F f0
A
⑤圆锥摆作水平面的匀速率圆运动，摆受哪些力， 圆锥摆作水平面的匀速率圆运动，摆受哪些力， 它的切向力与法向力是如何提供的？ 它的切向力与法向力是如何提供的？
切向力： 切向力： Ft = 0 法向力： 法向力： Fn = FT sin θ
19世纪下半叶：1867年马赫首次给出质量的定义 世纪下半叶： 世纪下半叶 年马赫首次给出质量的定义 两个相互作用着的物体加速度的负比值
牛顿第三定律的实验研究与应用
牛顿第三定律的实验验证
弹簧测力计 实验
两个相互作用的 物体会产生相同
大小的拉力
火箭推进实 验
火箭底部推进的 同时，受到相反
方向的推力
牛顿第三定律的重要性
机器人技术
机器人的运 动原理
机械结构与动力 学
未来机器人 技术发展趋 势与挑战
科技前景展望
如何通过牛 顿第三定律 控制机器人
动作
动作规划与执行
应用案例比较
航空航天
火箭发射 卫星探测 飞行器设计
汽车工程
引擎技术 动力系统 性能提升方法
电子产品设计
稳定性设计 防抖技术 创新应用实例
机器人技术
运动原理 动作控制 技术发展趋势
如何进一步挖掘牛顿第三定律的潜 02 力
探索新的应用领域和技术手段
03 物理学在未来社会发展中的地位
推动社会进步和科技革新的重要学科
展望未来
牛顿第三定律对未 来科技的影响
未来科技将更多地依赖于 牛顿第三定律的原理 将促进科技创新和产业发 展
如何将牛顿第三定 律应用于更多领域
探索物理定律在医学、环 境保护等领域的应用 促进跨学科交叉研究和技 术创新
结语
牛顿第三定律作为自然界的基本定律，在现代科 技中发挥着重要作用。通过对航空航天、汽车工 程、电子产品设计和机器人技术中的应用实例分 析，我们深刻认识到了反作用力在技术领域中的 价值和潜力。期待未来科技的不断创新与发展， 为人类社会带来更多美好的可能。
● 06
第六章 总结与展望
牛顿第三定律的重要性总结
牛顿第三定律与平衡力
反作用力在日常生活中的应用
开车示例
分析车辆的平衡 和运动状态
牛顿第三定 律
影响车辆运动
阻力与推力
符合牛顿第三定 律
物体的平衡条件
01 静止条件分析
物体平衡的基本要素
02 匀速直线运动
牛顿第三定律的影响
03
牛顿第三定律在力学结构中的应用
结构平衡分析
力的平衡原则 应用牛顿第三定律
稳定性考量
保障结构安全 确保稳定性
深入理解牛顿第 三定律的理论基
础
工程应用
探讨平衡力在工 程中的重要应用
未来展望
展望牛顿第三定 律在新领域的发
展趋势
实践验证
通过实验验证牛 顿第三定律的正
确性
感谢观看
THANKS
结构设计
优化力分布 减小变形
● 04
第四章 牛顿第三定律的实验 验证
弹簧测力计实验
弹簧测力计实验是一 种常用的实验方法， 通过该实验可以验证 牛顿第三定律。在实 验中，搭建实验装置 并测量作用力和反作 用力的大小，从而观 察它们之间的关系。 这个实验可以帮助我 们更好地理解牛顿第 三定律的应用。
建筑物支撑与平衡
01 支撑结构
平衡与稳定
02 地基设计
平衡力的考虑
03 支撑柱
结构分析
机械装置的平衡设计
设计原理
平衡装置 力的分析 稳定性控制
应用领域
自动化机械 重型设备 传动系统
力的平衡
机械结构 受力分析 动力学
平衡机构
结构设计 功能优化 性能测试
牛顿第三定律在航天工程中的应用
发射控制
动量守恒
未来发展趋势
01 新材料研究
牛顿第三定律
牛顿第三定律
牛顿第三定律，也称为作用与反作用定律，是经典力学的基本定律
之一。
该定律表明，如果一个物体对另一个物体施加一个力，那么另
一个物体必然会以大小相等、方向相反的力对第一个物体施加反作用力。
简而言之，任何两个物体之间的力都是相互作用力，它们的大小
相等、方向相反，且作用在不同的物体上。
这个定律可以用以下公式表示：F1 = -F2，其中F1是第一个物体对
第二个物体施加的力，F2是第二个物体对第一个物体施加的反作用力。
牛顿第三定律可以解释很多现象，例如走路时我们感觉到地面对我
们施加了一个力，而我们也对地面施加了一个等大、反向的力。
同样，飞行时推力与空气阻力之间也是相互作用的力。
牛顿第三定律是牛顿力学的基础，它对于力学系统的分析和预测具
有重要的影响。
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同时存在、同时变化、同时消失。
3．因作用力与反作用力分别作用在两个物体上，故 其作用效果不能抵消，也不能对其求合力。
2015/10/13
37
课堂小结
用牛顿第二定律解计算题的一般步骤 1、确定研究对象 一般需要知道物体的质量。 2、对研究对象进行受力分析和运动情况分析
按照重力、接触面（弹力、摩擦力）和题目已知力的
3、对牛顿第二定律F合=ma的理解
①、瞬时性；②、矢量性 ；③、同一性；④、因果性
2015/10/13
4
温故知新
用牛顿第二定律解计算题的一般步骤 1、确定研究对象 一般需要知道物体的质量。 2、对研究对象进行受力分析和运动情况分析
按照重力、接触面（弹力、摩擦力）和题目已知力的
次序分析。运动情况主要看是匀速还是加速、减速。 3、，建立坐标系，求出合力 物体运动方向是X轴的正方向。 4、沿着坐标轴，列出牛顿第二定律的方程。
物 理 牛顿第三定律
合肥铁路工程学校 机电教研室
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1
温故知新 学习探究 知识强化 提纲挈领
课题引入
第2章第5节 牛顿第三定律
课堂延伸
2015/10/13
2
温故知新
1、牛顿第一定律告诉了我们哪两个自然规律？ 答：告诉我们①一切物体都具有惯性； ②力是改变物体
运动状态的原因。 力是使物体产生加速度的原因。
2015/10/13
7
学习探究
两块磁铁之间的吸引作用
甲
乙
异性磁极互相吸引
2015/10/138学习探究两块磁铁之间的吸引作用
甲
乙
异性磁极互相吸引
2015/10/13
9
学习探究
两块磁铁之间的吸引作用
右受到左给的力 施力物体：乙磁铁 受力物体：甲磁铁 甲 左受到右给的力 施力物体：甲磁铁 受力物体：乙磁铁
有力的作用，后一个物体一定同时对这个物体也有力的作用。 相互作用的这一对力叫做作用力与反作用力。 一个物体是施力物体，同时它也是受力物体。
2015/10/13
15
学习探究
请利用给出的实例说明力的作用是相互的
实例分析1：桌子和书之间
N1
桌子对书的 支持力
结论1.弹力的作用是相互的。
N2
书对桌子的 压力
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28
学习探究 例1．关于车拉马、马拉车的问题，下列说法中正确 的是 ( )
A．马拉车不动，是因为马拉车的力小于车拉马的力
B．马拉车前进，是因为马拉车的力大于车拉马的力
C．马拉车，不论车动还是不动，马拉车的力的大小 总是等于车拉马的力的大小 D．马拉车不动或车匀速前进时，马拉车的力与车拉 马的力才大小相等
沿着X轴列出牛顿第二定律的主要公式。
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5
学习探究
我们继续学习第二章第五节
拳击比赛中
2015/10/13
6
学习探究
推动火箭前 进的力
反 作 用 作 用 力
施力物体： 气体 受力物体： 火箭
力
对气体 的力 施力物体： 火箭 受力物体： 气体
作 用 力
反 作 用 力
利用火箭升空的情景说明力的作用是相互的
反，作用在一条直线上。
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学习探究
实验结论 牛顿第三定律 两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相
反，作用在一条直线上。
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学习探究
讨论：作用力与反作用力的特点 1）作用在不同的物体上。 2）具有同种性质。
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大小相等，车保持静止；当马拉车的力大于车所受到
的地面摩擦力时，车就开始启动并加速前进。根据牛 顿第三定律作出判断，马拉车的力和车拉马的力是一 对作用力和反作用力，大小始终相等。正确选项为C。 [答案] C
2015/10/13
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学习探究 例2．甲乙两队拔河，下面说法正确的是（ D ） A．甲队输了比赛，是因为甲队拉乙队的力小于乙队拉甲队 的力 B．甲队赢了比赛，是因为甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队 的力 C．只有处于僵持阶段时，甲队拉乙队的力才等于乙队拉甲 队的力 D．不论谁输谁赢，甲队拉乙队的力总等于乙队拉甲队的力
2、惯性和什么有关？
和物体质量有关。
一切物体在任何情况下都具有惯性，惯性是物体固有的 属性，惯性的大小只和物体质量的大小有关。
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3
温故知新
牛顿第二定律
1、内容：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量
成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。这就是牛顿第二 定律。 2、数学表达式 F 合 =ma
2015/10/13
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学习探究
请利用给出的实例说明力的作用是相互的
实例分析2：沿斜面下滑的 物体和斜面之间
结论2.摩擦力的作用是相互的
N1:斜面对物体的支持力； N2:物体对斜面的压力；
f1:斜面给物体的滑动摩擦力；
N1
f2:物体给斜面的滑动摩擦力。
f2
N2
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2015/10/13
学习探究
相互作用的两个力之间有什么关系呢
3）作用力和反作用力具有同时性。
一旦支持力消失，压力也随同消失。 作用力与反作用力的特点： 等大、反向、共线、异物、同生、同灭、同变化、同性质
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学习探究 拔河比赛到底比什么?
2015/10/13
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学习探究 例1、甲乙两队拔河，下面说法正确的是（
D
）
A．甲队输了比赛，是因为甲队拉乙队的力小于乙队拉甲队 的力 B．甲队赢了比赛，是因为甲队拉乙队的力大于乙队拉甲队 的力 C．只有处于僵持阶段时，甲队拉乙队的力才等于乙队拉甲 队的力 D．不论谁输谁赢，甲队拉乙队的力总等于乙队拉甲队的力
2015/10/13
32
学习探究 例3．一个物块在水平地面上滑行,请问物体与地之间有几对 N1 相互作用力? 三对:万有引力G1与G2,弹力N1与N2, 摩擦力f1与f2
f2
G1 N2 G2
f1
v
2015/10/13
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学习探究
作用力与反作用力
一对平衡力
共同点 大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上 作用 两个力分别作用在两个物 两个力作用在同一 不 对象 体上 个物体上 同
F1
F2
同极互相排斥
2015/10/13
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学习探究
实验结论 作用力与反作用力： 两物体间力的作用总是相互的。一个物体对另一个物体
有力的作用，后一个物体一定同时对这个物体也有力的作用。 相互作用的这一对力叫做作用力与反作用力。 一个物体是施力物体，同时它也是受力物体。
2015/10/13
13
学习探究
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学习探究 实例分析2：沿斜面下滑的物体和斜面之间
1）作用力和反作用力作用在不同的物体上。
2）作用力和反作用力具有同种性质。 N1:斜面对物体的支持力； N2:物体对斜面的压力；
f1:斜面给物体的滑动摩擦力；
N1
f2:物体给斜面的滑动摩擦力。
f2
N2
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2015/10/13
学习探究 讨论：作用力与反作用力的特点 1）作用在不同的物体上。 2）具有同种性质。
乙
异性磁极互相吸引
2015/10/13
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学习探究
两块磁铁之间的排斥作用
乙对甲的力 施力物体：乙 受力物体：甲
甲对乙的力 施力物体：甲 受力物体：乙
F1
甲
乙
F2
同极互相排斥
2015/10/13
11
学习探究
两块磁铁之间的排斥作用
左对右的力 施力物体：B 受力物体：A 右对左的力 施力物体：A 受力物体：B
点
作用 同时产生，同时变化，同 不一定同时产生或 时间 时消失，不可单独存在 消失
2015/10/13
34
学习探究
作用力与反作用力 力的 一定是同性质的力 性质
一对平衡力 不一定是同性质 的力
不 一对平衡力的作 同 因为一对作用力与反作用力作 点 作用 用在两个物体上，各自产生作 用效果是使物体 效果 处于平衡状态， 用效果，故不能求合力 合力为零
2015/10/13
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学习探究
[审题指导]
解答本题时需要把握以下两点：
(1)牛顿第三定律的普遍性，与物体的运动状态无关。 (2)分析车能否前进、或匀速前进、或加速前进的原因。
2015/10/13
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学习探究 [解析] 由牛顿第三定律可知，马拉车的力和车拉
马的力是一对作用力和反作用力，大小始终相等。而 车的运动状态的变化，是由车受到的合外力决定的。 当马拉车的力较小时，拉力与车受到地面的静摩擦力
次序分析。运动情况主要看是匀速还是加速、减速。 3、，建立坐标系，求出合力 物体运动方向是X轴的正方向。 4、沿着坐标轴，列出牛顿第二定律的方程。
沿着X轴列出牛顿第二定律的主要公式。
2015/10/13
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2015/10/13
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学习探究 绳 对 灯 的 拉 力
灯 对 绳 的 拉 力 将一个电灯 悬挂在天花 板上
平衡力
灯 的 重 力
作用力与反 作用力
2015/10/13
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课堂小结
1．力是物体对物体的作用，力的作用具有相互性， 总是成对出现的，因此，施力物体同时也是受力物体。 2．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，作用在相互作用的两个物体上，且