重点整理牛頓力學與地球圓周運動.ppt

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1、牛頓力學與地球圓周運動伽立略的實驗裝置：一光滑之軌道面，左邊為固定的斜面，右邊為可調整斜角的斜面。結果：A.使一小球由斜面的上端向下滑，這個球滑至斜面下端後繼續前進，滑向另一斜面，最後達到一個最高位置，這個高度與原來高度相等。B.如果把右邊斜面坡度逐漸減小，球還是可以達到同一高度，只是在斜面上所經過的距離隨之增加。C.如果水平面完全光滑而沒有任何阻力的話，則小球將沿直線永不停止的運動。小球在斜面上運動的情形ACB慣性物體不論是在運動或靜止均具有維持其原有運動狀態的特性。例如：公共汽車開動時，站著的乘客，身體向後傾。在緊急煞車時，乘客則向前傾。在等速行駛

2、的火車中，若向上垂直拋擲硬幣，則硬幣將會落回原地；若拋出後，火車加速前進，則落於後面。若火車減速，則落於前面。牛頓第一運動定律（慣性定律）物體不受外力作用或雖外力作用但所受合力為零時，則其運動狀態將維持不變。靜者恆靜，動者恆沿一直線以等速度運動。物體若維持靜止狀態或作等速度運動時，則其所受外力之合力必為零。若物體運動速度大小或方向改變時，則必受外力作用(或合力不為零)。外力對物體運動狀態的影響一個原來靜止的物體，受外力作用後，它會開始運動。原來就在運動的物體若受到沿運動方向的外力作用後，速度會變快。物體若受到與原運動方向相反的外力作用後，速度會變慢，最

3、後停止下來。物體受外力作用，速度會發生改變，也就是有了加速度。當作用在物體的力量愈大，物體的加速度也愈大。外力作用除了可以改變物體運動速度的大小之外，也可以改變物體運動的方向，如右圖，施力揮棒或揮拍，可使棒球或網球的運動方向發生改變。力與質量對加速度的影響在固定質量下，拉力(F)愈大，則物體所獲得的加速度(a)也愈大；事實上，兩者的關係是成正比的關係。在固定拉力下，質量(m)愈大，則物體所獲得的加速度(a)愈小；它們兩者之間是成反比的關係。綜合(1)(2)之關係，可合併為F＝m×a對同ㄧ車子施予不同的力。施力小者，加速度小施力大者，加速度大對質量不同的

4、車子施與相同的力質量小者，加速度大質量大者，加速度小牛頓第二運動定律(運動定律)物質受拉力F作用時，乃沿力的方向產生加速度a，這個加速度在一定質量m下，和拉力F成正比；而在一定拉力F下，和質量m成反比。力的單位「牛頓」的定義：質量1公斤的物體，其速度每秒增加或減少1公尺／秒。(即加速度大小為1公尺／秒2)，所需的力稱為1「牛頓」，簡寫為1N。根據「牛頓」的定義的關係可寫成：F＝ma承(2)，F＝1N，m＝1kg，a＝1m/s21N＝1kg×1m/s2；1N＝1kg．m/s2作用力與反作用力意義：施一作用力於物體，物體必給予施力者一反作用力一個穿溜冰鞋的

5、人，向前推牆或欄杆，我們發現此人會後退，顯然牆或欄杆必然給此人推力。用力拍打物體，你也曾覺得痛，可見物體一定有給你作用力，而且拍打的力量愈大，作用在你手上的力量也愈大。游泳時，當你用力向後撥水，你會獲得向前的力量；因而得以前進。牛頓第三運動定律每施一作用力於物體，物體必給予施力者一反作用力，作用力與反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直線上。作用力與反作用力大小相等、方向相反，且均沿同一直線作用，但若作用在不同物體，則不可互相抵消。若作用力與反作用力發生在同一物體時，則對物體而言此兩方可互相抵消，因此對於整個物體沒有效果，不會影響整體的運動狀態。故稱

6、此兩力為物體的內力。作用力與反作用力必同時出現，亦同時消失，且兩者為一種交互作用力而並非平衡力。萬有引力定律任何兩個物體之間都存在著相互吸引的作用力，這個吸引力的大小跟兩個物體的質量乘積成正比，和彼此間距離的平方成反比。以公式表示為：力＝萬有引力常數×Ｆ＝Ｇ．遵守牛頓第三運動定律球心距離為r的兩球體。（兩物體存在相互吸引的作用力，吸引力的大小和兩物質質量乘積成正比，和彼此間距離平方比反比）物體的重量物體所受的地球引力又稱為該物體的重力。根據牛頓第二運動定律Ｆ＝ma，物體的重量＝物體的質量×重力加速度，以公式表示可寫成：Ｗ＝m×g由於萬有引力的大小會隨

7、兩物體之間的距離的改變而改變，所以物體的重量也會隨著地點不同而有所差異。重力的單位：公斤重(kgw)，公克重(gw)，牛頓(N)。同一物體在月球上的重量約為在地球上重量的6分之1。圓周運動根據牛頓第二運動定律，要使物體運動狀態改變，就需有一外力一直作用在該物上。因此做圓周運動的物體，就必須一直受到拉力，且這拉力是指向圓心的（手拉繩子之處，相當於圓心），這個指向圓心的拉力稱為向心力。以繩子綁住石頭作圓周運動，當手放鬆時，石頭由於缺少向心力的作用，以致無法做圓週運動，慣性被甩了出去（會沿著運動方向【切線】飛出）。手拉空瓶作圓周運動。地球的自轉地球好比一只陀

8、螺，繞著自轉軸不停地旋轉，每自轉一周就是一天，向著太陽的一面是白天，背著太陽的一面是夜晚，因此