第10讲 牛顿定律 高考物理一轮复习

知识总结

一、牛顿第一定律

●牛顿第一定律

定义：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。

 

●惯性

1、定义：物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

2、惯性是物体的固有属性，惯性不是一种力。任何物体在任何情况下都具有惯性。

3、惯性的大小只由物体本身的特征决定，与外界因素无关。

4、惯性是不能被克服的，但可以利用惯性做事或防止惯性的不良影响。

5、不要把惯性概念与惯性定律相混淆。惯性是万物皆有的保持原运动状态的一种属性，惯性定律则是物体不受外力作用时的运动定律。

 

●运动状态

1、运动状态指的是物体的

速度是是矢量，速度不变则运动状态不变，速度改变运动状态也就改变了，所以运动状态不断改变的物体总有加速度。

 

2、力是改变物体运动的的原因

 

3、质量是物体惯性大小的量度

 

二、实验：探究加速度与力、质量的关系

●加速度与力的关系

1、实验的基本思路

保持物体的质量不变，测量物体在不同的力的作用下的加速度，分析加速度与力的关系。

2、实验设计

（1）实验器材：

（2）实验步骤

（3）实验数据的分析

根据记录的数据，作出a-F图象，即在右图中描点、连线。通过连线可知，在误差允许的范围内，所描绘各点大致分布在同一条过坐标原点的直线上。

（4）实验结论

 

●加速度和质量的关系

1、实验的基本思路

保持物体所受的力相同，测量不同质量的物体在该力作用下的加速度，分析加速度与质量的关系。

2、实验的操作步骤

3、实验数据的分析

根据记录的数据作出力F不变时，a-m和a-1/m的图象。在坐标纸上描点、连线。由图甲可知，当F不变时，m越大，a越小，有可能成反比。因此，a-m图象不易反映出相应的规律。若与a与m成反比，则a与1/m成正比，故作出F不变时的a-1/m关系图象，如图乙所示。

4、实验结论

三、牛顿第二定律

●牛顿第二定律

1、内容

2、表达式

3、力的单位

K=1需要满足什么条件

4、牛顿第二定律的一般表达式

5、对牛顿第二定律的理解

因果关系：只要物体所受合力不为零(无论合力多么的小)，物体就获得加速度，即力是产生加速度的原因，力决定加速度，力与速度、速度的变化没有直接关系。如果物体只受重力G=mg的作用，则由牛顿第二定律知物体的加速度为a=。

矢量关系：F=ma是一个矢量式，加速度a与合外力都是矢量，物体加速度的方向由它所受的合外力的方向决定且总与合外力的方向相同。

 

瞬时对应关系：牛顿第二定律表示的是力的瞬时作用规律当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，即同时产生、同时变化、同时消失。

 

独立对应关系：当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与其对应的加速度，而物体实际的加速度是物体所受各力产生的加速度的叠加

 

同体关系：加速度和合外力是同属一个物体的。

 

6、应用牛顿第二定律解题的一般步骤：

①确定研究对象。

②分析研究对象的受力情况，画出受力图。

③选定正方向或建立直角坐标系。

④求合力。

⑤根据牛顿第二定律列方程。

 

四、力学单位制          

●基本物理量：反映物理学基本问题的物理量。如力学中有三个基本物理量――质量、时间和长度。

●基本单位：所选定的基本物理量的(所有)单位都叫做基本单位，如在力学中，选定长度、质量和时间这三个基本物理量的单位作为基本单位：

长度：cm、m、km等

质量：g、kg等

时间：s、min、h等

●力学中的国际单位制

①基本单位

长度的单位：m(米)，

质量的单位：kg(千克)，

时间的单位：s(秒)．

②导出单位

速度的单位：m／s(米／秒)，

加速度的单位：m／s²(米／秒²，读作“米每二次方秒”)，

力的单位：N(kg・m／s²，牛顿)等等。

 

五、牛顿第三定律

●作用力与反作用力

1、力的作用是相互的、同时发生的

2、作用力和反作用力

大量的实验表明，力的作用都是相互的。也就是说，任何物体是施力物体的同时，也是受力物体。两个物体间相互作用的这一对力，叫做作用力与反作用力。  

3、平衡力与作用力和反作用力的关系

●牛顿第三定律

1、内容：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。

2、表达式：

六、用牛顿运动定律解决问题（一）

●动力学的两类基本问题

1、根据物体的受力情况确定物体的运动情况。其解题基本思路是：利用牛顿第二定律F合=ma求出物体的加速度a；再利用运动学的有关公式（，，等）求出速度vt和位移s等。

2、根据物体的运动情况确定物体的受力情况。其解题基本思路是：分析清楚物体的运动情况，选用运动学公式求出物体的加速度，再利用牛顿第二定律求力。

3、应用牛顿运动定律结合运动学公式解决力和运动关系的一般步骤是：

（1）确定研究对象；

（2）分析研究对象的受力情况：必要时画受力示意图；

（3）分析研究对象的运动情况，必要时画运动过程简图；

（4）利用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；

（5）利用运动学公式或牛顿第二定律进一步求解要求的物理量；

（6）运用牛顿第三定律进一步说明所求的物理量与其他量的关系。

●超重和失重现象

1、超重现象

定义：

产生原因：物体具有       的加速度。

2、失重现象

定义：

产生原因：物体具有        的加速度。

3、完全失重现象

定义：

产生原因：物体竖直向下的加速度就是    加速度，即只受   力作用，不会再与支持物或悬挂物发生作用。是否发生完全失重现象与运动方向无关，只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。