1、1牛顿运动定律专题华硕物理辅导赖老师 1537767089知识网络2第一部分 牛顿第一定律和牛顿第三定律知识点一 -牛顿第一定律1定律内容：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。2惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。3理想实验：也叫假想实验。它是在可知的经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证。对惯性的理解1惯性是物体的一种固有属性，一切物体都具有惯性。2惯性的大小和
2、有无与物体的运动状态、受力情况均无关，不论物体处于怎样的运动状态，惯性总是存在的。当物体静止时，它一直“想”保持这种静止状态；当物体运动时，它一直“想”保持这一速度做匀速直线运动。3惯性的大小只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。例：在向前行驶的客车上驾驶员和乘客的身体姿势如图所示，则对客车运动情况的判断正确的是（ ）A客车一定做匀加速直线运动 B客车一定做匀速直线运动C客车可能是突然减速 D客车可能是突然加速知识点二-牛顿第三定律1定律内容两个物体之间的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。对牛顿第三定律的理解1定律中的“总是”二字说明对于任何物体
3、，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。2牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力，不一定是作用力与反作用力。3牛顿第三定律说明了作用力与反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必须同时产生或消失，否则其间的相等关系就不成立了。4作用力与反作用力有如下说明：“四同”（同大小、同时存在、同性质、共线）；“三异”（反向、异体、不同效果）；“三无关”（与什么物体无关，与相互作用的两物体的运动状态无关，与是否和另外的物体相互作用无关）。5牛顿第三定律的实验性：牛顿第三定律是一个实验定律，可用实验方法验证作用力与反作用力大小是相等的。如甲、
4、乙两队进行拔河比赛，无论胜败如何，甲、乙两队拉绳子的力是大小相等、方向相反的。3例：在一次学校组织的拔河比赛中甲队胜、乙队负，在分析总结会上，同学们关于胜负的讨论有以下几种说法，正确的是（ ）A由于甲胜、乙负，所以甲拉乙的力大于乙拉甲的力B只在两队相持不动时，两队拉力才大小相等C不管什么情况下两队的拉力总是相等的D甲队获胜的原因是甲队受到地面的最大静摩擦力大于乙队受到地面的最大静摩擦力典型例题类型一生活现象中的惯性问题例 1、一天，下着倾盆大雨某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了。列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的（ ）总结：同学们对惯性的理解时常有下面的错误认识：（1）认为做匀
5、速直线运动的物体才有惯性，做变速运动的物体没有惯性；（2）物体在做匀速直线运动或静止时有惯性，一旦速度改变，惯性就没有了；（3）把惯性看成一种力，认为物体保持原来的运动状态是因为受到了“惯性力”；（4）认为物体的速度越大，物体的惯性越大等等。【变式】下列关于惯性的各种说法中，你认为正确的是（ ）A材料不同的两个物体放在地面上，用一个相同的水平力分别推它们，则难以推动的物体惯性大B在完全失重的情况下，物体的惯性将消失C把手中的球由静止释放后，球能竖直加速下落，说明力是改变物体惯性的原因D抛出去的标枪、手榴弹等是靠惯性向远处运动的。类型二牛顿第一定律的理解例 2、关于牛顿第一定律有以下说法，正确的
6、是（ ）牛顿第一定律是由理想实验得出的定律 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因惯性定律与惯性的实质是相同的 物体的运动不需要力来维持A B C D总结：惯性是物体的固有属性，与物体的运动情况及受力情况无关。质量是惯性大小的唯一量度。有的同学总认为“惯性与物体的运动速度有关。速度大，惯性越大；速度小，惯性就小”。理由是物体运动速度大，不容易停下来；速度小，容易停下来。产生这种错误认识的原因是把“惯性大小表示运动状态改变的难易程度，理解成惯性大小是把物体从运动变为静止的难身程度。事实上，在受到了相同阻力的情况下，4速度（大小）不同质量相同的物体，在相同的时间内速度的减小量是相同的。这就说明
7、质量相同的物体，它们改变运动状态的难易程度是相同的，所以它们的惯性是相同的，与它们的速度无关。【变式】关于物体的运动，下列说法中正确的是（ ）A运动速度大的物体，不能很快停下来，是因为速度大时，惯性也大B静止的火车启动时，速度变化慢，是因为静止的火车惯性大C乒乓球可以快速抽杀是因为乒乓球惯性小的缘故D物体受到的外力大，则惯性小；受到的外力小，则惯性就大类型三作用力、反作用力和一对平衡力的区别作用力和反作用力与一对平衡力的联系和区别（1）联系：都是大小相等、方向相反，作用在一条直线上。（2）区别：作用力和反作用力都是同种性质的力，而一对平衡力不一定是同种性质的力。作用力和反作用力总是同时产生、同
8、时消失，而一对平衡力不具有同时性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，而一对平衡力作用在同一物体上。作用力和反作用力可以处于任何运动状态，而一对平衡力的相关物体一定处于平衡状态。例 3、如图所示，物体 A 放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则（ ）A绳子对 A 的拉力小于 A 受的静摩擦力BA 受的重力和桌面对 A 的支持力是一对作用力和反作用力CA 对桌面的压力和桌面对 A 的支持力总是平衡的DA 对桌面的摩擦力的方向是水平向右的该方向才会有平衡力。【变式】用水平外力 F 将木块压在竖直墙面上而保持静止状态，下列说法中正确的是（ ）A木块重力与墙对木块的静摩擦力平衡B木块重
9、力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力C水平力 F 与墙对木块的正压力是一对作用力与反作用力D木块对墙的压力的反作用力与水平力 F 是一对平衡力5第二部分 牛顿第二定律知识点一牛顿第二定律一、牛顿第二定律1牛顿第二定律内容：物体运动的加速度与所受的合外力处边成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力相同。2牛顿第二定律的比例式为 ；表达式为 。3力的单位是牛（N），1 N 力的物理意义是使质量为 m=1kg 的物体产生 的加速度的力。4几点说明：（1）瞬时性：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，力是加速度产生的根本原因，加速度与力同时存在、同时变化、同时消失。（2）矢量性： 是一个矢量
10、方程，加速度 a 与力 F 方向相同。（3）独立性：物体受到几个力的作用，一个力产生的加速度只与此力有关，与其他力无关。（4）同体性：指作用于物体上的力使该物体产生加速度。应用步骤一般为：确定研究对象；分析研究对象的受力情况并画出受力图；建立直角坐标系，把力或加速度分解在 x轴和 y 轴上；分别沿 x 轴方向和 y 轴方向应用牛顿第二定律列出方程；统一单位，计算数值。例：如图所示，质量为 和 的两个物体用细线相连，在大小恒定的拉力 F作用下，先沿水平面，再沿斜面，最后竖直向上运动，在三个阶段的运动中，线上张力的大小（ ）A由大变小 B由小变大C始终不变 D由大变小再变大典型例题类型一力、加速度
11、、速度的关系合外力和加速度之间的关系是瞬时关系，但速度和加速度不是瞬时关系。同时要注意是加速还是减速只取决于加速度与速度的方向，加速度与速度同向时，速度增加，加速度与速度反向时，速度减小。例 1、如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧被压缩到最短的过程中，即弹簧上端位置 A O B，且弹簧被压缩到 O 位置时小球所受弹力等于重力，则小球速度最大时弹簧上端位于（ ）AA 位置 BB 位置CO 位置 DOB 之间某一位置。6【变式】如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的 D 点，自由伸长到 B 点。今用一小物体 m 把弹簧压缩到 A点，然后释放，小物体能运动到 C
12、 点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定，试判断下列说法正确的是（ ）A物体从 A 到 B 速度越来越大，从 B 到 C 速度越来越小B物体从 A 到 B 速度越来越小，从 B 到 C 加速度不变C物体从 A 到 B 先加速后减速，从 B 到 C 一直减速运动D物体在 B 点受合外力为零类型二牛顿运动定律分析瞬时加速度问题1刚性绳（或接触面）：不发生明显形变就能产生弹力，当剪断（或脱离物体）后，其产生的弹力立即消失，不需要时间一般题目中所给细线或接触面若不加特殊说明，均可按此模型处理。2弹性绳（或弹簧）：其特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成没来得及发
13、生变化。例 2、如图甲所示，一质量为 m 的物体系于长度分别为 、 的两根细线上， 的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为 ， 水平拉直，物体处于平衡状态。现将 线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。（1）下面是某同学对该题的一种解法：解：设 线上拉力为 ， 线上拉力为 ，重力为 mg，物体在三力作用下平衡剪断线的瞬间， 突然消失，物体即在 反方向获得加速度。因为 ，所以加速度 ，方向在 反方向你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。（2）若将图甲中的细线 改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图乙所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与（1）完全相同，即 ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。
14、总结：解题时要注意力的瞬时性，绳的拉力可以突变，而弹簧的弹力不能突变。另外要注意力的变化对应物体运动情景的改变。【变式】A、B 两小球的质量分别为 m 和 2m，用轻质弹簧相连，并用细绳悬挂起来，如图 （a）所示。7（1）在用火将细线烧断的瞬间，A、B 球的加速度各多大？方向如何？（2）若 A、B 球用细线相连，按图 （b）所示方法，用轻质弹簧把 A、B 球悬挂起来，在用火烧断连接两球的细线瞬间，A、B 球的瞬时加速度各多大？方向如何？类型三整体法和隔离法在牛顿第二定律中的应用例 3、在水平推力（ ）的作用下，一辆质量为 M、倾角为 的斜面小车从静止开始沿水平地面运动；车上有一个质量为 m 的
15、滑块，其受力及相应的合力（ ）如图所示。不计一切摩擦，试分析和比较各种情况下水平推力的大小关系，哪种情况不可能实现？（ ）总结：当系统中各物体具有相同的加速度，要求系统中某两物体间的作用力时，往往先用整体法求出加速度，再用隔离法求出物体间的相互作用力，即先整体，再隔离，隔离时分析受力少的物体。【变式】如图所示，两个质量相同的物体 A 和 B 紧靠在一起放在光滑水平桌面上，如果它们分别受到水平推力 和 ，且 ，则 A 施于 B 的作用力的大小为（ ）A B C D类型四正交分解在牛顿二定律中应用物体在受到三个或三个以上不同方向的力的作用时，一般都要用正交分解法，在建立直角坐标系时，不管选哪个方向为 x 轴的正方向，所得的结果都是一样的，但在选坐标系时，为使解题方便，应使尽量多的力在坐标轴上，以减少失量个数的分解。例 4、质量为 m 的物体放在倾角为 的斜面上，物体和斜面的动摩擦因数为 ，如沿水平方向加一个力8F，使物体沿斜面向上以加速度 a 做匀加速直线运动（如图所示），则 F 为多少？ 【变式】如图所示，电梯与水平面间夹角为 ，当电梯加速向上运动时，人对梯面的压力是其重力的6/5，人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？总结：分解加速度而不分解力，此种方法一般是在以某种力或合力的方向为 x 轴正向时，其他力都落在两坐标轴上而不需再分解。
