4-第三章-牛顿运动定律一

第三章-牛顿运动定律（一）第三章 牛顿运动定律知识要点：牛顿第一定律一、牛顿第一定律：1.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.说明：1）牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，它是牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础的，总结前人的研究成果加之丰富的想像而提出的。2）牛顿第一定律的实质意义在于揭示了物质的一种重要属性惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。并说明了一切物体都具有惯性，且惯性与物体受力情况及运动状态无关。3）牛顿第一定律说明了静止状态和匀速直线运动状态的等价性，它们的区别仅仅是参考系不同。4）牛顿第一定律确定了力的科学含义，指出了力作用效果是改变物体的运动状态，而不是维持物体的运动状态。即：力是改变物体运动状态的原因。二、惯性1.定义：一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。2.说明：1）惯性是一切物体自身固有的属性，即指物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，不能克服和避免，且与物体是否运动，是否受力无关。2）一个物体惯性的大小是惟一确定的，惯性的大小仅与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的量度，物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大。3）惯性不是力，惯性是物体具有的的保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。三、物体运动状态的改变速度是物体运动状态参量之一，物体速度发生了变化，标志着物体运动状态改变了。速度是矢量，速度的改变有三种情况：1）速度方向不变，速度大小改变；2）速度大小不变，速度方向改变；3）速度的大小和方向都发生变化。四、力是物体产生加速度的原因力是改变物体运动状态的原因，运动状态的改变必然产生加速度，所以力是使物体产生加速度的原因。典型例题：【例1-单选题】伽利略的斜面实验证明了（ ）。A.要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止B.要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体一定运动C.物体没有外力作用时，一定处于静止状态D.物体不受外力作用时总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态网校答案：D【例2-单选题】下列关于惯性的说法中，正确的是（ ）。A.惯性是物体保持原来运动状态的力B.物体在没有受到外力作用时，能保持匀速直线运动状态或静止状态，是有惯性的，受到外力作用时，物体不能保持匀速直线运动状态或静止状态了，因而惯性也就不存在了C.汽车行驶得越快，刹住它越困难，所以速度越大的物体惯性越大D.不论在什么地方，质量越大的物体惯性越大网校答案：D知识要点：牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.加速度和力的关系：对质量相同的物体来说，物体的加速度跟作用在它上面的力成正比，用数学公式表示就是a1/a2F1/F2或者aF。2.加速度和质量的关系：同相同的力作用下，加速度跟质量成反比，用数学公式表示就是：a1/a2m2/m1或者a1/m3.牛顿第二定律的内容：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。写成公式Fma。二、对牛顿第二定律的理解和应用应注意：1.统一性：即同一单位制。牛顿第二定律公式Fma中，F、m、a三个物理量的单位必须统一在同一国际单位制中，即力的单位要用牛顿（N），质量产单位为千克（kg），加速度的单位为米/秒2（m/s2），否则原式Fkma中的比例系数k不等于1。2.矢量性，即方向总一致。牛顿第二定律Fma中，加速度和力都是矢量，加速度的方向始终和引起这个加速度的外力方向一致，而跟物体运动的速度方向无关。3.同时性，即瞬时关系。加速度和合外力的关系具有同时性，只有物体受到外力作用，物体才具有加速度，外力恒定不变时，加速度也恒定不变；外力随着时间改变的时候，加速度也随着改变。在某一时刻，外力停止作用，加速度随即消失。物体由于惯性，将保持该时刻的运动状态不再改变。4.独立性。根据力的独立作用原理，当物体受到几个力作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就如同其他力不存在一样，物体受几个力共同作用时产生的加速度，等于每个力单独作用时产生的加速度的矢量和。5.相对性。牛顿第二定律适用于惯性参考系，a为相对惯性参考系的加速度。地面和相对地面静止或作匀速直线运动的物体都是惯性参考系。三、运用牛顿第二定律解题的一般步骤：1.弄清题意，明确题中所述物理过程。2.确定研究对象，并对它进行受力分析，画出受力示意图。3.建立坐标系，写出合外力的表达式。4.分析物体的运动状态。5.由牛顿第二定律F合ma列出方程求解。典型例题：【例1】质量为8103kg的汽车以1.5m/s2的加速度加速前进，阻力为2.5103N，那么汽车的牵引力是多少？解：以汽车为研究对象，在运动过程中受力如右图所示， 由牛顿第二定律得： 知识要点：牛顿第三定律一、牛顿第三定律内容：两个物体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。二、掌握牛顿第三定律必须正确理解以下几点：1.力是物体与物体间的相互作用，把相互作用的两个力哪个称为作用力或反作用力不是绝对的。其中一个叫做作用力，另一个就叫做反作用力。2.作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，并作用在一条直线上，与物体的运动状态无关。3.作用力与反作用力同时产生，同时消失，无先后之分。4.作用力与反作用力一定是同性质的力，例如，作用力是弹力，反作用力也一定是弹力；作用力是摩擦力，反作用力也一定是摩擦力，等等。5.作用力和反作用力分别作用在相互作用的两个物体上，各自分别产生作用效果。三、关于平衡力1.平衡力是作用在同一物体上的两个力，它们的大小相等，方向相反并且作用在一条直线上，合力为零。2.相互平衡的两个力可以不同时产生，不同时消失。3.相互平衡的两个力可以是不同性质的力。四、作用力和反作用力与一对平衡力的的最直观的区别：1.看作用点：二力平衡时此两力作用点一定在同一物体上；作用力和反作用力的作用点一定是分别在两个物体上。2.看它们是否是因相互作用而产生的：平衡力不是因相互作用而产生，如平面上的物体所受的重力和支持力，重力不因支持力而产生的；作用力和反作用力是因相互作用而产生。典型例题：【例1-单选题】物体静止放于水平桌面上，则（ ）。A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力网校答案：A【例2-单选题】关于两物体间的相互作用，下列说法正确的是（ ）。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.马拉车不论动还是不动，马拉车的力的大小总等于车拉马的力的大小D.马拉车不动或匀速前进时，才有马拉车的力与车拉马的力大小相等网校答案：C【例3】人走路时，试分析人和地球间的作用力和反作用力的对数。网校答案：人在地球上行走时，人受三个力作用：重力G，地面对人的支持力N，人行走时受的摩擦力f，根据作用力和反作用力的关系，地球也受到人的与以上三个力对应的大小相等、方向相反的作用力。故有3对作用力和反作用力。习题演练：1.质量为m的物体放在水平面上，受水平恒力F作用由静止开始作匀加速直线运动，经时间t，撤去F，又经时间t，物体停止，求物体所受阻力f的大小。解：由牛顿第二定律F合ma可知：Ff=ma1，f=ma2，a1t1=a2t2，即a1=a2，Ff=ma1=ma2=ff=F/22.如图所示，运输皮带与水平成角，质量为m的零件随皮带一起运动，求下列情况下零件的静摩擦力。（1）匀速上升或下降；（2）以加速度a加速上升或减速下降；（3）以加速度a加速下降或减速上升。 （1）匀速上升或下降都属于平衡状态，a0，F合0，所以物体所受静摩擦力和重力沿皮带的分力大小相等，方向相反。fmgsin，方向沿皮带向上。（2）加速上升或减速下降，加速度a的方向都是沿皮带向上，物体所受合外力方向沿皮带向上，且f