高三物理直线运动牛顿定律

高三物理直线运动牛顿定律直线运动知识重点：1、基本观点①参照物，为了确定物体的地点和描绘其运动而选作标准的那个物体或物系统叫做参照物或参照系，中学阶段往常选地面为参照物。②质点，当物体的形状和大小在所研究的问题中可以忽视时，把这个物体当作一个拥有质量的几何点，这样的研究对象在力学中叫做质点。③时间和时刻，任何物体的运动都是在空间和时间中进行的，与质点所在某一坐标相对应的为时刻，与质点所经历的某一段行程相对应的为时间。时间自己拥有单向性，是不行逆的，两个时刻的间隔就是一段时间。④行程与位移，质点在空间的一个地点运动到另一个地点，运动轨迹的长度叫做质点在这一运动过程中所经过的行程。行程是标量。质点从空间的一个地点运动到另一个地点，其地点的变化，叫做质点在这一运动过程中的位移。位移是矢量。距离是指位移的大小，距离是标量。⑤均匀速度、刹时速度、速度；均匀速率、刹时速率、速率。运动物体的位移和发生这一段位移所用时间之比，即位移对时间的变化率，叫这段时间或这个位移的的均匀速度。当时间间隔趋近于零时的均匀速度的极限值叫这一时刻的刹时速度。刹时速度简称速度。均匀加快度、刹时速度、速度都是矢量。物体经过的行程和经过这一行程所用时间的比值叫做这段时间或这段行程的均匀速率。当时间间隔趋近于零时均匀速率的极限值叫做这一时刻的刹时速率，简称为速率。均匀速率、刹时速率、速率都是标量。⑥加快度，速率对时间的变化率叫加快度。

a

v。t当所取时间较长时，这一比值表示均匀加快度；当所取时间趋于零时，这一比值的极限值表示即时加快度。对匀变速运动来说，加快度为恒量，其均匀速度和即时加快度是相等的。要正确理解加快度的观点，一定划分速度v，速度的变化v和速度对时间变化率v，这三个不一样观点。加t速度的方向与速度变化方向v方向一致，物体运动方向就是指运动速度方向，速度方向与速度变化方向不必定一致，所以加快度方向其实不必定跟速度方向一致。加快度反应了物体速度变化快慢。物体速度变化的快慢和物体速度变化的大小又不是一回事。加快度追其产生本源是因为受力而产生的，是用速度变化率来量度的。在高中物理学习中，加快度是一个很重要的观点。2、匀变速直线运动的基本规律反应匀变速直线运动规律的公式有：（1）即时速度公式：vtv0at（2）位移公式：Sv0t1at223）位移速度公式：4）均匀速度公式：

2aSvt2v02vt2v0225）初速度为零的匀加快直线运动，在连续相等时间内相邻位移的比：S1∶S2∶S3∶∶Sn=1∶3∶5∶∶（2n1）6）匀变速直线运动中，连续相等时间内相邻位移的差：SS2S1S3S2SnSn1at2为恒量7）匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的即时速度等于这段时间内的均匀速度。8）匀变速直线运动中，某段位移中间地点的即时速度等于v02vt2。29）初速度为零的匀加快直线运动经过连续相等位移所用时间之比为反应匀变速直线运动规律的速度——时间图象，以下图：1）I匀加快直线II匀减速直线

vtv0atvtv0at（2）直线在纵轴上的截距为初速度v0（3）直线斜率为加快度a4）某段时间，线下包围“面积”在数值上等于这段时间内物体运动的位移。做匀变速直线运动的质点，其运动状况是用五个物理量来描绘的，这五个物理量是：初速度v0、末速度vt、加快度a、位移s、时间t。①两个基本公式②几个导出公式或称协助公式，在实质办理问题中还需要不含t或不含a的公式，用数学解方程和均匀速度定义式能够导出vt2v022as不含t的表达式sv0vt·t不含a的表达式2③几个实用的推论a随意两个连续相等时间间隔(T)内，位移之差是常数ss2s1aT2b在一段时间内，中间时刻的刹时速度v中时等于这段时间内的均匀速度c若运动物体经过某段位移初地点速度是v1，经过末地点的速度是v2，那么经过位移中点的刹时速度是v中点(v12v22)2。初速度为零的匀加快直线运动中的比率关系△每秒末的速度比：1∶2∶3∶∶n△前n秒内的位移比：1∶4∶9∶∶n2△每

t秒内的位移比：

1∶3∶5∶∶（

2n

1）△每

s米内的时间比：

1∶(2

1)∶(

3

2)∶∶（

n

n1）对上述一些实用的推论请读者要学会推导和论证，在推导和论证过程中既练习和掌握了运动学基本公式的应用，又试试了转述题和论证题的解题方法，而最后这一点正是最近几年来高考大钢提出的新要求。3、直线运动的图象问题用图象来描绘物理规律有时比用公式要更直观和便捷，用图象办理问题就成为了一个高中学生的较高层次的能力，这也是历年高考一定考察的一项重要内容。高考大钢中一方面说明不要求会用vt图去议论问题，另一方面却在考察学生对波形图象，对磁感强度随时间变化图象Bt图，对加快度随时间变化图象at较，对LC电路周期平方与电容图象T2C图的理解和相关计算。这就要求我们真实掌握用图象办理问题的方法和步骤，贯通融会、应用于各领域之中。①运动学的平面直角坐标系中主要有三种图象，即位移时间图象、速度时间图象和加快度时间图象。②如何办理图象问题认请横纵坐标的物理意义及单位，这是办理图象问题的基础。就像力学识题中第一确定研究对象同样重要。再读图象各点的横纵坐标值，从模纵坐标获取位息是解决图象问题的基础。图象的斜率常常有物理意义。比如st图象中过某点的斜率表示某时刻或某地点时的速度；vt图象中过某点的斜率表示时刻或某个速度时的加快度。也能够进行逆向判断。由斜率能否变化来判断物体运动过程中速度或加快度能否变化。有此图象与横轴所围面积有时也有物理意义。比方vt图中必定区间内图象与横轴所围面积表示某段时间位移；气体压强随体积变化图象中图象某部分与横轴所围面积表示气体做功等等。我们应当会从直线运动图象问题的办理中学习和掌握办理图象问题的一般方法。牛顿定律1、牛顿第必定律：全部物体（质点）老是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力作用迫使它改变这类状态为止。牛顿第必定律包括着以下一些重要内容⑴揭穿出了物体在不受其余外力作用状况下将保持静止或匀速直线运动状态的这一特点——惯性，第必定律指出，任何物体都拥有惯性，故常称为惯性定律。⑵第必定律以为力是改变物体运动状态的原由，能够说是对力下了定义。⑶物体在没有遇到外力作用或合外力为零的状况下，终究是静止仍是作匀速直线运动，除了和参照系相关之外，一般要看初始状态。2、牛顿第二定律：物体在外力的作用下，将获取加速度。加快度的大小跟物体所受外力成正比，跟物体的质量成反比。加快度的方向跟外力的方向同样。其数学表达式为Fkma在国际单位制中k1。应用牛顿第二定律解决问题时要注意以下几个问题①牛顿第二定律只合用于惯性系，即把地球看作静止的；以地球为参照系或相对惯性系做匀速直线运动的系统；只合用于低速宏观的领域。②力与加快度的刹时性和矢量体。物体所受协力和物体的加快度同时出现和消逝，加快度的方向与协力方向一致。③力的独立作用原理。物体受的多个力各产生各的加快度，互不扰乱，能够利使劲和加快度矢量法例进行办理。3、牛顿第三定律：关于每一个作使劲，必定有一个等值反向的反作使劲。作使劲和反作使劲老是成对出现的，它们同时存在，同时消逝，分别用在两个互相作用的物体上。对牛顿第三定律的理解要注意以下问题。要划分均衡力，作使劲与反作使劲，从作用点角度剖析：均衡力作用在一个物体上而作使劲与反作使劲分别作用在互相作用的不一样物体上。从力的性质角度剖析：作使劲与反作使劲必定是同一性质的力而均衡力没有这个限制，不一样性质的力也能够均衡。从力的依存关系角度剖析：作使劲与反作使劲互相依存，同时产生和消逝，而均衡力却不存在互相依存的关系。在低速运动范围，无论定静止物体间的互相作用，仍是运动物体间的互相作用；无论是匀速运动物体间的互相作用，仍是加快运动物体间的互相作用；无论是连续的互相作用，仍是短暂的互相作用，都按照牛顿第三定律。（3）正确理解各物理量的数目关系牛顿第二定律给出了加快度与力和质量三个物理量之间的定量关系，即力的大小等于质量和加快度的大小的乘积。它不过指出F与ma的数目相等，但决不可以把F与ma当作同样的物理量。假如在剖析做加快运动的物体受力状况时，把ma也作为一个外力算进去，以为有一个所谓“加快力”，明显是错误的。实质上加快度a是由合外力F产生的，其实不存在“加快力”。4）正确理解它们之间的方向关系。力和加快度都是矢量，牛顿第二定律不单表示力和加快度之间的大小关系，也确定了它们之间的方向关系。即加快度的方向老是跟合外力的方向同样。我们必须抓住加快度方向和合外力方向一致性这个重点，不要把力的方向和物体运动（速度）的方向联系在一同，不可以以为物体老是沿着它所受的合外力方向运动。(5）力和加快度之间是刹时对应的公式Fma所确定的力和加快度的关系是一个刹时关系，也就是说物体遇到合外力时，立刻产生一个加快度，合外力不变（恒力），加快度也不变（匀变速运动）；合外力大小或方向改变时，加快度的大小或方向也立刻相应改变；当合外力变成零时，加快度也立刻变成零。二者同时存在，同时变化，同时消逝，且一一对应。不要以为物体在某一刹时遇到合外力获取加快度后就永远保持这个加快度，只有当合外力是一个大小和方向都不变的恒力时，物体才能获取一个恒定不变的加快度。还应注意：合外力（或加快度）的大小与速度的大小没有直接关系。不可以以为合外力大则速度必定大，合外力小则速度就不行能大。其实物体所受合外力大，使物体产生的加快度也大，但它的速度能否大还要取决于初速度和加快运动的时间等要素。（6）单位：公式Fma也表达了F、m、a三者间的单位关系，只有单位采纳国际单位制或厘米·克·秒制时，公式才能建立。解题时单位要一致，一般一律用国际单位制单位。7）注意定律的合用范围牛顿第二定律只合用于解决宏观物体的低速运动问题，而不可以用来解决微观粒子和高速运动问题。并且在应用牛顿第二定律时，一定选择惯性参照系，即对地面静止或匀速直线运动的坐标系。所以公式中的加快度a是相关于地面静止或匀速直线运动的参照物来说的。4、物体在不一样的受力状况下的运动状态牛顿运动定律揭露了运动和力的关系，使我们认识到力是物体运动状态变化的原由。物体做这样或那样的运动，正是因为物体受力状况和开端条件不一样的缘由。现就几种常有运动列表说明以下：合外力加快度运动状态（F）（a）静止匀速直线运F=0a=0动初速度为零匀加速直线运动初速度不为零匀F=恒F与v0a=恒量加快直线运动量同方向初速度不为零匀F与v0减速直线运动反方向自由落体运动Fmgag

开端条件v0=0v00为必定值v0=0v00v0与a同方向v00v0与a反方向v00

运动规律s=0s=v·tvta·t1at22t22·a·svtv0atsv0·t1at22vt2v022asv0vtv2vtgt1gt22vt22gh竖直上抛物体的运动

v00竖直向vtv0gtF=mg12mg与v0反方向a=－g上，v0与g反hv0t2gt向vt2v022gh平抛物体的运动匀速圆周运动简谐振动

F=mgmg与v0垂直a=gF大小恒定，方v2a向指向圆心R大小恒定方向指向圆心F为变量方向axk时刻指向均衡m地点

v00为水平方向，v0与g垂直v00大小一定，为圆弧的切线方向，a与v0时刻垂直在答复力作用下的振动阻力f=0

sxv·tsy1gt22v2FnmRmw2RFnv且恒指圆心F=－kx机械能守恒5、考证牛顿第二定律的实验实验注意：1）实验中一直要求砂桶和砂的总质量远小于小车和砝码的总质量，前者的总质量最好不要超事后者总质量的1/10。只有这样，砂和砂桶的总质量才能视为小车的拉力。2）实质上