word完整版牛頓運(yùn)動(dòng)定律知識(shí)點(diǎn)總結(jié)推薦文檔

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律1、頓第一定律 ：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。(1 )運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持;(2)它定性地揭示了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,(運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的速度)又根據(jù)加速度定義：a _v，有速度變化就一定有加速度，所以可以說(shuō)：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。 t(不能說(shuō)“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因”，也不能說(shuō)“力是改變加速度的原因”。);(3)定律說(shuō)明了任何物體都有一個(gè)極其重要的屬性一一慣性；一切物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。慣性反映了物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度(慣性

2、大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易改變)。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。(4)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，因此它不是一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律(5 )牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的，所以不能把牛頓第一定律當(dāng)成牛頓第二定律在F=0時(shí)的特例，牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。2、頓第二定律 ：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。公式F=ma.3(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律研究其效果，分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

3、；反過(guò)來(lái)，知道了運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況，為設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)，控制運(yùn)動(dòng)提供了理論基礎(chǔ);力變加速度就變,(2)牛頓第二定律揭示的是力的瞬時(shí)效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系, 力撤除加速度就為零，力的瞬時(shí)效果是加速度而不是速度;(3)牛頓第二定律是矢量關(guān)系， 加速度的方向總是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，F(xiàn)x=ma,Fy=ma,若F為物體受的合外力，那么 a表示物體的實(shí)際加速度；若 F為物體受的某一個(gè)方向上的所有力的合力，那么a表示物體在該方向上的分加速度；若F為物體受的若干力中的某一個(gè)力，那么a僅表示該力產(chǎn)生的加速度，不是物 體的實(shí)際加速度。(4)牛頓第二定律F=

4、ma定義了力的基本單位一一牛頓(使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的作用力為 1N, 即 1N=1kg.m/s2.(5 )應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟 明確研究對(duì)象。，并把速度、加速 對(duì)研究對(duì)象講行受力分析。同時(shí)還應(yīng)該分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)情況(包括速度、加速度)度的方向在受力圖旁邊畫出來(lái)。 若研究對(duì)象在不共線的兩個(gè)力作用下做加速運(yùn)動(dòng)，一般用平行四邊形定則(或三角形定則)解題；若研究對(duì)象在不共線的三個(gè)以上的力作用下做加速運(yùn)動(dòng),.v.n.rwi.vv.i7.a.-.v.r_v-.vi.v.ru7.r.v_v.r.-AV_wuv-.v一般用正交分解法解題(注意靈活選取坐標(biāo)軸的方向，既可以分解力，

5、也可以分解加速度)。，I I , I 1 I 當(dāng)研究對(duì)象在研究過(guò)程的不同階段受力情況有變化時(shí),那就必須分階段進(jìn)行受力分析，分階段列方程求解。3、牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。理解要點(diǎn):作用力和反作用力相互依賴性，它們是相互依存，互以對(duì)方作為自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同時(shí)性，它們是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，同時(shí)變化，不是先有作用力后有反作用力;(3 )作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力;(4)作用力和反作用力是不可疊加的，作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可求它們的合力，兩個(gè)力的作用效果不能相互抵消，這應(yīng)注意同

6、二力平衡加以區(qū)另1。(5 )區(qū)分一對(duì)作用力反作用力和一對(duì)平衡力：一對(duì)作用力反作用力和一對(duì)平衡力的共同點(diǎn)有：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。不同點(diǎn)有：作用力反作用力作用在兩個(gè)不同物體上，而平衡力作用在同一個(gè)物體上；作用力反作用力一定是同種性質(zhì)的力，而平衡力可能是不同性質(zhì)的力；作用力反作用力一定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的而平衡力中的一個(gè)消失后，另一個(gè)可能仍然存在。5.超重和失重：(1)超重：物體具有豎直向上的加速度稱物體處于超重。處于超重狀態(tài)的物體對(duì)支持面的壓力(或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力，即F=mg+ma;(2 )失重：物體具有豎直向下的加速度稱物體處于失重。處于失重狀態(tài)的物體對(duì)支持面的

7、壓力Fn (或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力mg即FN=mg- ma,當(dāng)a=g時(shí)，F(xiàn)n=O,即物體處于完全失重。6、牛頓定律的適用范圍：(1)只適用于研究慣性系中運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，不能用于非慣性系;(2)只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不能用來(lái)處理高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題;(3)只適用于宏觀物體，一般不適用微觀粒子。7.常用公式F=maV2-V02=2axT=2x/a1/2V=vO+at,x=v0t+1/2atA2二、解析典型問(wèn)題 問(wèn)題1:必須弄清牛頓第二定律的矢量性。牛頓第二定律F=ma是矢量式，加速度的方向與物體所受合外力的方向相同。在解題時(shí)，可以利用正交分解法進(jìn)行求解。例1、如圖1所示，電梯與水平

8、面夾角為30,當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人對(duì)梯面壓力是其重力的6/5，則人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍?分析與解：對(duì)人受力分析，他受到重力mg支持力Fn和摩擦力Ff作用，如圖1示.取水平向右為x軸正向，豎直向上為y軸正向，此時(shí)只需分解加速度，據(jù)牛頓第二ax定律可得:Ff=macos3C0， FN-mg=mas in 30因?yàn)橐?，解得Zlmg 5mg 5問(wèn)題2：必須弄清牛頓第二定律的瞬時(shí)性。牛頓第二定律是表示力的瞬時(shí)作用規(guī)律，描述的是力的瞬時(shí)作用效果一產(chǎn)生加速度。物體在某一時(shí)刻加速度的大小和方向，是由該物體在這一時(shí)刻所受到的合外力的大小和方向來(lái)決定的。當(dāng)物體所受到的合外力發(fā)生變化時(shí)，它的加速度

9、隨即也要發(fā)生變化，F(xiàn)=ma對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的每一瞬間成立，加速度與力是同一時(shí)刻的對(duì)應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。例2、如圖2 (a)所示，一質(zhì)量為 m的物體系于長(zhǎng)度分別為 (、L2的兩根細(xì)線上,的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為0,L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度。(I)下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法:保持平衡，有T1COS 0 = mg T 1sin 0 = T2, T 2= mgtan 0剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在 T2反方向獲得加速度。因?yàn)?ma,所以加速度a= g tan 0,方向在T2反方向。你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)對(duì)該解法作出評(píng)價(jià)

10、并說(shuō)明理由。(2)若將圖2(a)中的細(xì)線L1改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖2(b)所示，其他條件不變，求解的 步驟和結(jié)果與(I )完全相同，即a = g tan 0,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。a=gsin 0 .分析與解：(1 )錯(cuò)。因?yàn)長(zhǎng)2被剪斷的瞬間，L1上的張力大小發(fā)生了變化。剪斷瞬時(shí)物體的加速度(2)對(duì)。因?yàn)長(zhǎng)2被剪斷的瞬間，彈簧 Li的長(zhǎng)度來(lái)不及發(fā)生變化，其大小和方向都不變。問(wèn)題3:必須弄清牛頓第二定律的獨(dú)立性。圖3當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力將獨(dú)立地產(chǎn)生與其對(duì)應(yīng)的加速度(力的獨(dú)立作用原 理)，而物體表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際加速度是物體所受各力產(chǎn)生加速度疊加的結(jié)果。那個(gè)方向的力

11、 就產(chǎn)生那個(gè)方向的加速度。例3、如圖3所示，一個(gè)劈形物體 M放在固定的斜面上， 上表面水平，在水平面上放有 光滑小球 m劈形物體從靜止開(kāi)始釋放，則小球在碰到斜面前的運(yùn)動(dòng)軌跡是:A沿斜面向下的直線B.拋物線C豎直向下的直線D.無(wú)規(guī)則的曲線。分析與解：因小球在水平方向不受外力作用，水平方向的加速度為零，且初速度為零，故小球?qū)⒀刎Q直向 下的直線運(yùn)動(dòng)，即 C選項(xiàng)正確。問(wèn)題4:必須弄清牛頓第二定律的同體性。加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的，所以解題時(shí)一定要把研究對(duì)象確定好，把 研究對(duì)象全過(guò)程的受力情況都搞清楚。例4、一人在井下站在吊臺(tái)上，用如圖4所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺(tái)和自己提升上來(lái)。中跨過(guò)

12、滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦。吊臺(tái)的質(zhì)量 m=15kg,人的質(zhì)量為 M=55kg,起動(dòng)時(shí)吊臺(tái)向上的加速度是a=0.2m/s 2,求這時(shí)人對(duì)吊臺(tái)的壓力。(g=9.8m/s 2)分析與解：選人和吊臺(tái)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，受力如圖5所示，F(xiàn)為繩的拉力，由牛頓第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)aAFtF1,(m+M)g圖4圖5則拉力大小為：F一m)(a g) 350N9aMgFFn再選人為研究對(duì)象，受力情況如圖6所示，其中Fn是吊臺(tái)對(duì)人的支持力。由牛頓第二定律 得：F+FN-Mg=Ma,故 FN=M(a+g)-F=200N.由牛頓第三定律知，人對(duì)吊臺(tái)的壓力與吊臺(tái)對(duì)人的支持力大小相等，方

13、向相反，因此人對(duì)吊臺(tái)的壓力大小為 200N,方向豎直向下。問(wèn)題5:必須弄清面接觸物體分離的條件及應(yīng)用。相互接觸的物體間可能存在彈力相互作用。對(duì)于面接觸的物體，在接觸面間彈力變?yōu)榱銜r(shí)，它們將要分離。抓住相互接觸物體分離的這一條件，就可順利解答相關(guān)問(wèn)題。下面舉例說(shuō)明。例5、一根勁度系數(shù)為k,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，上端固定，下端系一質(zhì)量為m的物體，有一水平板將物體托住，并使彈簧處于自然長(zhǎng)度。如圖7所示?，F(xiàn)讓木板由靜止開(kāi)始以加速度a(a =m(a+g)=360N.例7、一彈簧秤的秤盤質(zhì)量 m=1.5kg，盤內(nèi)放一質(zhì)量為02=10.5kg的物體P,彈簧質(zhì)量不計(jì)，其勁度系數(shù)為k=800N/m,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)

14、，如圖9所示?，F(xiàn)給P施加一個(gè)豎直向上的力F,使P從靜止開(kāi)始向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已2知在最初0. 2s內(nèi)F是變化的，在0. 2s后是恒定的，求 F的最大值和最小值各是多少？(g=10m/s )分析與解：因?yàn)樵?t=0.2s內(nèi)F是變力，在t=0.2s以后F是恒力，所以在t=0.2s時(shí)，P離開(kāi)秤盤。此時(shí) P受到盤的支持力為零，由于盤的質(zhì)量 m=1.5kg，所以此時(shí)彈簧不能處于原長(zhǎng)，這與例2輕盤不同。設(shè)在00.2S這段時(shí)間內(nèi)P向上運(yùn)動(dòng)的距離為 X,對(duì)物體P據(jù)牛頓第二定律可得：F+N-m2g=ma對(duì)于盤和物體 P整體應(yīng)用牛頓第二定律可得:(m1 m2)g x(0 m2)g (mim2)a令N=0,并由

15、述二式求得m2gm1ak ，而fat 2，所以求得 a=6m/s2.當(dāng)p開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)拉力最小,此時(shí)對(duì)盤和物體 P整體有Fmin=(m+m)a=72N.當(dāng)P與盤分離時(shí)拉力 F最大，F(xiàn)ma)=m(a+g)=168N.問(wèn)題6:必須會(huì)分析臨界問(wèn)題。例&如圖10,在光滑水平面上放著緊靠在一起的AB兩物體，B的質(zhì)量是A的2倍，B受到向右的恒力Fb=2N,A受到的水平力F A=(9-2t)N , (t的單位是s)。從t = 0開(kāi)始計(jì)時(shí)，則:A.A物體在3S末時(shí)刻的加速度是初始時(shí)刻的5/11 倍;.t 4 S后，B物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);.t = 4.5s時(shí)，A物體的速度為零;.t 4.5s后，AB的加速度方向相

16、反。分析與解：對(duì)于 A、B整體據(jù)牛頓第二定律有:FA+FB=(mx+m)a,設(shè)A、B間的作用為N,則對(duì)B據(jù)牛頓第二定律可得:N+FB=nBa綜上所述，選項(xiàng) A、B D正確。圖11O解得N me一匡FbmAme當(dāng)t=4s時(shí)N=0, A、B兩物體開(kāi)始分離，此后B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而 A做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t=4.5s時(shí)A物體的加速度為零而速度不為零。t 4.5s后，A所受合外力反向，即A B的加速度方向相反。當(dāng) tg時(shí)，則小球?qū)ⅰ帮h”離斜面，只受兩力作用，如圖13所示，此時(shí)細(xì)線與水平方向間的夾角 a OO F 圖22中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，O4中彈簧的左端拴一小物

17、塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)。若認(rèn)為彈簧的質(zhì)量都為零，以L1、L2、L3、L4依次表示四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量,則有:A. L2L1；B. L4L3；C L1L3；D. L2=L4.錯(cuò)解：由于O4中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在有摩擦的桌面上滑動(dòng)，而O3中彈簧的左端拴一小物塊，物塊在光滑的桌面上滑動(dòng)，所以有L4L3,即卩B選項(xiàng)正確。分析糾錯(cuò)：筆者看到這道試題以后，對(duì)高考命題專家是佩服得五體投地！命題者將常見(jiàn)的四種不同的物理情景放在一起，讓學(xué)生判別彈簧的伸長(zhǎng)量的大小，不少學(xué)生不加思考的選擇 B答案。沒(méi)有良好思維習(xí)慣的學(xué)生是不能正確解答本題的。這正是命題人的獨(dú)具匠心！本題實(shí)際上就是判斷四種情景下彈簧所受彈力的大小。由于彈簧的質(zhì)量不計(jì)，所以不論彈簧做何種運(yùn)動(dòng)，彈簧各處的彈力大小都相等。因此這四種情況下彈簧的彈力是相等,即四個(gè)彈簧的伸長(zhǎng)量是相等。只有D選項(xiàng)正確。典型錯(cuò)誤之二：受力分析漏掉重力。例17、蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60kg 的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由下落，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處。已知運(yùn)動(dòng)員