必修一第四章《牛頓運動定律》知識點歸納

1、一、牛頓第一定律要點導學1人類研究力與運動間關系的歷史過程。要知道伽利略的成功在于把“明明白白的實驗事實和清清楚楚的邏輯推理結合在一起”，物理學從此走上了正確的軌道。2 力與運動的關系。（1）歷史上錯誤的認識是“運動必須有力來維持”（2）正確的認識是“運動不需要力來維持，力是改變物體運動狀態(tài)的原因”。3對伽利略的理想實驗的理解。這個實驗的事實依據是運動物體撤去推力后沒有立即停止運動，而是運動一段距離后再停止的，摩擦力越小物體運動的距離越長。抓住這些事實依據的本質屬性，并作出合理化的推理，這就是伽利略的高明之處，我們要學習的就是這種思維方法。4對“改變物體運動狀態(tài)”的理解運動狀態(tài)的改變就是指速度

2、的改變，速度的改變包括速度大小和速度方向的改變，速度改變就意味著存在加速度。5維持自己的運動狀態(tài)不變是一切物體的本質屬性，這一本質屬性就是慣性。揭示物體的這一本質屬性是牛頓第一定律的偉大貢獻之一。6掌握牛頓第一定律的內容。（1）“一切物體總保持勻速直線運動或者靜止狀態(tài)”這句話的意思就是說一切物體都有慣性。（2）“除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)”這句話的意思就是外力是產生加速度的原因。7任何物理規(guī)律都有適用范圍，牛頓運動定律只適用于慣性參照系。8質量是慣性大小的量度。 二、實驗：探究加速度與力、質量的關系 要點導學1實驗目的：探究加速度與外力、質量三者的關系。這個探究目的是在以下兩個定性

3、研究的基礎上建立起來的。（1）小汽車和載重汽車的速度變化量相同時，小汽車用的時間短，說明加速度的大小與物體的質量有關。（2）競賽用的小汽車與普通小轎車質量相仿，但競賽用的小車能獲得巨大的牽引力，所以速度的變化比普通小轎車快，說明加速度的大小與外力有關。2實驗思路：本實驗的基本思路是采用控制變量法。（1）保持物體的質量不變，測量物體在不同外力作用下的加速度，探究加速度與外力的關系。探究的方法采用根據實驗數據繪制圖象的方法，也可以彩比較的方法，看不同的外力與由此外力產生的加速度的比值有何關系。（2）保持物體所受的力相同，測量不同質量的物體在該力作用下的加速度，探究加速度與力的關系。探究的方法采用根

4、據實驗數據繪制圖象的方法。3實驗方案：本實驗要測量的物理量有質量、加速度和外力。測量質量用天平，需要研究的是怎樣測量加速度和外力。（1）測量加速度的方案：采用較多的方案是使用打點計時器，根據連續(xù)相等的時間t內的位移之差x=at2求出加速度。條件許可也可以采用氣墊導軌和光電門。教材的參考案例效果也比較好。（2）提供并且測量物體所受的外力的方案：由于我們上述測量加速度的方案只能適用于勻變速直線運動，所以我們必須給物體提供一個恒定的外力，并且要測量這個外力。教材的參考案例提供的外力比較容易測量，采用這種方法是不錯的選擇。4 對實驗結果的分析是本實驗的關鍵。如果根據實驗數據描出的a-f圖象和a-1/m

5、圖象都非常接近一條通過原點的直線，也只能說我們的實驗結果是“在質量不變的條件下，加速度與外力成正比；在外力不變的條件下，加速度與質量成反比?！边@一結果決不能說找出了定律，一個定律的發(fā)現不可能是幾次實驗就能得出的。 四、力學單位制要點導學1、單位制的概念基本單位和導出單位一起組成了單位制。2、國際單位制（si）就是由七個基本單位和用這些基本單位導出的單位組成的單位制。3、國際單位制（si）中的基本單位：力學中有三個基本單位：長度的單位米，國際符號m、質量的單位千克，國際符號、時間的單位秒，國際符號s。以下基本單位將在今后學習電學中有一個基本單位：電流強度的單位安培，國際符號a；熱學中有二個基本單

6、位：物質的量的單位摩爾，國際符號mol；熱力學溫度的單位開爾文，國際符號k；光學中有一個基本單位：發(fā)光強度的單位坎德拉，國際符號cd。4、力學中除了三個基本單位外，用這三個基本單位推導出來的單位都是導出單位?，F舉例如下：力的單位牛頓。f=ma 1n=1m/s2. 功的單位焦耳。w=fs 1j=1nm=1m2/s2. 功率的單位瓦特。p=w/t 1w=1m2/s3. 值得指出的是國際單位（si）單位還有輔助單位，例如平面角的單位弧度就是它的輔助單位：平面角的單位弧度（rad），弧度是一個圓內兩條半徑之間的平面角。若兩條半徑在圓周上截取的弧長與半徑相等，這兩條半徑之間的夾角就是1弧度（rad）。5

7、、應該指出，國際單位制不是唯一的單位制，只是因為全世界推廣使用國際單位制，所以我們的教材和絕大部分參考資料都使用國際單位制。舉個例子來說，我們可以以“厘米、克、秒”這三個單位作為基本單位組成一套單位制，這套單位制就叫做厘米、克、秒制。由此可見“厘米、克、秒”這些單位是非國際單位制單位，在國際單位制中它們既不是基本單位，也不是導出單位，因為它們根本不是國際單位制里面的單位。6、一個物理公式不僅決定了物理量之間的數量關系，而且決定了物理量之間的單位關系，所以導出單位都是由物理公式決定的。統(tǒng)一使用國際單位制單位的好處是，只要已知量全部使用國際單位制單位，求出的未知量一定也是國際單位制單位，更大的好處

8、是便于國際交流。7、在國際單位制中，牛頓第二運動定律的公式是f=ma，就是說式中的比例常數k=1。在其它單位制中，比例常數就不一定等于1，因此我們應該自覺使用國際單位制。五、牛頓第三定律 要點導學牛頓第一定律和牛頓第二定律解決了一個質點運動規(guī)律的問題，但自然界的物體是相互聯(lián)系、相互影響、相互作用的。一個物體受到其他物體作用的同時也會對其他物體有作用，不討論物體間的相互作用就不能比較全面地認識物體的運動規(guī)律，也就無法解決某些實際問題。因此只有牛頓第一定律和牛頓第二定律是不夠的，必須加上牛頓第三定律才能構成比較全面的反映機械運動規(guī)律的運動定律。在分析物體受力和求解某些不便直接求解的力時，經常要用到

9、牛頓第三定律。1、牛頓第三運動定律的內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。2、應該能正確領會牛頓第三運動定律的物理意義，牛頓第三運動定律實質上揭示了物體間的作用是相互的，力總是成對出現的，物體作為施力物的時候它也一定是受力物。要知道作用力與反作用力是同時產生、同時消失、同時同樣變化、一定是同一性質的力。并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的關系與兩個物體相互作用的方式、相互作用時的運動狀態(tài)均無關。3、要能區(qū)分相互平衡的兩個力與一對作用力、反作用力?，F將一對相互作用力與一對平衡力列表進行比較如下：一對力比較項目一對平衡力一對作用力與反作用力不同點兩個

10、力作用在同一物體上兩個力分別作用在兩個不同物體上兩個力涉及三個物體兩個力涉及兩物體可以求合力，且合力一定為零不可以求合力兩個力的性質不一定相同兩個力的性質一定相同兩個力共同作用的效果是使物體平衡兩個力的效果分別表現在相互作用的兩個物體上一個力的產生、變化、消失不一定影響另一個力兩個力一定同時產生、同時變化、同時消失共同點大小相等、方向相反、作用在一條直線上六、牛頓運動定律應用一 要點導學1分析物體的受力情況的能力。關于力和運動有兩類基本問題：一類是已知物體的受力情況，確定物體的運動情況；另一類是已知物體的運動情況，確定物體的受力情況。通過本節(jié)教材的學習，要求能從物體受力情況確定物體的運動情況，

11、能從運動情況確定物體受力情況。2培養(yǎng)綜合運用牛頓運動定律和運動學公式解決力學問題的能力。具體地說有以下兩種情形：（1）已知物體受力情況確定運動情況：在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運動狀態(tài)（即求出物體運動的速度和位移），處理這類問題的基本思路是：先分析物體的受力情況，求出合外力根據牛頓第二定律（f=ma）求出加速度，再利用運動學的有關公式求出速度和位移（2）已知物體的運動情況確定受力情況：解答這類問題時，應首先分析清楚物體的運動情況，由物體的速度和位移、運動時間等物理量根據運動學公式求出物體的加速度，然后在分析物體受力情況的基礎上，利用牛頓第二定律（f=ma）列出方程求力3掌握應用牛頓

12、運動定律解決問題的基本思路和方法。應用牛頓第二定律解題的一般步驟如下（1）靈活選取研究對象（2）將研究對象提取出來，分析物體的受力情況并畫受力示意圖，分析物體的運動情況并畫運動過程簡圖。（3）利用牛頓第二定律或運動學公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐標，并將有關矢量進行分解。取加速度的方向為正方向，題中各物理量的方向與規(guī)定的正方向相同時取正值，反之取負值。（4）列出方程并求解，檢查答案是否完整、合理。應用牛頓第二定律解題的一般思路可用以下的流程圖表示：無論是已知受力情況求解運動情況，還是已知運動情況求解受情況，加速度始終是聯(lián)系運動和力的橋梁，解決這類問題進行正確的受力分析和運動過程分析

13、是關鍵，要養(yǎng)成用畫受力圖和運動草圖的方法來理解題意的習慣。 七、牛頓運動定律應用二 要點導學1研究共點力作用下物體的平衡（1）共點力的概念：共點力是指作用于一點或作用線的延長線交于一點的各個力。（2）共點力作用下物體平衡的概念：物體能夠保持靜止或者做勻速直線運動狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。（3）共點力作用下物體的平衡條件：物體所受合外力為零，即f合=0，也就是物體的加速度為零。如果用正交分解法，可以立以下兩個方程（f 合x=0和f 合y=0）。（4）求解共點力作用下物體平衡的一般步驟靈活選取研究對象；將研究對象隔離出來，分析物體的受力情況并畫受力示意圖；根據物體的受力特點選取適當的方法；列出方程，求解方

14、程，并檢查答案是否完整，合理。2探討超重和失重現象（1）實重、視重、超重、失重和完全失重的概念：實重：即物體的實際重力，它不隨物體運動狀態(tài)變化而變化的。視重：指物體對水平支持面的壓力或豎直懸掛線的拉力，它隨物體運動狀態(tài)而變化。超重：視重大于實重的現象。失重：視重小于實重的現象。完全失重：視重等于零的現象。（2）產生超重和失重的原因：產生超重和失重的原因可以用圖4-7-1加以說明。圖中質量為m的物體受重力和拉力兩個力的作用，物體和彈簧秤的受力情況如圖4-7-2所示。圖中ft的大小就是彈簧秤的讀數（即視重），ft與ft是一對作用力與反作用力，所以ft= ft （1）如果物體處于靜止或勻速運動狀態(tài)，則ft=mg (2)這種情況下視重等于實重。如果物體具有向上的加速度，則ft-mg=ma, ft=mg+ma,但是ft= ft仍然成立，即ft=mg+ma,物體就處于超重狀態(tài)。如果物體具有向下的加速度，則mg- ft =ma, ft=mg-ma,但是ft= ft仍然成立，即ft=mg-ma,物體就處于失重狀態(tài)。綜上所述，物體出現超重或失重狀態(tài)的原因是在豎直方向具有加