必修一第四章《牛頓運(yùn)動(dòng)定律》知識(shí)點(diǎn)歸納

1、一、牛頓第一定律要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1人類研究力與運(yùn)動(dòng)間關(guān)系的歷史過(guò)程。要知道伽利略的成功在于把“明明白白的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和清清楚楚的邏輯推理結(jié)合在一起”，物理學(xué)從此走上了正確的軌道。2 力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。（1）歷史上錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)是“運(yùn)動(dòng)必須有力來(lái)維持”（2）正確的認(rèn)識(shí)是“運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”。3對(duì)伽利略的理想實(shí)驗(yàn)的理解。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的事實(shí)依據(jù)是運(yùn)動(dòng)物體撤去推力后沒(méi)有立即停止運(yùn)動(dòng)，而是運(yùn)動(dòng)一段距離后再停止的，摩擦力越小物體運(yùn)動(dòng)的距離越長(zhǎng)。抓住這些事實(shí)依據(jù)的本質(zhì)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(xué)習(xí)的就是這種思維方法。4對(duì)“改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”的理解運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變是一切物體的本質(zhì)屬性，這一本質(zhì)屬性就是慣性。揭示物體的這一本質(zhì)屬性是牛頓第一定律的偉大貢獻(xiàn)之一。6掌握牛頓第一定律的內(nèi)容。（1）“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止?fàn)顟B(tài)”這句話的意思就是說(shuō)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(chǎn)生加速度的原因。7任何物理規(guī)律都有適用范圍，牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于慣性參照系。8質(zhì)量是慣性大小的量度。 二、實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄考铀俣扰c外力、質(zhì)量三者的關(guān)系。這個(gè)探究目的是在以下兩個(gè)定性

3、研究的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的。（1）小汽車和載重汽車的速度變化量相同時(shí)，小汽車用的時(shí)間短，說(shuō)明加速度的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。（2）競(jìng)賽用的小汽車與普通小轎車質(zhì)量相仿，但競(jìng)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(shuō)明加速度的大小與外力有關(guān)。2實(shí)驗(yàn)思路：本實(shí)驗(yàn)的基本思路是采用控制變量法。（1）保持物體的質(zhì)量不變，測(cè)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(guān)系。探究的方法采用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(chǎn)生的加速度的比值有何關(guān)系。（2）保持物體所受的力相同，測(cè)量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，探究加速度與力的關(guān)系。探究的方法采用根

4、據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖象的方法。3實(shí)驗(yàn)方案：本實(shí)驗(yàn)要測(cè)量的物理量有質(zhì)量、加速度和外力。測(cè)量質(zhì)量用天平，需要研究的是怎樣測(cè)量加速度和外力。（1）測(cè)量加速度的方案：采用較多的方案是使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，根據(jù)連續(xù)相等的時(shí)間t內(nèi)的位移之差x=at2求出加速度。條件許可也可以采用氣墊導(dǎo)軌和光電門。教材的參考案例效果也比較好。（2）提供并且測(cè)量物體所受的外力的方案：由于我們上述測(cè)量加速度的方案只能適用于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以我們必須給物體提供一個(gè)恒定的外力，并且要測(cè)量這個(gè)外力。教材的參考案例提供的外力比較容易測(cè)量，采用這種方法是不錯(cuò)的選擇。4 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。如果根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出的a-f圖象和a-1/m

5、圖象都非常接近一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，也只能說(shuō)我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是“在質(zhì)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(zhì)量成反比?！边@一結(jié)果決不能說(shuō)找出了定律，一個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)不可能是幾次實(shí)驗(yàn)就能得出的。 四、力學(xué)單位制要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1、單位制的概念基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2、國(guó)際單位制（si）就是由七個(gè)基本單位和用這些基本單位導(dǎo)出的單位組成的單位制。3、國(guó)際單位制（si）中的基本單位：力學(xué)中有三個(gè)基本單位：長(zhǎng)度的單位米，國(guó)際符號(hào)m、質(zhì)量的單位千克，國(guó)際符號(hào)、時(shí)間的單位秒，國(guó)際符號(hào)s。以下基本單位將在今后學(xué)習(xí)電學(xué)中有一個(gè)基本單位：電流強(qiáng)度的單位安培，國(guó)際符號(hào)a；熱學(xué)中有二個(gè)基本單

6、位：物質(zhì)的量的單位摩爾，國(guó)際符號(hào)mol；熱力學(xué)溫度的單位開爾文，國(guó)際符號(hào)k；光學(xué)中有一個(gè)基本單位：發(fā)光強(qiáng)度的單位坎德拉，國(guó)際符號(hào)cd。4、力學(xué)中除了三個(gè)基本單位外，用這三個(gè)基本單位推導(dǎo)出來(lái)的單位都是導(dǎo)出單位。現(xiàn)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(guó)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(gè)圓內(nèi)兩條半徑之間的平面角。若兩條半徑在圓周上截取的弧長(zhǎng)與半徑相等，這兩條半徑之間的夾角就是1弧度（rad）。5

7、、應(yīng)該指出，國(guó)際單位制不是唯一的單位制，只是因?yàn)槿澜缤茝V使用國(guó)際單位制，所以我們的教材和絕大部分參考資料都使用國(guó)際單位制。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，我們可以以“厘米、克、秒”這三個(gè)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(guó)際單位制單位，在國(guó)際單位制中它們既不是基本單位，也不是導(dǎo)出單位，因?yàn)樗鼈兏静皇菄?guó)際單位制里面的單位。6、一個(gè)物理公式不僅決定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，而且決定了物理量之間的單位關(guān)系，所以導(dǎo)出單位都是由物理公式?jīng)Q定的。統(tǒng)一使用國(guó)際單位制單位的好處是，只要已知量全部使用國(guó)際單位制單位，求出的未知量一定也是國(guó)際單位制單位，更大的好處

8、是便于國(guó)際交流。7、在國(guó)際單位制中，牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律的公式是f=ma，就是說(shuō)式中的比例常數(shù)k=1。在其它單位制中，比例常數(shù)就不一定等于1，因此我們應(yīng)該自覺使用國(guó)際單位制。五、牛頓第三定律 要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)牛頓第一定律和牛頓第二定律解決了一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問(wèn)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(gè)物體受到其他物體作用的同時(shí)也會(huì)對(duì)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(rèn)識(shí)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也就無(wú)法解決某些實(shí)際問(wèn)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(gòu)成比較全面的反映機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的運(yùn)動(dòng)定律。在分析物體受力和求解某些不便直接求解的力時(shí)，經(jīng)常要用到

9、牛頓第三定律。1、牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的內(nèi)容：兩個(gè)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(yīng)該能正確領(lǐng)會(huì)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律的物理意義，牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律實(shí)質(zhì)上揭示了物體間的作用是相互的，力總是成對(duì)出現(xiàn)的，物體作為施力物的時(shí)候它也一定是受力物。要知道作用力與反作用力是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)同樣變化、一定是同一性質(zhì)的力。并且作用力和反作用力“大小相等、方向相反”的關(guān)系與兩個(gè)物體相互作用的方式、相互作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān)。3、要能區(qū)分相互平衡的兩個(gè)力與一對(duì)作用力、反作用力。現(xiàn)將一對(duì)相互作用力與一對(duì)平衡力列表進(jìn)行比較如下：一對(duì)力比較項(xiàng)目一對(duì)平衡力一對(duì)作用力與反作用力不同點(diǎn)兩個(gè)

10、力作用在同一物體上兩個(gè)力分別作用在兩個(gè)不同物體上兩個(gè)力涉及三個(gè)物體兩個(gè)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(gè)力的性質(zhì)不一定相同兩個(gè)力的性質(zhì)一定相同兩個(gè)力共同作用的效果是使物體平衡兩個(gè)力的效果分別表現(xiàn)在相互作用的兩個(gè)物體上一個(gè)力的產(chǎn)生、變化、消失不一定影響另一個(gè)力兩個(gè)力一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失共同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在一條直線上六、牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用一 要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1分析物體的受力情況的能力。關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)有兩類基本問(wèn)題：一類是已知物體的受力情況，確定物體的運(yùn)動(dòng)情況；另一類是已知物體的運(yùn)動(dòng)情況，確定物體的受力情況。通過(guò)本節(jié)教材的學(xué)習(xí)，要求能從物體受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況，

11、能從運(yùn)動(dòng)情況確定物體受力情況。2培養(yǎng)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決力學(xué)問(wèn)題的能力。具體地說(shuō)有以下兩種情形：（1）已知物體受力情況確定運(yùn)動(dòng)情況：在受力情況已知的條件下，要求判斷出物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（即求出物體運(yùn)動(dòng)的速度和位移），處理這類問(wèn)題的基本思路是：先分析物體的受力情況，求出合外力根據(jù)牛頓第二定律（f=ma）求出加速度，再利用運(yùn)動(dòng)學(xué)的有關(guān)公式求出速度和位移（2）已知物體的運(yùn)動(dòng)情況確定受力情況：解答這類問(wèn)題時(shí)，應(yīng)首先分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)情況，由物體的速度和位移、運(yùn)動(dòng)時(shí)間等物理量根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體的加速度，然后在分析物體受力情況的基礎(chǔ)上，利用牛頓第二定律（f=ma）列出方程求力3掌握應(yīng)用牛頓

12、運(yùn)動(dòng)定律解決問(wèn)題的基本思路和方法。應(yīng)用牛頓第二定律解題的一般步驟如下（1）靈活選取研究對(duì)象（2）將研究對(duì)象提取出來(lái)，分析物體的受力情況并畫受力示意圖，分析物體的運(yùn)動(dòng)情況并畫運(yùn)動(dòng)過(guò)程簡(jiǎn)圖。（3）利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度。通常用正交分解法：建立正交坐標(biāo)，并將有關(guān)矢量進(jìn)行分解。取加速度的方向?yàn)檎较?，題中各物理量的方向與規(guī)定的正方向相同時(shí)取正值，反之取負(fù)值。（4）列出方程并求解，檢查答案是否完整、合理。應(yīng)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(wú)論是已知受力情況求解運(yùn)動(dòng)情況，還是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受情況，加速度始終是聯(lián)系運(yùn)動(dòng)和力的橋梁，解決這類問(wèn)題進(jìn)行正確的受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析

13、是關(guān)鍵，要養(yǎng)成用畫受力圖和運(yùn)動(dòng)草圖的方法來(lái)理解題意的習(xí)慣。 七、牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用二 要點(diǎn)導(dǎo)學(xué)1研究共點(diǎn)力作用下物體的平衡（1）共點(diǎn)力的概念：共點(diǎn)力是指作用于一點(diǎn)或作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)的各個(gè)力。（2）共點(diǎn)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)叫做平衡狀態(tài)。（3）共點(diǎn)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(gè)方程（f 合x=0和f 合y=0）。（4）求解共點(diǎn)力作用下物體平衡的一般步驟靈活選取研究對(duì)象；將研究對(duì)象隔離出來(lái)，分析物體的受力情況并畫受力示意圖；根據(jù)物體的受力特點(diǎn)選取適當(dāng)?shù)姆椒ǎ涣谐龇匠?，求解?/p>

14、程，并檢查答案是否完整，合理。2探討超重和失重現(xiàn)象（1）實(shí)重、視重、超重、失重和完全失重的概念：實(shí)重：即物體的實(shí)際重力，它不隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化而變化的。視重：指物體對(duì)水平支持面的壓力或豎直懸掛線的拉力，它隨物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變化。超重：視重大于實(shí)重的現(xiàn)象。失重：視重小于實(shí)重的現(xiàn)象。完全失重：視重等于零的現(xiàn)象。（2）產(chǎn)生超重和失重的原因：產(chǎn)生超重和失重的原因可以用圖4-7-1加以說(shuō)明。圖中質(zhì)量為m的物體受重力和拉力兩個(gè)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(shù)（即視重），ft與ft是一對(duì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則ft=mg (2)這種情況下視重等于實(shí)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(xiàn)超重或失重狀態(tài)的原因是在豎直方向具有加