高中物理牛頓運(yùn)動(dòng)定律復(fù)習(xí)與歸納新人教版必修1

1、第四章復(fù)習(xí)與歸納本章知識(shí)網(wǎng)絡(luò)外力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因牛頓第一定律牛 頓 運(yùn) 動(dòng). 定 律牛頓第二定律意義：反映力和物體運(yùn)動(dòng)加速度的關(guān)系慣性的概念表達(dá)式：a=m物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力的方向一致適用條件：宏觀、低速、慣性參考系牛頓第三定律 反映物體之間作用的規(guī)律【疑難解析】一.對(duì)牛頓第一定律的理解可以從以下幾個(gè)方面來(lái)理解牛頓第一定律.把握定律的內(nèi)容：牛頓第一定律描述的是物體不受外力或所受合外力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況.進(jìn)一步認(rèn)識(shí)力：我們已經(jīng)從力的產(chǎn)生這一角度認(rèn)識(shí)到力是物體對(duì)物體的作用，這里則 進(jìn)一步從力的作用效果這一角度認(rèn)識(shí)到力是使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因而不是維 持物體運(yùn)動(dòng)的原因.牛頓第一定律

2、不像其它定律那樣是由實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來(lái)的，它是牛頓以伽利略的理想 實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，總結(jié)前人的研究成果，加之豐富的想象而提出來(lái)的。.牛頓第一定律是獨(dú)立的一條規(guī)律，不能簡(jiǎn)單看成是牛頓第二定律的特例。.牛頓第一定律的意義在于指出一切物體都有慣性，指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因， 而且改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因。.關(guān)于慣性的理解慣性是一個(gè)常用的重要物理概念，它指的是物體的一種性質(zhì)-保持靜止或勻速直線 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的這一性質(zhì)。這是一切物體都具有的屬性。不管物體的大小和形狀如何，不管物 體是否受到力的作用，不管物體是處于何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（或靜止、或勻速直線運(yùn)動(dòng)、或變速 運(yùn)動(dòng)），物體都同樣具有慣性。質(zhì)量才是

3、慣性大小的唯一量度。理解慣性還要注意區(qū)分慣性和慣性現(xiàn)象。例如，百米賽跑的運(yùn)動(dòng)員跑到終點(diǎn)線處，不能立即停下來(lái)而要繼續(xù)往前跑一段才能停下來(lái)，這是慣性現(xiàn)象。是物體（運(yùn)動(dòng)員）由于具有慣性而表現(xiàn)出來(lái)的一種現(xiàn)象，而不能說(shuō)這就是 慣性，慣性現(xiàn)象可以很多，但慣性卻僅僅是指物體的一種性質(zhì)。慣性的大小由物體的質(zhì)量來(lái)量度。質(zhì)量不變時(shí)，物體的慣性大小不變， 因此，認(rèn)為“只有運(yùn)動(dòng)的物體才有慣性”、“物體的運(yùn)動(dòng)速度越大則其慣性越大”的看法都是不對(duì)的。.運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系通過(guò)對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的學(xué)習(xí)，我們可以知道力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即：力加速度速度變化（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變），從而可以更加深刻地理解加速度與速度無(wú)關(guān)的說(shuō)法，即物 體

4、受到的合外力決定了物體的加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度的變 化量，而與物體當(dāng)時(shí)的速度無(wú)關(guān)。物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由其運(yùn)動(dòng)速度來(lái)決定，一定的運(yùn)動(dòng)速度對(duì)應(yīng)著一定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果物體的運(yùn)動(dòng)速度保持不變（物體靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)），則其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變；如果物體的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生了變化，則其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化。要使物體的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化，必須有 力的作用，所以說(shuō)力是使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因。.對(duì)牛頓第二定律的理解.公式F=nA中的F是指物體所受全部外力的合力，簡(jiǎn)稱(chēng) 合外力；.加速度是矢量，其方向與合外力的方向相同；.力與它們產(chǎn)生的加速度有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即有力時(shí)就有對(duì)應(yīng)的加速度， 如果力一旦消失

5、，其對(duì)應(yīng)的加速度也就同時(shí)消失；.應(yīng)用公式F= nA解題時(shí)，F(xiàn)、m A三者必須用同一單位制所確定的單位。比如在國(guó)際單位制中三者應(yīng)分別用牛（N）、千克（kg）、米/秒2 （m/s2）為單位進(jìn)行計(jì)算，才可能得到正 確的答案；.物體的受力情況決定物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若物體所受的合外力為零，則其加速度為零，物體將處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若物體所受的合外力不可零且其方向大小均維持不變，則物體的加速度維持不變，物體將作勻變速運(yùn)動(dòng)；若物體所受合外力不為恒力，則物體的 加速度將隨之變化，物體將作變加速運(yùn)動(dòng)。.內(nèi)力和外力對(duì)于一個(gè)確定的研究對(duì)象來(lái)說(shuō)，此對(duì)象以外的物體作用于它的力叫外力，外力決定這一研 究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)加

6、速度；而此研究對(duì)象內(nèi)部各部分之間的相互作用力稱(chēng)為內(nèi)力，內(nèi)力不影響 這一研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)加速度。所以，在應(yīng)用牛頓第二定律來(lái)理解問(wèn)題時(shí)，首先必須明確研究對(duì)象，據(jù)此才可能正確 區(qū)分內(nèi)力和外力，才可能根據(jù)定律列出正確的物理方程。.關(guān)于作用力和反作用力牛頓第三定律指出：作用力和反作用力總是大小相等的，這里的“總是”，是強(qiáng)調(diào)對(duì)于任何物體在任何條件下，這個(gè)相等關(guān)系都成立，對(duì)此可以從以下的幾個(gè)方面理解.不管物體的大小和形狀如何， 例如大物體與大物體之間， 或者是小物體與大物體之間，或者是小物體與小物體之間，且是任何形狀的物體之間，其相互作用力都是大小相等的；.不管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，例如靜止的物體之間、 運(yùn)動(dòng)的

7、物體之間或運(yùn)動(dòng)的物體與靜止物體之間，其相互作用力都是相等的。.作用力與反作用力的產(chǎn)生和消失是同時(shí)的，因?yàn)閮烧咧虚g若有一個(gè)產(chǎn)生或者消失，則 另一個(gè)必須同時(shí)產(chǎn)生或消失，否則其間的相等關(guān)系就不成立了?？梢?jiàn)，認(rèn)為作用力和反作 用力的產(chǎn)生或者消失有先后關(guān)系是不對(duì)的。.作用力與反作用力與一對(duì)平衡力的區(qū)別和聯(lián)系一對(duì)作用力與反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，而平衡力作用在同一物體上；作用力與作用力是同一性質(zhì)的力，平衡力則可以不是；作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，而一對(duì)平衡力，當(dāng)去掉其中一個(gè)力后，另一力可以繼續(xù)作用使物體產(chǎn)生加速度。一對(duì)作用力和反作用力與一對(duì)平衡力的最直觀的區(qū)別就是：看作用點(diǎn)。二力平衡時(shí)此

8、兩力作用點(diǎn)一定是同一物體，作用力和反作用力的作用點(diǎn)是分別在兩個(gè)物體上。兩個(gè)力是否是作用力和反作用力的最直觀的區(qū)別是：看它們是否是因相互作用而產(chǎn)生的。.共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件及應(yīng)用。.平衡狀態(tài)：這里指的是平動(dòng)平衡狀態(tài)；（1）靜止；（2）勻速直線運(yùn)動(dòng)。.平衡條件：物體所受到的合外力為零：即F合=0如對(duì)物體所受力進(jìn)行正交分解，則有F合x(chóng) =0和F合y=0。.平衡條件的推論：當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，它所受的某一力與它所受的其余的力的合力等值反向。.三力匯交原理：物體在作用線共面的三個(gè)非平行力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，這三個(gè)力的作用線必相交于一 點(diǎn)。典型例題例1把一個(gè)質(zhì)量是2kg的物塊放在水平面上，用 1

9、2 N的水平拉力使物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物 塊與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,物塊運(yùn)動(dòng)2 s末撤去拉力，g取10m/s2求：2s末物塊的瞬時(shí)速度. TOC o 1-5 h z (2)此后物塊在水平面上還能滑行的最大距離.解析：(1)前2秒內(nèi)，有F- F滑=mA1, F滑二科N,FN=mg,貝UF - mg , 2-,ai=4m/s , v1 = a1 ,t =8 m/sm F 10v2(2)撤去 F 以后 a2 = = 2m/s , x = =16m m2a2圖 4-23(a)(l)完全相同，即A=g tAn例2、如圖4-23 (A)所示，一質(zhì)量為 m的物體系于長(zhǎng)度分別為 Li與豎直方向夾角為G線

10、剪斷，求剪斷L2的兩根細(xì)線上，Li的一端懸掛在天花板上, 0 , L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)將 瞬時(shí)物體的加速度。(l)下面是某同學(xué)對(duì)該題的一種解法：Ticos 0 = mg,sin 0 =T2,丁2= mgtAn 0分析與解：設(shè)Li線上拉力為T(mén)i , L2線上拉力為丁2,重力為mg, 物體在三力作用下保持平衡，有剪斷線的瞬間，T2突然消失，物體即在T2反方向獲得加速度。因?yàn)閙g tAn 0 = 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)并說(shuō)明理由。(2)若將圖4-23(A)中的細(xì)線Li改為長(zhǎng)度相同、質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧，如圖4-

11、23(b)所示，其他條件不變，求解的步驟和結(jié)果與 0 ,你認(rèn)為這個(gè)結(jié)果正確嗎？請(qǐng)說(shuō)明理由。剪斷瞬時(shí)物體的分析與解：(1)錯(cuò)。因?yàn)長(zhǎng)2被剪斷的瞬間，L上的張力大小發(fā)生了變化。加速度A=gsin 0 .(2)對(duì)。因?yàn)長(zhǎng)2被剪斷的瞬間，彈簧 L1的長(zhǎng)度來(lái)不及發(fā)生變化，其 和方向都不變。例3 一人在井下站在吊臺(tái)上，用如圖 4-24所示的定滑輪裝置拉繩把吊 自己提升上來(lái)。圖中跨過(guò)滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦。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)F解析：選人和吊臺(tái)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，受力如 4

12、-25所示，F(xiàn)為繩的拉力，由牛頓第二定律有： 2F-(m+M)g=(M+m)A| (m+M)g 圖 4-25(M m)(a g)則拉力大小為：F350N2再選人為研究對(duì)象， 受力情況如圖4-26所示，其中Fn是吊臺(tái)對(duì)人的 力。由牛頓第二定律得：F+FwMg=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，反，因此人對(duì)吊臺(tái)的壓力大小為200N,方向豎直向下。例4 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 體,有一水平板將物體托住，并使彈簧處于自然長(zhǎng)度。如圖4-27所讓木板由靜止開(kāi)始以加速度A(A4 s后，B物體做勻加速直

13、線運(yùn)動(dòng)t=4.5s時(shí)，A物體的速度為零t4.5s后，AB的加速度方向相反A=(9-2t)N , (t的單位是s)。從t = 0開(kāi)始計(jì) ()行Fa FbA B-f-4 / / /-/-/4-28例5、如圖4-28,在光滑水平面上放著緊靠在一起的A、B兩物體，B的質(zhì)量是A的解析：對(duì)于 A、B整體據(jù)牛頓第二定律有：FA+FB=(mA+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=mA16-4t3一FaFn解得N = mB人FB 一 Fbmk mB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)t4s時(shí)，A、B的加速度均為a二一mAmB綜上所述，選項(xiàng) A、B D正確。例6如圖4-29所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為0的斜面上斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科，現(xiàn)用水平推力F作用于物體,之沿斜面勻速上滑，則物體受到的摩擦力大小為圖 4-29()A、mgcos 0 B 、科(mgcos 0 +Fsin 0 )C、Fcos 0 -mgsin 0 D 、科(mgcos 0 -Fsin 0 )解析：以物體為研究對(duì)象，其受力情況和所建立的坐標(biāo)如圖所示，有：Fcos 0 -mgsin0 - F 滑