牛頓運動定律

1、單元三 牛頓運動定律一、概念1慣性 物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質叫做物體的慣性。 物體慣性是用其質量來 量度的。物體質量越大， 慣性也越大。物體運動狀態(tài)不改變時表現出慣性， 運動狀態(tài)改變時 也表現出慣性， 慣性較大的物體運動狀態(tài)就不容易改變。 一切物體都有慣性， 慣性是物體固 有屬性。2超重和失重 當物體有向上的加速度時， 物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力大于自身力的現象叫 做“超重”。當物體有向下的加速度時，物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力小于自身重 力的現象叫做 “失重”。物體對支持物的壓力或對懸掛物的拉力為零的情況叫做 “完全失重”3國際單位制二、規(guī)律1牛頓第一定律牛頓第

2、一定律： 一切物體總是保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)， 直到有外力迫使它改 變這種狀態(tài)為止。 牛頓第一定律揭示了一切物體都有慣性， 慣性是物體的固有性質， 與外部 條件無關。 牛頓第一定律指出了力不是產生速度的原因， 也不是維持速度的原因， 力是改變 物體運動狀態(tài)的原因，也就是產生加速度的原因。2牛頓第二定律牛頓第二定律：物體的加速度 a 跟物體所受的作用力 F 成正比，跟物體的質量 m 成反 比，加速度的方向與作用力方向相同，即 F ma 。物體受幾個力作用時，牛頓第二定律公 式中的 F 即為合力，公式可寫作 F合 ma 。牛頓第二定律定量地描述了外力的作用效果， 反映了加速度與力的瞬時對應

3、關系。 對同 一物體， 加速度與合力的方向總是保持一致的， 合力的方向就是加速度的方向， 但加速度方 向與速度方向不一定相同。 速度是描述物體運動的一個狀態(tài)量， 它與物體所受的合外力沒有 直接聯系。 當合外力為零時，加速度一定為零，但速度不一定為零。速度的變化量大小與加 速度有關，速度變化量的方向與加速度方向一致。牛頓第二定律只適用于宏觀、 低速物體， 對于接近光速的高速物體及微觀粒子的運動并 不適用。3牛頓第三定律牛頓第三定律： 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， 作用在同 一條直線上。即 F F 。作用力和反作用力的特點： 分別作用在相互作用的兩個物體上； 大小相等；

4、 方 向相反； 作用在同一直線上； 同時產生同時消失； 性質相同。作用力與反作用力和平衡力的區(qū)別在于一對作用力與反作用力作用在兩個物體上， 是同 種性質的力；一對平衡力是作用在同一物體上的兩個力，且力的性質可以不相同。三、推論 物體的運動情況是由物體的初速度與所受合外力決定的。 1若合外力恒定，則物體加速度恒定，物體做勻變速運動；若合外力不斷變化，則加 速度就不斷變化，物體做變加速運動。 2物體做直線運動的條件是運動物體所受合外力（或加速度）的方向與它的初速度方 向在一直線上；或初速度為零而合外力方向不變時，物體也做直線運動。 3物體做曲線運動的條件是運動物體所受合外力（或加速度）的方向與它的

5、速度方向 不在一直線上。 4物體的加速度與速度方向相同時，無論加速度怎樣變，物體的速度一定變大；物體 的加速度與速度方向相反時，無論加速度怎樣變，物體的速度一定變小。 5物體做變加速直線運動，當合外力為零時，物體的速度達到最大。四、方法應用牛頓定律解題的三種基本情況： 由已知物體的受力情況求物體運動狀態(tài)變化的情 況；由已知物體運動狀態(tài)的變化情況求物體的受力情況； 由已知物體的受力情況及運動 變化情況， 求物體的質量。解題時， 為簡化問題，常根據具體情況或是將物體受到的某些力 合成，或是將物體受到的某些力或加速度分解，分解的坐標系也有不同的選取方法。1力的合成法沿水平道路行駛的車廂內懸掛著一個小

6、球，如圖所示，45 ，車廂在做什么運動，加速度多大？2正交分解法 物體受多個共點力作用下加速運動， 可以采用正交分解法， 平行于加速度方向為 x 軸，垂直 于加速度方向為 y軸，把力沿著這兩個方向作分解， 分別求 x 軸和 y 軸上各個力的投影合力 F/a 和 F a ，平行于加速度方向合力等于ma，垂直于加速度方向物體沒有動，所以合力為零。則牛頓第二定律 F合 ma 就轉化為 F/ a ma， F a 0。例 一人先后用三種不同方式施加作用力于木箱上使木箱沿粗糙的水平地面以加速度 a 勻 加速滑動。已知木箱與地面間的動摩擦因數為 ，木箱的質量為 m。第一種情況：用平行于 地面的水平力拉木箱；

7、 第二種情況： 用與水平面成 角的斜向上的拉力拉木箱； 第三種情況： 用與水平方向成 角的斜向下的推力推木箱。 求以上三種情況下人作用于木箱的力 F 分別是 多大。2分解加速度如圖所示，電梯與水平面的夾角為 30o，當電梯加速向上運動時，人對梯面的壓力是其重力 的 1.2 倍，求人對梯面的摩擦力是其重力的多少倍？如圖所示，自動扶梯與地面成 37角，一質量為 60kg 的人站在扶梯上隨扶梯一起運動，當扶梯以 2m/s2 的加速度斜向上做勻加速運動時， 求人對扶梯的壓力 大小和扶梯對人的摩擦力大小 (g=10m/s2，sin37 =0.6 ，cos37=0.8)如圖所示， 在箱內傾角為 的固定光滑

8、斜面上用平行于斜面的細線固定一質量為 m 的木塊。 求： 箱以加速度 a 勻加速上升時， 線對木塊的拉力 F1 和斜面對木塊的支持力 F2 分別為多大？ 箱以加速度 a 向左勻加速運動時，線對木塊的拉力F1和斜面對木塊的支持力 F2分別為多大？3整體法隔離法不計質量的細繩依次連接兩個質量不同的小球， 上面的小球質量較大些， 懸掛在密閉車廂的 頂上 .當車廂向左勻加速運動時，圖中能正確反映上、下兩段細繩與豎直方向的關系的是( )mA和mB的木塊 A、B。A、B 之間用輕質彈 A、B 一起向右作勻加速直線運動，加 F 撤除，求撤除外力的瞬如圖所示，在光滑的水平地面上有質量分別為 簧相連接，用水平向

9、右的外力 F 推 A ，彈簧穩(wěn)定后， 速度為 a，以向右為正方向。在彈簧穩(wěn)定后的某時刻，突然將外力 間，木塊 A、 B 的加速度分別為多少？如圖所示，在質量為 M 的小車的水平表面上放置質量為 m2 的物塊 A，A 通過滑輪與質量為 m1的物塊 B 相連接，各接觸面均光滑， 欲使它們一起相對靜止地向右運動 （運動過程中 m1不 與 M 接觸 ） ，則水平推力 F 應為多大？五、應用極值問題1如圖所示， 幾個傾角不同的光滑斜面具有共同的底邊 頂端滑到底端，下面哪些說法是正確（ ）AB，當物體由靜止沿不同的傾角從A 傾角為 30時所需時間最短B傾角為 45所需時間最短C傾角為 60 所需時間最短D所需時間均相等2一物體從靜止開始沿光滑斜面由頂端下滑至底端?，F保持斜面底邊長 度不變，逐漸增加斜面的高以增大斜面傾角，則在這個過程中，物體的加