高中物理必修一知識復習提綱第四章牛頓運動定律(人教版)

精心整理高中物理必修一知識點總結：第四章牛頓運動定律（人教版）前邊學習了怎樣描繪物體的運動，這相同將要學習的是物體為什么會運動，研究的是運動與力之間的關系。考試的要求：Ⅰ、對所學知識要知道其含義，并能在有關的問題中鑒別并直接運用，相當于課程標準中的“認識”和“認識”。Ⅱ、能夠理解所學知識的確切含義以及和其他知識的聯(lián)系，能夠講解，在實責問題的解析、綜合、推理、和判斷等過程中加以運用，相當于課程標準的“理解”，“應用”。要求Ⅰ：力學單位制要求Ⅱ：牛頓第必然律、牛頓第二定律、牛頓第三定律知識成立：新知歸納：一、牛頓第必然律●牛頓第必然律定義：所有物體總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。●慣性1、定義：物體擁有的保持原來的勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。2、慣性是物體的固有屬性，慣性不是一種力。任何物體在任何情況下都擁有慣性。3、慣性的大小只由物體自己的特色決定，與外界要素沒關。4、慣性是不能夠被戰(zhàn)勝的，但能夠利用慣性做事或防范慣性的不良影響。5、不要把慣性看法與慣性定律相混淆。慣性是萬物皆有的保持原運動狀態(tài)的一種屬性，慣性定律則是物體不受外力作用時的運動定律?！襁\動狀態(tài)1、運動狀態(tài)指的是物體的速度速度是是矢量，速度不變則運動狀態(tài)不變，速度改變運動狀態(tài)也就改變了，因此運動狀態(tài)不斷改變的物體總有加速度。2、力是使物體產(chǎn)生加速度的原因3、質(zhì)量是物體慣性大小的量度二、實驗：研究加速度與力、質(zhì)量的關系精心整理精心整理●加速度與力的關系1、實驗的基本思路保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不相同的力的作用下的加速度，解析加速度與力的關系。2、實驗設計（1）實驗器材：打點計時器、紙帶、小車、細繩、一端附有定滑輪的長木板、砝碼、低壓交流電源、10g左右的等質(zhì)量粗鐵絲圈若干、刻度尺（2）實驗步驟①用天平測出小車和粗鐵絲圈的質(zhì)量M和m把數(shù)值記錄下來；②按圖把實驗器材安裝好先不掛上粗鐵絲圈（即不給小車加牽引力）；③平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木板；屢次搬動木板的地址直至小車在斜面上運動時保持勻速運動狀態(tài)（先接通電源，再用手給小車一個初速度，若在紙帶上打出的點子的間隔基本上均勻才表示平衡了摩擦力，否則必定調(diào)整小木板的地址），這時小車拖著紙帶運動時碰到的摩擦力恰好與小車所受的重力在斜面方向上的分力平衡。④在細繩上掛1個粗鐵絲圈先接通電源再松開小車，取下紙帶；⑤保持小車的質(zhì)量不變，在細繩上掛2個、3個粗鐵絲圈，重復步驟④，取下紙帶。（3）實驗數(shù)據(jù)的解析依照記錄的數(shù)據(jù)，作出a-F圖象，即在右圖中描點、連線。經(jīng)過連線可知，在誤差贊同的范圍內(nèi)，所描繪各點大體分布在同一條過坐標原點的直線上。（4）實驗結論當保持物體的質(zhì)量不變時，物體產(chǎn)生的加速度a與所受力F成正比?！窦铀俣群唾|(zhì)量的關系1、實驗的基本思路保持物體所受的力相同，測量不相同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度，解析加速度與質(zhì)量的關系。2、實驗的操作步驟如圖，取小車（車上放砝碼）研究，在拉力不變的情況下（鉤碼必然），改變小車上的砝碼個數(shù)，打出幾條不相同的紙帶。記錄小車及車上的砝碼的質(zhì)量，求出其運動的加速度。3、實驗數(shù)據(jù)的解析依照記錄的數(shù)據(jù)作用心F不變時，a-m和a-1/m的圖象。在坐標紙上描點、連線。由圖甲可知，當F不變時，m越大，a越小，有可能成反比。因此，a-m圖象不易反響出相應的規(guī)律。若與a與精心整理精心整理m成反比，則a與1/m成正比，故作出F不變時的a-1/m關系圖象，如圖乙所示。4、實驗結論在受力F不變時，物體產(chǎn)生的加速度a與質(zhì)量m成反比（或與1/m成正比）三、牛頓第二定律●牛頓第二定律5、對牛頓第二定律的理解牛頓第二定律寓意深刻，內(nèi)涵豐富，應從以下幾個方面：同一性、瞬時性、矢量性、獨立性、因果性、相對性等加深對規(guī)律的理解。（1）同一性：牛頓第二定律F合=ma；共涉及三個物理量，這三個物理量是所屬同一個物體的物理量，其中F合是質(zhì)量為m的物體碰到的合力，a是該物體在這個合力作用下獲得的加速度。我們把物體獲得的加速度和該物體所受合力的這種對應關系叫做同一性。（2）瞬時性：依照F合知，對質(zhì)量必然的物體，當它所受的合力增加時物體獲得的加速度也隨之增加，合力減小時物體獲得的加速度也隨之減小，當合力等于零時，物體的加速度也等于零；合力為恒定不變的力時，加速度也恒定不變。物體的加速度與合力的這種一一對應的變化關系叫做瞬時性。（3）矢量性：由牛頓第二定律知加速度的方向總是跟物體碰到的合力方向相一致因此合力指向什么方向，加速度就跟著指向什么方向。這也是牛頓第二定律瞬時性的表現(xiàn)，也許說合力的方向就是加速度的方向。作用力F和加速度a是兩個方向相同的矢量。表達式F合=ma是一個矢量式。獨立性：作用在物體上的每一個力都各自獨立地產(chǎn)生一個加速度，與物體碰到的其他力沒關。物體的實質(zhì)加速度是各個力產(chǎn)生的加速度的矢量和，也等于合力單獨作用產(chǎn)生的加速度。（5）因果性：由F合=ma知，只要物體碰到的合力不等于零，無論合力多么小，物體就馬上獲得加速度。只要物體不受力作用或合力為零，物體馬上沒有加速度，也就是說力是物體獲得加速度的原因。加速度是物體受力產(chǎn)生的收效。（6）相對性：牛頓第二定律針對靜止或做勻速直線運動的參照系才成立，對加速運動的參照系不適用。牛頓第二定律的這種性質(zhì)叫做相對性。因果關系：只要物體所受合力不為零(無論合力多么的小)，物體就獲得加速度，即力是產(chǎn)生加速度的原因，力決定加速度，力與速度、速度的變化沒有直接關系。若是物體只受重力G=mg的作用，則由牛頓第二定律知物體的加速度為F合Gmga=mg.mm矢量關系：F=ma是一個矢量式，加速度a與合外力都是矢量，物體加速度的方向由它所受的精心整理精心整理合外力的方向決定且總與合外力的方向相同。瞬時對應關系：牛頓第二定律表示的是力的瞬時作用規(guī)律當物體所碰到的合外力發(fā)生變化時，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，即同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。獨立對應關系：當物體碰到幾個力的作用時，各力將獨立地產(chǎn)生與其對應的加速度，而物體實質(zhì)的加速度是物體所受各力產(chǎn)生的加速度的疊加同體關系：加速度和合外力是同屬一個物體的。6、應用牛頓第二定律解題的一般步驟：①確定研究對象。②解析研究對象的受力情況，畫出受力求。③選定正方向或成立直角坐標系。④求合力。⑤依照牛頓第二定律列方程。歸納整理：本節(jié)在上一節(jié)實驗研究的基礎上得出牛頓第二定律，即物體的加速度跟所受的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向跟合力的方向相同。牛頓第二定律定量地反響了物體加速度與力、質(zhì)量的關系。要時刻理解各物理量和公式的內(nèi)涵和外延，防范重公式，輕文字的現(xiàn)象。四、力學單位制●基本物理量：反響物理學基本問題的物理量。如力學中有三個基本物理量——質(zhì)量、時間和長度。●基本單位：所選定的基本物理量的(所有)單位都叫做基本單位，如在力學中，選定長度、質(zhì)量和時間這三個基本物理量的單位作為基本單位：長度：cm、m、km等質(zhì)量：g、kg等時間：s、min、h等●力學中的國際單位制①基本單位長度的單位：m(米)，質(zhì)量的單位：kg(千克)，時間的單位：s(秒)．②導出單位精心整理精心整理速度的單位：m／s(米／秒)，加速度的單位：m／s2(米／秒2，讀作“米每二次方秒”)，2力的單位：N(kg·m／s，牛頓)等等。五、牛頓第三定律1、力的作用是相互的、同時發(fā)生的兩個物體間力的作用是相互的。一個物體對另一個物體施加了力的作用，這個物體必然同時也碰到另一個物體的力的作用。力總是成對產(chǎn)生的，不存在只對其他物體施加力而不受其他物體作用的施力物體，也不存在只受其他物體的作用而不對其他物體施加作用的受力物體。2、作用力和反作用力大量的實驗表示，力的作用都是相互的。也就是說，任何物體是施力物體的同時，也是受力物體。兩個物體間相互作用的這一對力，叫做作用力與反作用力。3、平衡力與作用力和反作用力的關系●牛頓第三定律1、內(nèi)容：兩個物體間的作用力與反作用力總是大小相等方向相反，作用在一條直線上。2、表達式：3、對定律的理解（1）力的物質(zhì)性方面：力是物體間的相互作用力，一個力對應兩個物體且成對出現(xiàn)單個物體不能夠有力產(chǎn)生。相互作用的一對力互為作用力和反作用力，故有甲物體對作用力來說是施力物體，對反作用力來說即是受力物體。小貼士：牛頓第必然律和牛頓第二定律反響的是一個物體的運動規(guī)律，而牛頓第三定律反響的是兩個相互作用的物體之間的規(guī)律。（2）力的三要素方面：作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、并作用在一條直線上，作用在兩個物體上。（3）力的性質(zhì)方面：作用力與反作用力必然是同性質(zhì)的力，一個彈力和一個摩擦力不能能是作用力和反作用力。（4）力的作用收效方面：作用力和反作用力分別作用在兩個不相同的物體上，各自分別產(chǎn)生作用收效，不能夠相互抵消。因此不能夠認為作用力和反作用力的合力為零。（5）時間性方面：作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生，同時消失，無先后之分，不能夠認為先有作用力后有反作用力，即擁有瞬時對應關系。精心整理精心整理●牛頓第三定律的重要意義1、意義①牛頓第三定律獨立地反響了力學規(guī)律的一個重要側面，是牛頓第一、第二定律的重要補充，定量地反響出物體間相互作用時相互施力所依照的規(guī)律，即作用力和反作用力定律。②全面揭穿了作用力和反作用力的關系，可歸納為三個性質(zhì)和四個特色。2、三個性質(zhì)異體性：作用力和反作用力分別作用在相互相互作用的兩個不相同的物體上，各自產(chǎn)生各自的作用收效；同時性：作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，不分先后；相互性：作用力和反作用力總是相互的，成對出現(xiàn)的。3、四個特色等值：大小總是相等的；反向：方向總是相反的；共線：總是在同素來線上；同性：力的性質(zhì)總是相同的歸納整理：本節(jié)從生活中常有的物體相互作用的實例下手得出牛頓第三定律。牛頓第三定律反響了兩個物體之間相互作用的力的關系，注意區(qū)分作用力與反作用力以及相互平衡的兩個力的關系，能夠應用牛頓第三定律講解平常生活中的常有現(xiàn)象。六、用牛頓運動定律解決問題（一）●動力學的兩類基本問題1、依照物體的受力情況確定物體的運動情況。其解題基本思路是：利用牛頓第二定律F合=ma求出物體的加速度

a；再利用運動學的有關公式（

vt

v0

at，s

v0t

1at2，vt22

v02

2as等）求出速度

vt和位移

s等。2、依照物體的運動情況確定物體的受力情況。

其解題基本思路是：解析清楚物體的運動情況，采納運動學公式求出物體的加速度，再利用牛頓第二定律求力?！駪门ｎD運動定律解題的一般步驟：小貼士：牛頓定律的使用步驟：畫簡圖、定對象、明過程、解析力、選坐標、作投影、取重量、列方程、求結果、驗單位、代數(shù)據(jù)、作答案。牛頓第二定律F=ma，實際上是揭穿了力、加速度和質(zhì)量三個不相同物理量之間的關系，方程左精心整理精心整理邊是物體碰到的合力，第一要確定研究對象，對物體進行受力解析，求合力的方法能夠利用平行四邊形定則或正交分解法。方程的右邊是物體的質(zhì)量與加速度的乘積，要確定物體的加速度就必定對物體的運動狀態(tài)進行解析。因此可知，應用牛頓運動定律結合運動學公式解決力和運動關系的一般步驟是：（1）確定研究對象；（2）解析研究對象的受力情況：必要時畫受力表示圖；（3）解析研究對象的運動情況，必要時畫運動過程簡圖；（4）利用牛頓第二定律或運動學公式求加速度；（5）利用運動學公式或牛頓第二定律進一步求解要求的物理量；（6）運用牛頓第三定律進一步說明所求的物理量與其他量的關系。整理歸納：加速度a是運動學和動力學之間的橋梁我們平常能夠解決兩類問題，一是依照物體的受力情況，運用牛頓運動定律求a，進而得出物體的運動情況；二是依照物體的運動情況，進而解析物體的受力情況。受力解析和運動過程解析向來是貫穿于力學問題中的主線。七、用牛頓運動定律解決問題（二）●共點力的平衡條件1、平衡狀態(tài)一個物體在共點力作用下保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，則這個物體處于平衡狀態(tài)。比方，沿水平路面勻速行駛的汽車、懸掛在房頂?shù)牡鯚簟⒐S里聳立的大煙囪、宏偉的跨海大橋等等都處于平衡狀態(tài)。2、共點力的平衡條件從牛頓第二定律知道：當物體所受合力為零時，加速度為零，物體將保持靜止也許做勻速直線運動狀態(tài)，即物體處于平衡狀態(tài)。因此，在共點力作用下物體的平衡條件是合力為零，即F合=ma.3、共點力作用下物體平衡條件的詳盡表達和推論（1）若物體在兩個力同時作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個力大小相等、方向相反、且作用在同素來線上，其合力為零。這就是初中學過的二力平衡。（2）若物體在三個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài)，則這三個力必然共面共點（三力匯交原理），合力為零，稱為三個共點力的平衡。其中任意兩個力的合力必然與第三個力大小相等、方向相反、作用在同素來線上。（3）物體在n個非平行力同時作用下處于平衡狀態(tài)時,n個力必然共面共點,合力為零稱為n精心整理精心整理個共點力的平衡。其中任意(n-1)個力的合力必然與第n個力等值反向,作用在同素來線上。4、運用共點力平衡條件的解題步驟①⑤采納研究對象；②對所采納的研究對象進行受力解析，并畫出受力求；③對研究對象所受的力進行辦理，一般情況下需要成立合適的直角坐標系，對各力按坐標軸進行正交分解；④成立平衡方程.若各力作用在同素來線上，可直接用F合=0的代數(shù)式列方程；若幾個力不在同素來線上，可用Fx合=0與Fy合=0聯(lián)立列出方程組，對方程求解，必要時需對解進行談論。注意：成立直角坐標系時一般盡量使更多的力落在坐標軸上，以減少分解力的個數(shù)，進而達到簡化計算的目的。●超重和失重現(xiàn)象1、超重現(xiàn)象定義：物體對支持物的壓力大于物體所受重力的情況叫超重現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：物體擁有豎直向上的加速度。2、失重現(xiàn)象定義：物體