牛頓運動定律知識點整理單

牛頓運動定律知識點整理一、牛頓第一定律1、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。理解要點：（1）運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持；（2）它定性地揭示了運動與力的關系，即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，力是使物體產生加速度的原因。（3）定律說明了任何物體都有一個極其重要的屬性——慣性；一切物體都有保持原有運動狀態(tài)的性質，這就是慣性。慣性反映了物體運動狀態(tài)改變的難易程度（慣性大的物體運動狀態(tài)不容易改變）。質量是物體慣性大小的唯一量度。典型例題1.(多選)關于牛頓第一定律的說法正確的是(BD)A．牛頓第一定律是理想的實驗定律B．牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C．慣性定律與慣性的實質是相同的D．物體的運動不需要力來維持2.物體A的質量為10kg，物體B的質量為20kg，A、B分別以20m/s和10m/s的速度運動，則下列說法中正確的是(B)A．A的慣性比B大B．B的慣性比A大C．A和B的慣性一樣大D．不能確定A、B的慣性大小關系二、牛頓第二定律1.內容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質量成反比。公式F=ma.理解要點：（1）牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關系，即知道了力，可根據牛頓第二定律研究其效果，分析出物體的運動規(guī)律；反過來，知道了運動，可根據牛頓第二定律研究其受力情況（2）牛頓第二定律揭示的是力的瞬時效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零，注意力的瞬時效果是加速度而不是速度；（3）牛頓第二定律是矢量關系，加速度的方向總是和合外力的方向相同的。（4）牛頓第二定律F=ma定義了力的基本單位——牛頓（使質量為1kg的物體產生1m/s2的加速度的作用力為1N,即1N=1kg.m/s2.）（5）應用牛頓第二定律解題的步驟：①明確研究對象②受力分析③運動分析④當研究對象在研究過程的不同階段受力情況有變化時，那就必須分階段進行受力分析，分階段列方程求解。（6）運用牛頓運動定律解決的動力學問題解題思路圖解如下：典型例題：1.（矢量性）如圖，頂端固定著小球的直桿固定在小車上，當小車向右做勻加速運動時，球所受合外力的方向沿圖中的(D)A．OA方向B．OB方向C．OC方向 D．OD方向2.（瞬時性）如圖所示，質量為m的小球用水平輕彈簧系住，并用傾角為30°的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止狀態(tài)。當木板AB突然向下撤離的瞬間，小球的加速度大小為（B）A.0 B.QUOTEeq\f(2eq\r(,3),3)geq\f(2,2)C.gD.QUOTEeq\f(eq\r(,3),3)g3.(多選)如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一恒力F作用，前方固定一足夠長的水平輕彈簧，則當木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是(BCD)A．木塊立即做減速運動B．木塊在一段時間內速度仍增大C．當F等于彈簧彈力時，木塊速度最大D．彈簧壓縮量最大時，木塊速度為零但加速度不為零4.（臨界問題）如圖所示，細線的一端固定于傾角為450的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細線的另一端拴一質量為m的小球。當滑塊至少以加速度a=向左運動時，小球對滑塊的壓力等于零，當滑塊以a=2g的加速度向左運動時，線中拉力T=。mgaTmgaTN450在水平方向有Tcos450-Ncos450=ma;在豎直方向有Tsin450-Nsin450-mg=0.由上述兩式可解出：mgaTα由此兩式可看出，當加速度a增大時，球受支持力N減小，繩拉力T增加。當a=g時，N=0，此時小球雖與斜面有接觸但無壓力，處于臨界狀態(tài)。這時繩的拉力T=mg/cos450mgaTα當滑塊加速度a>g時，則小球將“飄”離斜面，只受兩力作用，如圖13所示，此時細線與水平方向間的夾角α<450.由牛頓第二定律得：Tcosα=ma,Tsinα=mg,解得。（連接體問題）1.已知外力求內力（先整體后隔離）如果已知連接體在合外力的作用下一起運動，可以先把連接體系統(tǒng)作為一個整體，根據牛頓第二定律求出他們共同的加速度；再隔離其中的一個物體，求相互作用力。2.已知內力求外力（先隔離后整體）如果已知連接體物體間的相互作用力，可以先隔離其中一個物體，根據牛頓第二定律求出他們共同的加速度；再把連接體系統(tǒng)看成一個整體，求解外力的大小。5.如上圖所示，質量分別為m1、m2的兩個物塊放在光滑的水平面上，中間用細繩相連，在F拉力的作用下一起向右做勻加速運動，求中間細繩的拉力為多大？解析：兩個物塊組成連接體系統(tǒng)，具有共同的加速度，把他們看作整體，根據牛頓第二定律可得：m1m2Fm1m2F再隔離后面的物塊m1，它受重力G、支持力N和拉力T三個力作用，根據牛頓第二定律可得：帶入可得：m1Fm2m1m2F6.如圖所示，質量分別為mm1Fm2m1m2F解析：先隔離后面的物塊m1，它受重力G、和拉力T兩個力作用，根據牛頓第二定律可得：T-m1g=m1a，求得：a=eq\f(T-m1g,m1)再分析整體兩個物塊具有共同的加速度，把他們看作整體，根據牛頓第二定律可得：解得：F=（m1+m2）g+eq\f((T-m1g)(m1+m2),m1)7.水平傳送帶A、B以v=2m/s的速度勻速運動，A、B相距11m，一物體從A點由靜止釋放，物體與傳送帶間的動摩擦因數=0.2，（取g=10m／s2）求：vLvL（2）則物體從A沿傳送帶運動到B所需的時間是多少？解：（1）對物體受力分析：f=ma,μmg=ma,a=μg=2m/s2(2)勻加速運動的時間t1=v/a=1s，勻加速直線運動的位移x1=eq\f(v2,2a)=1m，勻速運動的位移x2=11-1=10m，勻速運動時間t2=5s，所以總時間t=6s8.（超重和失重）探究超重和失重規(guī)律時，一位體重為G的同學站在一個壓力傳感器上完成一次下蹲動作。傳感器和計算機相連，經計算機處理后得到壓力F隨時間t變化的圖像，則下列圖像中可能正確的是(D)m1m1m2F三、牛頓第三定律1.內容：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。理解要點：(1)作用力和反作用力相互依賴性，它們是相互依存，互以對方作為自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同時性，它們是同時產生、同時消失，同時變化，不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性質的力；（4）作用力和反作用力是不可疊加的，作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產生其效果，不可求它們的合力，兩個力的作用效果不能相互抵消，這應注意同二力平衡加以區(qū)別。（5）區(qū)分一對作用力反作用力和一對平衡力：一對作用力反作用力和一對平衡力的共同點有：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。不同點有：作用力反作用力作用在兩個不同物體上，而平衡力作用在同一個物體上；作用力反作用力一定是同種性質的力，而平衡力可能是不同性質的力；作用力反作用力一定是同時產生同時消失的，而平衡力中的一個消失后，另一個可能仍然存在。典型例題：1.物體靜止于水平桌面上，則(D)A．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力B．物體的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同性質的力D．桌面對物體的支持力大小等于物體的重力大小，這兩個力是一對平衡力四、探究牛頓第二定律實驗1、實驗器材小車、砝碼、小盤、細線、附有定滑輪的長木板、墊木、電磁打點計時器、低壓交流電源、紙帶，復寫紙，托盤天平、刻度尺等2、實驗步驟（1）用天平測出小車和小盤（包括盤中砝碼）的質量分別為M、m0（2）按圖將實驗器材安裝好（小車上先不系繩子）（3）平衡摩擦力（4）將小盤（包括盤中砝碼）通過細繩系在小車上，用紙帶記錄小車的運動情況；取下紙帶并在紙帶上標上此時所掛小盤（包括盤中砝碼）的重力F1。（5）保持小車的質量不變，增減小盤中的重物，重復步驟（4）多做幾次實驗，并記錄好相應紙帶和小盤（包括盤中砝碼）的重力。（6）保持小車所受的合力（即小盤和重物的總重力）不變，在小車上加重物，并測出小車和放上重物后的總質量m1，用紙帶記錄小車的運動情況，取下紙帶并在紙帶上標上小車與重物的總質量。（7）繼續(xù)在小車上加重物，重復步驟（6）多做幾次實驗，并記錄好相應紙帶和小車與重物的總質量。（8）求出速度a，將得到的數據填入表中，以便進行數據研究。3、注意事項（1）平衡摩擦力時不要掛小盤，平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤中砝碼的質量，還是改變小車上所加重物的質量，都不需要重新平衡摩擦力。（2）實驗時要先接通電源后放開小車。（3）本實驗小車的總質量M（包括車上重物的質量）遠大于小盤和盤中砝碼的總質量m，只有這樣，小盤和盤中砝碼的總重力才可視為與小車受到的拉力相等。（4）每次開始時小車應盡量靠近打點計時器。（5）作圖時，要使盡可能多的點落在所作直線上，不在直線上的點應盡可能對稱分布在所作直線的兩側，離直線較遠的點應該舍棄不予考慮。4、數據處理（1）利用Δx=aT2及逐差法求a.（2）以a為縱坐標,F為橫坐標,根據各組數據描點,如果這些點在一條過原點的直線上,說明a與F成正比（3）以a為縱坐標,1/m為橫坐標,描點、連線,如果該線為過原點的直線,就能判定a與m成反比.5、誤差分析=1\*GB3①a-F圖像與縱軸有交點：平衡摩擦力過度（傾角過大），未計砝碼盤的質量=2\*GB3②a-F圖像與橫軸有交點：未完全平衡摩擦力（傾角過?。゛1/Mo=3\*GB3③圖像彎曲：未滿足M>>ma1/MoaaFo=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③典型例題1.某次“探究加速度a跟物體所受合力F和質量m的關系”實驗過程是：(1)圖甲所示為實驗裝置圖。圖乙為某次實驗得到的一段紙帶，計數點A、B、C、D、E間的時間間隔為0.1s，根據紙帶可求出小車的加速度大小為______m/s2(結果保留兩位有效數字)。(2)保持小車質量不變，改變砂和砂桶質量，進行多次測量。根據實驗數據做出了加速度a隨拉力F的變化圖線，如圖所示。圖中直線沒有通過原點，其主要原因是______________________________________________________________________。(3)保持砂和砂桶質量不變，改變小車中砝碼質量，進行多次測量，得到小車加速度a、質量m及其對應的eq\f(1,m)的數據如表中所示：實驗次數12345678小車加速度a/(m·s－2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小車和砝碼質量m/kg0.