物理牛頓運(yùn)動定律

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牛頓運(yùn)動定律

一、夯實(shí)基礎(chǔ)知識

1、牛頓第肯定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它轉(zhuǎn)變這種狀態(tài)為止。

理解要點(diǎn)：(1)運(yùn)動是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動不需要力來維持;(2)它定性地揭示了運(yùn)動與力的關(guān)系，即力是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由，力是使物體產(chǎn)生加速度的緣由。

(3)定律說明白任何物體都有一個(gè)極其重要的屬性——慣性;一切物體都有保持原有運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。

慣性反映了物體運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)變的難易程度(慣性大的物體運(yùn)動狀態(tài)不簡單轉(zhuǎn)變)。

質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。

2、牛頓第二定律：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。

公式F=ma.理解要點(diǎn)：

(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系，即知道了力，可依據(jù)牛頓第二定律討論其效果，分析出物體的運(yùn)動規(guī)律;反過來，知道了運(yùn)動，可依據(jù)牛頓第二定律討論其受力狀況

(2)牛頓第二定律揭示的是力的瞬時(shí)效果，即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零，留意力的瞬時(shí)效果是加速度而不是速度;

(3)牛頓第二定律是矢量關(guān)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(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的作用力為1N,即1N=1kg.m/s2.)

(5)應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟：①明確討論對象②受力分析③運(yùn)動分析④當(dāng)討論對象在討論過程的不同階段受力狀況有改變時(shí)，那就需要分階段進(jìn)行受力分析，分階段列方程求解。

(6)運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決的動力學(xué)問題解題思路圖解如下：牛頓第二定律加速度a第一類問題運(yùn)動學(xué)公式可見，不論求解那一類問題，求解加速度是解題的橋梁和紐帶，是順當(dāng)求解的關(guān)鍵。

受力狀況運(yùn)動狀況另一類問題3、牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一貫線上。

加速度a理解要點(diǎn)：牛頓第二定律運(yùn)動學(xué)公式(1)作用力和反作用力相互依靠性，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(shí)性，它們是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝，同時(shí)改變，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(zhì)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(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可求它們的合力，兩個(gè)力的作用效果不能相互抵消，這應(yīng)留意同二力平衡加以區(qū)分。

(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(diǎn)有：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。

不同點(diǎn)有：作用力反作用力作用在兩個(gè)不同物體上，而平衡力作用在同一個(gè)物體上;作用力反作用力肯定是同種性質(zhì)的力，而平衡力可能是不同性質(zhì)的力;作用力反作用力肯定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消逝的，而平衡力中的一個(gè)消逝后，另一個(gè)可能仍舊存在。

4.超重和失重：(1)超重：物體具有豎直向上的加速度稱物體處于超重。

處于超重狀態(tài)的物體對支持面的壓力F(或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力，即F=mg+ma.;(2)失重：物體具有豎直向下的加速度稱物體處于失重。

處于失重狀態(tài)的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力mg，即FN=mg-ma，當(dāng)a=g時(shí)，F(xiàn)N=0,即物體處于完全失重。

6、牛頓定律的適用范圍：y(1)只適用于討論慣性系中運(yùn)動與力的關(guān)系，不能用于非慣性系;FN*(2)只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動問題，不能用來處理高速運(yùn)動問題;Ff*(3)只適用于宏觀物體，一般不適用微觀粒子。

aay二、解析典型問題mg*問題1：需要弄清牛頓第二定律的矢量性。

a*300例1、如圖1所示，電梯與水平面夾角為300,當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動時(shí)，人對梯面壓力是其重力的6/5，那么人與梯面間的摩擦力是其重力的多少倍?圖1.問題2：需要弄清牛頓第二定律的瞬時(shí)性。

加速度與力是同一時(shí)刻的對應(yīng)量，即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)改變、同時(shí)消逝。

例2、如圖2所示，一質(zhì)量為m的物體系于長度為L2一根細(xì)線上，L1的一端懸掛在天花板上，與豎直方向夾角為θ，L2水平拉直，物體處于平衡狀態(tài)。

現(xiàn)將L2線剪斷，求剪斷瞬時(shí)物體的加速度。

L1L2圖2θ1問題3：需要弄清牛頓第二定律的獨(dú)立性。

例3、(多項(xiàng)選擇)力F1單獨(dú)作用于某物體時(shí)產(chǎn)生的加速度大小為3m/s2;力F2單獨(dú)作用于該物體時(shí)產(chǎn)生的加速度大小為4m/s2，

那么兩力同時(shí)作用于該物體時(shí)產(chǎn)生的加速度大小可能是(A.1m/s.2)2B.4m/s.2C.5m/s.2D.8m/s問題4：需要弄清牛頓第二定律的同體性。

加速度和合外力(還有質(zhì)量)是同屬一個(gè)物體的，所以解題時(shí)肯定要把討論對象確定好，把討論對象全過程的受力狀況都搞清晰。

例4、一人在井下站在吊臺上，用如圖3所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺和自己提升上來。

圖中跨過滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦。

吊臺的質(zhì)量m=15kg,人的質(zhì)量為M=55kg,起動時(shí)吊臺向上的`加速度是a=0.2m/s2,求這時(shí)人對吊臺的壓力。

(g=9.8m/s2)問題5：需要會分析臨界問題。

例5、如圖4所示，細(xì)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(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。

當(dāng)滑塊至少以加速度a=向左運(yùn)動時(shí)，小球?qū)瑝K的壓力等于零，當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動時(shí)，線中拉力T=。

圖3PaA圖4450問題6：需要會用整體法和隔離法解題。

兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相互連接參加運(yùn)動的系統(tǒng)稱為連接體.以平衡態(tài)或非平衡態(tài)下連接體問題擬題屢次呈現(xiàn)于高考卷面中，是考生備考臨考的難點(diǎn)之一.

例6.質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面的摩擦可忽視不計(jì)，質(zhì)量為m的物塊B與地面的動摩擦因數(shù)為μ，在已知水平力F的作用下，A、B做加速運(yùn)動，A對B的作用力為多少?問題7：需要會分析與斜面體有關(guān)的問題。

例7、如下圖，質(zhì)量為M的木板放在傾角為θ的光滑斜面上，質(zhì)量為m的人在木板上跑，假如腳與板接觸處不打滑。

(1)要保持木板相對斜面靜止，人應(yīng)以多大的加速度朝什么方向跑動?(2)要保持人相對于斜面的位置不變，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向運(yùn)動?θ問題8：需要會分析傳送帶有關(guān)的問題。

例8、如下圖，水平傳送帶A、B兩端相距s=3.5m，物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，物體滑上傳送帶A端的瞬時(shí)速度vA=4m/s，到達(dá)B端的瞬時(shí)速度設(shè)為vB。

以下說法中正確的選項(xiàng)是(A.假設(shè)傳送帶不動，vB=3m/sB.假設(shè)傳送帶逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，vB肯定等于3m/sC.假設(shè)傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，vB肯定等于3m/sD.假設(shè)傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動，vB有可能等于3m/)2

考點(diǎn)一：對牛頓運(yùn)動定律的理解

1.對牛頓第肯定律的理解

(1)揭示了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律

(2)牛頓第肯定律是慣性定律，它指出一切物體都有慣性，慣性只與質(zhì)量有關(guān)

(3)確定了力和運(yùn)動的關(guān)系：力是轉(zhuǎn)變物體運(yùn)動狀態(tài)的緣由，不是維持物體運(yùn)動的緣由

(4)牛頓第肯定律是用抱負(fù)化的試驗(yàn)總結(jié)出來的一條獨(dú)立的規(guī)律，并非牛頓第二定律的特例

(5)當(dāng)物體所受合力為零時(shí)，從運(yùn)動效果上說，相當(dāng)于物體不受力，此時(shí)可以應(yīng)用牛頓第肯定律

2.對牛頓第二定律的理解

(1)揭示了a與F、m的定量關(guān)系，特別是a與F的幾種非常的對應(yīng)關(guān)系：同時(shí)性、同向性、同體性、相對性、獨(dú)立性

(2)牛頓第二定律進(jìn)一步揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系，一個(gè)物體的運(yùn)動狀況決斷于物體的受力狀況和初始狀態(tài)

(3)加速度是聯(lián)系受力狀況和運(yùn)動狀況的橋梁，無論是由受力狀況確定運(yùn)動狀況，還是由運(yùn)動狀況確定受力狀況，都需求出加速度

3.對牛頓第三定律的理解

(1)力總是成對涌現(xiàn)于同一對物體之間，物體間的這對力一個(gè)是作用力，另一個(gè)是反作用力

(2)指出了物體間的相互作用的特點(diǎn)：“四同”指大小相等，性質(zhì)相等，作用在同一貫線上，同時(shí)涌現(xiàn)、消逝、存在;“三不同”指方向不同，施力物體和受力物體不同，效果不同

考點(diǎn)二：應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律時(shí)常用的方法、技巧

1.抱負(fù)試驗(yàn)法

2.掌握變量法

3.整體與隔離法

4.圖解法

5.正交分解法

6.關(guān)于臨界問題

處理的基本方法是：

依據(jù)條件改變或過程的進(jìn)展，分析引起的受力狀況的改變和狀態(tài)的改變，找到臨界點(diǎn)或臨界條件(更多類型見錯(cuò)題本)

考點(diǎn)三：應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決的幾個(gè)典型問題

1.力、加速度、速度的關(guān)系

(1)物體所受合力的方向決斷了其加速度的方向，合力與加速度的關(guān)系，合力只要不為零，無論速度是多大，加速度都不為零

(2)合力與速度無必定聯(lián)系，只有速度改變才與合力有必定聯(lián)系

(3)速度大小如何改變，取決于速度方向與所受合力方向之間的關(guān)系，當(dāng)二者夾角為銳角或方向相同時(shí)，速度增加，否那么速度減小

2.關(guān)于輕繩、輕桿、輕彈簧的問題

(1)輕繩

①拉力的方向肯定沿繩指向繩收縮的方向

②同一根繩上各處的拉力大小都相等

③認(rèn)為受力形變極微，看做不可伸長

④彈力可做瞬時(shí)改變

(2)輕桿

①作用力方向不肯定沿桿的方向

②各處作用力的大小相等

③輕桿不能伸長或壓縮

④輕桿受到的彈力方式有：拉力、壓力

⑤彈力改變所需時(shí)間極短，可忽視不計(jì)

(3)輕彈簧

①各處的彈力大小相等，方向與彈簧形變的方向相反

②彈力的大小遵循的關(guān)系

③彈簧的彈力不能發(fā)生突變

3.關(guān)于超重和失重