物理牛顿运动定律

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牛顿运动定律

一、夯实基础知识

1、牛顿第肯定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它转变这种状态为止。

理解要点：(1)运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持;(2)它定性地揭示了运动与力的关系，即力是转变物体运动状态的缘由，力是使物体产生加速度的缘由。

(3)定律说明白任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。

惯性反映了物体运动状态转变的难易程度(惯性大的物体运动状态不简单转变)。

质量是物体惯性大小的唯一量度。

2、牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

公式F=ma.理解要点：

(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可依据牛顿第二定律讨论其效果，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可依据牛顿第二定律讨论其受力状况

(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，力变加速度就变，力撤除加速度就为零，留意力的瞬时效果是加速度而不是速度;

(3)牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的。

(4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿(使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.)

(5)应用牛顿第二定律解题的步骤：①明确讨论对象②受力分析③运动分析④当讨论对象在讨论过程的不同阶段受力状况有改变时，那就需要分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。

(6)运用牛顿运动定律解决的动力学问题解题思路图解如下：牛顿第二定律加速度a第一类问题运动学公式可见，不论求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺当求解的关键。

受力状况运动状况另一类问题3、牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一贯线上。

加速度a理解要点：牛顿第二定律运动学公式(1)作用力和反作用力相互依靠性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提;

(2)作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消逝，同时改变，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质的力;

(4)作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应留意同二力平衡加以区分。

(5)区分一对作用力反作用力和一对平衡力：一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。

不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力肯定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力肯定是同时产生同时消逝的，而平衡力中的一个消逝后，另一个可能仍旧存在。

4.超重和失重：(1)超重：物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。

处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力，即F=mg+ma.;(2)失重：物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。

处于失重状态的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg，即FN=mg-ma，当a=g时，FN=0,即物体处于完全失重。

6、牛顿定律的适用范围：y(1)只适用于讨论惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系;FN*(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题;Ff*(3)只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。

aay二、解析典型问题mg*问题1：需要弄清牛顿第二定律的矢量性。

a*300例1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，那么人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?图1.问题2：需要弄清牛顿第二定律的瞬时性。

加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时改变、同时消逝。

例2、如图2所示，一质量为m的物体系于长度为L2一根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。

现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。

L1L2图2θ1问题3：需要弄清牛顿第二定律的独立性。

例3、(多项选择)力F1单独作用于某物体时产生的加速度大小为3m/s2;力F2单独作用于该物体时产生的加速度大小为4m/s2，

那么两力同时作用于该物体时产生的加速度大小可能是(A.1m/s.2)2B.4m/s.2C.5m/s.2D.8m/s问题4：需要弄清牛顿第二定律的同体性。

加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的，所以解题时肯定要把讨论对象确定好，把讨论对象全过程的受力状况都搞清晰。

例4、一人在井下站在吊台上，用如图3所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。

图中跨过滑轮的两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。

吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的`加速度是a=0.2m/s2,求这时人对吊台的压力。

(g=9.8m/s2)问题5：需要会分析临界问题。

例5、如图4所示，细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球。

当滑块至少以加速度a=向左运动时，小球对滑块的压力等于零，当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T=。

图3PaA图4450问题6：需要会用整体法和隔离法解题。

两个或两个以上物体相互连接参加运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中，是考生备考临考的难点之一.

例6.质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽视不计，质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ，在已知水平力F的作用下，A、B做加速运动，A对B的作用力为多少?问题7：需要会分析与斜面体有关的问题。

例7、如下图，质量为M的木板放在倾角为θ的光滑斜面上，质量为m的人在木板上跑，假如脚与板接触处不打滑。

(1)要保持木板相对斜面静止，人应以多大的加速度朝什么方向跑动?(2)要保持人相对于斜面的位置不变，人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动?θ问题8：需要会分析传送带有关的问题。

例8、如下图，水平传送带A、B两端相距s=3.5m，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，物体滑上传送带A端的瞬时速度vA=4m/s，到达B端的瞬时速度设为vB。

以下说法中正确的选项是(A.假设传送带不动，vB=3m/sB.假设传送带逆时针匀速转动，vB肯定等于3m/sC.假设传送带顺时针匀速转动，vB肯定等于3m/sD.假设传送带顺时针匀速转动，vB有可能等于3m/)2

考点一：对牛顿运动定律的理解

1.对牛顿第肯定律的理解

(1)揭示了物体不受外力作用时的运动规律

(2)牛顿第肯定律是惯性定律，它指出一切物体都有惯性，惯性只与质量有关

(3)确定了力和运动的关系：力是转变物体运动状态的缘由，不是维持物体运动的缘由

(4)牛顿第肯定律是用抱负化的试验总结出来的一条独立的规律，并非牛顿第二定律的特例

(5)当物体所受合力为零时，从运动效果上说，相当于物体不受力，此时可以应用牛顿第肯定律

2.对牛顿第二定律的理解

(1)揭示了a与F、m的定量关系，特别是a与F的几种非常的对应关系：同时性、同向性、同体性、相对性、独立性

(2)牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系，一个物体的运动状况决断于物体的受力状况和初始状态

(3)加速度是联系受力状况和运动状况的桥梁，无论是由受力状况确定运动状况，还是由运动状况确定受力状况，都需求出加速度

3.对牛顿第三定律的理解

(1)力总是成对涌现于同一对物体之间，物体间的这对力一个是作用力，另一个是反作用力

(2)指出了物体间的相互作用的特点：“四同”指大小相等，性质相等，作用在同一贯线上，同时涌现、消逝、存在;“三不同”指方向不同，施力物体和受力物体不同，效果不同

考点二：应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧

1.抱负试验法

2.掌握变量法

3.整体与隔离法

4.图解法

5.正交分解法

6.关于临界问题

处理的基本方法是：

依据条件改变或过程的进展，分析引起的受力状况的改变和状态的改变，找到临界点或临界条件(更多类型见错题本)

考点三：应用牛顿运动定律解决的几个典型问题

1.力、加速度、速度的关系

(1)物体所受合力的方向决断了其加速度的方向，合力与加速度的关系，合力只要不为零，无论速度是多大，加速度都不为零

(2)合力与速度无必定联系，只有速度改变才与合力有必定联系

(3)速度大小如何改变，取决于速度方向与所受合力方向之间的关系，当二者夹角为锐角或方向相同时，速度增加，否那么速度减小

2.关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题

(1)轻绳

①拉力的方向肯定沿绳指向绳收缩的方向

②同一根绳上各处的拉力大小都相等

③认为受力形变极微，看做不可伸长

④弹力可做瞬时改变

(2)轻杆

①作用力方向不肯定沿杆的方向

②各处作用力的大小相等

③轻杆不能伸长或压缩

④轻杆受到的弹力方式有：拉力、压力

⑤弹力改变所需时间极短，可忽视不计

(3)轻弹簧

①各处的弹力大小相等，方向与弹簧形变的方向相反

②弹力的大小遵循的关系

③弹簧的弹力不能发生突变

3.关于超重和失重