牛頓運(yùn)動定律專題(已修改)
2025-04-06 05:50 本頁面
【正文】 牛頓運(yùn)動定律專題一、基礎(chǔ)知識歸納牛頓第一定律：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改變這種狀態(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，即力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，（運(yùn)動狀態(tài)指物體的速度）又根據(jù)加速度定義：，有速度變化就一定有加速度，所以可以說：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。（不能說“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因”，也不能說“力是改變加速度的原因”。）；（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(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)改變的難易程度（慣性大的物體運(yùn)動狀態(tài)不容易改變）。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。（4）牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上，通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。它告訴了人們研究物理問題的另一種方法，即通過大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律；（5）牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的，所以不能把牛頓第一定律當(dāng)成牛頓第二定律在F=0時的特例，牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動的關(guān)系，牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動的關(guān)系。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，可根據(jù)牛頓第二定律研究其效果，分析出物體的運(yùn)動規(guī)律；反過來，知道了運(yùn)動，可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況，為設(shè)計(jì)運(yùn)動，控制運(yùn)動提供了理論基礎(chǔ)；（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(yīng)關(guān)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(guān)系，加速度的方向總是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示，F(xiàn)x=max,Fy=may, 若F為物體受的合外力，那么a表示物體的實(shí)際加速度；若F為物體受的某一個方向上的所有力的合力，那么a表示物體在該方向上的分加速度；若F為物體受的若干力中的某一個力，那么a僅表示該力產(chǎn)生的加速度，不是物體的實(shí)際加速度。（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=（5）應(yīng)用牛頓第二定律解題的步驟： ①明確研究對象。可以以某一個物體為對象，也可以以幾個物體組成的質(zhì)點(diǎn)組為對象。設(shè)每個質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為mi，對應(yīng)的加速度為ai，則有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan對這個結(jié)論可以這樣理解：先分別以質(zhì)點(diǎn)組中的每個物體為研究對象用牛頓第二定律：∑F1=m1a1，∑F2=m2a2，……∑Fn=mnan，將以上各式等號左、右分別相加，其中左邊所有力中，凡屬于系統(tǒng)內(nèi)力的，總是成對出現(xiàn)并且大小相等方向相反的，其矢量和必為零，所以最后得到的是該質(zhì)點(diǎn)組所受的所有外力之和，即合外力F。 ②對研究對象進(jìn)行受力分析。同時還應(yīng)該分析研究對象的運(yùn)動情況（包括速度、加速度），并把速度、加速度的方向在受力圖旁邊畫出來。 ③若研究對象在不共線的兩個力作用下做加速運(yùn)動，一般用平行四邊形定則（或三角形定則）解題；若研究對象在不共線的三個以上的力作用下做加速運(yùn)動，一般用正交分解法解題（注意靈活選取坐標(biāo)軸的方向，既可以分解力，也可以分解加速度）。 ④當(dāng)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(jìn)行受力分析，分階段列方程求解。注：解題要養(yǎng)成良好的習(xí)慣。只要嚴(yán)格按照以上步驟解題，同時認(rèn)真畫出受力分析圖，標(biāo)出運(yùn)動情況，那么問題都能迎刃而解。（6）運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決的動力學(xué)問題常?？梢苑譃閮煞N類型（兩類動力學(xué)基本問題）：（1）已知物體的受力情況，要求物體的運(yùn)動情況．如物體運(yùn)動的位移、速度及時間等．（2）已知物體的運(yùn)動情況，要求物體的受力情況（求力的大小和方向）．但不管哪種類型，一般總是先根據(jù)已知條件求出物體運(yùn)動的加速度，然后再由此得出問題的答案．牛頓第二定律加速度a運(yùn)動學(xué)公式運(yùn)動情況第一類問題受力情況加速度a另一類問題牛頓第二定律運(yùn)動學(xué)公式兩類動力學(xué)基本問題的解題思路圖解如下：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，是順利求解的關(guān)鍵。牛頓第三定律：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(diǎn)：(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(chǎn)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(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不同的物體上，各產(chǎn)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(yīng)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(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(zhì)的力，而平衡力可能是不同性質(zhì)的力；作用力反作用力一定是同時產(chǎn)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。：（1）確定研究對象；（2）采用隔離法分析其他物體對研究對象的作用力；（3）按照先重力，然后環(huán)繞物體一周找出跟研究對象接觸的物體，并逐個分析這些物體對研究對象的彈力和摩擦力（4）畫物體受力圖，沒有特別要求，則畫示意圖即可。：（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（
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