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牛顿运动定律
1、理解牛顿第一定律,并会应用分析解决具体问题;
2、理解牛顿第三定律,并会应用分析判断作用力和反作用力。
3、理解牛顿第二定律,掌握解决动力学两大基本问题的基本方法;
4、了解力学单位制;
5、掌握验证牛顿第二定律的基本方法,掌握实验中图像法的处理方法。
一、伽利略的理想斜面实验
1.实验过程:如图所示
(1)事实:让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时,无论右侧斜面坡度如何,它都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。斜面倾角越小,小球运动到同一高度所经历的路程越远。
(2)推论:当右侧斜面倾角逐渐减小到0,变为水平面时,小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。
2.实验结论
力不是维持物体运动的原因。
3.实验意义
伽利略的理想实验采用了依据逻辑推理把实际实验理想化的思想,这种思想也是研究物理问题的重要方法之一。
二、牛顿第一定律
1.内容: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改变这种状态。
2.意义
(1)揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
(3)适用范围:惯性参考系。
三、惯性
(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)惯性的两种表现
①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时,其惯性表现在反抗运动状态的eq\o(□,\s\up3(12))改变。
(3)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
(4)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
四、牛顿第三定律
1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体同时对前一个物体也施加力.
2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.
3.表达式:F=-F′.
4.一对平衡力与作用力和反作用力的比较
名称
项目
一对平衡力
作用力和反作用力
作用对象
同一个物体
两个相互作用的不同物体
作用时间
不一定同时产生、同时消失
一定同时产生、同时消失
力的性质
不一定相同
一定相同
作用效果
可相互抵消
不可抵消
五、牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:F=kma,当F、m、a单位采用国际单位制时k=1,F=ma。
3.适用范围
①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。
六、单位制、基本单位、导出单位
1.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。
①基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本量。
②基本单位:基本量的单位。力学中的基本量有三个,它们是质量、时间、长度,它们的单位千克、秒、米就是基本单位。
③导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
2.国际单位制的基本单位
基本物理量
物理量符号
单位名称
单位符号
长度
l
米
m
质量
m
千克(公斤)
kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]
A
热力学温度
T
开[尔文]
K
物质的量
n,(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I,(IV)
坎[德拉]
cd
七、超重与失重
1.视重
当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
2.超重、失重和完全失重的比较
超重
失重
完全失重
现象
视重大于物体重力
视重小于物体重力
视重等于eq\a\vs4\al(0)
产生条件
物体的加速度向上
物体的加速度向下
物体的加速度等于eq\a\vs4\al(g)
运动状态
加速上升或减速下降
加速下降或减速上升
以g加速下降或减速上升
原理方程
F-mg=ma
mg-F=ma
mg-F=mg
八、两类动力学问题
1.动力学的两类基本问题
第一类:已知受力情况求物体的运动情况。
第二类:已知运动情况求物体的受力情况。
2.解决两类基本问题的方法
以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如图:
九、连接体问题
1.连接体
多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的系统称为连接体。连接体一般(含弹簧的系统,系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度).
2.常见的连接体
(1)物物叠放连接体:
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