牛顿运动定律精讲

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1、成功的秘诀等于好的学习方法加好的学习效率 倪的内部讲义 1 第四单元第四单元 牛顿运动定律牛顿运动定律 知识归纳总结：知识归纳总结： 一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律 1牛顿第一定律（惯性定律） ：一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫 使它改变这种状态为止。 这个定律有两层含义： （1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持。 （否 定亚里士多德的话，力是维持物体运动的原因） （2）要使物体的运动状态（即速度变化包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变 物体运动状态的原因（伽利略通过理想的实验得出，并否定亚里士多德的话） 理解：根

2、据加速度定义： tva，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因。 （不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”，也不能说“力是改变加速度 的原因”。 ） 牛顿第一定律导出了惯性的概念 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改变的难易程度 （惯性大的物体运动状态不容易改变） 。 牛顿第一定律描述的是理想化状态 牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的。物体不受 外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在 F=0 时的特 例。 （注：外力不包括重力和弹力，而合外力

3、包括所有的力）（注：外力不包括重力和弹力，而合外力包括所有的力） 2惯性：物体保持原来运动状态或静止状态能力的大小。对于惯性理解应注意以下三点： （1）惯性是物体本身固有的属性，跟物体的运动状态无关，跟物体的受力无关，跟物体所处的 地理位置无关。一切物体都有惯性，在任何状态下。 （2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大则惯性大，其运动状态难以改变 （3）外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服了物体的惯性 例 1、下列关于惯性的说法中正确的是 （ ） A物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 B物体只有受外力作用时才有惯性 C物体的运动速度大时惯性大 D物体在任何情况下都有惯性

4、 解析：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动状态及受力情况无关，故只 有 D 项正确。 例 2、在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则 （ ） A向北跳最远 B向南跳最远 C向东向西跳一样远，但没有向南跳远 D无论向哪个方向都一样远 解析：运动员起跳后，因惯性其水平方向还具有与船等值的速度，所以无论向何方跳都一样。因此应 选答案 D。 二、牛顿第二定律二、牛顿第二定律 1牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加 速度的方向跟合力的方向相同，即Fma合（其中的 F 和 m、a 必须相对应，a 为合

5、加速度） 2对定律的理解： （1）同一性：决定运动状态的只能是所受的合力，a 与F合是对应关系 （2）矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式。公式Fam合只表示加速度与合外力的大小关系。矢成功的秘诀等于好的学习方法加好的学习效率 倪的内部讲义 2 量式的含义在于加速度的方向与合外力的方向始终一致，v 与F合无必然关系。 （3）瞬时性：加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系，这种对应关系表现为： 合外力恒定不变时，加速度也保持不变。合外力变化时加速度也随之变化。合外力为零时，加速度也 为零。 （4）独立性：当物体受到几个力的作用时，各力将独立的产生与其对应的加速度，而物体表现出来的实际加速

6、度是各力产生的加速度的矢量和。12.aaavuvuu v探究小车的加探究小车的加速度与力、质量的关系速度与力、质量的关系，在实验中，把钩码的重力当作小车受到的合力（如图甲所示 装置） 。 为了减小把钩码的重力当作小车受到的合力而带来的误差， 实验中，除了拉小车的细线与长木板平行外，还应： 把长木板倾斜一定的角度，让小车在不挂重物下，能够匀速下滑 （用重力的分力平衡摩擦力） ，即平衡摩擦力。 所挂物体的重力要远远小于小车的重力。 对小车：绳子的拉力 F=Ma 对物体：mg-F=ma 解得 1M m gm gFmMm M，可见，当 Mm 时，Fmg （2）力一定时，加速度与质量成反比，为对此进行验

7、证，应画1am图象。 （因为 a-m 图像在第一象限就一支，无法确定是成反比的） （3） 在保持小车及车中的砝码质量 m 一定探究加速度 a 与所受合外力 F 的关系时，由于平衡 摩擦力时操作不当，得到的 aF 关系如图乙所示：其原因是：没有平衡摩擦力，或者没有平衡摩擦力，或者木板倾角木板倾角 过过小小。 （4）在保持小车及车中的砝码质量 m 一定探究加速度 a 与所受合外力 F 的关系时，由于平衡摩 擦力时操作不当，得到的 aF 关系如图丙所示：其原因是：木板倾角过大。木板倾角过大。 例 1.台阶式电梯与地面的夹角为 ，一质量为 m 的人站在电梯的一台阶上相对电梯静止，如图所示。 则当电梯以

8、加速度 a 匀加速上升时，求： （1）人受到的摩擦力是多大？ （2）人对电梯的压力是多大？ 解析： （分解加速度）取相对于电梯静止的人为研究对象，则其受力为重力 mg， 方向竖直向下；支持力 FN，方向竖起向上；摩擦力 F1，方向水平向右，如图所示。 在水平方向，由牛顿第二定律得： F1=macos 在竖起方向，由牛顿第二定律得： FNmg=masin 解得：F1=macos，FN=m（gasin） 由牛顿第三定律可得，人对电梯的压力是 FN=FN=m（gasin） 。 例 2.如图所示弹簧左端固定，右端自由伸长到 O 点并系住物体 m现将弹簧压缩到 A 点，然 后释放，物体一直可以运动到 B

9、 点如果物体受到的阻力恒定，则 （ ） a F1 FN G a 成功的秘诀等于好的学习方法加好的学习效率 倪的内部讲义 3 A物体从 A 到 O 先加速后减速 B物体从 A 到 O 加速运动，从 O 到 B 减速运动 C物体运动到 O 点时所受合力为零 D物体从 A 到 O 的过程加速度逐渐减小 解析：物体从 A 到 O 的运动过程，弹力方向向右初始阶段弹力大于阻 力，合力方向向右随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小， 由牛顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐 渐增大所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动 当物体向右运动至 AO

10、间某点（设为 O）时，弹力减小到等于阻力，物体所受合力为零，加速度 为零，速度达到最大 此后，随着物体继续向右移动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左至 O 点时 弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大所以物体从 O点后的合力方向均向左且合力逐渐增大，由牛 顿第二定律可知，此阶段物体的加速度向左且逐渐增大由于加速度与速度反向，物体做加速度逐渐 增大的减速运动 答案：AC 点评： （1）解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时物体的速度最大，加速度为零这显然 是没对物理过程认真分析，靠定势思维得出的结论要学会分析动态变化过程，分析时要先在脑子里 建立起一幅较为清晰的动态图景，再运用概念和规

11、律进行推理和判断 （2）通过此题，可加深对牛顿第二定律中合外力与加速度间的瞬时关系的理解，加深对速度和加速 度间关系的理解譬如，本题中物体在初始阶段，尽管加速度在逐渐减小，但由于它与速度同向，所 以速度仍继续增大 例例 3 3：搬运工人沿粗糙斜面把一个物体拉上卡车，当力沿斜面向上，大小为 F 时，物体的加速度为 a1； 若保持力的方向不变，大小变为 2F 时，物体的加速度为 a2，则高考资源网 Aal=a2 Ba12al高考资源网 答案.D 【解析】当为 F 时有mfFa1,当为 2F 时有mfamffF mfFa122222,可知122aa ,D 对. 能力强化训练能力强化训练 1 如图所示

12、， 质量为10kg的物体， 在水平地面上向左运动 物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 与 此同时，物体受到一个水平向右的推力 F=20N 的作用，则物体的加速度为（g 取 10 m/s2） A0 B4 m/s2，水平向右 C2 m/s2，水平向右 D2 m/s2，水平向左 2质量为的物体放在粗糙的水平面上，水平拉力 F 作用于物体上，物体产 生的加速度为 a， 若作用在物体上的水平拉力变为 2 F， 则物体产生的加速度为 （） A小于 a B等于 a C在 a 和 2a 之间 D大于 2a 1.B 2.D 三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律 1 对牛顿第三定律理解应注意： （1）两个物体之间的作

13、用力和反作用力总是相互作用的不同物体，大小相等，方向相反，作用在一 条上 （2）作用力与反作用力总是成对出现同时产生，同时变化，同时消失 （3）作用力和反作用力在两个相互作用的不同的物体上，各产生其效果，永远不会抵消 （4）作用力和反作用力是同一性质的力 （5）物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是非接触力。 注：重力的作用力与反作用注：重力的作用力与反作用力是物体与地球。力是物体与地球。 2区分一对作用力反作用力和一对平衡力 成功的秘诀等于好的学习方法加好的学习效率 倪的内部讲义 4 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

14、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；作用力反作用力一定是 同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡 力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。 一对作用力和反作用力 一对平衡力 作用对象 两个相互作用的物体 同一个物体 作用时间 同时产生，同时消失 不一定同时产生或消失 力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力 力的大小关系 大小相等 大小相等 力的方向关系 方向相反且共线 方向相反且共线 例 1.汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（ ） A汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力 B汽车拉拖车的力等于拖车拉

15、汽车的力 C汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力 D汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力 解析：汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律得知，汽 车拉拖车的力与拖车拉汽车的力必定是大小相等方向相反的，因而 B 正确，A 错误。由于题干中说明 汽车拉拖车在水平道路上沿直线加速行驶，故沿水平方向拖车只受到两个外力作用：汽车对它的拉力 和地面对它的阻力。因而由牛顿第二定律得知，汽车对它的拉力必大于地面对它的阻力。所以 C 对， D 错。 例 2.甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是 A做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等 B不论做何种运动，根据牛顿第三定律，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等 C绳的质量可以忽略不计时，甲乙二人对绳的拉力大小一定相等 D绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力 解析：甲、乙两人对绳的拉力都作用在绳上，即不是作用力和反作用力故 B 项错误 做匀速运动时，绳子受力平衡，即甲、乙两人对绳的拉力大小一定相等，故 A 项正确 绳的 质量可以忽略不计时，绳子所受合力为零故甲、