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1、第 1 页 共 13 页课 题： 牛顿运动定律 类型：复习课目的要求：解决力与运动的关系，会全面准确的受力分析的运动过程分析，深刻理解力与运动之间的联系，灵活运用 整体法和隔离法，会用假设法分析不确定的力。牛顿第一、第三定律1历史上对力和运动关系的认识过程：亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。伽利略的想实验：否定了亚里士多德的观点，他指出：如果没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。笛卡儿的结论：如果没有加速或减速的原因，运动物体将保持原来的速度一直运动下去。牛顿的总结：牛顿第一定律2伽利略的“理想斜面实验”程序内容： (事实) 两个对接的斜面，让静止的小球沿一个
2、斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 (推论) 如果没有摩擦，小球将上升到释放的高度。 (推论) 减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。 (推论) 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平，小球沿水平面做持续的匀速直线运动。 (推断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。此实验揭示了力与运动的关系：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，物体的运动并不需要力来维持。同时说出了一切物体都有一种属性(运动状态保持不变的属性) 只有受力时运动状态才改变。这种运动状态保持不变的属性就称作惯性。即：一切物体具都有保持原来匀速直线运动状态或静止
3、状态的性质，这就是惯性。3牛顿第一定律内容：一切物体总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揭示了力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因.(即是产生 a)两层含义：(1) 物体总有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质是物体的一种固有属性,（惯性）物体的运动并不需要力来维持。第 1 课第 2 页 共 13 页(2) 要使物体的运动状态改变，必须施加力的作用，即力是改变运动状态的原因。说明：(1)成立条件：物体不受任何外力，并不是合外力为零，是理想条件下所遵循的规律，因此它不是牛顿第二定律的特例。而是不受外力时的理想化状态是一条独立的规律。在实际生活中
4、,不受外力作用的物体是没有的(2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果(3) 定律揭示了力和运动的关系：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是产生加速度的原因(4)物体保持原来运动状态的性质叫惯性，惯性大小的量度是物体的质量(5) 牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，牛顿以伽利略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而推理得出的理想条件下的规律。不可能由实际的实验来验证；(6)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，理解：(1) 运动是物体的一种属性，物体的运动并不需要力来维持。(2) 它定性地揭示了力与运动的关系(力的科学含义改变物体的运动状态 )：力是改
5、变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。同时说明了物体的运动不需要为维持，(3)物体在不受外力的情况下，物体所处的状态(静止或匀速直线运动)，而保持这种状态是由物体本身的性质惯性。定律说明任何物体都具有的一种性质- 惯性。一切物体都具有惯性。(4)不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证。但是建立在大量实验现象的基础上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉人们研究物理问题的另一种方法：通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量的实验现象中寻找规律。(5)牛顿第一、第二定律的关系：牛一定律是牛二定律的基础，而牛顿第二定律是牛顿第一定律的深化和拓展。不能简单地认为 它是牛
6、二定律不受外力 时的特例。牛顿第一定律 定性 地给出了力与运动的关系。力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因牛顿第二定律 定量 地给出力与运动的关系。牛顿第二定律，则在牛顿第一定律的基础上，定量讨论了力和物体运动状态改变之间的关系。(6) 运动状态改变的理解： (是速度的改变)速度是描述物体运动状态的物理量，物体的速度变化了，即是物体的运动状态发生了改变。运动状态改变的类形：速度大小的变化，速度方向的变化，速度的大小和方向同时改变。第 3 页 共 13 页4、惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。 理解要点： 惯性是物体的固有属性，即：保持原来运动状态不变的属性。不能克
7、服，只能利用。与物体是否受力及运动状态无关。任何物体,无论处于什么状态,不论任何时候，任何情况下都具有惯性。 惯性不是力，惯性是物体的一属性(即保持原来运动不变的属性 )。不能说“受到惯性”和“惯性作用” 。力是物体对物体的作用，惯性和力是两个绝然不同的概念。 物体的运动状态并不需要力来维持，因此惯性不是维持运动状态的力. 惯性的大小：体现在运动状态改变的难易程度，(即是保持原来运动状态的体领强弱 )，,其大小由质量来决定。质量是惯性大小的唯一量度。质量大，运动状态较难改变，即惯性大。 惯性与惯性定律的区别：惯性：是保持原来运动状态不变的属性惯性定律：(牛顿第一定律)反映物体在一定条件下(即不
8、受外力或合外力为零)的运动规律牛顿在自然哲学的数学原理中提出了三条运动定律(称为牛顿三大定律) 奠定了力学基础二、牛顿第三定律（1）内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，而且在一条直线上（2）表达式(公式)：F =F / 物体间力的作用是相互的，这样一对相互的作用力称为作用力与反作用力，若把其中一个叫做作用力，另一个叫做反作用力。是一个独立的物理规律，解题时容易勿视这一规律：从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析 （3）作用力和反作用力与一对平衡力的联系和区别联系：都是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。 区别见下表：内容 作用力和反作用力 二力平衡受力物体 作用
9、在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上依赖关系 相互依存，不可单独存在 无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性 两个作用效果不可抵消，不可叠加， 两力的作用效果可相互抵消，可叠加，可第 4 页 共 13 页不可求合力 求合力，合力为零力的作用 一定是同性质的力 可以是同性质的力，也可以是不同性质的力作用力和反作用力的理解要点：同时性：相互依赖,相互依存,互以对方作为自己存在的前提。它们同时产生、同时变化、同时消失，不是先有作用后才有反作用属于同种性质的力。可借助牛顿第三定律可以变换研究对象，从一个物体的受力分析过渡到另一个物体的受力分析分别作用在不同的物体上，各自产生其效
10、果，它们产生的效果不能相互抵消,所以这两个力不会平衡.做功问题：可不做功；一个做正功,一个做负功；一个做功,另一个不做功。在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零，因为作用时间一定是相同；但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。三、作用力和反作用力与平衡力的区别注意：判断两个力是不是一对作用力与反作用力时，应分析这两个力是否具有“甲对乙”和“乙对甲”的关系，即受力物体与施力物体是否具有互易关系否则，一对作用力和反作用力很容易与一对平衡力相混淆，因为它们都具有大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的特点散 牛顿第二定律知识简析 一、牛顿第二定律 实验：用控制变量法研究：a 与
11、F 的关系，a 与 m 的关系1.内容：物体的加速度跟物体所受合外力成正比，跟物体的质量成反比；a 的方向与 F 合 的方向总是相同。2.表达式：F=ma 或 mFa合 用动量表述： tPF合揭示了： 力与 a 的因果关系，力是产生 a 的原因和改变物体运动状态的原因； 力与 a 的定量关系3、对牛顿第二定律理解：(1)F=ma 中的 F 为物体所受到的合外力(2)Fma 中的 m，当对哪个物体受力分析，就是哪个物体的质量，当对一个系统（几个物体组成一个系统）做受力分析时，如果 F 是系统受到的合外力，则 m 是系统的合质量(3)Fma 中的 F 与 a 有瞬时对应关系， F 变 a 则变，F
12、 大小变，a 则大小变，F 方向变 a 也方向变第 2 课第 5 页 共 13 页(4)Fma 中的 F 与 a 有矢量对应关系， a 的方向一定与 F 的方向相同。(5)Fma 中，可根据力的独立性原理求某个力产生的加速度，也可以求某一个方向合外力的加速度(6)Fma 中，F 的单位是牛顿，m 的单位是 kg，a 的单位是米秒 2(7)Fma 的适用范围：宏观、低速4. 理解时应应掌握以下几个特性。(1) 矢量性 F=ma 是一个矢量方程， 公式不但表示了大小关系，还表示了方向关系公式不但表示了大小关系，还表示了方向关系 。(2) 瞬时性 a 与 F 同时产生、同时变化、同时消失。作用力突变
13、，a 的大小方向随着改变，是瞬时的对应关系。(3) 独立性 (力的独立作用原理) F 合 产生 a 合 ；F x 合 产生 ax 合 ； Fy 合 产生 ay 合当物体受到几个力作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫力的独立作用原理。 因此物体受到几个力作用，就产生几个加速度，物体实际的加速度就是这几个加速度的矢量和。(4) 同体性 F=ma 中 F、m、a 各量必须对应同一个物体(5)局限性 适用于惯性参考系( 即所选参照物必须是静止或匀速直线运动的,一般取地面为参考系)；只适用于宏观、低速运动情况，不适用于微观、高速情况。牛顿运动定律的应用1应用牛顿
14、运动定律解题的一般步骤：(1) 选取研究对象(2) 分析所选对象在某状态( 或某过程中) 的受力情况、运动情况(3) 建立直角坐标：其中之一坐标轴沿的方向 然后各力沿两轴方向正交分解(4) 列出运动学方程或第二定律方程 F 合 =a 合 ；F x 合 =ax 合 ； Fy 合 =ay 合 用 a 这个物理量把运动特点和受力特点联系起来(5) 在求解的过程中,注意解题过程和最后结果的检验,必要时对结果进行讨论 .2物理解题的一般步骤：(1) 审题：解题的关键，明确己知和侍求，特别是语言文字中隐着的条件 (如：光滑、匀速、恰好追上、距离最大、共同速度等)，看懂文句、及题述的物理现象、状态、过程。(
15、2) 选取研究对象：可以是单个物体，也可以是几个物体组成的系统。(用整体法或隔离法) ；寻找所研究物理状态和过程。(3) 分析所选对象在某状态(或某过程中 )的受力情况、运动情况、做功情况及能量的转化情况，画出受力第 6 页 共 13 页或运动草图。(4) 依对象所处状态或过程中的运动、受力、做功等特点；选择适当的物理规律。 （牛二、及运动学公式；动量定理及动量守恒定律；动能定理及机械能守恒定律）在运用规律前：设出题中没有的物理量，建立坐标系，规定正方向等。(5) 确定所选规律运动用何种形式建立方程(有时要运用到几何关系式)(6) 确定不同状态、过程下所选的规律，及它们之间的联系，统一写出方程
16、，并给予序号标明。(7) 统一单位制，求解方程（组）代入数据求解结果。(8) 检验结果，必要时要进行分析讨论，最后结果是矢量的还要说明其方向。3力、加速度、速度的关系(1)F 合 的方向决定了 a 的方向。F 合 与 a 的大小关系是 F=ma，不论速度是大、还是小、或为零，都有 a 。只有 F 合 =0 加速度才能为零， 一般情况下，合力与速度无必然的联系。(2)合力与加速度同向时,物体加速。反向时,减速。(3)力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，产生 a 的原因。即：力 加速度 速度变化(运动状态变化 )(4)某时刻的受力决定了某时刻的 a，加速度大小决定了单位时间内速度变化量的大小，与速度大小无必然联系。(5)a 的定义式和决定式的区别定义式 a= tv定义为速度的变化
