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1、牛顿运动定律专题一、基础知识归纳1、牛顿第一定律：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改变这种状态为止。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，即力是改变物体运动状态的原因，(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义：a_V,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t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”。)；(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性一一惯性；一切物体都有保持原有运动状态的性质2这就是惯性。惯性反映了物体运动
2、状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。(4)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，牛，-、rni，一、r=*-nr=，1.mtriif.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之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，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，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第
3、二定律定量地给出力与运动的关系。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，可根据牛顿第二定律研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；(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，注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，可以用分量式表示，Fx=max,Fy=may,若F为物体
4、受的合外力，那么a表示物体的实际加速度；若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度；若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。(4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位一一牛顿(使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=s2.(5)应用牛顿第二定律解题的步骤：明确研究对象,.一可以以某一个物体为对象，也可以以几个物体组成的质点组为对象启设每个一质点的质量为mi,对应的加速度为ai,则有：F合=m1a1+m2a2+m3a3+mnan对这个结论可以这样理解：先分别以质点组中的每个物体为研究对象用
5、牛顿第二定律：5F1=m1a1,EF2=m2a2,EFn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加，其中左边所有力中，凡属于系统内力的，总是成对出现并且大小相等方向相反的，其矢量和必为零，所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和，即合外力F。对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况”包括速度、加速度)，并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题；若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向，既可以分解力，也可以分解加宽度)。当研究对象在研究过程
6、的不同阶段受力情况直变化时Z那就必须分阶段进行受力分析，分阶段列方程求解。注：解题要养成良好的习惯。只要严格按照以上步骤解题，同时认真画出受力分析图，标出运动情况，那么问题都能迎刃而解。(6)运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型(两类动力学基本问题)：(1)已知物体的受力情况，要求物体的运动情况.如物体运动的位移、速度及时间等.(2)已知物体的运动情况，要求物体的受力情况(求力的大小和方向)但不管哪种类型，一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度，然后再由此得出问题的答案.两类动力学基本问题的解题思路图解如下：牛顿第二定律1r加速度a运动学公式第一类问题、受力情况、运动情况另
7、一类问题加速度a牛顿第二定律运动学公式可见，不论求解那一类问题，求解加速度是解题的桥梁和纽带，是顺利求解的关键。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，作用在同一直线上。理解要点：(1)作用力和反作用力相互依赖性，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、同时消失，同时变化，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，这应注意同二力平衡加以区别。(5)
8、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,.而平衡力中的一就消失后一2另二:仝亘能仍然一荏在g4 .物体受力分析的基本程序：(1)确定研究对象；(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；(3)按照先重力，然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力(4)画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。5
9、.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=mgma,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：(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；(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；(3)只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。二、解析典型问题问题1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性。牛顿第
10、二定律F=ma是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。1 .合成法若物体只受两个力作用而产生加速度时，利用平行四边形定则求出两个力的合外力方向就是加速度方向.特别是两个力互相垂直或相等时，应用力的合成法比较简单.2 .分解法当物体受到两个以上的力作用而产生加速度时，常用正交分解法.分解方式有两种:则：F合x= ma(沿(1)分解力：一般将物体受到的各个力沿加速度方向和垂直于加速度方向分解,加速度方向),F合y=0(垂直于加速度方向).(2)分解加速度：当物体受到的力相互垂直时，沿这两个相互垂直的方向分解加速度.1、如图所示，电梯与水平面夹角为30
11、0，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍2、如图所示，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质图1量为m的物体A,用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面以加速度a匀加速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止，则地面对劈的摩擦力f及支持力N大小方向怎样问题2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律，描述的是力的瞬时作用效果一产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向，是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时，它的加速度随即也要发生变化，F=ma对运
12、动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量，即同时产生、同时变化、同时消失。1、如图2 (a)所示，一质量为 m的物体系于长度分别为 Li、匕的两根细线上，Li的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为。，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。(I)下面是某同学对该题的一种解法：分析与解：设Li线上拉力为T1,L2线上拉力为T2,重力为mg,物体在三力作用下保持平衡 ，有Ticos。= mg, Tisin 0 = T2, T2= mgtan。剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在 T2反方向 获得加速度。因为mg tan 0 = ma,所以加速度a=g ta
13、n 0 ,方向在T2反方向。 你认为这个结果正确吗请对该解法作出评价并说明理由。(2)若将图2(a)中的细线Li改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图 变，求解的步骤和结果与(I)完全相同，即 a=g tan。，你认为这个结果正确吗请说明理由。分析与解：(D错。因为L2被剪断的瞬间，Li上的张力大小发生了变 化。剪断瞬时物体的加速度 a=gsin 0 . (2)对。因为L2被剪断的瞬间，弹簧 Li的长度来不及发生变化，其大小和方向都不变。2(b)所示，其他条件不3、如图所示，一条轻质弹簧左端固定，右端系一小物块，物块与水平面 各处动摩擦因数相同，弹簧无形变时，物块位于。点.今先后分别把物块拉到P
14、i和P2点由静止释放，物块都能运动到。点左方，设两次运动过程中物块速度最大的位置分别为Qi和Q2点，则Qi与Q2 ()图 2(b)A.都在。点B.都在。点右方，且Q离。点近C.都在。点右方，且Q2离O点近D.都在。点右方，且 Qi、Q2在同一位置3、如图所示，在倾角为。的光滑物块 垂直固定斜面的挡板， A、B质量均为m,MlP的斜面上有两个用轻弹簧相连接的物体 A和B; C为一弹簧的劲度系数为 k,系统静止在水平面上.现对物体 A施加一平行于斜面向下的力 F压缩弹簧后，突然撤去外力 F,则在物体B刚要离开C时(此过程中A始终没有离开斜面)()A.物体B加速度大小为gsin 0 B.弹簧的形变量
15、为 mgsin e/kC.弹簧对B的弹力大小为 mgsin 0 D.物体A的加速度大小为 gsin 04、如图所示，在光滑的水平面上， A、B两物体的质量 mA=2mB, A物体与轻质弹簧相连，弹 簧的另一端固定在竖直墙上，开始时，弹簧处于自由状态，当物体B沿水平向左运动，使弹簧压缩到最短时，A、B两物体间作用力为 F,则弹簧给A物体的作用力的大小为( )A. FB. 2F C. 3F D. 4F5、如右图所示，车厢里悬挂着两个质量不同的小球，上面的球比下面的球质量大，当车厢向右做匀加速运动时(空气阻力不计)，两个小球稳定后所处的位置下列各图中正确的是(B)(I6、如图所示，在光滑的水平面上放着紧靠在一起的到向右的恒力Fb=2N,A受到的水平力Fa=(92t)N(tA、B两物体，B的质量是A的2倍, 的单位是s).从t=0开始计时，则(5A. A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的石倍.一屋同一11B. t4s后，B物体做匀加速直线运动C. t=s时，A物体的速度为零D. ts后，A、B的加速度方向相反问题3:必须弄清牛顿第二定律的独立性。当物体受到几个力的作用时，各力将独立地产生与
