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1、第三章牛顿运动定律专题一：牛顿定律内容一、牛顿第一定律1、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。2、理解要点：（ 1）第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，通过分析、概括、推理得出的，不可能用实验直接来验证。（ 2）对任何物体都适用，不论固体、液体、气体。（ 3）它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因, ，是使物体产生加速度的原因。力不是维持物体运动状态的原因.（ 4）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。（ 5）运
2、动的物体不受力时做匀速直线运动(保持它的运动状态 )（ 6）静止的物体不受力时保持静止状态(保持它的静止状态 )（ 7）说明：、 “一切”说明该定律对于所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象。、“没有受到外力作用”是定律成立的条件，实际中不受外力是指受合力为0。、“总”指的是总是这样，没有例外。、“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说如果物体如果不受外力作用，原来静止的物体仍保持静止，而原来处于运动状态的物体会保持原来速度的大小和方向做匀速直线运动。二、惯性：1、定义：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。2、惯性的理解:（ 1）一切物体任何时候都具有惯性.(静止的物
3、体具有惯性,运动的物体也具有惯性)牛顿第一定律表明，一切物体都具有保持静止状态或匀速直线状态的性质，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。（ 2）惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。（ 3）质量是物体惯性大小的唯一量度。 .质量越大，惯性越大。质量越大的物体其运动状态越难改变。惯性的大小与物体的形状、运动状态、位置及受力情况毫无关系。（ 4）惯性是一种属性，它不是力。惯性只有大小，没有方向。3、 防止惯性的现象：汽车安装安全气襄, 汽车安装安全带利用惯性的现象：跳远助跑可提高成绩, 拍打衣服可除尘4、 解释现象：例：汽车突然刹车时，乘客为何向汽车行驶的方向倾倒？答：汽车刹车前，乘客与
4、汽车一起处于运动状态，当刹车时，乘客的脚由于受摩擦力作用，随汽车突然停止，而乘客的上身由于惯性要保持原来的运动状态，继续向汽车行驶的方向运动，所以 . 二、牛顿第三定律1. 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、作用在同一直线上。2. 理解作用力与反作用力的关系时，要注意以下几点：（ 1）作用力与反作用力同时产生，同时消失，同时变化，无先后之分。（ 2）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（与物体的大小，形状，运动状态均无关系。 ）（ 3）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
5、作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。（ 4）作用力与反作用力一定是同种性质的力。 （平衡力的性质呢？）作用力与反作用力的二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失相互依存，不可无依赖关系，撤除一个、另一个可依单独存在然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，两力运动效果可相互抵消，可叠加，不可求合力可求合力，合力为零；形变效果不能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力三、牛顿第二定律1、内容：物体的加速度与物体所受合外力成正比，跟物体质量成反比，加速度方向跟合外力
6、的方向相同。2、数学表达式：F 合 ma3、牛顿第二定律的理解（ 1）瞬时性：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）、同体性： F =m a 是对同一物体而言的（ 4）独立性：每个力的作用是独立的，物体的加速度是各力独立作用共同的结果（ 5）、牛顿第二定律F=ma 定义了力的基本单位牛顿（定义使质量为1kg 的物体产生1m/s2 的加速度的作用力为1N, 即 1N=1kg.m/s2.4、应用牛顿第二定律的解题方法（ 1）合成法若物体只受两个力作用产生加速度时， 根据平行四边形
7、定则求合力 .运用三角形的有关知识，列出分力、合力及加速度之间的关系求解 .例：如图所示，小车上固定着光滑的斜面，斜面的倾角为，小车以恒定的加速度向左运动，有一物体放于斜面上，相对斜面静止，此时这个物体相对地面的加速度是。解： 1、分析受力2、加速度的方向3、合力的方向，合力的大小4、列方程a=gtanF合mg（ 2）正交分解法步骤： 1、明确加速度方向2、分析受力3、建坐标系4、建立方程常把力正交分解在加速度方向和垂直加速度方向上，有Fx=ma(沿加速度方向 )Fy=0(垂直于加速度方向 )有时也把加速度分解在相互垂直的两个方向上，有Fx=maxFy=may例解： 1 、加速度方向2、分析受
8、力3、建坐标系4、建立方程yNfxamg专题二牛顿第二定律的平衡问题一：共点力作用下物体的平衡（一） . 平衡状态指的是静止或匀速直线运动状态。运动学特点：a0 。（二） . 平衡条件1、平衡条件：共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零，动力学特点F0 。即F合=0其正交分解式为Fx合 =0； Fy合 =02、平衡条件的理解：某力与余下其它力的合力平衡（即等值、反向）。（ 1）二力平衡：这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，并作用于同一物体（ 2）三力平衡：三个力的作用线 (或者反向延长线 )必交于一个点 ,且三个力共面 .称为汇交共面性。其力大小符合组成三解形规律三个力平移后构成
9、一个首尾相接、封闭的矢量形；任意两个力的合力与第三个力等大、反向(即是相互平衡 )三力汇交原理：当物体受到三个非平行的共点力作用而平衡时，这三个力必交于一点；（ 3）几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力（一个力）的合力一定等值反向说明：物体受到 N 个共点力作用而处于平衡状态时 ,取出其中的一个力 ,则这个力必与剩下的 （N-1 ）个力的合力等大反向。若采用正交分解法求平衡问题，则其平衡条件为：FX 合 =0，FY 合 =0；（三）、解决共点力作用下物体的平衡问题思路（ 1）确定研究对象：若是相连接的几个物体处于平衡状态，要注意“整体法”和“隔离法”的综合运用；（ 2）
10、对研究对象受力分析，画好受力图；（ 3）选择相应的方法求相应的力（ 四） . 求解共点力作用下物体的平衡问题常用的方法1、三力以上平衡问题：一般从平衡的观点用正交分解法。将各个力分别分解到X 轴上和 y 轴上，运用两坐标轴上的合力等于零的条件，多用于三个以上共点力作用下的物体的平衡值得注意的是，对x、 y 方向选择时，尽可能使落在x、 y 轴上的力多；被分解的力尽可能是已知力，不宜分解待求力2、三个力的平衡可用（ 1）正交分解、（ 2）合成法、物体受三个力作用而平衡时， 其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向， 可利用力的平行四边形定则，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解（ 3
11、）分解法，（ 4）三角形法则：物体受同一平面内三个互不平行的力作用平衡时，这三个力的矢量箭头首尾相接，构成一个矢量三角形；反之，若三个力矢量箭头首尾相接恰好构成三角形，则这三个力的合力必为零利用三角形法，根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识可求得未知力（ 5）相似三角形法：通过力三角形与几何三角形相似求未知力。（一般对对斜三角形） 。（ 6）力三角形图解法（一般用于动态平衡）说明：力的三角形法与正交分解法是解决共点力平衡问题的最常见的两种解法前者适于三力平衡问题，简捷、直观后者适于多力平衡问题，是基本的解法，但有时有冗长的演算过程，因此要灵活地选择解题方法（五）、动态平衡问题：画矢量三
12、角形解决动态平衡问题1、两种平衡状态:静态平衡 v=0;a=0 瞬时速度为 0 时 ,不一定处于平衡状态 . 如 :竖直上抛最高点 .只有能保持静止状态而加速度也为零才能认为平衡状态 . . 动态平衡 v 0;a=0在有关物体平衡问题中，存在着大量的动态平衡问题，所谓动态平衡问题是指通过控制某些物理量，使物体的状态发生缓慢的变化，而在这个过程中物体又始终处于一系列的平衡状态 即：物体受的几个共点力是变化的， 但物体总保持平衡即满足合力为零的条件。 物理学中的 “缓慢移动” 一般可理解为动态平衡。2、动态平衡的分析方法解动态问题的关键是抓住不变量，依据不变的量来确定其他量的变化规律，常用的分析方
13、法有解析法和图解法(1) 解析法的基本程序是：对研究对象的任一状态进行受力分析，建立平衡方程，求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式，然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况(2) 图解法的基本程序是：当物体所受的力变化时，通过对几个特殊状态画出力图（在同一图上）对比分析，使动态问题静态化，抽象问题形象化，问题将变得易于分析处理。解决这类平衡问题的方法是画出一系列为的矢量三角形，从三角形的边长变化就可定性确定力的变化。对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化（一般为某一角度） ，在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图（力的平行四边形或力的三角形） ，再由动态的力的平行四边形或三角形的边的长度变及角度变化确某些力的大小及方向的变化情况（六）、平衡的临界问题由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态。在问题的描述中常用“刚好”、“刚能”、“恰好”等语言叙述。往往利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件。解决这类问题的基本方法是假设推理法，即先假设某种情况成立，然后再根据平衡条件及有关知识进行论证（七）、平衡的极值问题1、极值
