牛顿运动定律精讲.doc

第四单元牛顿运动定律
★知识归纳总结:
一、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:①根据加速度定义:,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”。)
②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)。
③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,而合外力包括所有的力)
: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( )




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( )


,但没有向南跳远

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
: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(其中的F和m、a必须相对应,a为合加速度)
:
(1)同一性:决定运动状态的只能是所受的合力,a与是对应关系
(2)矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式。公式只表示加速度与合外力的大小关系。矢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度是各力产生的加速度的矢量和。
探究小车的加速度与力、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)。
⑴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:
①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。
②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,可见,当M》m时,
(2)力一定时,加速度与质量成反比,为对此进行验证,应画图象。(因为a-m图像在第一象限就一支,无法确定是成反比的)
(3) ,由于平衡摩擦力时操作不当,得到的a—F关系如图乙所示:其原因是:没有平衡摩擦力,或者木板倾角过小。
(4),由于平衡摩擦力时操作不当,得到的a—F关系如图丙所示:其原因是:木板倾角过大。
a
θ
,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