高考物理知识点之牛顿运动定律
(完整版)牛顿运动定律知识点总结
牛 顿 运 动 定 律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。
(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:,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t v a ∆∆=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——惯性;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)。
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,牛顿第一定律不能用实验直接验证,因此它不是一个实验定律(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.(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,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,F x =ma x ,F y =ma y ,若F 为物体受的合外力,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。
高考物理必考知识点
高考物理必考知识点一、力学1.牛顿运动定律:质点的运动状态由质点所受力决定。
2.平抛运动:自由落体加水平匀速直线运动。
3.受力分析:包括平行力的合成分解、拉力、摩擦力等。
4.动量守恒定律:在质量守恒的条件下,质点系在任意时间内的动量矢量的代数和保持不变。
5.力和能量的转化关系:力对物体的作用可使物体产生位移,从而改变物体的形态和分布式微粒的能量。
二、热学1.热平衡:不同物体或不同部分之间的温度、热量互相交换后达到一致。
2.理想气体状态方程:P·V=n·R·T,其中P为气体的压强、V为气体的体积、n为气体的物质量、R为气体常数、T为气体的温度。
3.热能传递:热传导、热对流和热辐射。
三、光学1.光的反射和折射规律:光线在光密介质和光疏介质之间传播时,在界面上发生反射和折射。
2.光的反射和折射成像:平面镜、凸透镜和凹透镜。
3.光的波动性:光的干涉、衍射和偏振现象。
4.光的光谱和颜色:光的分散现象、光的衍射光栅和光的彩色成分。
四、电学1.电场和电势:点电荷、电偶极子和电荷分布所构成的电场和电势。
2.电路中的电流:串联电路和并联电路中的电流和电压关系。
3.电磁感应:磁通量和电动势的产生和变化方向。
4.电阻和电功率:欧姆定律和功率的计算。
5.交流电和电磁波:交流电的特征和参数、电磁波的特性和波长。
五、原子物理1.原子结构:原子核、电子的排布和能级、爱因斯坦的光电效应。
2.放射性衰变:核衰变的类型和规律、半衰期的计算。
3.核反应:核聚变和核裂变的原理、核能和核能利用。
以上是高考物理必考的主要知识点,考生应重点掌握和理解这些内容,同时能够灵活运用所学知识解决相关问题。
同时,还需要做好题目的积累和分析,通过练习和复习巩固这些知识,以提高在高考中的应对能力和解题能力。
牛顿运动定律知识点整理单
牛顿运动定律知识点整理一、牛顿第一定律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,力是使物体产生加速度的原因。
(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;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)。
质量..是物体惯性大小的唯一量度。
典型例题1.(多选)关于牛顿第一定律的说法正确的是( BD )A.牛顿第一定律是理想的实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持2.物体A的质量为10kg,物体B的质量为20kg,A、B分别以20m/s和10m/s的速度运动,则下列说法中正确的是( B )A.A的惯性比B大B.B的惯性比A大C.A和B的惯性一样大D.不能确定A、B的惯性大小关系二、牛顿第二定律1.内容: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(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。
(4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——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=1kg.m/s2.)(5)应用牛顿第二定律解题的步骤:①明确研究对象②受力分析③运动分析④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。
【高中物理】知识点总结:牛顿运动定律
【高中物理】知识点总结:牛顿运动定律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,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止.(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.(2)定律说明了任何物体都有惯性.(3)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新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第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,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度.3.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,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F 合 =ma(1)对牛顿第二定律的数学表达式F 合 =ma,F 合是力,ma 是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.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,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.(3)牛顿第二定律F 合 =ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F 合的方向总是一致的.F 合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解.(4)两种类型:已知受力情况,求运动情况;已知运动情况求受力情况;中间桥梁是加速度。
4. 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.(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失.(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.(3)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,不可叠加.5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.6.超重和失重(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。
高中物理知识点
高中物理知识点高中物理知识点总结1. 力学- 牛顿运动定律:包括牛顿第一定律(惯性定律)、第二定律(加速度与力的关系)、第三定律(作用与反作用)。
- 功与能:功是力在位移方向上的分量与位移的乘积,能是物体所具有的做功的能力,包括动能、势能和机械能。
- 动量守恒:在没有外力作用的系统中,系统总动量保持不变。
- 圆周运动:物体在圆周路径上运动,涉及到向心力、角速度、周期等概念。
2. 热学- 热力学第一定律:能量守恒,热量可以转化为功,功也可以转化为热量。
- 热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
- 理想气体状态方程:描述理想气体在一定压力、体积和温度下的物理关系。
3. 电磁学- 库仑定律:描述点电荷间相互作用力的定律。
- 高斯定律:描述电场线穿过闭合曲面的通量与曲面内电荷的关系。
- 法拉第电磁感应定律:描述变化的磁场产生电场的现象。
- 麦克斯韦方程组:描述电磁场的基本方程,包括高斯定律、安培环路定理、法拉第电磁感应定律和位移电流。
4. 光学- 光的反射和折射:描述光在不同介质界面上的反射和折射现象。
- 干涉和衍射:描述光波在遇到障碍物或通过狭缝时产生的干涉和衍射现象。
- 光电效应:描述光照射到金属表面时,电子被释放出来的现象。
5. 原子物理学- 原子结构:包括原子核和电子云,电子云按照能级分布。
- 波粒二象性:物质粒子如电子、光子等既表现出波动性也表现出粒子性。
- 量子力学:描述微观粒子行为的物理理论,包括不确定性原理、量子态叠加等概念。
6. 相对论- 狭义相对论:描述在所有惯性参考系中物理规律不变,以及光速不变原理。
- 广义相对论:描述引力是由物质引起的时空弯曲。
7. 现代物理学- 量子场论:描述基本粒子和它们之间的相互作用。
- 弦理论:尝试统一量子力学和广义相对论的理论,认为基本粒子是一维的弦。
以上是高中物理的主要知识点,涵盖了物理学的多个重要领域。
牛顿运动定律知识点归纳
牛顿运动定律知识点归纳牛顿运动定律知识点一:牛顿第一定律1、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:①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关).②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因。
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证.牛顿运动定律知识点二:牛顿第二定律1、内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m 成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.2、理解:①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失.②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同。
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的。
牛顿运动定律知识点三: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,作用在一条直线上.2理解:①作用力和反作用力的同时性.它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力.②作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属同种性质的力.③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提.④作用力和反作用力的不可叠加性.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,两力的作用效果不能相互抵消.3、牛顿运动定律的适用范围:对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动),牛顿运动定律是成立的,但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定律就不适用了,要用相对论观点、量子力学理论处理.4、易错现象:(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
牛顿运动定律与动量守恒知识点总结
牛顿运动定律与动量守恒知识点总结一、牛顿运动定律(一)牛顿第一定律(惯性定律)任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
理解这一定律时,要注意“惯性”这一概念。
惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是惯性大小的唯一量度。
质量越大,惯性越大,物体的运动状态就越难改变。
例如,一辆重型卡车和一辆小汽车,在相同的外力作用下,重型卡车的运动状态改变更困难,就是因为它的质量大,惯性大。
(二)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,加速度的方向跟作用力的方向相同。
其表达式为 F = ma。
这一定律揭示了力与运动的关系。
当合外力为零时,加速度为零,物体将保持匀速直线运动或静止状态;当合外力不为零时,物体将产生加速度。
比如,用力推一个静止的箱子,推力越大,箱子的加速度就越大;箱子的质量越大,相同推力下产生的加速度就越小。
(三)牛顿第三定律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,作用在同一条直线上。
作用力与反作用力具有同时性、同性质、异体性等特点。
比如,人在地面上行走,脚对地面有向后的摩擦力,地面就对脚有向前的摩擦力,使人能够向前移动。
二、动量守恒定律(一)动量动量是物体的质量与速度的乘积,即 p = mv。
动量是矢量,其方向与速度的方向相同。
(二)动量守恒定律如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
例如,在光滑水平面上,两个质量分别为 m1 和 m2 的小球,速度分别为 v1 和 v2 ,它们发生碰撞后,速度分别变为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,有 m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 。
(三)动量守恒定律的适用条件1、系统不受外力或所受外力的合力为零。
2、系统所受内力远远大于外力,如爆炸、碰撞等过程。
3、系统在某一方向上所受合力为零,则在该方向上动量守恒。
第1讲 牛顿运动定律的理解
第1讲牛顿运动定律的理解知识点牛顿第一定律Ⅱ1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持01匀速直线运动状态或02静止状态,除非作用在它上面的力迫使它03改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有04惯性,因此牛顿第一定律又叫05惯性定律。
②揭示了力与运动的关系:力不是06维持物体运动的原因,而是07改变物体运动状态的原因,即力是产生08加速度的原因。
(3)适用范围:惯性参考系。
2.惯性(1)定义:物体具有保持原来09匀速直线运动状态或10静止状态的性质。
(2)惯性的两种表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或11匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时,其惯性表现在反抗运动状态的12改变。
(3)量度:13质量是惯性大小的唯一量度,14质量大的物体惯性大,15质量小的物体惯性小。
(4)普遍性:惯性是物体的16固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况17无关(选填“有关”或“无关”)。
知识点牛顿第二定律Ⅱ单位制Ⅰ1.牛顿第二定律(1)内容:01作用力成正比,02质量成03作用力的方向相同。
(2)表达式:F=kma,当F、m、a单位采用国际单位制时k=041,F=05ma。
(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于06惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
②牛顿第二定律只适用于07宏观物体(相对于分子、原子)、08低速运动(远小于光速)的情况。
2.单位制、基本单位、导出单位(1)单位制:09基本单位和10导出单位一起组成了单位制。
①基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本量。
②基本单位:基本量的单位。
力学中的基本量有三个,它们是11质量、12时间、13长度,它们的单位千克、秒、米就是基本单位。
③导出单位:由14基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
(2)国际单位制的基本单位基本物理物理量符号单位名称单位符号量质量m 千克kg时间t 秒s长度l 米m电流I 安[培] A热力学温度T 开[尔文]K物质的量n 摩[尔]mol发光强度I,(I V)坎[德拉]cd知识点牛顿第三定律Ⅱ1.作用力和反作用力01相互的。
必修一第四章《牛顿运动定律》知识点归纳
一、牛顿第一定律[要点导学]1.人类研究力与运动间关系的历史过程。
要知道伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”,物理学从此走上了正确的轨道。
2.力与运动的关系。
(1)历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”(2)正确的认识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因”。
3.对伽利略的理想实验的理解。
这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动,而是运动一段距离后再停止的,摩擦力越小物体运动的距离越长。
抓住这些事实依据的本质属性,并作出合理化的推理,这就是伽利略的高明之处,我们要学习的就是这种思维方法。
4.对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变,速度的改变包括速度大小和速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。
5.维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性,这一本质属性就是惯性。
揭示物体的这一本质属性是牛顿第一定律的伟大贡献之一。
6.掌握牛顿第一定律的内容。
(1)“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”——这句话的意思就是说一切物体都有惯性。
(2)“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”——这句话的意思就是外力是产生加速度的原因。
7.任何物理规律都有适用范围,牛顿运动定律只适用于惯性参照系。
8.质量是惯性大小的量度。
二、实验:探究加速度与力、质量的关系[要点导学]1.实验目的:探究加速度与外力、质量三者的关系。
这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。
(1)小汽车和载重汽车的速度变化量相同时,小汽车用的时间短,说明加速度的大小与物体的质量有关。
(2)竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿,但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力,所以速度的变化比普通小轿车快,说明加速度的大小与外力有关。
2.实验思路:本实验的基本思路是采用控制变量法。
(1)保持物体的质量不变,测量物体在不同外力作用下的加速度,探究加速度与外力的关系。
探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法,也可以彩比较的方法,看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。
高考物理知识点之牛顿运动定律
高考物理知识点之牛顿运动定律考试要求高考要点牛顿运动定律是力学中重中之重的部分,纵观近年的高考考察内容,注重对牛顿运动定律尤其是牛顿第二定律的理解和应用,并能解决实际生活、生产和科学中的力学问题.与本章内容相关的考题知识覆盖面宽,如牛顿第二定律应用到圆周运动和天体运动,还经常与电学进行综合,特别是与电场、电磁感应现象的综合应用.旧题、常规题推出有新意,加强了信息图象题的考察,考察从图象中挖取有效信息的能力.主要方法牛顿定律是在研究力和运动的关系的基础上总结出来的三条基本规律,是全部经典力学的基础,也和电磁学的学习紧密相关.牛顿第一定律讨论在不受外力时物体怎样运动;牛顿第二定律讨论在所受合外力不为零时,物体的加速度由什么决定;牛顿第三定律则是讨论物体之间相互作用的规律.本章涉及的主要方法有:1.控制变量法,如第5课时实验,探究加速度与力、质量的关系2.极限分析法,用“放大”或“缩小”的思想把物理过程所蕴含的临界状态“暴露”出来的方法,如第3课时例23.理想实验法,理想化实验是人们根据研究问题的需要,抓住主要因素,忽略次要因素,对物理过程进行科学抽象,从而进行逻辑推理的思维方法.如第1课时的课后创新演练第6题,高考试题选编第3题4.图象法,如第3课时例3、高考试题赏析例35.程序法:依顺序对研究对象或其物理过程进行分析研究的方法,要注意确定对象与对象之间、过程与过程之间的各物理量的关系.如第2课时例4、高考试题选编第13题6.二力合成与正交分解法,如第2课时例1、例27.整体法与隔离法,如第4课时例2、例3、高考试题赏析例48.“超重”、“失重”分析法,当物体具有向上或向下的加速度a时,物体就“超重ma”或“失重ma”.这样就能迅速地判断物体对支持物的压力或对悬线的拉力.如第4课时例19.假设法:当物体的运动状态或受力情况不明确时,可以根据物理意义作出某一假设,从而根据物理管理进行推断、验证的方法.1.牛顿第一第三定律基础知识回顾1.牛顿第一定律(1)牛顿第一定律的内容: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)对牛顿第一定律的理解①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.②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,即牛顿第一定律确定了力的含义.③牛顿第一定律不能看着牛顿第二定律的特殊情况,牛顿第一定律是定性描述物体运动规律的一种物理思想,而不是进行定量计算和求解的具体方法,是一条独立的基本规律.但牛顿第一定律为牛顿第二定律提供了建立的基础.明确了惯性的概念:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性.2.惯性的理解要点(1)惯性的性质:惯性是一切物体都有的性质,是物体的固有属性,与物体的受力情况和运动状态无关.(2)惯性的表现:物体不受外力作用时,有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质;物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上.(3)惯性的量度:质量是惯性大小的唯一量度.质量大的物体惯性大.3.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,而且作用在同一条直线上.(2)特点:作用力与反作用力同时产生、同时消失、同时变化、同性质、分别作用在相互作用的两个物体上,作用效果不能抵消.(3)作用力与反作用力和一对平衡力的比较重点难点例析一、怎样判断物体运动状态是否发生变化?1.从条件出发进行判断当物体所受合外力不为零时,物体的运动状态必发生变化.2.从结果出发进行判断(1)当速度的大小发生了变化时,物体的运动状态也随之发生变化.(2)当速度的方向发生了变化时,物体的运动状态也随之发生变化.(3)当速度的大小、方向同时发生变化时,物体的运动状态也随之发生变化.3.从运动的状态进行判断只要不是静止或匀速直线运动状态,则物体的运动状态必定发生变化.【例1】关于运动状态的改变,下列说法正确的是()A.速度方向不变,速度大小改变的物体,运动状态发生了变化B.速度大小不变,速度方向改变的物体,运动状态发生了变化C.速度大小和方向同时改变的物体,运动状态一定发生了变化D.做匀速圆周运动的物体,运动状态没有改变【解析】运动状态是否改变是指速度是否改变.因为速度是矢量,既有大小,又有方向,只要大小和方向两个因素中有一个因素改变,速度就发生改变,运动状态就发生改变.故A、B、C项都正确.做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,而速度的方向时刻发生变化,故运动状态不断改变,所以D选项错误.【答案】ABC【点拨】断物体的速度是否发生变化,拓展在以下各种情况中,()A.静止的物体B同的路程CD【解析】态不变,故A、D动其运动状态就一定改变,故【答案】BC二、对惯性的理解1.运动状态无关.因此人们只能“克服”惯性.2.3.惯性不是力4.惯性在不同的情况下,受外力或所受合外力为零时,运动状态不变,【例2】如图3-1-1所示做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的水槽,水槽内有一气泡,如图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于水槽怎么运动?【解析】从惯性的角度去考虑水槽内的气泡和水,突然停止运动时,泡向前移动的趋势,【答案【点拨】一切物体都有惯性,只与物体的质量,质量联系起来,就会减少错误.拓展一天,下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现,车厢的双层玻璃窗内积水了.列车进站过程中,他发现水面的现状如图3-1-2中的()【解析】列车进站时要刹车,而水由于惯性仍要保持原来较大的速度,所以水向前涌,液面形状和选项C一致.【答案】C三、对牛顿第三定律的理解和应用应用牛顿第三定律时应注意的问题1.定律中的“总是”二字说明对于任何物体,在任何条件下牛顿第三定律都是成立的.2.作用力与反作用力的关系与物体所处运动状态无关,与物体被作用的效果也无关.易错门诊【例3】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法中正确的是A.马拉车而车未动,马向前拉车的力小于车向后拉马的力B.马拉车只有匀速前进时,马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C.马拉车加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力D.无论车是否运动、如何运动,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力【错解】C;马拉车加速前进,就像拔河一样,甲方胜一定是甲方对乙方的拉力大,所以甲对乙的拉力比乙对甲的拉力大,由此而得出结论:马向前拉车的力大于车向后拉马的力.【错因】产生上述错解原因是学生凭主观想像,而不是按物理规律分析问题.按照物理规律我们知道物体的运动状态不是由哪一个力决定的而是由合外力决定的,车随马加速前进是因为马对车的拉力大于地面对车的摩擦力.【正解】马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和3-1-2CBD反作用力.根据牛顿第三定律,物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,故不管在什么情况下,马向前拉车的力都等于于车向后拉马的力,而与马车的运动状态无关,故A 、B 、C 错误;D 正确.【点悟】生活中有一些感觉不总是正确的,不能把生活中的经验,感觉当成规律来用,要运用物理规律来解决问题.课堂自主训练1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是 ( ) A .先有作用力,后有反作用力B 只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力C 只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力D .两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力【解析】作用力和反作用力同时产生,同时消失,A 错;作用力和反作用力与运动状态无关,也不需要相互接触,故B 、C 错;作用力与反作用力一定是同性质的力,故D 选项正确. 【答案】D2.如图3-1-3所示在向右匀速行驶的车厢内,用细线悬挂一小球,其正下方为a 点, b 、c 两点分别在a 点的左右两侧,如图l 所示,烧断细绳,球将落在 (不计空气阻力)A .一定落在a 点B .可能落在b 点C .可能落在c 点D.不能确定【解析】细绳烧断后,小球下落过程中,由于惯性水平方向速度不变,因此小球一定落在a 点,故A 选项正确. 【答案】A3.关于运动和力的关系,下列说法中正确的是( ) A .物体的速度不断增大,表示物体必受力的作用 B .物体的位移不断增大,表示物体必受力的作用 C .物体朝什么方向运动,则这个方向上必受力的作用D .物体的速度不变,则其所受合外力必为零 【解析】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.故B 、C 错,A 、D 正确. 【答案】AD课后创新演练1.火车在平直轨道上匀速行驶, 门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起, 发现仍落回车上原处, 这是因为 ( D ) A .人跳起后, 车厢内空气给他以向前的力, 带着他随同火车一起向前运动B .人跳起的瞬间, 车厢地板给他一个向前的力, 推动他随同火车一起向前运动C .人跳起后, 车在继续向前运动, 所以人落下后必定偏后一些, 只是由于时间很短, 偏后距离太小, 不明显而已D .人跳起后直到落地, 在水平方向上人和车始终有相同的速度2.列车沿东西方向直线运动,车里桌面上有一小球,乘客看到小球突然沿桌面向东滚动,则列车可能是(CD)A .以很大的速度向西做匀速运动B .向西做减速运动C .向西做加速运动D .向东做减速运动3.如图3-1-4所示,一个劈形物体A ,各面均光滑,放在固定斜面上,上面成水平,水平面上放一光滑小球B ,劈形物体从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(B )A .沿斜面向下的直线B .竖直向下的直线C .无规则的曲线D .抛物线 4.如图3—1—5所示, 在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m 1、m 2的两小球(m 1> m 2)随车一起匀速运动,当车突然停止时,如不考虑其它阻力,设车无限长,则两个小球 (B) A .一定相碰 B .一定不相碰 C .不一定相碰 D .难以确定是否相碰 5.如图3-1-6所示,P 和Q 叠放在一起,静止在水平桌面上,下列各对力中属于作图3-1-4 图3-1-6图3-l-3图3-1-7用力和反作用力的是 ( C )A.P所受的重力和Q对P的支持力B.Q所受的重力和Q对P的支持力C.P对Q的压力和Q对P的支持力D.P所受的重力和P对Q的压力6.伽利略理想实验将可靠的事实和抽象思维结合起来,能更深刻地反映自然规律.如图3-1-7所示,有关的实验程序内容如下:(1)减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度(2)两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面(3)如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度(4)继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做持续的匀速运动请按程序先后次序排列,并指出它究竟属于可靠事实,还是通过思维过程的推论,下列选项正确的是(括号内数字表示上述程序的号码)(C)A.事实(2)→事实(1)→推论(3)→推论(4)B.事实(2)→推论(1)→推论(3)→推论(4)C.事实(2)→推论(3)→推论(1)→推论(4)D.事实(2)→推论(1)→推论(4)→推论(3)7.以下说法中错误的是(B )A.力是使物体产生加速度的原因B.力是改变物体惯性大小的原因C.力是改变物体运动状态的原因D.力是使物体速度发生改变的原因8.以下有关惯性的说法中正确的是(BD)A.在水平轨道上滑行的两节车厢质量相同,其中行驶速度较大的不容易停下来,说明速度较大的物体惯性大B.在水平轨道上滑行的两节车厢速度相同,所受阻力也相同,其中质量较大的车厢不容易停下来,说明质量大的物体惯性大C.推动原来静止在水平轨道上的车厢,比推另一节相同的、正在滑行的车厢所需要的力大,说明静止的物体惯性大D.物体的惯性的大小与物体的运动情况及受力情况无关9.如图3-1-8所示,小球m用细线悬挂在水平向左运动的火车车厢内,以下说法正确的是(AC)A.当火车向左匀速前进,且小球m相对车厢静止不动时,悬线沿竖直方向B.当火车向左加速前进,小球及悬线向位置1偏转C.当火车向左加速运动时,小球及悬线向位置2偏转D.当火车向左减速运动时,小球及悬线向位置2偏转10.如图3—1—9所示,A为电磁铁,C为胶木秤盘,A和C(包括支架)的总质量为M,B为铁片,其质量为m,整个装置用轻绳悬挂于O点.当电磁铁通电,铁片B被吸引而上升的过程中,轻绳拉力F的大小为 (D )A.F=mgB.mg<F<(M+m)gC.F=(M+m)gD.F>(M+m)g11.在天花板上悬挂一个重为G的吊扇,当吊扇静止时,悬杆对吊扇的拉力为T,当吊扇转动时悬杆对吊扇拉力为T',则G、T与T'三者之间的大小关系如何?【解析】TGT'>=(1)吊扇静止时处于平衡状态GT=(2)吊扇转动时,向下推动空气,空气对吊扇有向上的反作用力,所以GT<'.12.如图3-1-10所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放,小球沿杆匀加速时,小球与杆间的摩擦力大小为F f,.则在小球下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?【解析】小球在竖直方向受一个重力和箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力F f,如图3-1-11所示,由牛顿第三定律,小球对箱子的杆有一个竖直向下的摩擦力作用,故箱子的受力情况如图3-1-12所示,箱子受重力Mg,小球对杆的摩擦力F f′= F f,地面对箱子的支持力F N,箱子在这三力的作用下处于平衡状态,即面的压力为Mg+F f图3-1-9【答案】Mg+F f2.牛顿第二定律力学单位制基础知识回顾1.牛顿第二定律(1)内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同.(2)公式:F合=ma(3)意义:牛顿第二定律的表达式F=ma,公式左边是物体受到的合外力,右边反映了质量为m 的物体在此合外力的作用下的效果是产生加速度a,它突出了力是物体运动状态改变的原因,是物体产生加速度的原因.(4)对牛顿第二定律的理解要点①同体性:牛顿第二定律的公式中F、m、a三个量必须对应同一个物体或同一个系统.②矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式,公式F合=ma不仅表示加速度与合外力的大小关系,还表示加速度与合外力的方向始终一致.③瞬时性:牛顿第二定律反映了加速度与合外力的瞬时对应关系:合外力为零时加速度为零;合外力恒定时加速度保持不变;合外力变化时加速度随之变化.同时注意它们虽有因果关系,但无先后之分,它们同时产生,同时消失,同时变化.④独立性:作用在物体上的每一个力都能独立的使物体产生加速度;合外力产生物体的合加速度,x 方向的合外力产生x方向的加速度,y方向的合外力产生y方向的加速度.牛顿第二定律的分量式为∑Fx=ma x;∑F y=ma y⑤相对性:公式F=ma中的加速度a是相对地球静止或匀速直线运动的惯性系而言的.⑥局限性:牛顿第二定律只适用于惯性系中的低速(远小于光速)运动的宏观物体,而不适用于微观、高速运动的粒子.⑦统一性:牛顿第二定律定义了力的基本单位:牛顿(N),因此应用牛顿第二定律求解时要用统一的单位制即国际单位制.2.力学单位制(1)基本单位:所选定的基本物理量的单位.物理学中有七个物理量的单位被选定为基本单位,在力学中选长度、质量、和时间这三个物理量的单位为基本单位(2)导出单位:根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系推导出的物理量的单位.(3)单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.(4)国际单位制(SI)中的七个基本物理量和相应的基本单位.重点难点例析一、用合成法解动力学问题合成法即平行四边形定则,当物体受两个力作用而产生加速度时,应用合成法比较简单,根据牛顿第二定律的因果性和矢量性原理,合外力的方向就是加速度的方向,解题时只要知道加速度的方向,就可知道合外力的方向,反之亦然.解题时准确作出力的平行四边形,然后用几何知识求解即可.友情提示:当物体受两个以上的力作用产生加速度时一般用正交分解法.【例1】如图3-2-1所示,小车在水平面上做匀变速运动,在小车中悬线上挂一个小球,发现小球相对小车静止但悬线不在竖直方向上,则当悬线保持与竖直方向的夹角为θ时,小车的加速度是多少?试讨论小车的可能运动情况.【解析】小车在水平方向上运动,即小车的加速度沿水平方向,小球与小车相对静止,则小球与小车有相同加速度,所以小球受到的合外力一定沿水平方向,对小球进行受力分析如图3-2-2所示,小球所受合外力水平向左,则小球和小车的加速度水平向左,加速度的大小为a ,由牛顿第二定律得F =mgtan θ=ma ,得a =gtan θ.小车可以向左加速;也可以向右减速运动. 【答案】gtan θ;向左加速或向右减速;【点拨】用牛顿第二定律解力和运动的关系的问题,关键是求出物体受到的合外力,当物体受两个力产生加速度时,一般用平行四边形定则求合外力比较直接简单,注意合外力的方向就是加速度的方向.拓展如图3-2-3所示,质量为m 2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为m l 的物体,与物体l 相连接的绳与竖直方向成θ角,则 ( )A .车厢的加速度为gsin θB .绳对物体1的拉力为m 1g/cos θC .底板对物体2的支持力为(m 2一m 1)gD .物体2所受底板的摩擦力为m 2 g tan θ【解析】小车在水平方向向右运动,由图可知小车的加速度沿水平向右,物体1与小车有相同加速度,根据【例1】对物体1进行受力分析,由牛顿第二定律得F =mgtan θ=ma ,得a =gtan θ,故A 选项错误;且由图3-2-2可知绳对物体1的拉力为m 1g /cos θ,底板对物体2的支持力为(m 2g 一m 1g /cos θ),故C 错、B 正确;物体2与小车也有相同加速度,由牛顿第二定律得,物体2所受底板的摩擦力为f =m 2a =m 2 g tan θ,即D 选项正确. 【答案】BD二、利用正交分解法求解当物体受到三个或三个以上的力作用产生加速度时,根据牛顿第二定律的独立性原理,常用正交分解法解题,大多数情况下是把力正交分解在加速度的方向和垂直加速度的方向上.友情提示:特殊情况下分解加速度比分解力更简单.正交分解的方法步骤: (1)选取研究对象;(2)对研究对象进行受力分析和运动情况分析; (3)建立直角坐标系(可以选x 方向和a 方向一致)(4)根据牛顿第二定律列方程∑F x =ma ,(沿加速度的方向);∑F y =0(沿垂直于加速度的方向) (5)统一单位求解【例2】风洞实验中可产生水平方向的、大小可以调节的风力,先将一套有小球的细杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图3-2-4所示 (1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上匀速运动,这时所受风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆的动摩因数. (2)保持小球所示风力不变,使杆与水平方向间夹角为37º并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s 的时间为多少(sin370=0.6,cos370=0.8) 【解析】(1)设小球所受的风力为F ,支持力为F N 、摩擦力为F f 、小球质量为m ,作小球受力图,如图3-2-5所示,当杆水平固定,即θ=0时,由题意得:F =μmg ∴μ=F /mg=0.5mg /mg =0.5 (2)沿杆方向,由牛顿第二定律得:F cos θ+mg sin θ-F f =ma ①在垂直于杆的方向,由共点力平衡条件得: F N +F sin θ-mg cos θ=0 ② 又: F f =μN ③ 联立①②③式解得: a=mF mg F f-+θθsin cos =mmg F )cos sin ()sin cos (θμθθμθ-++将F =0.5 mg 代入上式得a =43g ④ 由运动学公式得:s =21at 2 ⑤ 图3-2-4图3-2-5由④⑤得: t =4/32g s =gs38【答案】gS38【点拨】当物体有沿斜面的加速度时,我们建立沿斜面和垂直斜面的直角坐标系,然后将没有在这两个方向的力沿着两个方向正交分解,且沿斜面方向一定有∑F x =ma x ,而沿垂直斜面的方向有∑F y =0,(即一对平衡力),然后联立求解可得.拓展如图3-2-6所示, 质量为m 的人站在自动扶梯的水平踏板上, 人的鞋底与踏板的动摩擦因数为μ, 扶梯倾角为θ, 若人随扶梯一起以加速度a 向上运动,梯对人的支持力F N 和摩擦力f分别为( )A . F N =ma sin θB . F N =m(g+a sin θ)C . f=μmgD . f=ma cos θ【解析】物体受到重力mg 、支持力F N 、静摩擦力f 三个力作用,这三个力都在水平方向和竖直方向,如果要分解这三个力比较麻烦,根据力的独立作用原理,将加速度沿着两个方向分解,再在这两个方向用牛顿第二定律列方程比较简单,在水平方向有:∑F x =ma x , 即f =ma cos θ,故C 错D 选项正确;在竖直方向有:∑F y =ma y , 即F N -mg =ma sin θ,故A 错B 对. 【答案】BD三、动力学的两类基本问题1.已知受力情况求运动情况方法:已知物体的受力情况,根据牛顿第二定律,可以求出物体的加速度;再知道物体的初始条件,根据运动学公式,就可以求出物体物体在任一时刻的速度和位置,也就求出了物体的运动情况. 2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况 方法:根据物体的运动情况,由运动学公式可以求出物体的加速度,再根据牛顿第二定律可确定物体的合外力,从而求出未知力或与力相关的某些量. 可用程序图表示如下:【例3】蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg 的运动员,从离水平网面3.2 m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面 5.0 m 高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s.若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此力的大小.(g =10 m/s 2)【解析】本题知道了物体的运动情况,应先由运动学的知识求出加速度,再由牛顿第二定律求力的大小.选向上的方向为正方向,则运动员自由下落触网时速度为v 1=-12gh =-8m /s (方向向下), 离网时速度为v 2=22gh =10m /s (方向向上),由加速度的定义得:21v v a t-==15m/s 2 由牛顿第二定律得:F -mg =ma 可得:F =mg +ma =1.5×103 N .【答案】1.5×103N【点拨】用牛顿第二定律解决力和运动的关系的问题,先要分析物体的受力情况和运动情况,并弄清楚是已知物体的受力情况还是已知物体的运动情况,但不管是哪一类问题,首先要解决物体的加速度,在这里加速度起着桥梁的作用.拓展在跳马运动中,运动员完成空中翻转的动作,能否稳住是一个得分的关键,为此,运动员在脚接触地面后都有一个下蹲的过程,为的是减小地面对人的冲击力.某运动员质量为m ,从最高处下落过程中在空中翻转的时间为t ,接触地面时所能承受的最大作用力为F (视为恒力),双脚触地时重心离脚的高度为h ,能下蹲的最大距离为s ,若运动员跳起后,在空中完成动作的同时,又使脚不受伤,则起跳后重心离地的高度H 的范围为多大? 【解析】设人起跳后重心离地高度为H 1,为完成图3-2-6。
高中物理必修二第8章-牛顿运动定律的局限性和相对论初步-知识点
高中物理必修二第8章-牛顿运动定律的局限性和相对论初步-知识点1、牛顿力学的基础:①牛顿三大定律,②万有引力定律。
牛顿力学存在局限性,在低速、宏观、弱引力场情况下,是非常准确的,但超过这个范围就不再适用,即在高速、微观、强引力场情况下,不再适用。
2、量子力学能够正确描述原子、质子及电子等微观粒子的性质和状态。
3、狭义相对性的基本原理。
①相对性原理:物理规律包括电磁规律,在所有惯性系中具有相同的形式。
②光速不变原理:真空中的光速在所有惯性系中都是相同的,与光源和观测者的速度无关。
③同时的相对性:在一个参考系中同时发生的事件,在另一个参考系中不再同时。
④时间膨胀(钟慢效应):在惯性系中,运动的钟比静止的钟走得慢。
⑤长度收缩(尺缩效应):物体沿运动方向的长度会缩短。
⑥相对论性力学中,质量mm是运动质量,m0是静止质量,物体的速度越大,相对的运动质量越大。
任何物体的速度都不可能≥光速。
⑦爱因斯坦质能关系:E=1mccν-= mc²。
即:一定质量的物质具有与之相当的一定的能量。
4、广义相对性的基本原理。
①等效原理:一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等效。
②广义相对性原理:物理规律,在任何参考系中都具有相同的形式。
③在广义相对论中,万有引力是时空变化的结果。
④在广义相对论中,引力场中的钟也会变慢,引力场越强,钟慢效应越明显。
⑤引力场发出的光被远处观测者接收时波长会变长,也就是会发生引力红移。
⑥质量的分布导致时空的弯曲,大质量分布的变化导致时空曲率的变化,这种变化会以波的形式以光速向外传播,就是引力波。
15、宇宙的起源和演化①哈勃定律:银河系外的绝大多数星系都在远离我们,离我们越远的星系,其退行速度越大,星系的退行速度与距离成正比。
②伽莫夫等人提出大爆炸宇宙学,大爆炸之后,时间才有了开端,空间随之膨胀。
③恒星的演化,分为诞生期,存在期和死亡期。
一个恒星的寿命取决于它的质量。
④恒星压力和引力达到平衡,处于稳定阶段,称之为主序星。
牛顿运动定律知识点的总结
牛顿运动定律知识点的总结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,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
(2)定律说明了任何物体都有惯性。
(3)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新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第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,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关。
因此说,人们只能利用惯性而不能克服惯性。
(2)质量是物体惯性大小的量度。
3.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,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma (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,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)对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果。
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,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。
(4)牛顿第二定律F合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F 合的方向总是一致的。
F合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解。
4.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。
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失。
牛顿三大定律概念及公式
牛顿三大定律概念及公式
简介
在物理学中,牛顿三大定律是描述物体运动的基本定律。
这些定律由英国物理学家伊莱沙·牛顿于17世纪提出,被认为是经典力学的基础。
本文将介绍牛顿的三大定律的概念及相应的公式。
第一定律:惯性定律
牛顿的第一定律也被称为惯性定律。
该定律表明,如果一个物体没有受到外力作用,它将保持静止状态或匀速直线运动的状态。
换句话说,物体的速度只有在受到外力时才会变化。
数学表述:
$$\\sum F = 0$$
第二定律:运动定律
牛顿的第二定律关注物体的运动,它描述了力对物体运动状态的影响。
第二定律的数学表达式为:
F=ma
其中,F代表物体所受合力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
这个公式表明,物体的加速度与施加在其上的合力成正比,与物体的质量成反比。
第三定律:作用-反作用定律
牛顿的第三定律阐明了作用和反作用的关系。
它表明:对于两个物体之间的相互作用力,这两个物体所受的力大小相等、方向相反。
数学公式:
F AB=−F BA
这意味着,如果物体A对物体B施加一个力F AB,那么物体B也会施加一个力F BA在物体A上,且大小相等、方向相反。
结论
牛顿的三大定律是描述物体运动的基本定律,它们为解释物理世界中的各种现象提供了重要的基础。
第一定律强调惯性,第二定律关注运动状态的变化,第三定律描述了作用和反作用的关系。
这些定律不仅在经典力学中有着广泛的应用,也在
其他领域中发挥着重要的作用。
牛顿三大定律的基本概念及相应的公式在物理学领域具有重要意义。
高考物理二轮复习知识点:牛顿运动定律
2019高考物理二轮复习知识点:牛顿运动定律★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,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
(2)定律说明了任何物体都有惯性。
(3)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新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第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,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关。
因此说,人们只能"利用"惯性而不能"克服"惯性。
(2)质量是物体惯性大小的量度。
★★★★3.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,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma(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,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)对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果。
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,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。
(4)牛顿第二定律F合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F合的方向总是一致的。
F合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解。
★4.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。
【牛顿运动定律】知识点总结
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考点三 牛顿第二定律的瞬时性问题
师生互动
1.两种模型
加速度与合外力具有瞬时对应关系,二者总是同时产生、同时变化、同时消失,具
体可简化为以下两种模型:
13
2.求解瞬时加速度的一般思路 分析瞬时变化前、 列牛顿第二 求瞬时 后物体的受力情况 ⇒ 定律方程 ⇒ 加速度
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考点四 牛顿第三定律的理解和应用
考点一 牛顿第一定律和惯性的理解及应用
自主学习
1.惯性的两种表现形式
(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态
不变(静止或匀速直运动).
(2)物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变的能力.惯性大,物体的运动状
态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变.
9
2.与牛顿第二定律的对比 牛顿第一定律是在实验的基础上,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,科学地揭 示了运动和力的关系,而牛顿第二定律是一条实验定律,明确了加速度 a 与外力 F 和质 量 m 的定量关系.
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考点二 对牛顿第二定律的理解 1.牛顿第二定律的五个特性
师生互动
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2.合力、加速度、速度之间的决定关系 (1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度. (2)a=ΔΔvt 是加速度的定义式,a 与 Δv、Δt 无必然联系;a=mF是加速度的决定式,a ∝F,a∝m1 . (3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动.
3
2.惯性 (1)定义:物体具有保持原来_匀__速__直__线__运__动___状态或__静__止__状态的性质. (2)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性_大___,质量小的物体惯性 _小___. (3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受 力情况_无__关___.
高中物理必修一:牛顿运动定律知识点总结
高中物理必修一:牛顿运动定律知识点总结一、对牛顿运动定律的理解基础知识汇总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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(1)惯性大小只与物体的质量有关;(2)惯性是物体的固有属性,不是力。
3.牛顿第三定律: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,作用在同一条直线上。
作用力和反作用力的性质相同,作用在两个物体上。
4.作用力和反作用力与平衡力的区别:作用力和反作用力“异体、同存、同性质”,而平衡力是“同体”。
5.牛顿第二定律:a=F/m。
6.牛顿第二定律具有“四性”:矢量性、瞬时性、同体性、独立性。
对牛顿第一定律、第三定律的考查1.考查对牛顿第一定律和惯性的理解(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质。
物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
(2)牛顿第一定律是惯性定律,它指出一切物体都有惯性,惯性只与质量有关。
2.考查对力与运动的关系的理解(1)力是改变物体运动状态的原因(运动状态指物体的速度),不是维持物体运动的原因。
(2)产生加速度的原因是力。
3.考查牛顿第三定律区别作用力和反作用力与平衡力:一对平衡力作用在同一物体上,一对作用力和反作用力作用在两个物体上。
1.合成法求合外力物体只受两个力的作用而产生加速度,利用矢量合成法则;两个力方向相同或相反时,加速度与物体运动方向在同一直线上,合成法更简单。
2.正交分解法与牛顿第二定律的结合应用物体受到两个以上的力的作用而产生加速度时,常用正交分解法解题。
(1)分解力求物体受力问题把力正交分解在沿加速度方向和垂直于加速度方向上,在沿加速度的方向列方程Fx=ma,在垂直于加速度方向列方程Fy=0求解。
(2)分解加速度求解受力问题分析物体受力,建立直角坐标系,将加速度a分解为ax和ay,根据牛顿第二定律得Fx=max,Fy=may求解。
2024届高考物理强基计划专题讲座课件:牛顿运动定律
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二、力学中的常见力
1. 万有引力(universal gravitation)
存在于任何 两个物体间的相互吸引力。
牛顿万有引力定律:
F
G
m1m2 r2
其中m1和m2为两个质点的引力质量,r为两个质点
的距离,G叫做引力常量。
G 6.672 59 1011 N m2 / kg2
合外力的大小成正比,与物体的质量成反比,加速
度的方向与合外力的方向相同。
数学形式: F ma
或
F
dp
m
dv
讨论
dt dt
(1)力是产生加速度的原因。
(2)惯性质量:平动惯性大小的量度
(3)瞬时性,矢量性
分量式: Fx=max , Fy=may , Fz =maz 或 Ft=mat , Fn=man (自然坐标系) (4)在惯性系中成立
FT
2m1m2 m1 m2
(a
g)
讨论
当a =-g时,ar=0,T=0,即滑 a1 轮、质点都成为自由落体,两 个物体之间没有相对加速度。
FT
m1 a2
m1 g
y
FT
m2
m2 g
O
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例1-10 一个质量为m、悬线长度为l 的摆锤,挂在架 子上,架子固定在小车上,如图所示。求在下列情况
下悬线的方向(用摆的悬线与竖直方向所成的角表示)
v 2Rg cos
圆轨道的作用力
FN
m
v2 R
mg cos
3mg cos
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2. 变力作用下的单体问题 例1-12 计算一小球在水中竖直沉降的速度。已知小 球的质量为m,水对小球的浮力为Fb,水对小球的粘 性力为Fv= -Kv,式中K是和水的黏性、小球的半径有 关的一个常量。
物理中的牛顿三大定律解读
物理中的牛顿三大定律解读牛顿三大定律是经典力学中最基本的定律,它们描述了质点系在外力作用下的运动规律。
这三条定律是英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪末提出的,对后来物理学的发展产生了深远的影响。
本文将对牛顿三大定律进行深入解读。
第一定律:惯性定律牛顿第一定律被称为惯性定律,它表明一个物体在不受外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
这是因为物体具有自身的惯性,即物体的运动状态将保持不变,除非受到外力的作用。
例如,如果我们在光滑的桌面上放置一个自由滑动的小车,那么当没有施加力时,小车将保持静止或以恒定速度直线行驶。
牛顿第一定律提供了物体运动状态的参考依据,并奠定了力学研究的基础。
第二定律:运动定律牛顿第二定律描述了物体在受到外力作用时的运动情况。
该定律给出了物体的加速度与作用在物体上的合力之间的关系,表达式为F=ma,其中 F 表示合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
这个定律揭示了力对物体运动状态的影响。
当一个物体受到力的作用时,它将产生加速度,而加速度的大小与作用在物体上的力成正比,与物体质量成反比。
这意味着力越大,物体的加速度越大,质量越大,物体的加速度就越小。
这个定律为我们研究物体运动提供了一种计算加速度的方法,从而深入了解物体的运动规律。
第三定律:作用与反作用定律牛顿第三定律被称为作用与反作用定律,它表明作用在一个物体上的力,将会引起一个大小相等、方向相反的反作用力。
简单地说,对于任何两个相互作用的物体,作用在其中一个物体上的力,将同时作用在另一个物体上。
这个定律强调了物体间力的平衡,使得物体间的互动更加复杂和统一。
例如,当我们用手推墙壁时,实际上我们的手感受到了墙壁向反方向的力,这是因为当我们用力推墙壁时,墙壁同样用力将我们推回。
牛顿三大定律是经典力学的基石,无论是研究天体力学、力学振动,还是对机械结构进行分析,都需要借助这些定律。
它们揭示了物体受力、运动和互动的规律,为我们理解世界提供了重要的框架。
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高考物理知识点之牛顿运动定律考试要点基本概念一、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。
(2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的原因。
点评:①牛顿第一定律导出了力的概念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: tv a ∆∆=,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)。
质量是物体惯性大小的量度。
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。
2.惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
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。
(2)质量是物体惯性大小的量度,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。
二、牛顿第三定律1.对牛顿第三定律理解应注意:(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,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“场”力定律内容可归纳为:同时、同性、异物、等值、反向、共线2.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,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。
3.一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中(同一段时间或同一段位移)的总冲量一定为零,但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。
这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的,而位移大小、方向都可能是不同的。
一、牛 顿 第 二 定 律1.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F =ma (其中的F 和m 、a 必须相对应)点评:特别要注意表述的第三句话。
因为力和加速度都是矢量,它们的关系除了数量大小的关系外,还有方向之间的关系。
明确力和加速度方向,也是正确列出方程的重要环节。
若F 为物体受的合外力,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。
2.对定律的理解:(1)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。
(2)矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式。
公式mF a 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.(3)同一性:加速度与合外力及质量的关系,是对同一个物体(或物体系)而言。
即 F 与a 均是对同一个研究对象而言。
(4)相对性:牛顿第二定律只适用于惯性参照系。
(5)局限性:牛顿第二定律只适用于低速运动的宏观物体,不适用于高速运动的微观粒子。
3.牛顿第二定律确立了力和运动的关系牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系。
联系物体的受力情况和运动情况的桥梁或纽带就是加速度。
4.应用牛顿第二定律解题的步骤(1)明确研究对象。
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。
设每个质点的质量为m i ,对应的加速度为a i ,则有:F 合=m 1a 1+m 2a 2+m 3a 3+……+m n a n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牛顿第二定律:∑F1=m1a1,∑F2=m2a2,……∑F n=m n a n,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。
(2)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。
(3)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,也可以分解加速度)。
(4)当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。
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。
一、牛顿运动定律在动力学问题中的应用1.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: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。
点评:我们遇到的问题中,物体受力情况一般不变,即受恒力作用,物体做匀变速直线运动,故常用的运动学公式为匀变速直线运动公式,如2/2,2,21,0202200t t t t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+=+=等. 2.应用牛顿运动定律解题的一般步骤(1)认真分析题意,明确已知条件和所求量,搞清所求问题的类型。
(2)选取研究对象.所选取的研究对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的整体.同一题目,根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象。
(3)分析研究对象的受力情况和运动情况。
(4)当研究对象所受的外力不在一条直线上时:如果物体只受两个力,可以用平行四边形定则求其合力;如果物体受力较多,一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力;如果物体做直线运动,一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动的方向上。
(5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程,物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式,按代数和进行运算。
(6)求解方程,检验结果,必要时对结果进行讨论。
二、整体法与隔离法1.整体法:在研究物理问题时,把所研究的对象作为一个整体来处理的方法称为整体法。
采用整体法时不仅可以把几个物体作为整体,也可以把几个物理过程作为一个整体,采用整体法可以避免对整体内部进行繁锁的分析,常常使问题解答更简便、明了。
运用整体法解题的基本步骤:(1)明确研究的系统或运动的全过程.(2)画出系统的受力图和运动全过程的示意图.(3)寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解2.隔离法:把所研究对象从整体中隔离出来进行研究,最终得出结论的方法称为隔离法。
可以把整个物体隔离成几个部分来处理,也可以把整个过程隔离成几个阶段来处理,还可以对同一个物体,同一过程中不同物理量的变化进行分别处理。
采用隔离物体法能排除与研究对象无关的因素,使事物的特征明显地显示出来,从而进行有效的处理。
运用隔离法解题的基本步骤:(1)明确研究对象或过程、状态,选择隔离对象.选择原则是:一要包含待求量,二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少。
(2)将研究对象从系统中隔离出来;或将研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来。
(3)对隔离出的研究对象、过程、状态分析研究,画出某状态下的受力图或某阶段的运动过程示意图。
(4)寻找未知量与已知量之间的关系,选择适当的物理规律列方程求解。
3.整体和局部是相对统一相辅相成的隔离法与整体法,不是相互对立的,一般问题的求解中,随着研究对象的转化,往往两种方法交叉运用,相辅相成.所以,两种方法的取舍,并无绝对的界限,必须具体分析,灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量(即中间未知量的出现,如非待求的力,非待求的中间状态或过程等)的出现为原则三、临界问题在某些物理情境中,物体运动状态变化的过程中,由于条件的变化,会出现两种状态的衔接,两种现象的分界,同时使某个物理量在特定状态时,具有最大值或最小值。
这类问题称为临界问题。
在解决临界问题时,进行正确的受力分析和运动分析,找出临界状态是解题的关键。
四、超重、失重和视重1.超重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象。
产生超重现象的条件是物体具有向上的加速度。
与物体速度的大小和方向无关。
产生超重现象的原因:当物体具有向上的加速度a(向上加速运动或向下减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F,由牛顿第二定律得F-mg=ma所以F=m(g+a)>mg由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′>mg.2.失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象。
产生失重现象的条件是物体具有向下的加速度,与物体速度的大小和方向无关.产生失重现象的原因:当物体具有向下的加速度a(向下加速运动或向上做减速运动)时,支持物对物体的支持力(或悬挂物对物体的拉力)为F。
由牛顿第二定律mg-F=ma,所以F=m(g-a)<mg由牛顿第三定律知,物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)F′<mg.完全失重现象:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态,叫做完全失重状态.产生完全失重现象的条件:当物体竖直向下的加速度等于重力加速度时,就产生完全失重现象。