高中物理必修一第四章知识点整理讲课稿

第四章知识点整理

4.1牛顿第一定律

1.亚里士多德：力是维持物体运动的原因。

2.伽利略：如果运动物体不受力，它将永远的运动下去。

3.笛卡儿：补充了伽利略的认识，指出：如果运动中的物体没有收到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。

4.牛顿：伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成动力学的一条基本定律。

牛顿第一定律（惯性定律）：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。

1）物体不受力时，总保持匀速直线运动或静止。

说明：力不是维持物体运动的原因。

2）力迫使物体改变这种状态。

说明：力是改变运动状态的原因。

3）指出一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

说明：一切物体都具有惯性。

惯性：一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

惯性是一切物体所固有的一种属性。无论物体是否运动、是否受力，都具有惯性。惯性只与物体的质量大小有关，与物体的运动状态无关。质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。所以说，★质量是惯性的唯一量度。惯性表现为：运动状态改变的难易程度。

注意：把物体惯性的表现说成是物体受到“惯性力”或者说“物体受到了惯性”是错误的。

4.2实验:探究加速度与力、质量的关系

1.实验目的：定量分析a、F、m的关系

2.实验原理：控制变量法

A、m一定时，a与F的定量关系

B、F一定时，a与m的定量关系

实验一：探究加速度a与合外力 F 的关系

★解决问题1：为什么要把木板的一侧垫高？

（1）作用：平衡摩擦力和其他阻力。

（2）方法：调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。记住：平衡摩擦力时不要挂钩码。

解决问题2：测量小车的质量：用天平测出。

解决问题3：测量小车的加速度：逐差法求加速度。

解决问题4：测量和改变小车受到的合外力：当钩码和小盘的质量m << 小车质量M 的情况下，可以认为小桶和砂的重力近似等于小车所受的拉力。

3.实验步骤：

（1）用天平测出小车质量m，并把数据记录下来

（2）按实验装置图把实验器材安装好

（3）平衡摩擦力

（4）把细绳系在小车上，并绕过定滑轮，先接通电源再放开小车，取下纸带，并标注牵引力

（5）保持小车质量不变，在绳子一端逐渐挂上钩码，重复上述实验

4.数据处理：

★特殊情况：

长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角太小

4.3 牛顿第二定律

1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度方向跟作用力的方向相同。

2.公式：F＝ma★F指的是物体受到的合外力。

3.力的单位：物理学上把能够使质量是m=1 kg的物体产生a=1 m/s2的加速度的这么大的力定义为1 N，即1N=1kg·m/s2。（说明k的数值由质量、加速度和力的单位决定）

4.对牛顿第二定律的理解：

（1）同体性：F、m、a是对于同一个物体而言的。

（2）矢量性：a的方向与F的方向一定相同。

（3）瞬时性：F 和a时刻对应：同时产生、同时消失、同时变化。

（4）因果性：力是产生加速度的原因，没有力就没有加速度。

（5）独立性：每个力各自独立地使物体产生一个加速度。

（6）相对性：牛顿定律只在惯性参考系中才成立。

典型例题：如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量m A=2m B，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（B）

没有满足钩码和小盘的质量m远小于小车质量M

A. A

球的加速度为g 2

3，B 球的加速度为g

B. A 球的加速度为g 23，B

球的加速度为0 C. A 球的加速度为g ，B 球的加速度为0 D. A 球的加速度为g 2

1，B 球的加速度为g

注意：剪断悬线瞬间，绳子的拉力立马消失，弹簧的弹力暂时不变。

合外力、加速度、速度的关系

1、力与加速度的因果关系：只要物体所受合外力不为零，就会产生加速度。加速度与合外力方向相同，大小与合外力成正比。

2、力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向无必然联系。合外力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速。

3、两个加速度公式的区别：

t

v

a ∆∆=是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a 与v 、△v 、△t 均无关；F=ma 是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定。

★用牛顿第二定律解题的一般和步骤方法： 1、明确研究对象

2、进行受力分析和运动状态分析，画出示意图

3、由F ＝ma 列方程求解

4、解方程（组）

用牛顿第二定律解题，离不开对物体的受力情况和运动情况的分析。 解题方法：合成法、正交分解

典型例题：如右图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1kg(g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况 (2)求悬线对球的拉力

解法一：合成法

（1）小球和车厢相对静止，它们的加速度相同。以小球为研究对象，对小球受力分析如图： 由牛顿第二定律得F 合＝mgtan37° 解得a=7.5m/s 2

则小球的加速度为7.5m/s 2方向水平向右。

车厢加速度与小球相同，因此可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动。

（2）由图可知，悬线对小球的拉力大小为N mg

F T 5.1237cos =︒

=

解法二：正交分解法

（1）小球和车厢相对静止，它们的加速度相同。 以小球为研究对象，对小球受力分析如图： 由牛顿第二定律得 F T sin37°＝ma F T cos37°＝mg 解得a=7.5m/s 2

则小球的加速度为7.5m/s 2方向水平向右。

车厢加速度与小球相同，因此可能水平向右做匀加速直线运动，也可能水平向左做匀减速直线运动。

（2）由（1）可知，悬线对小球的拉力大小为N mg

F T 5.1237cos =︒

=

4.4 力学单位制

1.只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系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，它们的单位叫基本单位

2.由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。

3.由基本单位和导出单位一起组成单位制。1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制，简称SI 。

注意：

1、在解题计算时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量的单位，只要在式子末尾写出所求量的单位即可。

2、物理公式既反映了各物理量间的数量关系，同时也确定了各物理量的单位关系。因此，解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确，如单位制不对，结果一定错误。

4.5 牛顿第三定律

1.作用力与反作用力