高一物理讲义牛顿运动定律

牛顿运动定律牛顿第一定律伽利略的理想实验斜面摩擦力对小球上升高度的影响（1）（2）（3）（4）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力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因惯性1、惯性的概念：物体具有保持匀速直线运动状态或是静止状态的性质2、惯性是物体固有属性3、惯性大小的意义：物体保持原来状态“本领”的大小。

惯性越大，保持原来状态“本领”越大，运动状态越难改变；惯性越小，保持原来状态的“本领”就越小，运动状态就容易改变有两个同学一胖（质量大）一瘦（质量小），当你尽全力分别去推，哪个同学容易被推动？说明什么？（1）瘦的同学质量小，保持静止状态的“本领”小，惯性就小（2）胖的同学质量大，保持静止状态的“本领”大，惯性就大（3）结论：质量越大，惯性越大；质量越小，惯性越小实验：探究加速度与力、质量之间的关系想一想：F1赛车想要更快，不考虑安全因素的话，怎么才能更快？同样的方法对于大货车有效吗？那么装上相同的动力驱动之后，F1赛车和大货车谁提速比较快？利用控制变量法试着证明加速度与力、质量之间的关系，同学们自己设计一下这个实验牛顿第二定律内容：对上一个实验的结果的总结：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

这就是牛顿第二定律。

写成公式的形式是：动力学的两类基本问题F=ma1．已知物体的受力情况，要求确定物体的运动情况•处理方法：已知物体的受力情况，可以求出物体的合外力，根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度，再利用物体的初始条件（初位置和初速度），根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度．也就是确定了物体的运动情况2．已知物体的运动情况，要求推断物体的受力情况•处理方法：已知物体的运动情况，由运动学公式求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力，由此推断物体受力情况．一般步骤：（1）确定研究对象；（2）受力及状态分析；（3）取正方向，列方程；（4）统一单位，代值求解；（5）检验结果．例题：质量为100t 的机车从停车场出发，经225m 后，速度达到54km ／h ，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶125m 才停在站上．设运动阻力不变，求机车关闭发动机前所受到的牵引力．力学单位制• 为了测量或比较物理量的大小我们建立了物理量的单位．我们已学过的一些物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位．• 一般说来，物理量的单位可以任意选择，这样就会存在同一个物理量出现多个单位，与此对应存在多种单位制．古今中外都不一样，严重影响了科学技术的牛顿运动定律的交流与发展，因此国际计量大会对此做出了规范，通过了国际单位制（代号为SI）一、单位制1．基本单位：所选定的基本物理量的单位（l）物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位（2）在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位．•长度的单位有：厘米（cm）、米（m）、千米（km）等．•质量的单位有：克（g）、千克（kg）等．•时间的单位有：秒（s）、分（min）、小时（h）等．•力学是研究物体运动变化的过程中力与运动关系的，因此，联系物体自身性质的量（质量）和空间尺度的量（长度）以及时间，必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量也最基本，事实表明，用这三个量做基本单位，可以使力学中的单位数目最少．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．从根本说，所有的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范畴内，所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的，因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位速度公式v=s/t．位移单位选m，时间单位选s，速度的单位是m／s．加速度公式为a=(v1-v0)/t．速度单位是m／s，时间单位是s，则加速度的单位是m／s2牛顿第二定律公式为F=ma．质量单位选kg，加速度单位选m／s2，则力的单位是N．3．单位制：基本单位和导出单位的总和叫做单位制.由于基本单位的选择不同，历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制，工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制．二、力学中的国际单位制（SI）1．基本单位–长度单位：米（m）–质量单位：千克（kg）–时间单位：秒（s）2．导出单位：–速度单位：米／秒（m／s）–加速度单位：米斤少（m／s2）–力的单位：牛顿（N）三、组合单位的读法•组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致．在只有名称而不出现符号的场合，名称的顺序应该与有符号的情况下一致．如单位由相乘构成，无论是否使用乘的符号，名称中无对应“乘”的词，符号中的除（斜线和出现的负指数），名称中对应的词为“每”字，“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关．•例如：力矩的SI单位名称为“牛顿米”（因其符号为N·m）密度的SI单位名称为“千克每立方米”（因其符号为kg／m3）四、力学国际单位制（SI）在解题中的应用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，在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．例：质量为500g的物体受力作用后获得10cm／s2的加速度，则物体受到的合外力为多少牛？解析：从题中可看出，题目已给出了物体的质量和加速度，但均不是国际单位，因此需将其单位换成国际单位制中的单位．物体质量m＝500g＝0.5kg物体的加速度a＝10cm／s2＝0.1m／s2由牛顿第二定律：F=ma得物体受到的合外力F＝0.5×0.1N＝0.05N利用国际单位制运算时，不需要带单位运算，只要在每一个结果的后面写上正确单位即可．牛顿第三定律一、物体间的作用是相互的一个物体是施力物体，同时它也是受力物体。

我们把物体间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力。

二、牛顿第三定律两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。

三、作用力与反作用力的特点作用在不同的物体上，具有同种性质作用力和反作用力具有同时性。

作用力与反作用力与平衡力之间的区别利用牛顿运动定律解决问题一、从受力确定运动情况已知物体受力情况确定运动情况，指的是在受力情况已知的条件下，要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。

处理这类问题的基本思路是：先分析物体受力情况求合力，据牛顿第二定律求加速度，再用运动学公式求所求量(运动学量)。

二、从运动情况确定受力已知物体运动情况确定受力情况，指的是在运动情况（知道三个运动学量）已知的条件下，要求得出物体所受的力或者相关物理量（如动摩擦因数等）。

处理这类问题的基本思路是：先分析物体的运动情况，据运动学公式求加速度，再在分析物体受力情况的基础上，用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。

加速度a是联系力和运动的桥梁牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2－v02=2ax等)中，均包含有一个共同的物理量——加速度a。

由物体的受力情况，用牛顿第二定律可求加速度，再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化；反过来，由物体的运动状态及其变化，用运动学公式可求加速度，再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。

可见，无论是哪种情况，加速度始终是联系力和运动的桥梁。

求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路，正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。

解题步骤：(1)确定研究对象；(2)分析受力情况和运动情况，画示意图(受力和运动过程)；(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度；(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。

超重和失重：电梯起动和停止时，电梯中的人会感到脚掌所受的力与静止时不同，如果是站在体重计上，就会发现体重计有时比正常大，有时比正常小。

超重——物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受的重力的情况称为超重现象。

失重——物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受的重力的情况称为失重现象。

超重与失重现象中，物体的重力是没有变化的。

重力G 依然为mg ，那么变化的是什么呢？为什么会变化呢？二、 超重和失重的解释站在静止或者做匀速直线运动的电梯里时，人受到重力和台称对人的支持力的关系有：由牛顿第三定律可知： 以向上为正方向，当电梯具有向上的加速度时，即加速上升或者减速下降时： 上面三幅图哪个是超重哪个是失重？同学们自己试着解释一下失重的原因0==-ma G F N GF N =')0(0>>=-a ma G F N G F N >'超重完全失重：物体对支持物或者悬挂物压力或者拉力为零1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶板上,在下列哪种情况下，弹簧秤的读数最小：A、升降机匀速上升B、升降机以加速度大小为g/2匀加速上升C、升降机以加速度大小为g/2匀减速上升D、升降机以加速度大小为g/3匀加速下降2、在以加速度为a的匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，下列说法中正确的是：A、此人对地球的吸引性为m(g+a)B、此人对电梯的压力为m(g+a)C、此人受的重力为m(g+a)D、此人的视重为m(g+a)。