高一物理牛顿运动定律知识点总结
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牛顿运动定律
一、夯实基础知识
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。
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.
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。
(6)运用牛顿运动定律解决的动力学问题解题思路图解如下:
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。
3、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。
理解要点:
(1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作
为自已存在的前提;
(2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;
(3)作用力和反作用力是同一性质的力;
(4)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,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。
(5)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。
4. 超重和失重:
(1)超重:物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。
处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma.;
(2)失重:物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。
处于失重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体
的重力mg,即F N=mg-ma,当a=g时,F N=0,即物体处于完全失重。
6、牛顿定律的适用范围:
(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;
(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;
(3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。
二、解析典型问题
问题1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性。
例1、如图1所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍?
.
图1
问题2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。
加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。
例2、如图2所示,一质量为m 的物体系于长度为L 2一根细线上,L 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L 2
水平拉直,物体处于平衡状态。
现将L 2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。
问题3:必须弄清牛顿第二定律的独立性。
例3、(多选)力F 1单独作用于某物体时产生的加速度大小为3m/s 2;力F 2单独作用于该物体时产生的加速度大小为4m/s 2,则两力同时作用于该物体时产生的加速度大小可能是( )
A .1m/s 2.
B .4m/s 2.
C .5m/s 2.
D .8 m/s 2
问题4:必须弄清牛顿第二定律的同体性。
加速度和合外力(还有质量)是同属一个物体的,所以解题时一定要把研究对象确定好,把研究对象全过程
的受力情况都搞清楚。
例4、一人在井下站在吊台上,用如图3所示的定滑轮装置拉绳把吊台和自己提升上来。
图中跨过滑轮的
两段绳都认为是竖直的且不计摩擦。
吊台的质量m=15kg,人的质量为M=55kg,起动时吊台向上的加速度是
a=0.2m/s 2,求这时人对吊台的压力。
(g=9.8m/s 2)
问题5:必须会分析临界问题。
例5、如图4所示,细线的一端固定于倾角为450的光滑楔形滑块A 的顶端P 处,细线的另一端拴一质量为m 的小球。
当滑块至少以加速度a= 向左运动时,小球对滑块的压力等于零,
当滑块以a=2g 的加速度向左运动时,线中拉力T= 。
问题6:必须会用整体法和隔离法解题。
两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中,是考生备考临考的难点之一.
例6.质量为2m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平力F 的作用下,A 、B 做加速运动,A 对B 的作用力为多少?
问题7:必须会分析与斜面体有关的问题。
例7、如图所示,质量为M 的木板放在倾角为θ的光滑斜面上,质量为m 的人
在木板上跑,假如脚与板接触处不打滑。
(1)要保持木板相对斜面静止,人
应以多大的加速度朝什么方向跑动?(2)要保持人相对于斜面的位置不变,
人在原地跑而使木板以多大的加速度朝什么方向运动?
问题8:必须会分析传送带有关的问题。
例8、如图所示,水平传送带A 、B 两端相距s =3.5m ,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,物体滑上传送带A 端的瞬时速度v A =4m/s ,到达B 端的瞬时速度设为v B 。
下列说法中正确的是( )
A .若传送带不动,v
B =3m/s
B .若传送带逆时针匀速转动,v B 一定等于3m/s
C .若传送带顺时针匀速转动,v B 一定等于3m/s
图3 a A P 450 图4 θ
D.若传送带顺时针匀速转动,v B有可能等于3m/。