本章复习与测试教学实录

第四章

牛顿运动定律

1、牛顿第一定律（牛顿物理学的基石）

（1）历史进程：伽利略通过理想斜面实验推理出，物体的运动不需要力来维持，但没有得出物体不受力时的运动情况，更没有得出力是改变物体运动状态的原因。笛卡尔指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，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。牛顿提出牛顿第一定律：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。揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因。提出一切物体具有惯性。

（2）牛顿第一定律描述了物体不受力时的运动规律，但不受力的情况不存在，所以牛顿第一定律不能用实验直接验证，不是实验规律。

（3）惯性：物体保持原来匀速直线运动或静止状态的性质，叫做物体的惯性。

惯性是物体的固有属性，像质量一样，任何物体任何情况下都有。

惯性想维持原来的运动状态不变（也可理解为抵抗运动状态改变的本领），力改变运动状态，二者共同影响物体的运动。

2、牛顿第二定律（牛顿物理学的核心）

（1）内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟物体质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

F合=kma 在国际单位制中，k取1，F合=ma 1N的力是使1kg物体产生1m/s2加速度的力

（2）对牛顿第二定律的理解：

因果关系。力是产生加速度的原因。

瞬时性。力和加速度瞬时对应，同时产生、同时消失、同时变化。

独立性。每个力都产生加速度，物体表现出来的实际加速度是每个力产生加速度的矢量和，对应合力，所以牛顿第二定律一般写作F合=ma 3、牛顿第三定律

作用力与反作用力的特点：等大、反向、共线，同时产生同时消失同性质，作用在两个物体上。

相同

作用物体

不同

性质

效果

产生

作用力和反作用力

等大反向共线

作用在两个物体上

同性质

不可抵消

同时产生同时消失

一对平衡力

等大反向共线

作用在同一物体上

不一定同性质

可抵消，合力为0 不一定同时产生同时消失

4、力学单位制

基本单位和导出单位一起组成单位制。

（1）选定的基本量不同，或虽然选定了相同的基本量，但采用不同的基本单位，构成的单位制也就不同。

（2）同一单位制中，各个单位可以相互推导。

5、用牛顿运动定律解决问题（一）

研究运动与力的关系的问题，叫做动力学问题。

动力学问题可以分为两大类：

从受力情况确定运动情况

从运动情况确定受力情况

牛顿第二定律能把物体的受力情况和运动情况联系起来，是解决动力学问题的核心规律。

解题步骤

（准备工作：确定研究对象，列出已知条件，明确题目类型。）

（1）若是已知受力情况求运动情况，则：

对研究对象进行受力分析→求合力→由F合=ma求a→由运动学公式求运动情况

（2）若是已知运动情况求受力情况，则：

对研究对象进行受力分析→由运动学公式求加速度→根据受力分析结果列出合力的表达式，由F合=ma求出未知力。

加速度是解决动力学问题的桥梁！

6、超重和失重

当物体挂在弹簧秤或放在台秤上时，弹簧秤或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧秤所受的拉力或台秤所受的压力。

超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。

失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。

完全失重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为0的现象。

超重

失重

完全失重

7、连接体问题

求外力或求系统的运动情况，一般用到整体法；求内力或内部某一物体的运动情况，一般用到隔离法。

如果加速度未知，一般需要综合运用两种方法：

求内力：先整体求加速度，后隔离求内力。

现象

视重>重力

视重<重力

视重=0 条件

加速度向上

加速度向下

a=g且竖直向下（只受重力）

判断超重、失重只看加速度的方向！超重、失重是视重的改变，重力不变！

求外力：先隔离求加速度，后整体求外力。

两个物体联系在一起，一个处于平衡态，另一个有加速度，用整体法求这个加速度更简单。

例、如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍，当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。求此时木板沿斜面下滑的加速度。

对系统运用牛顿第二定律：

F合m1a1m2a2m3a3mnan

系统受到的合外力等于系统内各物体的质量与其加速度乘积的矢量和。

若系统内物体具有相同的加速度，则：

F合(m1m2mn)a

8、物体在传送带上运动的几种复杂情况

（1）物体和传送带一起加速向下

重力的下滑分力为：mgsinθ

a=gsinθ时，f静=0

a

a>gsinθ时，f静向下，mgsinθ+f静=ma （2）传送带向上匀速运动，物体放上传送带时初速为0，传送带足够长。

物体受力情况如图所示

µ=tanθ时，物体保持静止

µ>tanθ时，物体先向上做匀加速直线运动，速度达到传送带的速度时，二者相对静止，动摩擦变为静摩擦，一起做匀速运动。

µ

（3）传送带向上匀速运动，物体放上传送带时初速为0，传送带足够长。

物体受力情况如图所示

µ≥tanθ时，物体先向下做匀加速直线运动，速度等于传送带速度时，二者相对静止，一起匀速运动，动摩擦变为静摩擦且反向。

µ