物理必修一中牛顿运动定律的详解详细说明解题要点

物理必修一中牛顿运动定律的详解详细说明解题要点
物理必修一中牛顿运动定律的详解
详细说明解题要点

物理必修一中牛顿运动定律的详解详细说明解题要点
1、第一定律（物体在没有外力作用的情况下会保持原有的状态）；
2、第二定律（F=ma,物体的加速度,与施加在该物体上的外力成正比）；
3、第三定律（作用力与反作用力大小相等,方向相反）；
每一个定律都是非常重要的,是解决所有物理学问题的基础/
牛顿第一定律
【目的和要求】
1．认识物体的运动不需要力来维持.
2．知道力可以改变物体运动状态（速度）.
【仪器和器材】
方木块（滑块）,长20厘米左右的小木棒,小球,实验小车,宽约为10－15厘米、长分别为30厘米和60厘米左右且厚度相同的刨光的木板各一块,毛巾和棉布各一块.
【实验方法】
一、物体的运动不需要力维持
1．把滑块放在60厘米长的水平木板上.用木棒推动滑块运动.停止推动,滑块迅速停下.
2．用木棒以与步骤1中同样的速度推小球.停止推动,小球还要向前运动一段距离.
3．用木棒敲击滑块,敲击停止,滑块还要运动一段距离.
观察重点：三种条件下物体变慢的情况.
结论：物体的运动不需要力来维持；力可以改变物体的运动状态.
二、初速相同时,在水平面运动的物体受的阻力越小,运动距离越长
1．把30厘米长的木板垫成倾角30°左右的斜面,60厘米长的木板水平放置,两板紧密相接.在水平木板上铺上毛巾.让小车自斜面顶端从静止开始滑下（也可以用小球代替）.
2．在水平板上换铺棉布,重复步骤1.
3．取去水平板上的棉布,重复步骤1.
观察重点：三次实验中小车都从同一高度滑下,刚滑到水平板上时快慢一样；三次实验中小车在水平板上运动的距离不同.
结论和推论：物体受到的阻力越小,运动的距离越长.如果物体在运动中不受任何力的作用,它的速度将保持不变,永远运动下去.
牛顿第二定律
[知识要点]
1.运动状态的改变：
运动状态改变实质上是速度的改变,它包括两种情况：①是速度大小的
改变,②是运动方向的改变.
2.牛顿第二定律：
物体的加速度与外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向
与合外力方向相同.
①公式：F合＝mas
②力是改变物体运动状态的原因.因为有了力才会产生加速度.
③1N的规定：使质量是1千克的物体产生1m/s2加速度的力是1N.
1N=1kg·m/s2
（在“牛顿”单位定义以前牛顿第二定律表示为F=kma)
④加速度是矢量,其方向和合外力方向相同.
3.平衡状态：物体处于静止或做匀速直线运动的状态,叫平衡状态.
力的平衡：物体在几个力的作用下处于平衡状态,则这种情况叫力的平衡
[重点难点分析]
1.F合＝ma
①力是产生加速度的原因.它的大小决定于F合和物体质量m
②牛顿第二定律中的F是物体受到合外力,不是某一个力.比如“一个物
体静止在水平地面上,用力F提它,没有提起”.这个例子中的F只是
一个拉力,不是牛顿定律中的合外力.所以平时说的一个力F不等同于
物体的合外力.
③加速度的方向决定于合外力的方向.它总和合外力方向相同.
④牛顿第二定律是动力学问题的关键,一定要重视.
2.合外力、加速度和物体运动速度的关系：
①当物体受到合外力的方向和物体的运动方向相同时,物体做加速运动.
当合外力逐渐减小时,加速度逐渐减小,但速度越来越大.
②当物体受到合外力的方向和物体运动方向相反时,物体做减速度运动.
不管加速度多大,物体的速度总是减小的.
3.解题思路：
①用牛顿第二定律解题,先要画出物体的简单图形
②正确分析物体的受力.（有合力、分力时,分析合力就不分析它的分
力,分析分子就不说它的合力.比如右上图,把物体说成“下滑力”
和“压力”就不说“重力”,说“重力”就不说“下滑力”和“压力”
4.当解题的结果阻力或加速度是负值时,答案时一定要注意加上方向.比
如:a=-5m/s2 就应该答:“物体的加速度是5m/s2,物体做减速运动
（或方向和物体的运动方向相反）.
[例题选解]
1.一个原来静止的物体,质量是7千克,受到14牛的力的作用,求物体的加
速度和5秒末的速度.
根据牛顿第二定律：F=ma
14N=7kg×a
a=2m/s2
vt=v0+at=0+2m/s2×5s=10m/s
2.质量为m的木箱在粗糙水平地面上,当用水平推力F作用于物体上时,物体
产生的加速度为a,若作用力变为2F,而方向不变,则木箱产生的加速度a'
A.大于2a B.等于2a C.小于2a,大于a D.等于a
分析：木箱在水平面上受到2个力的作用,向前的拉力,向后的阻力.根
据牛顿第二定律 F=ma 有：
F－f = ma
2F－f = ma'
由第二个式得 2(F-f) + f=ma'
2ma+ f=ma'
所以 a'>2a
牛顿第三定律
[知识要点]
1.牛顿第三定律：
两个物体间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上
F1＝－F2
①力的作用是相互的.同时出现,同时消失.
②相互作用力一定是相同性质的力
③作用力和反作用力作用在两个物体上,产生的作用不能相互抵消.
④作用力也可以叫做反作用力,只是选择的参照物不同
⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上,所以不能求合力
2.相互作用力和平衡力的区别
①相互作用力是大小相等、方向相反、作用在两个物体上、且在同一直线上的力；两个力的性质是相同的.
②平衡力是作用在同一个物体上的两个力,大小相同、方向相反,并且作用在同一直线上.两上力的性质可以是不同的.
③相互平衡的两个力可以单独存在,但相互作用力同时存在,同时消失
例如：一个绳子吊着一只水桶,绳子对桶的竖直向上的拉力和桶对绳子竖直向下的拉力是一对相互作用力,它们都是弹力.作用点分别作用在桶上和绳子上.桶受到绳子的竖直向上的拉力和桶受到的地球对它施加的重力是一对平衡力,拉力和重力不是同一性质的力.
[重点难点分析]
1.一个弹簧秤两端各受到一个拉力,大小都是10牛顿,方向相反,而且处
于静止状态.弹簧秤的示数是多少?
答：10牛.
分析：这是一对平衡力,静止的弹簧秤示数就是它受到的平衡力的大小.也许有的同学想：弹簧秤受到两个10牛顿的力,它的示数不应该是20牛吗?不是的.
如果你手拿弹簧秤称一棵白菜的重力时,白菜如果15牛顿,则弹簧秤的示数为15牛顿,我们一定会说弹簧秤受到的拉力是15牛顿.但你别忘了弹簧秤的另一端还有一个向上的拉力呢,而且拉力的大小也是15牛顿(如果忽略弹簧秤的重力).通过此例希望同学们记住：弹簧秤显示的示数是它受到的平衡力的大小,即两侧同时受到的拉力的大小.
2.鸡蛋撞在石头上,鸡蛋碎了,但石头却没有什么变化,是不是石头对鸡蛋的作用力大,鸡蛋对石头的作用力小.
分析：不对.鸡蛋撞击石头的力和石头撞击鸡蛋的力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反.只不过相同大小的力鸡蛋承受不了,而石头却能承受得了

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