高中物理牛頓運動定律的內(nèi)容及應用

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

  牛頓運動定律是由艾薩克?牛頓在1687年于《自然哲學的數(shù)學原理》一書中提出的,其中包括牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律和牛頓第三運動定律三條定律.第一定律說明了力的含義:力是改變物體運動狀態(tài)的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物體獲得加速度;第三定律揭示出力的本質(zhì):力是物體間的相互作用.

1牛頓第一定律(慣性定律)

  一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種運動狀態(tài)為止。

  (1)運動是物體的一種屬性,物體的運動不需要力來維持。

  (2)定律說明了任何物體都有慣性。

  (3)不受力的物體是不存在的。牛頓第一定律不能用實驗直接驗證。但是建立在大量實驗現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實驗現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律。

  (4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能簡單地認為它是牛頓第二定律不受外力時的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運動的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運動的關(guān)系。

1慣性

  物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。慣性與質(zhì)量 描述物體慣性的物理量是它們的質(zhì)量。

  (1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關(guān)。因此說,人們只能"利用"慣性而不能"克服"慣性。

  (2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度。質(zhì)量是標量,只有大小,沒有方向。

  實驗:探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 加速度與力的關(guān)系 基本思路:保持物體質(zhì)量不變,測量物體在不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系。

  加速度與質(zhì)量的關(guān)系 基本思路:保持物體所受的力相同,測量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度,分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

1牛頓第二定律

  物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達式F合=ma

  公式:F=kma k是比例系數(shù),F(xiàn)指的是物體所受的合力。

  力的單位 牛頓年第二定律的數(shù)學表達式:F=ma

  力的單位:千克米每二次方秒。

  力學單位制 基本量:被選定的、可以利用物理量之間的關(guān)系推導出其他物理量的物理量。

  基本單位:基本量的單位。

  導出單位:由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導出來的其它物理量的單位。

  單位制:由基本單位和導出單位組成。

  國際單位制(SI):1960年第11屆國際計量大會制訂的一種國際通用的、包括一切計量領(lǐng)域的單位制。

  (1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運動規(guī)律;反過來,知道了運動,可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設(shè)計運動,控制運動提供了理論基礎(chǔ)。

  (2)對牛頓第二定律的數(shù)學表達式F合=ma,F(xiàn)合是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力。

  (3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果。即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度。

  (4)牛頓第二定律F合=ma,F(xiàn)合是矢量,ma也是矢量,且ma與F合的方向總是一致的。F合可以進行合成與分解,ma也可以進行合成與分解。

1牛頓第三定律

  兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。

  (1)牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對出現(xiàn)的,它們總是同時產(chǎn)生,同時消失。

  (2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力。

  (3)作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可疊加。

1牛頓運動定律的適用范圍

  宏觀低速的物體和在慣性系中。

  用牛頓運動定律解決問題?從受力確定運動情況:從運動情況確定受力

  用牛頓運動定律解決問題?共點力的平衡條件: 平衡狀態(tài):一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)時所處的狀態(tài)。

  在共點力作用下物體的平衡條件是合力為0。

1超重和失重

  (1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重。處于超重的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力mg,即FN=mg+ma。

  (2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重。處于失重的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力mg。即FN=mg-ma。當a=g時FN=0,物體處于完全失重。(3)對超重和失重的理解應當注意的問題

 、俨还芪矬w處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?不等于物體本身的重力。

 、诔鼗蚴е噩F(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只決定于加速度的方向。"加速上升"和"減速下降"都是超重;"加速下降"和"減速上升"都是失重。

  ③在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等。

  處理連接題問題----通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。


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