第一节 牛顿三定律的理解-2023年高考物理一轮系统复习学思用

第一节 牛顿三定律的理解 【要点归纳】 一、理想实验的魅力 1．伽利略理想实验：让小球沿一个斜面从静止状态开始滚下，小球将滚上另一个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度。减小后一斜面的倾角，小球在这个斜面上仍达到同一高度，但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角，球达到同一高度时就会离得更远。 2．实验结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，物体将以这个速度匀速运动下去．也就是说，力不是维持物体运动的原因，而恰恰是改变物体运动状态的原因． 3．伽利略理想实验揭示了力是改变物体运动状态的原因． 二、牛顿第一定律 1．内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2．含义： （1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力来维持 （2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因 (3)定性地揭示了力和运动的关系．任何物体只要运动状态保持不变，它所受的合外力必然为零；反之，如果物体的运动状态发生了变化，那么物体必受到了不为零的合外力． 3．定律成立的条件：惯性参考系 在研究地面上物体的运动时，一般选取地面或相对地面静止或匀速直线运动的物体为惯性系． 三、惯性的理解 1．概念：惯性是一种性质，保持原有运动状态不变的性质，是物体的固有属性． 2．决定因素：由质量惟一决定，与运动状态无关，与是否受力无关． 3．惯性定律与惯性的不同 (1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力及受力的大小无关；与物体的运动快慢也无关．惯性的大小反映了物体保持原来运动状态本领的大小，其大小只与质量有关． (2)惯性定律(牛顿第一定律)反映物体在一定条件下的运动规律． 四、牛顿第二定律 1．内容：物体加速度的大小跟作用力成正比跟物体的质量成反比加速度的方向跟作用力的方向相同 2．表达式：F＝ma. 3．实际物体受到的往往不止一个力，此时式中的F指物体受到的合力 五、牛顿第二定律的性质 1．因果性：力是产生加速度的原因，反之不对，没有力也就没有加速度． 2．矢量性：公式F＝ma是矢量式，任一瞬时，a的方向均与F合方向相同，当F合方向变化时，a的方向同时变化． 3．瞬时性：牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系，a为某一时刻的加速度，F为该时刻物体所受合外力． 4．同一性：有两层意思：一是指加速度a相对同一惯性系(一般指地球)，二是指F＝ma中F、m、a必须对应同一物体或同一个系统． 5．独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律，而物体的实际加速度则是每个力产生的加速度的矢量和，分力和加速度在各个方向上的分量关系也遵从牛顿第二定律，即：Fx＝max，Fy＝may. 6．相对性：物体的加速度必须是对相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的． 六、牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系 1．牛顿第一定律并不是牛顿第二定律F合＝0时的特殊情形，因为牛顿第一定律所描述的是物体不受外力时的运动状态，是一种理想情况． 2．牛顿第一定律是第二定律的基础，第一定律指出了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，从而完善了力的内涵；而第二定律则进一步定量地给出了决定物体加速度的因素． 3．在研究物体在力的作用下做什么运动，必须知道物体在不受力的情况下处于怎样的运动状态，所以牛顿第一定律是研究力学的出发点，是不能用牛顿第二定律来替代的． 七、作用力与反作用力 1．作用力与反作用力的概念：当一个物体对另外一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。 2．作用力与反作用力的性质：同时性：作用力与反作用力总是成对出现的，同时产生，同时变化，同时消失．同性性：作用力与反作用力产生的机理相同，因此一定是同种性质的力．异体性：作用力与反作用力分别作用在不同的物体上，各自产生效果，永远也不存在相互抵消、两力平衡的问题．对称性：作用力与反作用力是对称的，等大，共线反向；作用力也可叫反作用力，作用力的施力物体和受力物体同时也是反作用力的受力物体和施力物体。 八、牛顿第三定律 1．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 2．物体间各种形式的作用都是相互的，作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失． 九、单位制和国际单位制 1．单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制． 2．国际单位制：国际通用的，包括一切计量领域的单位制． 3．国际单位制中的基本单位． 以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位． 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米