第三章 第1课时 对牛顿运动定律的理解-【直击双1流】2024高考物理一轮复习讲义

第三章 运动和力的关系 第 1 课时 对牛顿运动定律的理解 一、牛顿第一定律和惯性 1.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,除非作用在它上面的力迫使它改 变这种状态。 (2) 成立条件:惯性参考系。 2.惯性 (1) 定义:物体具有保持原来匀速直线运动 状态或静止状态的性质。 (2) 量度:质量是惯性大小的唯一量度。 3.对牛顿第一定律和惯性的理解 (1) 对牛顿第一定律的理解 ① 提出惯性的概念:牛顿第一定律指出一切 物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性, 它不是力,与速度无关。 ② 揭示力的本质:力是改变物体运动状态的 原因,而不是维持物体运动状态的原因。 ③ 理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体 不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不 存在的。 如果物体所受的合外力等于零,其运动 效果跟不受外力作用时相同,物体保持静止状态 或匀速直线运动状态。 (2) 惯性的两种表现形式 ① 物体在不受外力或所受合外力为零时,惯 性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止 或匀速直线运动)。 ② 物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状 态改变的能力。 惯性大,物体的运动状态较难改 变;惯性小,物体的运动状态容易改变。 二、牛顿第二定律 (1) 内容:物体加速度的大小跟它受到的作 用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向 跟作用力的方向相同。 (2) 表达式:F = ma。 (3) 牛顿第二定律的六个特性。 ① 矢量性:加速度与合外力的方向相同。 ② 瞬时性: 加速度与合外力对应于同一 时刻。 ③ 因果性:合外力是产生加速度的原因。 ④ 统一性:合外力、质量和加速度对应于同 一个物体。 ⑤ 独立性: 每一个力都可以产生各自的加 速度。 ⑥ 局限性:只适用于宏观、低速运动的物体, 不适用于微观、高速运动的粒子;物体的加速度 必须是相对惯性系(相对于地面静止或匀速直线 运动的参考系) 而言的。 (4) 合力、加速度、速度之间的关系。 不管速度是大是小,或是零,只要合力不为 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 零,物体就有加速度。 a =Δv Δt 是加速度的定义式, a 与 Δv、Δt 无必然联系;a = F m 是加速度的决定 式,a ∝ F,a ∝ 1 m 。 合力与速度同向时,物体做加 速运动;合力与速度反向时,物体做减速运动。 三、力学单位制 (1) 基本单位和导出单位组成了单位制。 (2) 由基本物理量根据物理关系推导出的 其他物理量的单位叫导出单位。 (3) 力学中的基本物理量有质量、长度、时 间,力学中的基本单位有千克、米、秒。 四、超重和失重 1.超重 (1) 定义: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。 (2) 产生条件:物体具有向上的加速度。 2.失重 (1) 定义: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。 (2) 产生条件:物体具有向下的加速度。 3.完全失重 (1) 定义:物体对支持物的压力(或对悬挂 物的拉力) 等于零的现象。 (2) 产生条件:物体的加速度 a = g,方向竖 直向下。 4.对超重、失重的理解 (1) 超重、失重不是物体的重力增加或减少 了,而是物体对水平支持面的压力或对竖直悬线 的拉力变大或变小了,重力的大小没有变化。 (2) 超重、失重与物体的速度无关,只取决 于物体的加速度。 (3) 对系统超重、失重的判定不能只看某一 物体,要综合分析某一物体的加速运动会不会引 起其他物体运动状态的变化。 (4) 在完全失重的状态下,由重力产生的一 切物理现象都会消失。 例 1 (2023原创) 如图所示,一质量为 m的 小球 A 套在光滑水平细杆上,小球 A 与质量也为 m的小球B通过一段长为 L且不可伸长的轻质细 绳相连。 现在小球 A上施加一大小为 F = 2mg(g 为重力加速度) 的水平恒力,当细绳与竖直方向 间的夹角为 37°时,下列说法正确的是(sin 37° = 0. 6,cos 37° = 0. 8) (　 　 ) A. 两小球的加速度均为 g,方向均水平向右 B. 小球 A 的加速度为20 17 g C. 细绳所受到的拉力为25 17 mg D. 细杆对小球 A 的支持力为 2mg 假设两小球相对静止,对系统进行受 力分析,在水平方向运用牛顿第二定