第五章 牛顿运动定律 知识点总结 -2023-2024学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

新教材 鲁科版2019版 物理必修第一册 第5章知识点清单 目录 第5章　牛顿运动定律 第1节　牛顿第一运动定律 第2节　科学探究_加速度与力、质量的关系 第3节　牛顿第二运动定律 第4节　牛顿第三运动定律 第5节　超重与失重 2 / 2 第5章　牛顿运动定律 第1节　牛顿第一运动定律 一、理想实验的魅力 1. 历史上关于力和运动的关系的认识 代表人物 对力和运动的关系的看法 研究方法 亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就会停下来，即力是维持物体运动的原因 观察+直觉 伽利略 如果没有阻力，在平面上运动的物体将保持某个速度一直运动下去，即力不是维持物体运动的原因 理想实验 (实验+逻辑推理) 笛卡儿 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 数学演绎 2. 伽利略的理想斜面实验 (1)实验事实：如图所示，AB、BC是两个对接的斜面， 让小球从AB斜面上某高度由静止滚下，小球将滚上 BC斜面，所到达的高度略低于在AB上释放时的高度。 (2)推理1 若两个斜面均光滑，则小球在右侧的斜面上将上升到原来释放时的高度。 (3)推理2 若减小右侧斜面的倾角(例如BD或BE)，则小球在右侧的斜面上仍将达到原来释放时的高度，且在右侧斜面上将滚得更远。 (4)推理3 若继续减小右侧斜面的倾角，直至变成水平(例如BF)，则小球将无法达到原来释放时的高度，将以恒定的速度在无限长的水平面上永远运动下去。 (5)结论：物体的运动不需要力来维持，即力不是维持物体运动的原因。 (6)局限 a. 接触面不可能绝对光滑； b. 水平面不可能无限长。 (7)意义 a. 伽利略用“实验+逻辑推理”的方法推翻了亚里士多德的观点，揭示了力不是维持物体运动的原因。 b. 第一次确立了物理实验在物理研究中的基础地位。 c. 理想实验在自然科学的理论研究中有着重要的作用，但也有局限性。 二、牛顿第一运动定律 1. 内容：一切物体总保持匀速直线运动或静止状态，除非有外力迫使它改变这种状态。 2. 意义： (1)揭示了一切物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，因此又叫惯性定律。 (2)揭示了一切物体在不受力(或所受合外力为零)时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 (3)揭示了运动和力的关系，纠正了“力是维持物体运动的原因”的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因，进而说明了力是使物体产生加速度的原因。 3. 注意 (1)牛顿第一定律不是实验定律，是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不能用实验直接验证，因为不受力作用的物体是不存在的。 (2)牛顿第一定律是自然界中的普遍规律，适用于惯性参考系(在有些参考系中，不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系，简称惯性系。例如：地面或相对地面做匀速直线运动或静止的物体均可以看作惯性系) 4. 对牛顿第一运动定律的理解 (1)牛顿关于运动状态总结出了牛顿第一运动定律，牛顿第一运动定律的前半句“一切物体总保持匀速直线运动或静止状态”揭示了一切物体在不受外力时的运动状态。 ①“一切物体”：指宇宙中所有物体，不论是固体、液体，还是气体。 ②“不受外力”：描述的只是一种理想状态，实际生活中不受外力作用的物体根本不存在，当物体所受合外力为零时，其效果跟不受外力作用时效果相同。 (2)牛顿第一定律的后半句“除非有外力迫使它改变这种状态”揭示了： ①运动和力的本质关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。 ②力和加速度的关系：外力不为零时，物体的运动状态发生变化，必然产生加速度，力的作用效果是使物体产生加速度。 三、惯性与质量 1. 概念：任何物体都有保持静止或匀速直线运动状态不变的属性，物理学中将这种属性称为惯性。 2. 表现形式 (1)当物体不受外力(或所受合外力为零)时，惯性表现为保持原来的运动状态不变，即原来运动的物体保持原来的速度继续运动，原来静止的物体保持静止。 (2)当物体受外力作用时，惯性大小表示了物体运动状态改变的难易程度，即物体的惯性越大运动状态越难改变，物体的惯性越小运动状态越容易改变。 3. 量度：质量是物体惯性的唯一量度，质量大惯性大，质量小惯性小。 第2节　科学探究_加速度与力、质量的关系 一、实验原理与设计 1. 实验装置示意图 2. 探究方法：控制变量法。 (1)探究加速度与力的关系：保持小车的质量不变，改变重物(钩码或沙桶等)的质量(即改变拉力)，测出小车运动所对应的加速度，分析加速度与力的关系。 (2)探究加速度与质量的关系：保持重物(钩码或沙桶等)的质量不变(即保持拉力不变)，改变小车中砝码的质量(即改变小车的质量)，测出不同