牛顿运动定律-2023-2024学年学考冲刺讲义

牛顿运动定律 【知识梳理】 一．力与运动 1．关于运动和力的两种对立的观点 (1)亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方．力是维持物体运动的原因． 这种错误的观点统治了人们的思维近两千年． (2)伽利略的观点(伽利略第一次提出)：物体的运动不需要(填“需要”或“不需要”)力来维持． 2．伽利略的理想实验的意义 (1)伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实＋抽象思维＋科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系． (2)第一次确立了物理实验在物理学中的地位． 二．牛顿物理学的基石——惯性定律 1．牛顿第一定律：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．对牛顿第一定律的理解 (1)定性说明了力和运动的关系． ①说明了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态． ②说明力是改变物体运动状态的原因． (2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性．因此牛顿第一定律也叫惯性定律． 3．物体运动状态的变化即物体运动速度的变化，有以下三种情况： (1)速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动) (2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做曲线运动) (3)速度的大小和方向同时发生改变．(物体做曲线运动) 三．惯性与质量 1．惯性：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性．牛顿第一定律又叫惯性定律． 2．惯性与质量的关系 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性． (2)质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大． 3．惯性与力无关 (1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的． (2)力是改变物体运动状态的原因．惯性是维持物体运动状态的原因． 4．惯性的表现 (1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，有“惰性”的意思． (2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度．质量越大，惯性越大，运动状态越难改变． 四．牛顿第二定律 1．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)公式：F＝kma，F指的是物体所受的合力． 当各物理量的单位都取国际单位时，k＝1，F＝ma. (3)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N. “牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力叫做1 N，即1 N＝1_kg·m/s2. 2．对牛顿第二定律的理解 (1)瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系． (2)矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同． (3)同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对同一物体的． (4)独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度．故牛顿第二定律可表示为 3．合外力、加速度、速度的关系 (1)力与加速度为因果关系．力是因，加速度是果，只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度．加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比． (2)力与速度无因果关系．合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动． (3)两个加速度公式的区别 a＝是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关；a＝是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定． 五．牛顿第二定律的简单应用 1．解题步骤 (1)确定研究对象． (2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动示意图． (3)求合外力F或加速度a. (4)根据F＝ma列方程求解． 2．解题方法 (1)矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合外力，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同． (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，常用正交分解法求物体的合外力． ①建立坐标系时，通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度)，将物体所受的力正交分解后，列出方程Fx＝ma，Fy＝0. ②特殊情况下，若物体的受力都在两个互相垂直的方向上，也可将坐标轴建立在力的方向上，正交分解加速度a.根据牛顿第二定律列方程及F＝求合外力． 【冲刺练习】 一.单选题 1．（2023·浙江学业考试）物理老师给同学们做了一个有趣的实验，用一根筷子穿透了一颗土豆，现在他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上端，那么你认为该演示实验的现象