专题03 牛顿运动定律【考点清单】-2024-2025学年高一物理上学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题03 牛顿运动定律 一、牛顿第一定律和惯性 1．内容：一切物体在没有受到外力作用的时候，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。 2．牛顿第一定律的深化理解 (1)牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的规律，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础，加以推理得出的一条理想条件下的规律； (2)牛顿第一定律成立的条件是物体不受任何外力的作用，在实验情况下，物体所受合外力为零与物体不受任何外力作用是等效的； (3)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有的一种基本属性﹣惯性； (4)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因，而不是产生运动，也不是维持物体运动状态的原因。 3．使用范围：宏观世界中低速运动的物体，在惯性参考系中才适用。 4．惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，是物体的固有属性之一。 5．惯性的大小仅与质量有关（即与物体的速度无关，位置无关，是否受力等均无关）。 二、牛顿第二定律 1.内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，方向跟合外力的方向相同。 2.表达式：F合＝ma 3.单位：F合＝k•ma，只有在国际单位制中才有k＝1。1N＝1kg•m/s2． 4.牛顿第二定律的五个性质 (1)因果性：力是使物体产生加速度的原因；因此可以说m一定，a与F成正比，但不能说F与a成正比。 (2)矢量性：F＝ma是一个矢量式，应用时应先规定正方向； (3)瞬时性：合力与加速度具有瞬时对应关系； (4)同一性：合力与加速度对应同一研究对象； (5)独立性：正交分解特例：如水平和竖直方向（沿斜面和垂直于斜面）Fx＝max，Fy＝may 5. 质量是惯性大小的量度：F一定，质量越大加速度越小，表示物体的运动状态越难改变，即惯性越大。 6.适用范围：(1)宏观物体、(2)低速运动（远小于光速）、 (3)惯性参考系。 三、应用牛顿第二定律解题 1.解题的基本步骤 2.“求合力列方程”的两种方法 (1)合成法：首先确定研究对象，画出受力示意图，当物体只受两个力作用时，利用平行四边形定则在加速度方向上直接求出合力，再列牛顿第二定律方程求解。 (2)正交分解法：当物体受多个力作用时，选水平方向为x轴，竖直方向为y轴； 或者选沿斜面为x轴，垂直于斜面为y轴，则 3. 动力学的两类基本问题　 一是已知物体的受力情况分析运动情况；二是已知运动情况分析受力情况，程序如下图所示。 <-(受力分析牛顿第二定律) -> <- (运动学公式) -> 其中，受力分析是基础，牛顿第二定律和运动学公式是工具，加速度是桥梁。 四、探究加速度与物体受力、物体质量的关系 1.实验装置如图所示 2.方法：控制变量法 3.过程： (1)保持小车的质量不变，改变所挂钩码的重力，测量加速度。 (2)保持钩码的重力不变，改变小车的质量，测量加速度。 4.数据处理 (1)分析加速度和力的关系 以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a－F关系图像，如图所示。 (2)分析加速度和质量的关系 以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M或为横坐标作出a－M或a－图像，如图所示。 (3)实验结论 ①保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受合外力F成正比。 ②在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比。 5.注意事项 (1)本实验中用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力（实际上小车受到的拉力要小于小盘和砝码的总重力），存在系统误差．小盘和砝码的总质量越接近小车的质量，误差就越大； 反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，误差就越小． 绳的拉力F＝mg必须满足m≪M的条件，其中m为钩码质量，M为小车质量和砝码的总质量。 但如果使用力传感器测量小车的拉力，不需要有此条件限制。 (2)平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端垫高，使得不挂钩码时小车在斜面上做匀速直线运动。 6.图像分析 (1)a-F图像：在理想情况下，a与F成正比，所以图像是过原点的斜线，斜率的含义是。 (2)随着外力增大，图像斜率减小，最终趋向于水平，对应的a等于重力加速度g，最大拉力为Mg。 渐进线方程：a=g (3)有摩擦力，图像下移，如图丙，即：F-f=Ma 所以 (4)平衡摩擦力过度，图像上移，如图甲，即F+Mgsinθ=Ma， 五、牛顿第三定律 1. 内容：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. 作用力与反作用力的区别： 四同：①大小相同；②方向在同一直线上；③性质相同；④同时出现、变化、消失。 三不同：①方向不同；②作用对象不同；③作用效果不同。 3. 相互作用力与平衡力的区别： 一对作用力与反作用力 一对平衡力 相 同 点 大小 相等 相等 方向 相反 相反 是否共线 共线 共线 不 同 点 性质 一定相同 不一定相同 作用时间 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 作用对象 不同（异体） 相同（同体 作用效果 两个力在不同物体产生不同效果， 不能抵消 两个力在同一物体上 使物体达到平衡的效果 六、超重与失重现象 1.重力的测量 (1)二力平衡方法：将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于静止状态，F=G。 (2)重力加速度法：用运动学方法测量自由落体运动的加速度g，再测量物体的质量， 利用牛顿第二定律可得：G＝mg。 比如测量竖直上抛初速度v0和落回原点的时间t，可得：,测量其它星球加速度常用此法。 2. 视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”。 3. 超重与失重 (1)超重：“视重”大于“实重”，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)失重：“视重”小于“实重”，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。 4.超重、失重、运动情况与受力情况的比较 特征 状态　 加速度 视重(F)与重力关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a)>mg 向上加速， 向下减速 失重 向下 F＝m(g－a)<mg 向下加速， 向上减速 完全 失重 a＝g F＝0 自由落体运动、抛体运动、运行的卫星等 5.对超重、失重的深化理解 (1)发生超重和失重时，物体所受的重力并没有变化。 (2)物体处于超重还是失重状态，只取决于加速度的方向，与物体的运动方向无关。 (3)在完全失重状态下，由重力引起的现象将消失。如：液体的压强、浮力将为零、摆钟停摆。 弹簧测力计不能测重力等（但可以测量水平拉力）。 自由落体，绕地球运转的空间站中会发生完全失重。 七、单位制 1．单位制：基本单位和导出单位共同组成了单位制。 (1)基本单位：基本物理量的单位。 力学中的基本物理量有长度、质量、时间，它们的国际单位分别是米、千克、秒。 (2)导出单位是由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 如：力（N）、速度（m/s）、加速度（m/s2） 等。 2．国际单位制中的基本物理量和基本单位 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克 kg 时间 t 秒 s 电流 I 安（培） A 热力学温度 T 开（尔文） K 物质的量 n 摩（尔） mol 发光强度 I 坎（德拉） cd 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$