专题03 运动和力的关系 知识点-2026届高考物理一轮复习

专题03 运动和力的关系（知识点）

一、匀变速直线运动规律

1．速度公式：由加速度的定义式a＝，变形可得：vt＝v0＋at．

2．位移公式：由s＝(v0＋vt)t和vt＝v0＋at可得：s＝v0t＋at2．

3．速度与位移的关系：v－v＝2as．

4．平均速度公式：在匀变速直线运动中，某一段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度．v＝．

二、伽利略的理想实验

1．亚里士多德认为：维持物体运动需要力．

2．伽利略的理想实验

(1)斜面实验：将轨道弯成曲线，在轨道的一边释放一颗钢珠，如果不存在摩擦力，钢珠将上升到轨道另一边与原来的释放高度相同的点．减小另一边斜面的倾角，钢珠滚动的距离增大，当另一边斜面放平，钢珠将永远运动下去．

(2)推理结论：物体的运动不需要力来维持．

三、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．牛顿第一定律的意义

揭示了力和运动的关系：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．

四、惯性

1．惯性定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性．

2．惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动情况无关．

3．质量是惯性大小的量度，质量越大的物体惯性越大，质量越小则惯性越小．

五、影响加速度的因素

1．加速度的测量

(1)在实验中加速度不能直接测量，可以通过直接测量时间和位移间接地测量加速度．

(2)由静止开始做匀变速直线运动的物体，位移s＝at2，测出位移s和时间t，则它的加速度a＝．

2．加速度与物体的受力和质量之间的关系

(1)在确定加速度与物体的受力情况、物体的质量之间的关系时，我们一般采用控制变量法，即先保持一个量不变，测量另外两个量之间关系的方法．

(2)在探究加速度与质量的关系时，要保持物体所受合外力不变，而改变物体的质量．

①设斜面与水平桌面的夹角为θ，小车的质量为M，把小车放在斜面上，忽略小车与斜面间的摩擦，则小车所受合外力大小为Mgsin_θ，增大小车的质量而保持合外力不变，需要减小夹角θ．

②结论，相同质量的物体，受到的外力越小 ，加速度越小，受到相同外力时，质量越小，加速度越大．

六、探究加速度与力、质量的定量关系

1．实验装置(如图所示)

气垫导轨：减少轨道摩擦．

光电门：光电门对时间的记录是非常准确的，如果能测得挡光片的宽度ΔL和挡光片经过光电门的时间Δt，就可以求得挡光片通过光电门的平均速度．如果挡光片很窄，可以认为这个速度就是挡光片通过光电门的瞬时速度．

2．实验原理：实验的基本思想——控制变量法

(1)保持研究对象即滑块的质量不变，改变钩码的数量，即改变拉力，探究加速度与所受合外力之间的定量关系．

(2)保持滑块的受力不变，即钩码数量不变，改变滑块质量，研究加速度与质量之间的定量关系．

3．实验数据的图像表示

通过对数据的记录和分析，可以得到a­F、a­的图像，在误差允许范围内，a­F、a­图线都是倾斜的直线，说明了加速度与合外力、质量之间的关系．

七、牛顿第二定律及其数学表示

1．牛顿第二定律：物体的加速度与物体所受到的作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．

2．国际上规定，质量为1 kg的物体获得1 m/s2的加速度时，所受的合外力为 1 N．

3．在国际单位制中，公式a＝k中的比例系数k为1，因此，牛顿第二定律的数学表达式为F＝ma．所以应用公式F＝ma进行计算时，F、m、a的单位必须统一为国际单位．

八、牛顿第二定律中的六个特征

 

九、合外力、加速度、速度的关系

(1)力与加速度为因果关系，但无先后关系，力是因，加速度是果．加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比．

(2)合外力与速度无因果关系．合外力与速度方向可能同向，可能反向，也可能成任意一个角度；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，是比值法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关；a＝是加速度的决定式，它揭示了产生加速度的原因及决定因素：加速度由其受到的合外力和质量决定．

十、探究作用力与反作用力的关系

1．作用力与反作用力：一个物体对另一个物体有作用力时，同时也受到另一物体对它的反作用力，它们总是成对出现的．我们把两个物体间的这种相互作用力称为作用力与反作用力．

2．实验与探究

把两个弹簧测力计A和B连结在一起，用手拉A，发现两个弹簧测力计的示数相同．改变拉力，弹簧测力计的示数都随着变化，但两者的示数总是相同．这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反．

十一、牛顿第三定律

1．内容：两个物体之间的作用力F和反作用力F′总是大小相等、方向相反，作用在同一条直线上．