牛顿运动定律知识点总结.docx

文档介绍：专题三 牛顿三定律
1. 牛顿第一定律（即惯性定律）
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。
（1）理解要点：
①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例，第一定律定性地给出了力与运动的关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。
（2）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。
①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m＝F/a和由万有引力定律定义的引力质量严格相等。
④惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质。力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。
2. 牛顿第二定律
（1）定律内容
物体的加速度a跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量m成反比。
（2）公式：
理解要点：
①因果性：是产生加速度a的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消失；
②方向性：a与都是矢量，方向严格相同；
③瞬时性和对应性：a为某时刻某物体的加速度，是该时刻作用在该物体上的合外力。
3. 牛顿第三定律
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，作用在一条直线上，公式可写为。
（1）作用力和反作用力与二力平衡的区别
4. 牛顿定律在连接体中的应用
在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体间的相互作用力，并且各个物体具有相同加速度，可以把它们看成一个整体。分析受到的外力和运动情况，应用牛顿第二定律求出整体的加速度。（整体法）
如果需要知道物体之间的相互作用力，就需要把物体隔离出来，将内力转化为外力，分析物体受力情况，应用牛顿第二定律列方程。（隔离法）
一般两种方法配合交替应用，可有效解决连接体问题。
5. 超重与失重
视重：物体对竖直悬绳（测力计）的拉力或对水平支持物（台秤）的压力。（测力计或台秤示数）
物体处于平衡状态时，N＝G，视重等于重力，不超重，也不失重，a＝0
当N＞G，超重，竖直向上的加速度，a↑
当N＜G，失重，竖直向下的加速度，a↓
注：①无论物体处于何状态，重力永远存在且不变，变化的是视重。
②超、失重状态只与加速度方向有关，与速度方向无关。（超重可能：a↑，v↑，向上加速；a↑，v↓，向下减速）
③当物体向下a＝g时，N＝0，称完全失重。
④竖直面内圆周运动，人造航天器发射、回收，太空运行中均有超、失重现象。
【解题方法指导】
例1. 一质量为m＝40kg的小孩子站在电梯内的体重计上。电梯从t＝0时刻由静止开始上升，在0到6s内体重计示数F的变化如图所示。试问：在这段时间内电梯上升的高度是多少？取重力加速度g＝10m/s2。
解析：由图可知，在t＝0到t＝t1＝2s的时间内，体重计的示数大于mg，故电梯应做向上的加速运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为f1，电梯及小孩的加速度为a1，由牛顿第二定律，得
f1－mg＝ma1， ①
在这段时间内电梯上升的高度
h1＝a1t2。 ②
在t1到t＝t2＝5s的时间内，体重计的示数等于mg，故电梯应做匀速上升运动，速度为t1时刻电梯的速度，即
v1＝a1t1， ③
在这段时间内电梯上升的高度
h2＝v2（t2－t1）。 ④
在t2到t＝t3＝6s的时间内，体重计的示数小于mg，故电梯应做向上的减速运动。设这段时间内体重计作用于小孩的力为f1，电梯及小孩的加速度为a2，由牛顿第二定律，得
mg－f2＝ma2， ⑤
在这段时间内电梯上升的高度
h3＝v1(t3－t2)－a 2(t3－t2)2。 ⑥
电梯上升的总高度
h＝h1＋h2＋h3。 ⑦
由以上各式，利用牛顿第三定律和题文