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高中牛顿第一定律教案

发表时间:2020-05-20

高一物理上册《牛顿运动定律》知识点归纳。

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高一物理上册《牛顿运动定律》知识点归纳JAB88.Com

牛顿运动定律(第四章)

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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。

对牛顿第一定律的理解要点:(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,即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)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;(4)不受力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律;(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。

2、牛顿第二定律:

物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma.

对牛顿第二定律的理解要点:(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;(2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;(3)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,Fx=max,Fy=may,(4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿(定义使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.

3、牛顿第三定律:

两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。

对牛顿第三定律的理解要点:(1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。

4.物体受力分析的基本程序:

(1)确定研究对象;

(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;

(3)按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力,最后分析其他场力;

(4)画物体受力图,没有特别要求,则画示意图即可。

5.超重和失重:

(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。处于失重的物体的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma.;

(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg,即FN=mg-ma,当a=g时,FN=0,即物体处于完全失重。

6、牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子

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第三章牛顿运动定律
知识结构
重点难点
一、正确理解牛顿第一定律的意义以及惯性的概念
牛顿第一定律包含了三层意思:
1.牛顿第一定律说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止(所以说力不是维持物体运动状态
的原因);
2.一切物体都有保持直线运动或静止的特性(即一切物体都有惯性);
3.外力是迫使物体改变运动状态的原因.
惯性是中学物理中一个重要的概念.惯性是物体固有的属性,与物体的运动状态以及受力情况无关.惯性的大小表现在外力使物体的运动状态改变时的难易程度.例如要让运动速度大小相同的一辆汽车和一列火车停下来,若它们受到的阻力大小相同,则让火车停下来要比汽车困难得多,是因为火车的质量比汽车要大得多,惯性也就比汽车大得多.
二、正确理解牛顿第二定律的瞬时性与矢量性
对于一个质量一定的物体来说,它在某一时刻加速度的大小和方向,只由它在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定.当它受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,这便是牛顿第二定律的瞬时性的含义.例如,物体在力F1和力F2的共同作用下保持静止,这说明物体受到的合外力为零.若突然撤去力F2,而力F1保持不变,则物体将沿力F1的方向加速运动.这说明,在撤去力F2后的瞬时,物体获得了沿力F1方向的加速度a1.撤去力F2的作用是使物体所受的合外力由零变为F1,而同时发生的是物体的加速度由零变为a1.所以,物体运动的加速度和合外力是瞬时对应的.
在理解牛顿第二定律时,必须明确加速度的方向是由合外力的方向决定的.也就是说加速度的方向总是与合外力的方向一致的,而物体的速度方向与合外力的方向并不存在这样的关系.当物体做匀加速直线运动时,其速度方向与合外力的方向一致;当物体做匀减速直线运动时,其速度方向便与合外力的方向相反.
例如:如图1所示.一物体以一定的初速度沿斜面向上滑动,滑到顶点后又返回斜面底端.在物体向上滑动的过程中,物体运动受到重力和斜面的摩擦力作用,其沿斜面的合力平行于斜面向下,所以物体运动的加速度方向是平行斜面向下的,与物体运动的速度方向相反,物体做减速运动,直至速度减为零.在物体向下滑动的过程中,物体运动也是受到重力和斜面的摩擦力作用,但摩擦力的方向平行斜面向上,其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下,但合力的大小比上滑时小,所以物体将平行斜面向下做加速运动,加速度的大小要比上滑时小.由此可以看出,物体运动的加速度是由物体受到的外力决定的,而物体的运动速度不仅与受到的外力有关,而且还与物体开始运动时所处的状态有关.
三、深刻理解运动和力的关系
牛顿运动定律揭示了物体运动和物体受到的外力的关系,运动和力的关系是自然界中反映物体机械运动的普遍规律之一,也是中学物理内容中重要的规律之一.它是整个中学物理内容的基础.
牛顿运动定律指明了物体运动的加速度与物体所受外力的合力的关系,即物体运动的加速度是由合外力决定的但是物体究竟做什么运动,不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关.比如一个正在向东运动的物体,若受到向西方向的外力,物体即具有向西方向的加速度,则物体向东做减速运动,直至速度减为零后,物体在向西方向的力的作用下,将向西做加速运动.由此说明,物体受到的外力决定了物体运动的加速度,而不是决定了物体运动的速度,物体的运动情况是由所受的合外力以及物体的初始运动状态共同决定的.
四、注意掌握运用牛顿运动定律解决问题的方法
有关运用牛顿运动定律解决的问题常常可以分为两种类型:
1.已知物体的受力情况,要求物体的运动情况.如物体运动的位移、速度及时间等.
2.已知物体的运动情况,要求物体的受力情况(求力的大小和方向).但不管哪种类型,一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度,然后再由此得出问题的答案.
运用牛顿第二定律解决问题的一般步骤是:
1.确定研究对象;
2.分析物体的受力情况和运动情况,画出被研究对象的受力分析图;
3.国际单位制统一各个物理量的单位;
4.根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程并求解.

高三物理《牛顿运动定律》知识点总结


高三物理《牛顿运动定律》知识点总结

★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,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
(2)定律说明了任何物体都有惯性。
(3)不受力的物体是不存在的。牛顿第一定律不能用实验直接验证。但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律。
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关。因此说,人们只能利用惯性而不能克服惯性。(2)质量是物体惯性大小的量度。
★★★★3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma
(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础。
(2)对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力。
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果。即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度。
(4)牛顿第二定律F合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F合的方向总是一致的。F合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解。
4.★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失。
(2)作用力和反作用力总是同种性质的力。
(3)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加。
5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中。
6.超重和失重
(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重。处于超重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即FN=mg+ma。(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg。即FN=mg-ma。当a=g时FN=0,物体处于完全失重。(3)对超重和失重的理解应当注意的问题
①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力。②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向。加速上升和减速下降都是超重;加速下降和减速上升都是失重。
③在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等。
6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。

高一物理必修一重点知识点:用牛顿运动定律解决问题1


高一物理必修一重点知识点:用牛顿运动定律解决问题1

考点1:从受力确定运动情况

牛顿第二定律的内容是F=ma,这个公式搭建起了力与运动之间的关系。

我们可以通过对物体进行受力分析,研究其合外力,在通过牛顿第二定律F=ma,求出物体的加速度,进而分析物体的运动情况。

比如,求解物体在某个时刻的位移大小,速度大小,等等。

考点2:从运动情况确定受力

同样,我们也可以从运动学角度出发,通过题中的已知条件,结合匀变速直线运动的知识及公式,求解出物体的加速度a,进而再通过受力分析,来求解出某个力的大小。

比如,我们已知斜面上某物体在运动,已知某些运动条件,来求解摩擦力的大小,进而求解滑动摩擦系数μ。

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牛顿运动定律的基本解题步骤

(1)明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每个质点的质量为mi,对应的加速度为ai,则有:F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan对此结论的证明:分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律:∑F1=m1a1,∑F2=m2a2,……∑Fn=mnan,将以上各式等号左、右分别相加,左边所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现并且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力F合。

(2)对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。

(3)若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。

(4)当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。另外解题中要注意临界条件的分析。凡是题目中出现“刚好”、“恰好”等字样的,往往要利用临界条件。所谓“临界”,就是物体处于两种不同的状态之间,可以认为它同时具有两种状态下的所有性质。在列方程时,要充分利用这种两重性。

《牛顿运动定律》期末知识点梳理


《牛顿运动定律》期末知识点梳理

第四章牛顿运动定律
第一节牛顿第一定律理想实验的魅力
牛顿物理学的基石——惯性定律牛顿第一定律(惯性定律)定义: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变这种状态。
惯性定义:物体所具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性与质量描述物体惯性的物理量是它们的质量。
质量是标量,只有大小,没有方向。
质量单位:千克(kg)
第二节实验:探究加速度与力、质量的关系加速度与力的关系基本思路:保持物体质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。
加速度与质量的关系基本思路:保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。
制定实验方案时的两个问题
怎样由实验结果得出结论a∝F,a∝1/m
第三节牛顿第二定律牛顿第二定律定义:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
公式:F=kmak是比例系数,F指的是物体所受的合力。
力的单位牛顿年第二定律的物理表达式:F=ma
力的单位:千克米每二次方秒。
第四节力学单位制基本量:被选定的、可以利用物理量之间的关系推导出其他物理量的物理量。
基本单位:基本量的单位。
导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其它物理量的单位。
单位制:由基本单位和导出单位组成。
国际单位制(SI):1960年第11届国际计量大会制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。
第五节牛顿第三定律作用力和反作用力定义:物体间相互作用的这一对力。
作用力和反作用力总是互相依存、同时存在的。
牛顿第三定律定义: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。
第六节用牛顿运动定律解决问题(一)从受力确定运动情况
从运动情况确定受力
第七节用牛顿运动定律解决问题(二)共点力的平衡条件平衡状态:一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态时所处的状态。
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。
超重和失重超重定义: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。
加速度方向:竖直向上。
失重定义: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。
加速度方向:竖直向下。
从动力学看自由落体运动物体时从静止开始下落的,即运动的初速度是0。运动过程中它只受重力的作用。