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专题 牛顿运动定律知识点教师版

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专题 牛顿运动定律知识

点教师版

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第三章:牛顿运动定律

知识点1 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律

(1)内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

(2)意义

①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。

②揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。

2.惯性

(1)定义:物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。 (2)特点:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。

(3)表现

①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。 ②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。

(4)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。

知识点2 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.表达式:a=。 3.物理意义

反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系,且这种关系是瞬时的。

4.力的单位:当质量单位为千克(kg),加速度单位为米每二次方秒(m/s2)时,力的单位为N,即1N=1 kg·m/s2。

5.牛顿第二定律的适用范围

(1)牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。 (2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。 知识点3 牛顿第三定律

1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。

2.牛顿第三定律

(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上的不同物体上。

(2)表达式:F=-F′。

(3)物理意义:①体现力的作用的相互性。 ②建立了作用力与反作用力的相互依存关系。 知识点4 单位制、基本单位、导出单位 1.单位制

基本单位和导出单位一起组成了单位制。

(1)基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用这几个单位推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫做基本量。

(2)基本单位:基本物理量的单位。力学中的基本量有三个,它们是质量、长度、时间;它们的单位都是基本单位,国际单位制中分别是千克(kg)、米(m)、秒(s)。

(3)导出单位:由基本单位根据物理公式推导出来的其他物理量的单位。 2.国际单位制中的基本物理量及其单位

基本物理量 质量 时间 长度 电流 热力学温度 物质的量 发光强度 物理量符号 单位名称 千克 秒 米 安[培] 开[尔文] 摩[尔] 坎[德拉] 重难点 一、对牛顿第一定律的理解 1.对牛顿第一定律的理解

(1)牛顿第一定律是在伽利略斜面实验的基础上,经过科学抽象、归纳整理而总结出来的,通过这一定律,构建了力与运动之间正确的辩证关系,它不是牛顿第二定律的特例,而是牛顿第二定律产生的基石。

单位符号 kg s m A K mol cd m t l I T n I

(2)“力不是产生并维持运动的原因,而是使物体产生加速度,从而改变运动状态的原因”,这是牛顿第一定律要表达的核心思想。这一思想使人们摆脱了“力与运动到底是什么关系”的困扰,揭示了力的本质。

(3)在牛顿第一定律的基石之上,通过实验探究,牛顿第二定律定量指出了力、质量和加速度的关系,所以牛顿第二定律是对“力与运动关系”的拓展。

2.对惯性的理解

(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,与物体是否受力,是否运动等无关。只与物体的质量有关。

(2)惯性的表现形式:总是以“保持原态”或“反抗改变”两种形式表现出来。

①物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)不变。

②物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大,物体运动状态难以改变;惯性小,物体运动状态容易改变。

特别提醒

(1)牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的。

(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。

(3)“惯性力”不存在,惯性是物体固有的一种性质,不是力。 二、对牛顿第二定律的理解

1.牛顿第二定律是三大定律的核心,它揭示了力和运动的关系,描述了力的瞬时作用效果——使物体产生加速度,其表达式a=反映了物体的加速度和它所受的合外力的大小和方向的关系,它体现了以下几种性质 瞬时性 因果性 同一性 a与F对应同一时刻,即a为某时刻的加速度时,F为该时刻物体所受合力 F是产生a的原因,物体具有加速度是因为物体受到了力 (1)加速度a相对于同一惯性系(一般指地面) (2)a=中,F、m、a对应同一物体或同一系统 (3)a=中,各量统一使用国际单位 (1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵循牛顿第二定律 独立性 (2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和 (3)力和加速度在各个方向上的分量也遵循牛顿第二定律,即ax=,ay= (1)只适用于宏观、低速运动情况,不适用于微观、高速运动情况 (2)只适用于惯性参考系 局限性

2.力、加速度、速度三者间的关系

(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,只要合力不为零,不管速度是大是小或是零,物体都有加速度,只有合力为零时,加速度才为零。一般情况下,合力与速度无必然的联系。

(2)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。

(3)加速度的定义式a=是一个量度式,a与Δv、Δt无直接关系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。

特别提醒

(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析。

(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变。

三、对牛顿第三定律的理解

1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”

(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同。 (2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生效果不同。 (3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与是否和另外物体相互作用无关。

2.一对相互作用力与一对平衡力的对比

相同点 涉及物体 受力物体 合力问题 不同点 作用效果 力的性质 依赖关系 只涉及两个物体 分别作用在两个物体上 不能合成 性质一定相同 相互依存,同时产生,同时变化,同时消失 使各自的受力者产生一个分加速度,彼此间不平衡 作用力与反作用力是指相互作用的两个物体间的一对相互作用力 作用力与反作用力 一对平衡力 要涉及三个物体(两个施力物体、一个受力物体) 共同作用在一个物体上 合力为零 性质不一定相同 无依赖关系,不一定同时产生、同时变化、同时消失 使同一受力物体平衡 二力平衡是指作用在同一物体上的两个力,若大小相等,方向相反,并且在同一直线上,这两个力就彼此平衡 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 概念

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