牛頓運(yùn)動(dòng)定律是由艾薩克?牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中提出的,其中包括牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律三條定律.第一定律說明了力的含義:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物體獲得加速度;第三定律揭示出力的本質(zhì):力是物體間的相互作用.
1牛頓第一定律(慣性定律)
一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。
(1)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。
(2)定律說明了任何物體都有慣性。
(3)不受力的物體是不存在的。牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的。它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律。
(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時(shí)的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
1慣性
物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。慣性與質(zhì)量 描述物體慣性的物理量是它們的質(zhì)量。
(1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。因此說,人們只能"利用"慣性而不能"克服"慣性。
(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度。質(zhì)量是標(biāo)量,只有大小,沒有方向。
實(shí)驗(yàn):探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系 加速度與力的關(guān)系 基本思路:保持物體質(zhì)量不變,測(cè)量物體在不同的力的作用下的加速度,分析加速度與力的關(guān)系。
加速度與質(zhì)量的關(guān)系 基本思路:保持物體所受的力相同,測(cè)量不同質(zhì)量的物體在該力作用下的加速度,分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系。
1牛頓第二定律
物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達(dá)式F合=ma
公式:F=kma k是比例系數(shù),F(xiàn)指的是物體所受的合力。
力的單位 牛頓年第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式:F=ma
力的單位:千克米每二次方秒。
力學(xué)單位制 基本量:被選定的、可以利用物理量之間的關(guān)系推導(dǎo)出其他物理量的物理量。
基本單位:基本量的單位。
導(dǎo)出單位:由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其它物理量的單位。
單位制:由基本單位和導(dǎo)出單位組成。
國(guó)際單位制(SI):1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)制訂的一種國(guó)際通用的、包括一切計(jì)量領(lǐng)域的單位制。
(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;反過來,知道了運(yùn)動(dòng),可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng),控制運(yùn)動(dòng)提供了理論基礎(chǔ)。
(2)對(duì)牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F合=ma,F(xiàn)合是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力。
(3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果。即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度。
(4)牛頓第二定律F合=ma,F(xiàn)合是矢量,ma也是矢量,且ma與F合的方向總是一致的。F合可以進(jìn)行合成與分解,ma也可以進(jìn)行合成與分解。
1牛頓第三定律
兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
(1)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對(duì)出現(xiàn)的,它們總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失。
(2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力。
(3)作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可疊加。
1牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍
宏觀低速的物體和在慣性系中。
用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題?從受力確定運(yùn)動(dòng)情況:從運(yùn)動(dòng)情況確定受力
用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決問題?共點(diǎn)力的平衡條件: 平衡狀態(tài):一個(gè)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)所處的狀態(tài)。
在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為0。
1超重和失重
(1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重。處于超重的物體對(duì)支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力mg,即FN=mg+ma。
(2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重。處于失重的物體對(duì)支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力mg。即FN=mg-ma。當(dāng)a=g時(shí)FN=0,物體處于完全失重。(3)對(duì)超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題
、俨还芪矬w處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?不等于物體本身的重力。
、诔鼗蚴е噩F(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只決定于加速度的方向。"加速上升"和"減速下降"都是超重;"加速下降"和"減速上升"都是失重。
③在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。
處理連接題問題----通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。
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