牛顿运动定律及运用要点
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牛顿第一定律及其实际应用知识点科学史上有着无数重要的里程碑,而物理学家艾萨克·牛顿的三大运动定律被认为是其中之一。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是描述物体运动状态的基本原理。
本文将探讨牛顿第一定律的基本概念以及其在实际生活中的应用。
一、牛顿第一定律概述牛顿第一定律的表述如下:任何物体如果受力平衡,则保持静止或匀速直线运动。
简单来说,一个物体在没有外力作用时,将保持原来的状态,要么静止不动,要么以恒定速度运动。
二、惯性的概念牛顿第一定律中的惯性是一个重要概念。
惯性是指物体保持原来状态的性质。
当一个物体具有惯性时,它会继续保持原来的运动状态,无论是静止还是匀速直线运动。
这是因为物体的惯性使得它抵抗力的改变。
例如,当公交车突然刹车时,乘客会向前倾,这是因为他们的身体保持了前进的惯性。
同样地,当公交车突然加速时,乘客会向后倾,这是因为他们的身体继续保持原有的静止状态。
三、实际应用1. 车辆运动牛顿第一定律在车辆运动中有广泛的应用,特别是在直线运动时。
当车辆以一定速度匀速行驶时,乘客会感到一种向后的推力,这是因为车辆保持了匀速直线运动的惯性。
同样地,在突然刹车或加速时,乘客会感受到相反的力,这是因为车辆的运动状态改变了,但乘客的身体保持了原先的静止状态。
2. 自行车平衡自行车平衡是基于牛顿第一定律的原理。
当骑自行车时,人体的重心在动态平衡的状态下保持稳定。
这是因为骑车者能够通过微妙地调整身体的姿态来保持自行车处于平衡状态,即使存在外部的扰动。
3. 老鼠的跑步轮老鼠的跑步轮也是牛顿第一定律的实际应用之一。
当老鼠在跑步轮上奔跑时,它的身体会向前倾斜,这是因为跑步轮的运动状态恒定,而老鼠的身体则保持了惯性。
这使得老鼠能够跑步而不会被跑步轮抛离。
4. 球类运动在球类运动中,比如足球、篮球等,牛顿第一定律也得到了广泛应用。
当球以一定速度滚动或飞行时,它会继续保持原有的运动状态,直到受到其他力的作用,如重力、摩擦力或其他物体的碰撞。
牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律是经典物理学的重要组成部分。
该定律是形成整个物理学的基础,它解释了物体运动的力学规律。
牛顿运动定律不仅有纯理论方面的应用,还有实际物理问题的具体解决方案。
一、牛顿运动定律的概念牛顿运动定律简称牛顿定律,是经典力学中的三个基本定律之一,主要阐述了物体在受力作用下的运动规律。
一般认为牛顿运动定律包含以下三个方面的内容:1. 物体运动状态的惯性,即没有外部力作用时,物体将保持静止或匀速直线运动的状态;2. 物体的加速度大小与作用力成正比,方向与作用力方向相同;3. 物体作用力与反作用力大小相等,方向相反。
二、牛顿运动定律的应用1. 牛顿第一定律的应用牛顿第一定律是运动学与动力学的基础,具有重要的应用价值。
在许多科学技术领域,长时间的恒定作用力是很难实现的。
而且,为了保证精度及可靠性,必须满足设备的高精度、长时间性能稳定等需求。
常常采用惯性运动的概念,即由物体的惯性保持其原来的状态,以达到稳定的效果。
比如说,汽车减速时要离开刹车,将离合器松开,让发动机阻力和车轮的弹性力平衡,这就是利用牛顿第一定律所实现的。
2. 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律说明了力与加速度的关系。
任何物体都可以视为质点,即对质量集中在一个点而导致的物体。
它通常被描述为一个物体所受力的大小与速度的变化率成正比。
因此,牛顿第二定律可以被看作是加速度计算的基本公式。
举个例子,当我们想要去提高跳绳的速度时,必须增加绳索的旋转速度,以增加绳上的拉力,使脚踩弹跳更顺畅。
根据牛顿第二定律,物体受力与加速度成正比。
因此,在提高跳绳速度的过程中,我们可以通过应用拉力来增加加速度,从而提高跳绳的速度。
3. 牛顿第三定律的应用牛顿第三定律描述了两个物体之间相互作用的情况。
它表示每个物体受到的作用力与另一个物体施加在其上的相同大小的反作用力相等,方向相反。
举个例子,当人们在游泳时,水对游泳池边的力与离水面很近的空气对人体的相等的反向力是一对牛顿第三定律的作用力和反作用力。
牛顿运动定律及应用例题和知识点总结牛顿运动定律是经典力学的基础,对于理解物体的运动和受力情况具有至关重要的意义。
接下来,让我们一起深入探讨牛顿运动定律的相关知识点,并通过具体的例题来加深对其的理解和应用。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。
质量越大,惯性越大,物体的运动状态就越难改变。
例如,在一辆行驶的公交车上,当车突然刹车时,站着的乘客会向前倾。
这是因为乘客原本具有向前的运动惯性,而车的刹车力使车的运动状态改变,但乘客的身体由于惯性仍要保持向前运动的趋势。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为:F = ma,其中 F 表示物体所受的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
这一定律表明,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比。
当合力为零时,加速度为零,物体将保持匀速直线运动或静止状态。
例题:一个质量为 2kg 的物体,受到水平方向上大小为 6N 的合力作用,求物体的加速度。
解:根据牛顿第二定律 F = ma,可得 a = F/m = 6/2 = 3m/s²,所以物体的加速度为 3m/s²。
在实际应用中,需要注意合力的计算和方向的确定。
例如,一个物体在斜面上运动,需要将重力分解为沿斜面和垂直斜面的两个分力,然后计算沿斜面方向的合力。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出: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。
作用力和反作用力同时产生、同时消失,且性质相同。
比如,当你用力推墙时,墙也会对你施加一个大小相等、方向相反的反作用力。
例题:一个人在冰面上行走,他向后蹬冰面,冰面对他的反作用力使人向前运动。
如果人对冰面的作用力为 100N,那么冰面对人的反作用力也是 100N。
【高中物理】高中物理牛顿运动定律的内容及应用牛顿运动定律是由艾萨克?牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中提出的,其中包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律.第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用.牛顿第一定律(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运动状态为止。
(1)运动是物体的属性。
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)没有力的物体是不存在的。
牛顿第一定律无法通过实验直接验证。
然而,基于大量的实验现象,它是通过思维的逻辑推理发现的。
它告诉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,运用人们的逻辑思维,我们可以从大量的现象中发现事物的规律。
(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。
1.惯性物体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。
(1)惯性是物体的固有属性,即所有物体都有惯性,惯性与物体的力和运动状态无关。
因此,人们只能使用“惯性”,无法克服它。
(2)质量是物体惯性大小的量度。
质量是标量,只有大小,没有方向。
实验:探索加速度、力和质量之间的关系。
加速度与力关系的基本思想是:保持物体质量不变,测量物体在不同力作用下的加速度,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。
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公式:F=kmak为比例系数,F为物体上的合力。
牛顿运动定律的应用知识点:牛顿运动定律的应用一、牛顿第二定律的作用牛顿第二定律确定了运动和力的关系:加速度的大小与物体所受合力的大小成正比,与物体的质量成反比;加速度的方向与物体受到的合力的方向相同.二、两类基本问题1.从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况.2.从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的加速度,结合受力分析,再根据牛顿第二定律求出力.技巧点拨一、从受力确定运动情况1.从受力确定运动情况的基本思路分析物体的受力情况,求出物体所受的合外力,由牛顿第二定律求出物体的加速度;再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况.流程图如下: 已知物体受力情况―――→由F =ma 求得a ――――――――――→由⎩⎪⎨⎪⎧ v =v 0+at x =v 0t +12at2v 2-v 02=2ax 求得x 、v 0、v 、t2.从受力确定运动情况的解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力分析图.(2)根据力的合成与分解,求合力的大小和方向.(3)根据牛顿第二定律列方程,求加速度.(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求运动学量——任意时刻的位移和速度,以及运动时间等.二、从运动情况确定受力1.从运动情况确定受力的基本思路分析物体的运动情况,由运动学公式求出物体的加速度,再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力;再分析物体的受力,求出物体受到的作用力.流程图如下: 已知物体运动情况―――――→由运动学公式求得a ――――→由F =ma确定物体受力2.从运动情况确定受力的解题步骤(1)确定研究对象,对物体进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图.(2)选择合适的运动学公式,求出物体的加速度.(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体所受的合力.(4)选择合适的力的合成与分解的方法,由合力和已知力求出待求的力.三、多过程问题分析1.当题目给出的物理过程较复杂,由多个过程组成时,要明确整个过程由几个子过程组成,将过程合理分段,找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点:前一过程的末速度是后一过程的初速度,另外还有位移关系、时间关系等.2.注意:由于不同过程中力发生了变化,所以加速度也会发生变化,所以对每一过程都要分别进行受力分析,分别求加速度. 例题精练1.(长安区校级模拟)如图所示,质量相同的木块A 、B 用轻质弹簧连接,在平行于斜面的力F 作用下,A 、B 均静止在足够长的光滑斜面上。
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律概述牛顿运动定律是经典力学的基础,由艾萨克·牛顿在 1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。
牛顿运动定律包括三条定律:牛顿第一定律:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟作用力的方向相同。
其表达式为 F = ma ,其中F 表示作用力,m 表示物体的质量,a 表示加速度。
牛顿第三定律:相互作用的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,且作用在同一条直线上。
这三条定律相互关联,构成了一个完整的体系,为我们理解和研究物体的运动提供了有力的工具。
二、牛顿第一定律的应用牛顿第一定律揭示了物体具有惯性这一本质属性。
惯性是物体保持原有运动状态的性质。
在日常生活中,我们能看到很多惯性的例子。
比如,当汽车突然启动时,车上的乘客会向后倾倒;而当汽车紧急刹车时,乘客则会向前冲。
这是因为乘客原本处于静止或匀速直线运动状态,当汽车的运动状态突然改变时,由于乘客具有惯性,他们的身体仍然想要保持原来的运动状态。
在体育运动中,惯性也有着重要的应用。
例如,跳远运动员在起跳前需要助跑,这是利用了助跑带来的惯性,使运动员在起跳时能够获得更大的速度,从而跳得更远。
在交通运输方面,为了保障乘客的安全,汽车都配备了安全带。
当汽车发生碰撞突然停止时,安全带可以阻止乘客由于惯性继续向前运动,从而减少伤害。
三、牛顿第二定律的应用牛顿第二定律是定量描述力与运动关系的定律。
在物体的直线运动中,如果已知物体的质量和所受的合力,就可以通过牛顿第二定律计算出物体的加速度,进而预测物体的运动状态。
比如,一个质量为 5kg 的物体,受到一个水平向右的 20N 的力,那么它的加速度 a = F / m = 20 / 5 = 4m/s²,物体将以 4m/s²的加速度向右加速运动。
牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律是经典力学的基础,描述了物体的运动状态与所受力的关系,对于我们理解自然界中的运动现象和解决实际问题至关重要。
本文将介绍牛顿运动定律的三个基本法则,并探讨其在真实世界中的应用。
一、第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是力学中最基本的原理之一。
它表明一个物体如果没有受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
简而言之,物体的运动状态保持不变,直到有外力施加在其上。
第一定律的应用非常广泛。
例如,当我们乘坐地铁或电梯时,突然停止时会感到向前倾斜的惯性力。
这是因为我们身体原本具有向前匀速运动的惯性,而突然停止后,身体的速度改变,产生了向前倾斜的力。
二、第二定律:力的等于质量乘以加速度牛顿第二定律是描述物体受力情况的关键定律。
该定律表明物体所受的合外力等于物体的质量乘以加速度。
公式表示为:F = ma,其中F是合外力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
第二定律的应用非常广泛。
例如,汽车行驶时,我们需要踩油门增加引擎输入的力,以产生加速度,从而使汽车前进。
根据第二定律的公式,当施加的力增大时,汽车的加速度也随之增加。
三、第三定律:作用力与反作用力牛顿第三定律表明:任何一个作用力都会有一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
简单来说,当一个物体施加力于另一个物体时,这两个物体之间的力是相互作用的,并且大小相等、方向相反。
第三定律的应用广泛且重要。
例如,在滑冰运动中,当滑冰者用力推墙壁时,墙壁会反作用一个力将滑冰者推离墙壁。
这是因为他们之间存在作用力与反作用力的关系。
牛顿运动定律在许多领域有着广泛的应用,包括力学、工程学以及天体物理等。
例如,在交通工程中,通过牛顿运动定律我们可以研究车辆在道路上的行驶状态,优化交通信号灯的配时,提高交通效率。
在航空航天领域,我们可以利用牛顿运动定律计算火箭的推力、轨道和速度,确保宇宙飞船的运行轨迹。
总结起来,牛顿运动定律是力学领域中不可或缺的基础理论。
高一物理牛顿定律公式,牛顿运动定律的总结及其应用牛顿定律的应用和考试是必考的,所以我们必须把这部分内容学好,小编整理了相关资料,希望能帮助到您。
高一物理牛顿运动定律考点一:对牛顿运动定律的理解1.对牛顿第一定律的理解:(1)揭示了物体不受外力作用时的运动规律(2)牛顿第一定律是惯性定律,它指出一切物体都有惯性,惯性只与质量有关(3)肯定了力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因(4)牛顿第一定律是用理想化的实验总结出来的一条独立的规律,并非牛顿第二定律的特例(5)当物体所受合力为零时,从运动效果上说,相当于物体不受力,此时可以应用牛顿第一定律2.对牛顿第二定律的理解:(1)揭示了a与F、m的定量关系,特别是a与F的几种特殊的对应关系:同时性、同向性、同体性、相对性、独立性(2)牛顿第二定律进一步揭示了力与运动的关系,一个物体的运动情况决定于物体的受力情况和初始状态(3)加速度是联系受力情况和运动情况的桥梁,无论是由受力情况确定运动情况,还是由运动情况确定受力情况,都需求出加速度3.对牛顿第三定律的理解:(1)力总是成对出现于同一对物体之间,物体间的这对力一个是作用力,另一个是反作用力(2)指出了物体间的相互作用的特点:“四同”指大小相等,性质相等,作用在同一直线上,同时出现、消失、存在;“三不同”指方向不同,施力物体和受力物体不同,效果不同高一物理牛顿运动定律考点二:应用牛顿运动定律时常用的方法、技巧1.理想实验法2.控制变量法3.整体与隔离法4.图解法5.正交分解法6.关于临界问题处理的基本方法是:根据条件变化或过程的发展,分析引起的受力情况的变化和状态的变化,找到临界点或临界条件(更多类型见错题本)高一物理牛顿运动定律考点三:应用牛顿运动定律解决的几个典型问题1.力、加速度、速度的关系:(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的关系,合力只要不为零,无论速度是多大,加速度都不为零(2)合力与速度无必然联系,只有速度变化才与合力有必然联系(3)速度大小如何变化,取决于速度方向与所受合力方向之间的关系,当二者夹角为锐角或方向相同时,速度增加,否则速度减小2.关于轻绳、轻杆、轻弹簧的问题:(1)轻绳:①拉力的方向一定沿绳指向绳收缩的方向②同一根绳上各处的拉力大小都相等③认为受力形变极微,看做不可伸长④弹力可做瞬时变化(2)轻杆:①作用力方向不一定沿杆的方向②各处作用力的大小相等③轻杆不能伸长或压缩④轻杆受到的弹力方式有:拉力、压力⑤弹力变化所需时间极短,可忽略不计(3)轻弹簧:①各处的弹力大小相等,方向与弹簧形变的方向相反②弹力的大小遵循的关系③弹簧的弹力不能发生突变3.关于超重和失重的问题:(1)物体超重或失重是物体对支持面的压力或对悬挂物体的拉力大于或小于物体的实际重力(2)物体超重或失重与速度方向和大小无关。
牛顿运动定律与动量守恒知识点总结一、牛顿运动定律(一)牛顿第一定律(惯性定律)任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
理解这一定律时,要注意“惯性”这一概念。
惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是惯性大小的唯一量度。
质量越大,惯性越大,物体的运动状态就越难改变。
例如,一辆重型卡车和一辆小汽车,在相同的外力作用下,重型卡车的运动状态改变更困难,就是因为它的质量大,惯性大。
(二)牛顿第二定律物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
其表达式为 F = ma。
这一定律揭示了力与运动的关系。
当合外力为零时,加速度为零,物体将保持匀速直线运动或静止状态;当合外力不为零时,物体将产生加速度。
比如,用力推一个静止的箱子,推力越大,箱子的加速度就越大;箱子的质量越大,相同推力下产生的加速度就越小。
(三)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,作用在同一条直线上。
作用力与反作用力具有同时性、同性质、异体性等特点。
比如,人在地面上行走,脚对地面有向后的摩擦力,地面就对脚有向前的摩擦力,使人能够向前移动。
二、动量守恒定律(一)动量动量是物体的质量与速度的乘积,即 p = mv。
动量是矢量,其方向与速度的方向相同。
(二)动量守恒定律如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。
例如,在光滑水平面上,两个质量分别为 m1 和 m2 的小球,速度分别为 v1 和 v2 ,它们发生碰撞后,速度分别变为 v1' 和 v2' 。
根据动量守恒定律,有 m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' 。
(三)动量守恒定律的适用条件1、系统不受外力或所受外力的合力为零。
2、系统所受内力远远大于外力,如爆炸、碰撞等过程。
3、系统在某一方向上所受合力为零,则在该方向上动量守恒。
《牛顿运动定律的应用》讲义一、牛顿运动定律的概述牛顿运动定律是经典力学的基础,由艾萨克·牛顿在 17 世纪提出。
它包括三条定律,分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,其内容是:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
这一定律揭示了物体具有惯性,即保持原有运动状态的特性。
牛顿第二定律描述了物体的加速度与作用在它上面的力以及物体的质量之间的关系。
其表达式为 F = ma,其中 F 表示合力,m 是物体的质量,a 是加速度。
这一定律表明,力是改变物体运动状态的原因,而且力越大,加速度越大;质量越大,加速度越小。
牛顿第三定律指出:相互作用的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,且作用在同一条直线上。
二、牛顿运动定律在日常生活中的应用(一)行走与跑步当我们行走或跑步时,脚向后蹬地,地面会给我们一个向前的反作用力,正是这个力推动我们前进。
根据牛顿第三定律,我们施加给地面的力和地面给我们的反作用力大小相等、方向相反。
而我们能够加速、减速或改变方向,是因为我们通过肌肉的力量改变了施加在地面上的力的大小和方向,从而改变了地面给我们的反作用力,进而改变了我们的运动状态,这也体现了牛顿第二定律。
(二)车辆的启动与制动汽车的启动是一个典型的牛顿第二定律的应用。
发动机提供的牵引力使得汽车产生向前的加速度,从而使汽车从静止开始加速运动。
而在制动时,刹车系统施加一个阻力,产生一个向后的加速度,使汽车逐渐减速直至停止。
(三)体育运动在体育运动中,牛顿运动定律也无处不在。
例如,篮球运动员投篮时,手臂对篮球施加一个力,根据牛顿第二定律,篮球获得一个加速度飞出去。
而在足球比赛中,运动员踢球的力量越大,球获得的加速度就越大,飞行的速度和距离也就越远。
(四)电梯的运行当我们乘坐电梯时,如果电梯向上加速运动,我们会感觉到身体变重,这是因为电梯对我们的支持力大于我们的重力。
牛顿定律的应用NO.1知识点梳理1.牛顿三大运动定律第一定律:当物体不受外力或合外力为零时总保持静止或匀速直线运动状态。
=ma 第二定律:物体的加速度与合力成正比,与物体的质量成反比。
F合第三定律:两物体间的作用力和反作用力等大反向,作用在同一直线上。
F=-F'2.动力学的两类基本问题(1)已知物体的受力情况,求确定物体的运动情况(2)已知物体的运动情况,推断物体的受力情况NO.2“等时圆模型”适用条件:弦是光滑的,且物体自弦的顶端由静止释放。
(1)各弦交点为最低点:①αsin 2R x AD =②ma mg =αsin ③221at x AD =联立①②③解得gRg R gdt 242===结论:运动时间与倾角无关,即沿各弦运动时间相同。
(2)各弦交点为最高点时,结论同上。
(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点,质点沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到下端所用时间相等。
t AP =t CP =g R 2,t PB =t PD =gr 2,所以t 1=t AP +t PB ,t 2=t CP +t PD ,知t 1=t 2思考:(前页第1图)如果各条轨道不光滑,它们的摩擦因数均为μ,小滑块分别从B、C、D 处释放(初速为0),到达圆环底部的时间还等不等?【解析】:①αsin 2R x AD =,②—ma mg mg =αμαcos sin ,③221at x AD =得αμαcos sin g g a -=,可得αμααcos sin sin 2g g R t D A -=。
可见t 与α有关,各小滑块到达底部的时间不一定等。
例1:如图1,在斜坡上有一根旗杆长为L,现有一个小环从旗杆顶部沿一根光滑钢丝AB 滑至斜坡底部,又知OB=L。
求小环从A 滑到B 的时间。
【解析】:可以以O 为圆心,以L 为半径画一个圆。
根据“等时圆”的规律可知,从A 滑到B 的时间等于从A 点沿直径到底端D 的时间,所以有gL g r t t AD AB 22===例2:如图A 所示,在同一竖直线上有A 、B 两点,相距为h ,B 点离地高度为H ,现在要在地面上寻找一点P ,使得从A 、B 两点分别向点P 安放的光滑木板,满足物体从静止开始分别由A 和B 沿木板下滑到P 点的时间相等,求O 、P 两点之间的距离OP 。
牛顿定律的应用一.应用牛顿定律解决的两类其本问题.牛顿第二定律给出了加速度是联系力和运动的桥梁.知道物体的受力情况时,可以根据牛顿第二定律求出加速度.进而结合运动的初始条件,求出它做什么运动,以及速度、位移等,当知道了物体的运动情况时,按照运动学公式求出加速度,进而根据牛顿第二定律求出物体的受力情况,简而言这,应用牛顿定律解决的两类基本问题就是:1.已知受力情况求运动情况;2.已知运动情况,求受力情况.二.应用牛顿第二定律解题的基本分析方法.应用牛顿第二定律解题的关键在于抓住受力情况与运动情况之间的桥梁──加速度.应用牛顿第二定律解题的基本方法是:受力分析合力F 合a运动情况.应用牛顿第二定律解题常采用正交分解方程.物体受到三个或三个以上的力作用时,可将物体受力到相互垂直的x,y两个方向上去,同时将物体的加速度也对应分解到这两个方向上去,分别沿x,y方向列出分式F maF max xy y∑∑==三.应用牛顿第二律解题的步骤是:1.选择研究对象.2.对研究对象进行正确受力分析,画出受力图,找出合外力.3.分析研究对象的运动情况,找出加速度.4.建立坐标列方程,其中一个坐标的正方向常选为加速度的方向.5.统一单位,解方程,得出结果.【解题点要】1. 如图甲所示,一个人用于水平方向成300的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面之间的动摩擦因数为μ=0.4(g取10m/s2),求:⑴.推力F的大小。
⑵.若人不改变推力的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,如图乙所示,推解:⑴箱子处于平衡状态2、物体在斜面上运动F合=ma运动学公式一物体沿倾角为θ的斜面以初速度V上滑,物体和斜面间的动摩擦因数为μ,求(1)物体沿斜面上升时的加速度,下降时的加速度(2)物体沿上升的最大距离(3)回到出发点时的速度(4)比较上升与下滑时的加速度大小和时间练习:有一个倾角为37°的固定斜面,斜面长,现将一个质量的物体放在斜面顶端,对物体施加一个沿斜面向上的恒力F作用F=2.4N。
物理必修一牛顿运动定律的应用知识点1. 物体受力平衡的条件:根据牛顿第一定律,物体受力平衡时,其静止物体保持静止,运动物体保持匀速直线运动。
这一定律可以应用于各种力的平衡分析,例如计算平衡力的大小和方向。
2. 物体加速度的计算:根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比。
这一定律可以用于计算物体的加速度,例如计算拉力、摩擦力和重力等外力对物体的影响。
3. 物体受力分析:根据牛顿第三定律,任何两个物体之间的相互作用力都是大小相等、方向相反的。
这一定律可以用于分析物体之间的相互作用力,例如弹簧力、摩擦力和支持力等。
4. 质量和重力的关系:根据牛顿定律,物体的重力和其质量成正比,可以通过重力加速度g计算物体的质量。
这一定律可以用于计算物体的质量,例如测量天体质量和地球上物体的质量。
5. 斜面上物体的运动分析:根据牛顿定律,斜面上物体受到的平行于斜面的力可以分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。
这一定律可以用于分析斜面上物体的运动,例如计算物体在斜面上的加速度和滑动摩擦力。
6. 弹簧振动的分析:根据牛顿定律,弹簧受到的恢复力和弹簧的伸缩变量成正比。
这一定律可以用于分析弹簧的振动,例如计算弹簧振动的周期和频率。
7. 圆周运动的分析:根据牛顿定律,物体在圆周运动时会受到向心力的作用,该力的大小与物体的质量、速度和半径成正比。
这一定律可以用于分析圆周运动,例如计算物体的向心加速度和向心力。
这些应用知识点涵盖了牛顿运动定律在物理学中的多个应用领域,对于解决各种与运动相关的问题具有重要的指导意义。
高二物理牛顿定律知识点和学习物理方法1. 牛顿定律简介牛顿定律是经典力学的基础,描述了物体运动与施加力之间的关系。
牛顿定律包括三个主要的定律,分别是:第一定律:惯性定律物体在没有受到外力时保持静止或匀速直线运动。
第二定律:动力学定律物体受到的合力等于其质量乘以加速度,即 F = m * a。
其中,F 表示合力,m 表示质量,a 表示加速度。
第三定律:作用反作用定律任何两个物体之间的相互作用力,都有相等大小、方向相反的作用力。
2. 牛顿定律的应用2.1 静止物体的平衡根据牛顿第一定律,静止的物体受到合力为零的条件,即ΣF = 0。
在考虑平衡的情况下,可以通过解题获得未知力或力的分量。
2.2 物体的运动根据牛顿第二定律,可以通过已知力和质量,计算物体的加速度或受到的力。
当已知物体的质量和加速度时,也可以计算作用在物体上的合力。
2.3 反作用力根据牛顿第三定律,任何两个物体之间的相互作用力大小相等、方向相反。
这就意味着如果一个物体向另一个物体施加力,那么另一个物体也会向其施加相等大小、方向相反的力。
这个原理在实际生活中有很多应用,比如人行走、车辆行驶等。
3. 学习物理的方法3.1 理解基本概念学习物理的第一步是理解物理学中的基本概念。
牛顿定律是物理学中的基础,因此深入理解牛顿定律的概念和原理十分重要。
3.2 掌握数学工具物理学与数学密切相关,掌握一些基本的数学工具可以帮助我们更好地理解和应用物理学知识。
在学习牛顿定律时,掌握向量的运算、代数方程的解法等数学技巧是必要的。
3.3 多做题目物理学是一门实践性很强的学科,通过解答大量的物理题目,可以帮助我们更好地理解和运用牛顿定律。
做题的过程中,可以注重分析问题的关键和一些特殊情况,培养解题的思路和方法。
3.4 实验实践通过实验实践可以验证和巩固对牛顿定律的理解。
在实验中,可以进行一些简单的力学实验,例如用弹簧测定质量、斜面上的物体运动等,从实验中观察和分析物体运动的规律,进一步理解牛顿定律。
牛顿运动定律及应用牛顿运动定律是描述物体运动的重要定律,由于其普适性和准确性,被广泛应用于各个领域。
本文将分别介绍牛顿三大运动定律及其应用。
第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,它表明如果物体处于静止状态,将会继续保持静止;如果物体处于运动状态,将会一直保持匀速直线运动,除非受到外力的作用。
这意味着物体的状态不会自发地改变,需要外力才能改变其状态。
根据惯性定律,我们可以解释很多现象。
例如,当我们乘坐地铁突然停下时,我们会出现向前倾的情况,这是因为我们的身体具有惯性,继续保持了前进的状态。
同样地,当我们乘坐车辆转弯时,身体会向外侧倾斜,这是因为车辆的转弯力改变了我们的运动轨迹。
第二定律:运动定律牛顿第二定律是描述物体运动状态的定律。
它可以用数学公式表达为:F = ma,其中F表示物体所受合外力的大小,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
该定律指出,物体的加速度与外力的大小和物体的质量成正比,与物体的质量有反比关系。
这一定律在实际生活中有着广泛的应用。
例如,我们常常使用这一定律来计算车辆的加速度。
汽车行驶时所受到的驱动力与车辆的质量成正比,与车辆的加速度成正比。
根据这一定律,我们可以调整驱动力的大小,以控制车辆的加速度,使其达到理想的速度。
第三定律:作用反作用定律牛顿第三定律,也被称为作用反作用定律,它指出对于任何一个物体而言,它所受到的力的作用和另一个物体所受到的力的作用大小相等,方向相反。
换句话说,相互作用的两个物体之间的力是相互的。
这一定律在日常生活中有很多应用。
例如,当我们划船时,我们用桨划水时向后推,水对桨的阻力向前推,使船向前运动。
同样地,当我们走路时,我们用脚对地面施加力,地面同样会对我们施加反作用力,推动我们前进。
这一定律也解释了火箭的推进原理,火箭喷出的燃料气体向后推,火箭本身则会向前运动。
综上所述,牛顿运动定律是物理学中重要的基本定律,它们描述了物体运动的规律。
通过牛顿三大运动定律的应用,我们可以更好地理解并解释许多自然现象和日常生活中的运动情况。
《牛顿运动定律的应用》知识清单一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
惯性是物体的固有属性,质量是惯性大小的唯一量度。
质量越大,惯性越大,物体的运动状态就越难改变;质量越小,惯性越小,物体的运动状态就越容易改变。
在日常生活中,惯性的应用随处可见。
例如,当汽车突然启动时,车上的乘客会向后倾倒,这是因为乘客原本处于静止状态,当汽车启动时,乘客的下半身随车一起向前运动,而由于惯性,上半身仍然保持静止,所以会向后倾倒。
又如,当我们拍打衣服上的灰尘时,衣服受力运动,而灰尘由于惯性保持原来的静止状态,从而与衣服分离。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律指出,物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
其数学表达式为 F = ma ,其中 F 表示作用力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
应用牛顿第二定律解题时,需要先确定研究对象,对其进行受力分析,然后根据已知条件求出合力,最后根据牛顿第二定律求出加速度。
例如,一个质量为 5kg 的物体,受到水平向右的 20N 的拉力作用,同时受到水平向左的 10N 的摩擦力作用,求物体的加速度。
首先对物体进行受力分析,水平方向受到向右的拉力 F1 = 20N ,向左的摩擦力 F2 = 10N ,则合力 F 合= F1 F2 = 20 10 = 10N 。
根据牛顿第二定律 F 合= ma ,可得 a = F 合/ m = 10 / 5 =2m/s²,方向水平向右。
在实际问题中,牛顿第二定律常用于分析物体的运动状态变化。
比如,在电梯加速上升或减速下降时,人的体重会感觉比平时重,这是因为加速度向上,支持力大于重力;而在电梯加速下降或减速上升时,人的体重会感觉比平时轻,这是因为加速度向下,支持力小于重力。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律表明,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,且作用在同一条直线上。
牛顿运动定律的综合应用知识要点梳理一、瞬时加速度的分析牛顿第二定律F合=ma左边是物体受到的合外力,右边反映了质量为m的物体在此合外力作用下的效果是产生加速度a。
合外力和加速度之间的关系是瞬时关系,a为某一时刻的加速度,F合即为该时刻物体所受的合外力,对同一物体的a与F合关系为“同时变”。
分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析那一时刻前后的受力情况及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。
此类问题应注意两种基本模型的建立:(1)钢性绳(或接触面):认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要恢复弹性形变的时间。
一般题目中所给细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
(2) 弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,恢复弹性形变需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变。
二、力、加速度、速度的关系牛顿第二定律说明了力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,即力→加速度→速度变化(物体的运动状态发生变化)。
合外力和加速度之间的关系是瞬时关系,但速度和加速度不是瞬时关系。
①物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的大小关系是F合=ma。
只要有合力,不管速度是大、还是小、或是零,都有加速度;只有合力为零,加速度才能为零,一般情况下,合力与速度无必然的联系,只有速度变化才与合力有必然的联系。
②合力与物体运动速度同方向时,物体做加速运动;反之物体做减速运动。
③物体所受到合外力的大小决定了物体当时加速度的大小,而物体加速度的大小又是单位时间内速度的变化量的大小(速度的变化率)。
加速度大小与速度大小无必然的联系,与速度的变化大小也无必然的联系,加速度的大小只与速度的变化快慢有关。
④区别加速度的定义式与决定式定义式:,即加速度定义为速度变化量与所用时间的比值。
而揭示了加速度决定于物体所受的合外力与物体的质量。
三、整体法和隔离法分析连接体问题在研究力与运动的关系时,常会涉及相互关联物体间的相互作用问题,即连接体问题。
《牛顿运动定律的应用》知识清单一、牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律指出:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
理解这一定律的关键在于“惯性”这一概念。
惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大。
在实际生活中的应用:1、乘车时,当车辆突然启动,人会向后倾倒;车辆突然刹车,人会向前倾倒。
这是因为人的身体具有惯性,当车辆运动状态改变时,身体仍保持原来的状态。
2、体育运动中,跳远运动员起跳前需要助跑,利用了惯性,在起跳时能跳得更远。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为:F = ma,即物体所受的合力等于质量与加速度的乘积。
这一定律揭示了力、质量和加速度之间的定量关系。
应用场景:1、计算物体在不同外力作用下的加速度。
例如,已知一个质量为m 的物体受到水平方向的力 F,可计算出加速度 a = F/m。
2、设计机械和交通工具时,通过控制动力和阻力来调整加速度,以达到预期的速度和运动效果。
3、在体育运动中,例如投掷铅球,运动员施加的力越大,铅球的加速度越大,投掷的距离就越远。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律表明:相互作用的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,且作用在同一条直线上。
实际应用:1、行走和跑步:当我们脚向后蹬地时,地给脚一个向前的反作用力,推动我们前进。
2、划船:桨向后划水,水给桨一个向前的反作用力,使船前进。
3、火箭发射:火箭向下喷射高温高压气体,气体给火箭一个向上的反作用力,使火箭升空。
四、牛顿运动定律在常见物理问题中的综合应用1、连接体问题多个物体通过绳子、杆等连接在一起的系统,分析这类问题时,通常先整体分析,求出共同的加速度,再隔离分析各个物体的受力情况。
2、超重和失重问题当物体具有向上的加速度时,处于超重状态,视重大于实重;当物体具有向下的加速度时,处于失重状态,视重小于实重。
例如,在电梯加速上升时,人会感到超重;电梯加速下降时,人会感到失重。
牛顿运动定律及运用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。
(a)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持(b)定律说明了任何物体都有惯性(c)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.(*)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∑=maF(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∑=maF∑F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:力的瞬间效果是加速度而不是速度.(4)牛顿第二定律∑=maF∑F是矢量,ma也是矢量,且ma与∑F的方向总是一致的∑F可以进行合成与分解ma 也可以进行合成与分解,同样遵循矢量的预算法则。
(5)对牛顿第二定律的说明。
I .公式mF a ∝ 或者ma F ∝ 写成等式就是k m a F =(采用国际单位制时,1=k )在应用公式F =ma 进行计算时,F 、m 、a 的单位必须统一为国际单位制中相应的单位。
牛顿运动定律的运用知识点精解1.动力学的两类基本问题第一类是已知物体的受力情况,要求确定物体的运动情况。
根据牛顿第二定律,已知物体的受力情况可以求出物体的加速度,再知道物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式就可以求出物体在任意时刻的位置和速度,也就是确定了物体的运动情况。
第二类是已知物体的运动情况,要求推断或者求出物体所受的未知力。
已知物体的运动情况,由运动学公式可以求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,从而求出未知的力。
求解这两类问题的思路,可用下面的框图来表示2.超重和失重重力是地球对物体的吸引作用。
当物体挂在弹簧秤下或放在水平台秤上时,弹簧秤和台秤的示数称为“视重”,等于其所受拉力和压力,视重实际上反映的是“弹力”,只有平衡状态时,这个“弹力”即视重与物体的重力才有相等的关系。
当物体处于非平衡状态时,视重与物体所受到的重力不再相等,当物体的加速度向上时,视重大于重力,称为“超重”,当物体的加速度向下时,视重小于重力,称为“失重”。
当物体的加速度为重力加速度时,视重等于零,称为“完全失重”。
【说明】 (1)物体处于超重或失重状态时,只是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力发生了变化,物体的重力大小并不发生变化。
(2)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关,只决定于物体加速度的方向,当系统在竖直方向有向上的加速度,物体就处于超重状态,当系统在竖直方向有向下的加速度,物体就处于失重状态。
(3)在完全失重的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆;浸在水中的物体不受浮力等。
3.连接体问题(1)连接体与隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系称为连接体。
如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。
(2)外力和内力如果以物体系统为研究对象,受到系统之外的物体的作用力,这些力是该系统受到的外力。
而系统内各物体间的相互作用力为内力。
应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。
牛顿运动定律及运用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。
(a)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持(b)定律说明了任何物体都有惯性(c)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.(*)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∑=maF(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∑=maF∑F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:力的瞬间效果是加速度而不是速度.(4)牛顿第二定律∑=maF∑F是矢量,ma也是矢量,且ma与∑F的方向总是一致的∑F可以进行合成与分解ma 也可以进行合成与分解,同样遵循矢量的预算法则。
(5)对牛顿第二定律的说明。
I .公式mF a ∝ 或者ma F ∝ 写成等式就是k m a F =(采用国际单位制时,1=k )在应用公式F =ma 进行计算时,F 、m 、a 的单位必须统一为国际单位制中相应的单位。
II .牛顿第二定律的性质。
(i ). 同一性物体只能有一种运动状态,而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力,而不能是其中一个力或几个力,我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性。
(ii) . 瞬时性物体运动的加速度随合力的变化而变化,存在着瞬时对应的关。
F =ma 对运动过程中的每一瞬间成立,某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比,即有力的作用就有加速度产生。
外力停止作用,加速度随即消失,在持续不断的恒定外力作用下,物体具有持续不断的恒定加速度。
外力随着时间而改变,加速度就随着时间而改变。
(iii) . 矢量性从前面问题中,我们也得知加速度的方向与物体所受合外力的方向始终相同,合外力的方向即为加速度的方向。
作用力F 和加速度a 都是矢量,所以牛顿第二定律的表达式F =ma 是一个矢量表达式,它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同,而速度的方向与合外力的方向无必然联系。
(iv) . 独立性——力的独立作用原理① 物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理。
② 对力的独立作用原理的认识a .作用在物体上的一个力,总是独立地使物体产生一个加速度,与物体是否受到其他力的作用无关。
b .作用在物体上的一个力产生的加速度,与物体所受到的其他力是同时作用还是先后作用无关。
c .物体在某一方向受到一个力,就会在这个方向上产生加速度。
这一加速度不仅与其他方向的受力情况无关,还和物体的初始运动状态无关。
d .如果物体受到两个互成角度的力1F 和2F 的作用,那么1F 只使物体产生沿1F 方向的加速度m F a 11=,2F 只使物体产生沿2F 方向的加速度mF a 22=。
在以后的学习过程中,我们一般是先求出物体所受到的合外力,然后再求出物体实际运动的合加速度。
③ 牛顿第一定律说明维持物体的速度不需要力,改变物体的速度才需要力。
牛顿第一定律定义了力,而牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的,牛顿第一定律是研究力学的出发点,是不能用牛顿第二定律代替的,也不是牛顿第二定律的特例。
(6) . 利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤(1)明确研究对象(2)进行受力分析和运动状态分析,画出示意图(3)求出合力∑F(4)由∑=ma F 列式求解。
(7)力和运动的关系①物体受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态,即⇒=∑0F ∑=0a 或常数)(,0C v v == ②物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动即00≠⇒≠∑∑a F 或0≠∆v③若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线。
即∑∑=⇒=))((常数常数m Ca C F 或)(常数k v =∆ ④物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动。
⑤根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动;⑥若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动。
⑦物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动。
此时,外力仅改变速度的方向,不改变速度的大小。
即合力永不做功。
⑧物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时,物体做机械振动。
表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征。
综其所述:判断一个物体做什么运动,一看受什么样的力,二看初速度与合外力方向的关系。
力与运动的关系是基础,在此基础上,还要从功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律。
牛顿第二定律是动力学的基础,也是经典力学的基础,所有动力学的公式都可以由牛顿第二定律通过微积分推导。
4.★牛顿第三定律与单位制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。
作用力和反作用力总是同种性质的力。
*这里的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,这两个相等的关系都成立。
①不管物体大小形状如何。
例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等。
②不管物体的运动状态如何。
例如静止的物体之间,运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的相互作用力总是大小相等的。
③作用力与反作用力的产生和消失是同时的。
因为两者中若有一个产生或消失,则另一个必须同时产生或消失,否则其间的相等关系就不成立了。
认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的。
(2)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,相对独立,不可叠加。
(3)牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力。
同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系。
求解某力的大小与方向时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。
(4)二力平衡定义如果作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其合力为零,则此二力即为一对平衡力。
(5)平衡力与作用力和反作用力的区别。
①一个力与它的反作用力一定是同种性质的力,例如作用力若是弹力,则反作用力也一定是弹力;若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力等。
而一个力与它的平衡力可以是相同性质的力,也可以是不同性质的力。
②一个力与它的反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上,即受力物体不同;而一个力与它的平衡力必须同时作用在同一个物体上,即受力物体相同。
③一个力必有其反作用力,作用力与反作用力是同时产生、同时存在、同时消失的;而一对平衡力可以是其中一个力消失,另一个力仍存在。
④作用力与反作用力所产生的效果不能相互抵消而一对平衡力作用在同一物体上产生的效果恰好是相互抵消的。
作用力、反作用力与一对平衡力的比较表。
内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依赖,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力,也可以不是同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上注:总结牛三定律i.牛顿三个运动定律的区别与联系牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律区别公式F ma=合F F'=-意义加深了对力的认识,指出了力是物体运动状态发生改变的原因,即力是产生加速度的原因揭示了加速度是力作用的结果,揭示了力、质量、加速度的定量关系揭示了物体间力的作用的相互性,明确了相互作用力的关系研究方法根据理想实验归纳总结得出,不能直接用实验验证用控制变量法研究F、m、a之间的关系,可用实验验证由实验现象归纳总结得出,可用实验验证联系牛顿三个定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出ii.牛顿第三定律建立的物理意义牛顿第一、第二定律是对单个物体(质点)而言的,只解决了一个物体运动规律的问题。
但自然界中物体是相互联系、相互影响、相互作用的,一个物体在受其他物体力的作用的同时也会对其他物体有力的作用,不讨论物体间的相互作用就不能较全面地认识物体的运动规律,也就无法解决现实中的许多问题。
因此,只有牛顿第一、第二定律还不够,必须加上牛顿第三定律才能构成比较全面地反映机械运动的一套定律。
(6)单位制(I)基本单位所选定的基本物理量的单位。
①物理学中,共有七个物理量的单位被选定为基本单位。
②在力学中,选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。
长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)ect.质量的单位有克(g)、千克(kg)ect.时间的单位有秒(s)、分(min)、小时(h)ect.( 2)导出单位根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系,推导出的物理量单位。
从根本上说,所有的物理量都是由基本物理量构成的,在力学范围内,所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的,因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位。
(3)单位制基本单位和导出单位的总和叫做单位制。
由于基本单位的选择不同,历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制。
(7)国际单位制(1)国际单位制1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,其法文简称为SI。