高一物理讲义牛顿运动定律
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高一物理牛顿运动定律知识点1第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律伽利略的理想实验(见P76、77,以及单摆实验)牛顿第一定律1.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状态为止。
物体的运动并不需要力来维持。
2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。
3.惯性是物体的固有属性,与物体受力、运动状态无关,质量是物体惯性大小的唯一量度。
4.物体不受力时,惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态;受外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。
第二、三节影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系加速度与物体所受合力、物体质量的关系(实验设计见B书P93)高一物理牛顿运动定律知识点2第四节牛顿第二定律牛顿第二定律1.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k F/m(k=1)→F=ma3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。
国际单位制中k=1。
4.当物体从某种特征到另一种特征时,发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。
5.极限分析法(预测和处理临界问题):通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端,从而把临界现象暴露出来。
6.牛顿第二定律特性:1)矢量性:加速度与合外力任意时刻方向相同2)瞬时性:加速度与合外力同时产生/变化/消失,力是产生加速度的原因。
3)相对性:a是相对于惯性系的,牛顿第二定律只在惯性系中成立。
4)独立性:力的独立作用原理:不同方向的合力产生不同方向的加速度,彼此不受对方影响。
5)同体性:研究对象的统一性。
高一物理牛顿运动定律知识点3第五节牛顿第二定律的应用解题思路:物体的受力情况?牛顿第二定律?a?运动学公式?物体的运动情况第六节超重与失重超重和失重1.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情况称为超重现象(视重>物重),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情况称为失重现象(物重高一物理牛顿运动定律知识点4牛顿第三定律1.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。
高一物理必修一第四章牛顿运动定律定律知识点梳理高中物理是高中理科(自然科学)基础科目之一,小编准备了高一物理必修一第四章牛顿运动定律定律知识点,希望你喜欢。
知识要点一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持原来的匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.理解牛顿第一定律,应明确以下几点:(1)牛顿第一定律是一条独立的定律,反映了物体不受外力时的运动规律,它揭示了:运动是物体的固有属性,力是改变物体运动状态的原因.①牛顿第一定律反映了一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,这种性质称为惯性,所以牛顿第一定律又叫惯性定律.②它定性揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是产生加速度的原因.(2)牛顿第一定律表述的只是一种理想情况,因为实际不受力的物体是不存在的,因而无法用实验直接验证,理想实验就是把可靠的事实和理论思维结合起来,深刻地揭示自然规律.理想实验方法:也叫假想实验或理想实验.它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程.也叫头脑中的实验.但 1是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想,首先,理想实验以实践为基础,在真实的实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程做出更深一层的抽象分析;其次,理想实验的推理过程,是以一定的逻辑法则作为依据.3.惯性(1)惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性大小的唯一量度,它和物体的受力情况及运动状态无关.(2)改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外力下,产生的加速度的大小;或者,产生同样的加速度所需的外力的大小.(3)惯性不是力,惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,力是物体间的相互作用,两者是两个不同的概念.二、牛顿第三定律1.牛顿第三定律的内容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.2.理解牛顿第三定律应明确以下几点:(1)作用力与反作用力总是同时出现,同时消失,同时变化;(2)作用力和反作用力是一对同性质力;(3)注意一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别高一物理必修一第四章牛顿运动定律定律知识点就为大家介绍到这里,希望对你有所帮助。
1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F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.2.公式:F合=ma牛顿原始公式:F=Δ(mv)/Δt(见牛顿《自然哲学之数学原理》).即,作用力正比于物体动量的变化率,这也叫动量定理.在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=Δ(mv)/Δt依然使用.3.几点说明:(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律.力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝.(2)F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向反正方向.(3)根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物本所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程.4.牛顿第二定律的五个性质:(1)因果性:力是产生加速度的原因.(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定.牛顿第二定律数学表达式∑F=ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同.(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系.牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应.(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系.地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立.(5)独立性:作用在物体上的各个力,都能各自独立产生一个加速度,各个力产生的加速度的矢量和等于合外力产生的加速度.(6)同一性:a与F与同一物体某一状态相对应.[编辑本段]牛顿第二定律的适用范围(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度远低,特指F=ma形式).(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观粒子.(3)参照系应为惯性系.在非惯性系中不适用.。
高一物理第四章《牛顿运动定律一、夯实基础知识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,除非作用在它上面的力迫为止。
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,(运动度定义: a v,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因t生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;一切物体都有保持原有运动状态惯性。
惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)量度。
( 4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的,牛用实验直接验证,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,物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关地给出力与运动的关系。
2 、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。
公式理解要点:( 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m i ,对应的加速度为a i ,则有: F 合=m 112233,,n na +m a +m a + +m a对这个结论可以这样理解:先分别以质点组中的每个物体为研究对象用牛顿第二定律:∑ F 1=m 1a 1, ∑ F 2 =m 2a 2 , ,, ∑ F n =m n a n ,将以上各式等号左、右分别相加,其中左边所力的, 总是成对出现并且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的和,即合外力F 。
《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。
高一物理牛顿定理知识点牛顿定理是物理学中基础且重要的概念,它描述了力的作用和物体运动之间的关系。
在高一物理学习中,牛顿定理是一项重要的知识点。
本文将为大家详细介绍高一物理牛顿定理的相关知识点。
一、牛顿第一定律:惯性定律牛顿第一定律也称为惯性定律。
它表明一个物体如果没有受到力的作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
换句话说,一个物体只有在外力的作用下才能改变其运动状态。
这一定律的关键是物体的惯性,物体会保持原有的状态直到有外力作用。
二、牛顿第二定律:动量定理牛顿第二定律又称为动量定理。
它表明一个物体所受到的合外力等于该物体质量乘以其加速度,即F=ma。
这个公式描述了力、质量和加速度之间的关系。
基于牛顿第二定律,我们可以计算物体所受的力或者加速度,也可以通过已知的力和加速度计算质量。
三、牛顿第三定律:作用-反作用定律牛顿第三定律也被称为作用-反作用定律。
它说明了相互作用的两个物体之间将相互产生相等大小、方向相反的作用力。
换句话说,给物体施加一个力,物体就会对施力物体产生一个大小相等、方向相反的力。
四、力的合成和分解在使用牛顿定律解决问题时,我们经常需要将一个力分解为多个力的合力,或者将一个力拆解为多个分力。
这里涉及到力的合成和分解的原理。
力的合成是将多个力合成为一个力,力的分解则是将一个力分解为多个力。
五、重力和地面反作用力重力是一种普遍存在的力,是地球对物体的吸引力。
根据万有引力定律,物体之间的引力与它们的质量和距离有关。
地球对物体施加重力,而物体对地球施加地面反作用力。
两者大小相等,方向相反。
六、摩擦力当物体相互接触时,会产生摩擦力。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
静摩擦力用于抵抗物体开始运动前的外力作用,而动摩擦力则用于抵抗两个物体相对运动时的外力作用。
七、惯性力惯性力是由于物体所处的参考系发生了加速度而产生的一种力。
例如,在转弯时,有一种向外的力称为离心力;而在匀速圆周运动时,有一种指向圆心的力称为向心力。
高一物理牛顿运动定律知识点梳理第1篇:高一物理牛顿运动定律知识点梳理一、正确理解牛顿第一定律的意义以及惯*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*(即一切物体都有惯*);3.外力是迫使物体改变运动状态的原因.惯*是中学物理中一个重要的概念.惯*是物体固有的属*,与物体的运动状态以及受力情况无关.惯*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*也就比汽车大得多.二、正确理解牛顿第二定律的瞬时*与矢量*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*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,而同时发生的未完,继续阅读 >第2篇:物理高一级牛顿运动定律的知识点梳理一、夯实基础知识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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。
理解要点:(1)运动是物体的一种属*,物体的运动不需要力来维持;(2)它定*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,(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属*惯*;一切物体都有保持原有运动状态的*质,这就是惯*。
高一物理:牛顿运动定律知识点归纳高一物理:牛顿运动定律学问点归纳1.牛顿第肯定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它转变这种状态为止。
(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。
一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质。
质量是物体惯性大小的唯一量度。
(3)牛顿第肯定律说明白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缘由,而是使物体转变运动状态的缘由,即产生加速度的缘由。
2、牛顿其次定律(1)内容:物体运动的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力一样。
表达式为。
(2)牛顿其次定律的瞬时性与矢量性对于一个质量肯定的物体来说,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一直打算。
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,这便是牛顿其次定律的瞬时性的含义。
(3)运动和力的关系牛顿运动定律指明白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打算的。
但是物体毕竟做什么运动,不仅与物体的加速度有关还与物体的初始运动状态有关。
比方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,物体再在向西方向的力的作用下,向西做加速运动。
由此说明,物体受到的外力打算了物体运动的加速度,而不是打算了物体运动的速度,物体的运动状况是由所受的合外力以及物体的初始运动状态共同打算的。
3、牛顿第三定律(1)内容: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。
(2)作用力和反作用力与一对平衡力的区分与联系关系类别作用力和反作用力一对平衡力一样大小相等相等方向相反、作用在同一条直线上相反、作用在同一条直线上不同作用点作用在两个不同的物体上作用在同一个物体上性质一样不肯定一样作用时间同时产生同时消逝一个力的变化,不影响另一个力的变化。
《牛顿第一定律》讲义一、牛顿第一定律的发现历程在人类对力与运动关系的探索历史中,经历了漫长而曲折的过程。
早在古希腊时期,哲学家亚里士多德就提出了关于运动的观点。
他认为,力是维持物体运动的原因。
一个物体只有在受到力的作用时才会运动,一旦力消失,物体的运动就会停止。
这种观点在很长一段时间内被人们广泛接受。
然而,随着时间的推移,人们对运动的观察和思考逐渐深入。
到了17 世纪,伽利略对亚里士多德的观点提出了质疑。
伽利略通过理想斜面实验,得出了一个重要的结论:如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,那么物体将以恒定的速度永远运动下去。
在此基础上,牛顿进一步总结和归纳,提出了牛顿第一定律,即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。
二、牛顿第一定律的内容解读牛顿第一定律包含了两个重要的方面:1、物体具有保持原有运动状态的性质,这种性质被称为惯性。
惯性是物体的固有属性,其大小只与物体的质量有关,质量越大,惯性越大。
例如,一辆重型卡车比一辆小型汽车更难改变其运动状态,就是因为重型卡车的质量大,惯性大。
2、力是改变物体运动状态的原因。
当物体受到力的作用时,其运动状态会发生改变,可能由静止变为运动,或者运动速度的大小、方向发生改变。
三、惯性现象在生活中的体现在日常生活中,惯性现象无处不在。
当我们乘坐汽车时,如果汽车突然加速,我们会感觉到身体向后仰;而当汽车突然刹车时,我们又会向前倾。
这是因为我们的身体具有惯性,在汽车运动状态改变时,身体仍试图保持原来的运动状态。
再比如,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。
运动员在跳远时,起跳前会助跑一段距离,这是利用了身体的惯性,助跑可以使运动员在起跳时具有较大的速度,从而跳得更远。
四、牛顿第一定律与牛顿第二、第三定律的关系牛顿三大运动定律共同构成了经典力学的基础,它们之间有着密切的联系。
牛顿第二定律指出,物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比。
高一物理牛顿定律知识点物理学作为一门自然科学,研究物体的运动和力的作用。
在高中物理学习中,牛顿定律是非常重要的知识点之一。
本文将介绍高一物理中的牛顿定律,包括其基本概念、公式以及应用。
一、牛顿定律的基本概念牛顿定律由英国科学家牛顿提出,主要包括三个定律。
第一定律,也称为惯性定律,指出一个物体如果没有外力作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
这意味着物体的运动状态只有在受到外力作用时才会改变,否则会保持原样。
这个定律成为了后续两个定律的基础。
第二定律,也称为运动定律,指出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。
简单来说,当物体受到外力作用时,它的加速度与作用在它上面的力成正比,质量越大,加速度越小。
第三定律,也称为作用与反作用定律,指出任何两个物体之间的相互作用力都是大小相等、方向相反的一对力。
即使力的作用对象不同,但它们之间的力大小和方向始终是相同的,遵循“作用力与反作用力相等,方向相反”的原则。
二、牛顿定律的公式牛顿定律的公式是根据第二定律推导得出的。
根据公式,可以计算物体的加速度以及力的大小。
第二定律的公式可以表达为:F = ma公式中,F代表作用在物体上的合力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
通过这个公式,可以计算物体受到的合力,或者根据已知的合力和质量,计算物体的加速度。
三、牛顿定律的应用牛顿定律的应用非常广泛,我们可以通过它来解释很多自然现象,同时也可以应用于日常生活中。
1. 质量和重力:根据牛顿定律,物体的质量决定了它所受到的重力大小。
因此,可以通过重量计算物体的质量,或者通过质量计算物体所受到的重力。
2. 行星运动:牛顿定律解释了行星的运动规律。
根据引力定律,行星与太阳之间存在引力作用,使得行星绕太阳进行椭圆轨道运动。
3. 弹力和弹簧:弹簧的伸缩也可以通过牛顿定律来解释。
根据胡克定律和牛顿定律,弹簧的伸缩距离与外力成正比,弹簧常数与物体的质量成正比。
4. 飞行物体的运动:飞机、火箭等飞行物体的运动也可以通过牛顿定律进行解释。
牛顿运动定律高一物理运动学教学的重点与难点物理学中的运动学是研究物体运动的一门学科,而牛顿运动定律则是运动学中最为基础和重要的内容之一。
作为高一物理教学中的一大重点和难点,深入理解和掌握牛顿运动定律对于学生的物理学习和发展具有至关重要的作用。
本文将以牛顿运动定律在高一物理教学中的重点和难点为主题,分别讨论其内容和学习方法。
一、牛顿运动定律的重点牛顿运动定律是以牛顿为名的三个基本定律,分别称为牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
下面将重点介绍这三个定律的内容和要点。
1. 牛顿第一定律(惯性定律)牛顿第一定律表明,当一个物体处于力的平衡状态时,物体将保持匀速直线运动或静止状态。
也就是说,物体不会主动改变其运动状态,除非外力作用于其上。
这一定律对学生来说相对简单,可以通过举例进行讲解和理解。
2. 牛顿第二定律(力的作用定律)牛顿第二定律是牛顿运动定律中最为重要的定律之一。
它表明,物体所受合力等于质量乘以加速度,即F=ma。
这个公式是运用最广泛的物理公式之一,可以通过实验、计算和举例等方式进行教学,以帮助学生深入理解力和加速度之间的关系。
3. 牛顿第三定律(作用与反作用定律)牛顿第三定律指出,任何作用力都存在着一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
这一定律常常被形象地描述为“行动力与反作用力相等,方向相反”。
教学中可以通过一些日常生活中的例子,如摔球、游泳等,帮助学生理解和应用这一定律。
二、牛顿运动定律的难点虽然牛顿运动定律的内容相对简单明了,但在教学中也存在一些难点,需要教师针对学生的特点和困惑点进行合理的授课和指导。
1. 力的概念理解困难力是牛顿运动定律的核心概念之一,但学生对力的理解常常存在困难。
教师可以通过剖析物体间的相互作用过程,引导学生从观察力的表现形式入手,逐步理解力对物体运动状态的影响。
2. 合力的计算方法掌握不熟练牛顿第二定律中,合力的计算涉及到向量的加法,对于学生来说可能有一定的难度。
《牛顿第一定律》讲义一、牛顿第一定律的发现历程在人类对物体运动的探索历史中,牛顿第一定律的出现具有划时代的意义。
早在古希腊时期,哲学家亚里士多德提出了一种关于物体运动的观点。
他认为,物体只有受到力的推动才会运动,力停止作用,运动也就停止。
这一观点在很长一段时间内被人们广泛接受。
然而,随着时间的推移,一些科学家开始对亚里士多德的观点提出质疑。
伽利略通过一系列的实验和观察,为牛顿第一定律的发现奠定了基础。
伽利略进行了著名的斜面实验。
他让小球从一个斜面滚下,然后滚上另一个斜面。
通过改变斜面的倾斜程度和表面的粗糙程度,他发现,在理想情况下,如果斜面没有摩擦力,小球将会永远运动下去。
这一实验有力地反驳了亚里士多德的观点,表明物体的运动并不需要持续的力来维持。
在伽利略的工作基础上,牛顿进一步总结和提炼,提出了牛顿第一定律。
二、牛顿第一定律的内容牛顿第一定律的表述为: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。
这里包含了几个重要的概念。
首先是“匀速直线运动”,指的是物体在直线上运动,并且速度保持不变。
“静止状态”则是指物体相对于某个参考系没有位置的变化。
“外力迫使它改变运动状态”意味着当物体原本处于匀速直线运动或静止状态时,如果受到了外力的作用,它的速度大小、方向或者两者都会发生改变。
三、对牛顿第一定律的深入理解(一)惯性惯性是牛顿第一定律中一个非常重要的概念。
惯性是物体保持原有运动状态的性质。
例如,一辆行驶中的汽车突然刹车,车内的乘客会向前倾。
这是因为乘客原本具有与汽车相同的速度,当汽车刹车时,乘客由于惯性仍然要保持原来的运动状态,所以会向前倾。
物体的惯性大小只与物体的质量有关。
质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小。
比如,一辆大货车和一辆小汽车以相同的速度行驶,当遇到紧急情况刹车时,大货车更难停下来,就是因为大货车的质量大,惯性大。
(二)力与运动的关系牛顿第一定律明确了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。
牛顿运动定律牛顿第一定律伽利略的理想实验斜面摩擦力对小球上升高度的影响(1)(2)(3)(4)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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态力和运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的原因惯性1、惯性的概念:物体具有保持匀速直线运动状态或是静止状态的性质2、惯性是物体固有属性3、惯性大小的意义:物体保持原来状态“本领”的大小。
惯性越大,保持原来状态“本领”越大,运动状态越难改变;惯性越小,保持原来状态的“本领”就越小,运动状态就容易改变有两个同学一胖(质量大)一瘦(质量小),当你尽全力分别去推,哪个同学容易被推动?说明什么?(1)瘦的同学质量小,保持静止状态的“本领”小,惯性就小(2)胖的同学质量大,保持静止状态的“本领”大,惯性就大(3)结论:质量越大,惯性越大;质量越小,惯性越小实验:探究加速度与力、质量之间的关系想一想:F1赛车想要更快,不考虑安全因素的话,怎么才能更快?同样的方法对于大货车有效吗?那么装上相同的动力驱动之后,F1赛车和大货车谁提速比较快?利用控制变量法试着证明加速度与力、质量之间的关系,同学们自己设计一下这个实验牛顿第二定律内容:对上一个实验的结果的总结:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。
这就是牛顿第二定律。
写成公式的形式是:动力学的两类基本问题F=ma1.已知物体的受力情况,要求确定物体的运动情况•处理方法:已知物体的受力情况,可以求出物体的合外力,根据牛顿第二定律可以求出物体的加速度,再利用物体的初始条件(初位置和初速度),根据运动学公式就可以求出物体的位移和速度.也就是确定了物体的运动情况2.已知物体的运动情况,要求推断物体的受力情况•处理方法:已知物体的运动情况,由运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以确定物体所受的合外力,由此推断物体受力情况.一般步骤:(1)确定研究对象;(2)受力及状态分析;(3)取正方向,列方程;(4)统一单位,代值求解;(5)检验结果.例题:质量为100t 的机车从停车场出发,经225m 后,速度达到54km /h ,此时,司机关闭发动机,让机车进站,机车又行驶125m 才停在站上.设运动阻力不变,求机车关闭发动机前所受到的牵引力.力学单位制• 为了测量或比较物理量的大小我们建立了物理量的单位.我们已学过的一些物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的单位.• 一般说来,物理量的单位可以任意选择,这样就会存在同一个物理量出现多个单位,与此对应存在多种单位制.古今中外都不一样,严重影响了科学技术的牛顿运动定律的交流与发展,因此国际计量大会对此做出了规范,通过了国际单位制(代号为SI)一、单位制1.基本单位:所选定的基本物理量的单位(l)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)等.•质量的单位有:克(g)、千克(kg)等.•时间的单位有:秒(s)、分(min)、小时(h)等.•力学是研究物体运动变化的过程中力与运动关系的,因此,联系物体自身性质的量(质量)和空间尺度的量(长度)以及时间,必然与物体受力后运动变化联系得最密切、最普遍,所以这三个物理量也最基本,事实表明,用这三个量做基本单位,可以使力学中的单位数目最少.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,推导出的物理量的单位.从根本说,所有的物理量都是由基本物理量构成的,在力学范畴内,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速度公式v=s/t.位移单位选m,时间单位选s,速度的单位是m/s.加速度公式为a=(v1-v0)/t.速度单位是m/s,时间单位是s,则加速度的单位是m/s2牛顿第二定律公式为F=ma.质量单位选kg,加速度单位选m/s2,则力的单位是N.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.二、力学中的国际单位制(SI)1.基本单位–长度单位:米(m)–质量单位:千克(kg)–时间单位:秒(s)2.导出单位:–速度单位:米/秒(m/s)–加速度单位:米斤少(m/s2)–力的单位:牛顿(N)三、组合单位的读法•组合单位的汉文名称与其符号表示的顺序一致.在只有名称而不出现符号的场合,名称的顺序应该与有符号的情况下一致.如单位由相乘构成,无论是否使用乘的符号,名称中无对应“乘”的词,符号中的除(斜线和出现的负指数),名称中对应的词为“每”字,“每”字只出现一次而与分母中的单位多少无关.•例如:力矩的SI单位名称为“牛顿米”(因其符号为N·m)密度的SI单位名称为“千克每立方米”(因其符号为kg/m3)四、力学国际单位制(SI)在解题中的应用1.在解题计算时,已知量均采用国际单位制,计算过程中不用写出各个量的单位,只要在式子末尾写出所求量的单位即可.2.物理公式既反映了各物理量间的数量关系,同时也确定了各物理量的单位关系.因此,在解题中可用单位制来粗略判断结果是否正确,如单位制不对,结果一定错误.例:质量为500g的物体受力作用后获得10cm/s2的加速度,则物体受到的合外力为多少牛?解析:从题中可看出,题目已给出了物体的质量和加速度,但均不是国际单位,因此需将其单位换成国际单位制中的单位.物体质量m=500g=0.5kg物体的加速度a=10cm/s2=0.1m/s2由牛顿第二定律:F=ma得物体受到的合外力F=0.5×0.1N=0.05N利用国际单位制运算时,不需要带单位运算,只要在每一个结果的后面写上正确单位即可.牛顿第三定律一、物体间的作用是相互的一个物体是施力物体,同时它也是受力物体。
我们把物体间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力。
二、牛顿第三定律两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
三、作用力与反作用力的特点作用在不同的物体上,具有同种性质作用力和反作用力具有同时性。
作用力与反作用力与平衡力之间的区别利用牛顿运动定律解决问题一、从受力确定运动情况已知物体受力情况确定运动情况,指的是在受力情况已知的条件下,要求判断出物体的运动状态或求出物体的速度、位移等。
处理这类问题的基本思路是:先分析物体受力情况求合力,据牛顿第二定律求加速度,再用运动学公式求所求量(运动学量)。
二、从运动情况确定受力已知物体运动情况确定受力情况,指的是在运动情况(知道三个运动学量)已知的条件下,要求得出物体所受的力或者相关物理量(如动摩擦因数等)。
处理这类问题的基本思路是:先分析物体的运动情况,据运动学公式求加速度,再在分析物体受力情况的基础上,用牛顿第二定律列方程求所求量(力)。
加速度a是联系力和运动的桥梁牛顿第二定律公式(F=ma)和运动学公式(匀变速直线运动公式v=v0+at,x=v0t+at2/2,v2-v02=2ax等)中,均包含有一个共同的物理量——加速度a。
由物体的受力情况,用牛顿第二定律可求加速度,再由运动学公式便可确定物体的运动状态及其变化;反过来,由物体的运动状态及其变化,用运动学公式可求加速度,再由牛顿第二定律便可确定物体的受力情况。
可见,无论是哪种情况,加速度始终是联系力和运动的桥梁。
求加速度是解决有关力和运动问题的基本思路,正确的受力分析和运动过程分析则是解决问题的关键。
解题步骤:(1)确定研究对象;(2)分析受力情况和运动情况,画示意图(受力和运动过程);(3)用牛顿第二定律或运动学公式求加速度;(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。
超重和失重:电梯起动和停止时,电梯中的人会感到脚掌所受的力与静止时不同,如果是站在体重计上,就会发现体重计有时比正常大,有时比正常小。
超重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受的重力的情况称为超重现象。
失重——物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受的重力的情况称为失重现象。
超重与失重现象中,物体的重力是没有变化的。
重力G 依然为mg ,那么变化的是什么呢?为什么会变化呢?二、 超重和失重的解释站在静止或者做匀速直线运动的电梯里时,人受到重力和台称对人的支持力的关系有:由牛顿第三定律可知: 以向上为正方向,当电梯具有向上的加速度时,即加速上升或者减速下降时: 上面三幅图哪个是超重哪个是失重?同学们自己试着解释一下失重的原因0==-ma G F N GF N =')0(0>>=-a ma G F N G F N >'超重完全失重:物体对支持物或者悬挂物压力或者拉力为零1、质量为m的物体用弹簧秤悬在升降机的顶板上,在下列哪种情况下,弹簧秤的读数最小:A、升降机匀速上升B、升降机以加速度大小为g/2匀加速上升C、升降机以加速度大小为g/2匀减速上升D、升降机以加速度大小为g/3匀加速下降2、在以加速度为a的匀加速上升的电梯中,有一质量为m的人,下列说法中正确的是:A、此人对地球的吸引性为m(g+a)B、此人对电梯的压力为m(g+a)C、此人受的重力为m(g+a)D、此人的视重为m(g+a)。