1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律:（一）牛頓物理學(xué)的基石牛頓第一定律（即慣性定律） 1. 牛頓第一定律也叫慣性定律。內(nèi)容：一切物體總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 2. 慣性：物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。 3. 慣性與質(zhì)量：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。4. 物體運(yùn)動(dòng)快慢的改變和運(yùn)動(dòng)方向的改變，即速度的改變叫運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。 如何正確理解牛頓第一定律? 對(duì)牛頓第一定律應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)理解： 1. 明確了慣性的概念： 定律的前半句話“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)”，揭示了物體所具有的一個(gè)重要的屬性慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)

2、的性質(zhì)，牛頓第一定律指出一切物體在任何情況下都具有慣性。 2. 確定了力的含義： 定律的后半句話“直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止”，實(shí)際上是對(duì)力的定義，即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，這一點(diǎn)要切實(shí)理解。 3. 定性揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系： 牛頓第一定律指出物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，它描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中不受外力作用的物體是不存在的，當(dāng)物體所受合外力為零時(shí)，其效果跟不受外力作用相同。因此，可以把“不受外力作用”理解為“合外力為零”。 如何理解慣性? 1. 慣性是物體的固有屬性：一切物體都具有慣性。 2. 慣性與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)：不論物體是處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

3、，慣性總是存在的，當(dāng)物體原來(lái)靜止時(shí)，它一直“想”保持這種靜止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，它一直“想”以那一時(shí)刻的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。3. 慣性與物體是否受力無(wú)關(guān)，與速度大小無(wú)關(guān)。（三）牛頓第二定律 1. 內(nèi)容：物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向跟作用力的方向相同。當(dāng)物體受多個(gè)力作用時(shí)，牛頓第二定律可表述為：物體的加速度跟合外力成正比，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。2. 數(shù)學(xué)表達(dá)式：F合=ma。注意 公式的同體性、矢量性、瞬時(shí)性3. 物理意義：反映了物體的加速度與所受外力的合力及物體的質(zhì)量間的關(guān)系。說(shuō)明物體的加速度由合外力和物體的質(zhì)量決定。4. 牛頓第二定

4、律的適用范圍：宏觀低速物體。 力的單位 1. 牛頓的含義：在國(guó)際單位制中，力的單位是牛頓，符號(hào) 。它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力，叫做1N。2. 比例關(guān)系k的含義：根據(jù)Fkma知，kFma，因此k在數(shù)值上等于使單位質(zhì)量的物體產(chǎn)生單位加速度的力的大小。k的大小由F、m、a三者的單位共同決定，三者取不同的單位k的數(shù)值不一樣，在國(guó)際單位制中，k1，由此可知，在應(yīng)用公式Fma進(jìn)行計(jì)算時(shí)，F(xiàn)、m、a的單位必須統(tǒng)一為國(guó)際單位制中相應(yīng)的單位。（四）牛頓第三定律： 1. 內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。這就是牛頓第三定律。

5、 2. 理解作用力與反作用力的關(guān)系時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)： （1）作用力與反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同時(shí)變化，無(wú)先后之分。 （2）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（與物體的大小，形狀，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān)系。） （3）作用力與反作用力分別作用在施力物體和受力物體上，其作用效果分別體現(xiàn)在各自的受力物體上，所以作用力與反作用力產(chǎn)生的效果不能抵消。（作用力與反作用力能否求和？不能） （4）作用力與反作用力一定是同種性質(zhì)的力。（平衡力的性質(zhì)呢？） 3. 對(duì)于牛頓第三定律要明確 （1）定律揭示了相互作用的兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力的關(guān)系。 （2）作用力與反作用力具有“四個(gè)相同”。即大

6、小相同，性質(zhì)相同、出現(xiàn)、存在、消失的時(shí)間相同，作用線在同一條直線上?！叭齻€(gè)不一樣”即方向不一樣。施力物體和受力物體不一樣，效果不一樣。（3）相互作用力與平衡力的區(qū)別關(guān)鍵點(diǎn)是平衡力作用在同一物體上，不一定同時(shí)產(chǎn)生或同時(shí)消失，也不一定是同性質(zhì)的力。（五）牛頓定律的應(yīng)用一、力學(xué)單位制1. 基本單位和導(dǎo)出單位 我們選定幾個(gè)物理量的單位作為基本單位，基本單位是人為規(guī)定的。利用物理公式由基本單位推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位，叫做導(dǎo)出單位。 注：物理公式在確定物理量的數(shù)量關(guān)系的同時(shí)，也確定了物理量的單位關(guān)系。 2. 單位制基本單位和導(dǎo)出單位一起組成單位制，例如國(guó)際單位制。 3. 力學(xué)單位制 在力學(xué)中選定長(zhǎng)度、

7、質(zhì)量和時(shí)間這三個(gè)物理量的單位作為基本單位，根據(jù)力學(xué)公式就可以推導(dǎo)出其余物體量（如速度、加速度、力等）的單位，它們一起組成了力學(xué)單位制。 注：在國(guó)際單位制（S1）中，力學(xué)的三個(gè)基本單位分別長(zhǎng)度單位是米，質(zhì)量單位是千克，時(shí)間單位是秒。另外，國(guó)際單位制在熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)中還有四個(gè)基本單位，以后將進(jìn)一步學(xué)習(xí)。 4. 單位制在物理計(jì)算中的作用在物理計(jì)算中，如果所有已知量都用同一單位制中的單位表示，計(jì)算結(jié)果就一定是用該單位制中的單位表示的，所以，在計(jì)算過(guò)程中就不必一一寫(xiě)出各個(gè)量的單位，直接在結(jié)果中寫(xiě)出所求物理量的單位即可。計(jì)算前注意先要把各已知量的單位統(tǒng)一為同一單位制中的單位。在物理計(jì)算中，一般采用國(guó)際單

8、位制。 單位制的意義是什么 對(duì)一個(gè)物理量進(jìn)行定量描述，僅僅用一個(gè)數(shù)是不夠的，一定得在數(shù)后帶有單位，同一個(gè)物理量，選用不同單位其數(shù)不同。 在研究物理問(wèn)題中，用物理概念、物理規(guī)律研究物理與物理量的關(guān)系時(shí)，物理單位要跟隨物理量參與運(yùn)算。物理單位進(jìn)入物理關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，對(duì)準(zhǔn)確理解物理概念、物理關(guān)系很有幫助，但表達(dá)式繁雜。選用了統(tǒng)一的單位制后，每一個(gè)物理量在這一單位制中有確定的單位，進(jìn)行物理運(yùn)算時(shí)，可以只計(jì)算數(shù)據(jù)，不必帶單位，從而使物理運(yùn)算簡(jiǎn)化。“kg、m、s” 在力學(xué)中有最基本的地位，用這些物理量的單位做基本單位后，可使基本單位的數(shù)目最少，所以在力學(xué)中規(guī)定m、kg、s為國(guó)際單位制的基本單位。二、超重

9、和失重1. 彈簧秤是測(cè)量力的儀器，用彈簧秤來(lái)測(cè)量物體的重力。只有在物體處于平衡時(shí)，彈簧的彈力才等于物體重力的大小。2. 超重：當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)揖€的拉力）大于物體所受的重力的現(xiàn)象稱為超重（overweigh）現(xiàn)象。由此可知：產(chǎn)生超重現(xiàn)象的條件是物體具有向上的加速度，它與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向無(wú)關(guān)。超重包括加速上升和減速下降兩種情況。3. 失重：當(dāng)物體具有向下的加速度時(shí)，物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受的重力的現(xiàn)象，稱為失重（weightlessness）現(xiàn)象。由此可知：產(chǎn)生失重現(xiàn)象的條件是物體具有向下的加速度，它與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向無(wú)

10、關(guān)。失重現(xiàn)象包括加速下降和減速上升兩種情況。4. 完全失重：物體對(duì)支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┑扔?的狀態(tài)，叫做完全失重狀態(tài)。產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象的條件：當(dāng)物體豎直向下的加速度等于g 時(shí)，就產(chǎn)生完全失重現(xiàn)象。如何正確理解“超重”、“失重”的本質(zhì)超重不是重力增加，失重不是重力減小，完全失重不是重力消失。在超、失重現(xiàn)象中，重力不變，僅是“視重”的變化。在完全失重狀態(tài)下，平常重力產(chǎn)生的一切物理現(xiàn)象都不存在。三、關(guān)于輕繩、輕彈簧的問(wèn)題1. 輕繩（1）拉力的方向一定沿繩。（2）同一根繩上各處的拉力大小都相等。（3）認(rèn)為受力形變極微，看作不可伸長(zhǎng)。（4）彈力可作瞬間變化。2. 輕彈簧（1）各處的彈力大小相

11、等，方向與彈簧形變的方向相反。（2）彈力的大小遵循Fkx的關(guān)系。（3）彈簧的彈力不能發(fā)生突變。四、關(guān)于臨界問(wèn)題處理的基本方法是1. 要詳細(xì)分析物理過(guò)程，根據(jù)條件變化或過(guò)程的發(fā)展分析引起的受力情況的變化和狀態(tài)的變化，找到臨界點(diǎn)或臨界條件。2. 常用極限分析法分析臨界點(diǎn)或臨界條件，即利用放大或縮小的思想使問(wèn)題暴露得更明顯，更突出。五、連接體問(wèn)題1. 連接體：兩個(gè)或兩個(gè)以上相互聯(lián)系的物體組成連接體。2. 整體法：當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上有相互聯(lián)系的物體相對(duì)同一參考系具有相同加速度時(shí)，可選整體為研究對(duì)象。3. 隔離法：把題目中每一物體隔離出來(lái)分別進(jìn)行受力分析、列方程4. 選取研究對(duì)象的原則有兩點(diǎn)：（1）受力情

12、況簡(jiǎn)單，與已知量、未知量關(guān)系密切。（2）先整體后隔離。構(gòu)成連接體的各部分之間的重要的聯(lián)系紐帶之一就是加速度，當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體相對(duì)同一參考系具有相同加速度時(shí)，有些題目也可采用整體與隔離相結(jié)合的方法，一般步驟用整體法或隔離法求出加速度，然后用隔離法或整體法求出未知力。典型例題例4. 判斷下列關(guān)于速度的說(shuō)法，正確的是 A. 速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它既有大小，又有方向。B. 平均速度就是速度的平均值，它只有大小沒(méi)有方向。C. 汽車以速度經(jīng)過(guò)某一路標(biāo)，子彈以速度從槍口射出，和均指平均速度。D. 運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過(guò)某一時(shí)刻（或某一位置）的速度，叫瞬時(shí)速度，它是矢量。例5. 一個(gè)物體做直線運(yùn)動(dòng)，前

13、一半時(shí)間的平均速度為，后一半時(shí)間的平均速度為，則全程的平均速度為多少？如果前一半位移的平均速度為，后一半位移的平均速度為，全程的平均速度又為多少？例6. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上的點(diǎn)跡，直接記錄了A. 物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B. 物體在不同時(shí)刻的位置C. 物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移D. 物體在不同時(shí)刻的速度例7. 如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量的情況如圖所示，紙帶在A、C間的平均速度為 ms，在A、D間的平均速度為 ms，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于 ms。答案：0.35 0.42 0.35例8. 關(guān)于加速度，下列說(shuō)法中正確的是A. 速度變化越大，加速度一定越

14、大B. 速度變化所用時(shí)間越短，加速度一定越大C. 速度變化越快，加速度一定越大D. 速度為零，加速度一定為零例9. 如圖所示是某礦井中的升降機(jī)由井底到井口運(yùn)動(dòng)的圖象，試根據(jù)圖象分析各段的運(yùn)動(dòng)情況，并計(jì)算各段的加速度。 例15. 一滑塊由靜止開(kāi)始，從斜面頂端勻加速下滑，第5s末的速度是6m/s。求：（1）第4s末的速度；（2）頭7s內(nèi)的位移；（3）第3s內(nèi)的位移。解析：根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的比例關(guān)系求解。 （1）因?yàn)?所以 第4s末的速度為 （2）由得前5s內(nèi)的位移為： 因?yàn)?所以 前7s內(nèi)的位移為： （3）由（2）可得 因?yàn)?：5： 所以1：5 第3s內(nèi)的位移例18. 下列說(shuō)法中正確

15、的是A. 同學(xué)甲用力把同學(xué)乙推倒，說(shuō)明只是甲對(duì)乙有力的作用，乙對(duì)甲沒(méi)有力的作用B. 只有有生命的物體才會(huì)施力，無(wú)生命的物體只能受到力，不會(huì)施力C. 任何一個(gè)物體，一定既是受力物體，也是施力物體D. 在幾組力的圖示中，長(zhǎng)的線段所對(duì)應(yīng)的力一定比短的線段所對(duì)應(yīng)的力大例19. 請(qǐng)?jiān)谙聢D畫(huà)出桿和球所受的彈力。（a）桿在重力作用下對(duì)A、B兩處都產(chǎn)生擠壓作用，故A、B兩點(diǎn)處對(duì)桿都有彈力，彈力方向與接觸點(diǎn)的平面垂直，如下圖（a）所示。（b）桿對(duì)C、D兩處有擠壓作用，因C處為曲面，D處為支撐點(diǎn)，所以C處彈力垂直其切面指向球心，D處彈力垂直桿向上。如下圖（b）所示。（c）擠壓墻壁且拉緊繩子，所以墻對(duì)球的彈力與墻面

16、垂直；繩子對(duì)球的彈力沿繩斜向上。如下圖（c）所示。說(shuō)明：面接觸時(shí)的壓力和支持力與接觸面垂直，但不一定豎直，點(diǎn)接觸的壓力和支持力與過(guò)切點(diǎn)的切面垂直，沿球面的半徑方向。例20. 用水平推力F20N把一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體壓在豎直墻壁上下滑，墻壁與物體的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，判斷物體所受摩擦力的方向，求摩擦力的大小。例21. 如圖所示，地面上疊放著A、B兩個(gè)物體，力F分別作用于A、B兩物體上時(shí)，A、B靜止不動(dòng)，試分別分析A、B受到的摩擦力的情況。例22. 關(guān)于兩個(gè)力的合力，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A. 兩個(gè)力的合力一定大于每個(gè)分力 B. 兩個(gè)力的合力可能小于較小的那個(gè)分力 C. 兩個(gè)力的合力一定小于或等于兩

17、個(gè)分力D. 當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí)，它們的合力可能等于分力大小 例23. 在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地上（如圖）。如果鋼絲繩與地面的夾角，每條鋼絲繩的拉力都是300N，求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力。 說(shuō)明：力的合成有“作圖法”和“計(jì)算法”，兩種解法各有千秋?！白鲌D法”形象直觀，一目了然，但不夠精確，誤差大；“計(jì)算法”是用平行四邊形先作圖，再解三角形，似乎比較麻煩，但計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確。今后我們遇到的求合力的問(wèn)題，多數(shù)都用計(jì)算法，即根據(jù)平行四邊形定則作出平行四邊形后，通過(guò)解其中的三角形求合力。在這種情況下作的是示意圖，不需要很嚴(yán)格，但要規(guī)范，明確哪些該畫(huà)實(shí)線，哪些該畫(huà)虛線，箭頭應(yīng)標(biāo)在什么位置

18、等。例24. 物體受到三個(gè)力的作用，其中兩個(gè)力的大小分別為5N和7N，這三個(gè)力的合力最大值為21N，則第三個(gè)力的大小為多少?這三個(gè)力的合力最小值為多少?例25. 將一個(gè)力F分解為兩個(gè)分力F1和F2，則下列說(shuō)法中正確的是 A. F是物體實(shí)際受到的力 B. F1和F2兩個(gè)分力在效果上可以取代力F C. 物體受到F1、F2和F三個(gè)力的作用 D. F是F1和F2的合力 說(shuō)明：合力與分力是一種等效替代關(guān)系，在力的合成中，分力是物體實(shí)際受到的力。在力的分解中，分力不是物體實(shí)際受到的力。例26. 如圖所示，電燈的重力G10N，AO繩與頂板間夾角為，BO繩水平，則AO繩所受的拉力F1 ；BO繩所受的拉力F2

19、。答案：N 10N說(shuō)明：將一個(gè)已知力分解，在理論上是任意的，只要符合平行四邊形定則就行，但在實(shí)際問(wèn)題中，首先要弄清所分解的力有哪些效果，再確定各分力的方向，最后應(yīng)用平行四邊形定則求解。例27. 在傾角的斜面上有一塊豎直放置的擋板，在擋板和斜面之間放有一個(gè)重為G20N光滑圓球，如圖甲所示，試求這個(gè)球?qū)π泵娴膲毫蛯?duì)擋板的壓力。答案：，說(shuō)明：根據(jù)力實(shí)際產(chǎn)生的效果分解是同學(xué)們應(yīng)該掌握的項(xiàng)很重要的方法。例28 在車廂內(nèi)光滑的水平桌面上放一小球，當(dāng)火車突然啟動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)于車廂小球?qū)⒃鯓舆\(yùn)動(dòng)?相對(duì)于地面小球又將怎樣運(yùn)動(dòng)?如果桌面是粗糙的，小球的運(yùn)動(dòng)情況又如何改變?解析 小球原來(lái)與車廂一起處于靜止?fàn)顟B(tài)

20、，當(dāng)火車突然啟動(dòng)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于小球具有慣性，還要保持原來(lái)的相對(duì)地面的靜止?fàn)顟B(tài)，所以小球相對(duì)于車廂要向左運(yùn)動(dòng)。如果此時(shí)桌面是光滑的，小球的水平方向就不受力，將相對(duì)于車廂以火車相對(duì)地面的速度大小向相反方向運(yùn)動(dòng)，只要桌面足夠大，小球的運(yùn)動(dòng)就不會(huì)停止。因而，小球相對(duì)于車廂運(yùn)動(dòng)的距離和火車相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的距離始終是相等的，所以，小球在這一瞬間將是相對(duì)于車廂向左運(yùn)動(dòng)的，而相對(duì)于地面是靜止的。如果此時(shí)桌面是粗糙的，小球雖然相對(duì)于車廂向左運(yùn)動(dòng)，但由于水平方向受到了摩擦阻力，不斷地改變著小球向左的運(yùn)動(dòng)速度的大小，使得小球向左的速度越來(lái)越小，最終停止運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于車廂保持靜止，所以小球在火車啟動(dòng)瞬間將相對(duì)于車廂向

21、左運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于地面卻在向右運(yùn)動(dòng)。答案 見(jiàn)解析。說(shuō)明 分析慣性現(xiàn)象問(wèn)題時(shí)，要注意掌握正確的分析方法，通常解決這類問(wèn)題的一般思路為：（1）分析物體原來(lái)處于何種狀態(tài)；（2）發(fā)生了什么特殊情況；（3）找到哪個(gè)物體還要保持原來(lái)的什么運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；（4）產(chǎn)生了什么現(xiàn)象；（5）最終會(huì)導(dǎo)致什么樣的結(jié)果。值得注意的是：靜止是速度為零的一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。例29 有哪些方法可以驗(yàn)證與F的正比例關(guān)系?解析 方法一 直接驗(yàn)證（1）比例法：驗(yàn)證：或 （2）圖象法：作F圖象，看其是否為過(guò)原點(diǎn)的直線方法二 間接驗(yàn)證 根據(jù)本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，兩車同時(shí)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)停止，具有相同的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，因?yàn)椋?由此可見(jiàn)，只要驗(yàn)證x與F的正比例關(guān)系即可。 說(shuō)

22、明 這種方法可以推導(dǎo)驗(yàn)證物理學(xué)中的各種正比例關(guān)系。例30 靜止在光滑水平面上的物體，受到一個(gè)水平拉力，在力剛開(kāi)始作用的瞬間，下列說(shuō)法中正確的是A. 物體立即獲得加速度和速度 B. 物體立即獲得加速度，但速度仍為零 C. 物體立即獲得速度，但加速度仍為零 D. 物體的速度和加速度均為零 解析 由牛頓第二定律的瞬時(shí)性可知，力作用的瞬時(shí)即可獲得加速度，但無(wú)速度。 答案 B 說(shuō)明 力是加速度產(chǎn)生的原因，加速度是力作用的結(jié)果，加速度和力之間，具有因果性、瞬時(shí)性、矢量性。 題型1 已知物體的受力情況，求解物體的運(yùn)動(dòng)情況例33. 質(zhì)量m4kg的物塊，在一個(gè)平行于斜面向上的拉力F40N作用下，從靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知斜面足夠長(zhǎng)，傾角37，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，力F作用了5s，求物塊在5s內(nèi)的位移及它在5s末的速度。（g10m/s2，sin370.6，cos370.8） 如圖，建立直角坐標(biāo)系，把重力mg沿x軸和y軸的方向分