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牛顿三大定律的归纳总结
一、牛顿第一定律(即惯性定律)
切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
直到有
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。
⑴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:力是改变物体运动
状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
状态的原因,是使物体产生加速度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总
结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的
定律
结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律
成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。
④牛顿第
定律是牛顿第二定律的基础
不能认为它是牛顿第二定
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定
律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关
系
第二定律定量地给出力与运动的关系
系,第二定律定量地给出力与运动的关系。
⑵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。
①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无
关。
②质
物
度
②质量是物体惯性大小的量度。
③惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止
状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不
同的概念。
【例1】如下图所示,一木块放在小车上随小车一起在水平面
上向右做匀速直线运动,当小车遇到一障碍物时,小
上向右做匀速直线运动,当小车遇到
障碍物时,小
车停下,则:
⑴如果小车表面粗糙
则木块将如何运动?
⑴如果小车表面粗糙,则木块将如何运动?
⑵如果小车上表面光滑,则小块将如何运动?
【变式1】做匀速直线运动的小车上,水平放置一密闭的装有
水的瓶子,瓶内有一气泡,如下图所示,当小车突
水的瓶子,瓶内有
气泡,如下图所示,当小车突
然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?
1
【变式2】如图所示,在光滑水平面上有一密闭水箱,A、B、
C三个小球的密度分别为:ρA>ρ水,ρB=ρ水,ρC <
C三个小球的密度分别为:ρA>ρ水,ρB
ρ水,ρC <
ρ水,均用细线系在水箱中开始时,水箱静止,细线
竖直
现用力向右突然拉动水箱
则(
)
竖直。现用力向右突然拉动水箱,则( )
A.细线均竖直
B
A线左倾
C线右倾
B线竖直
B.A线左倾,C线右倾,B线竖直
C.细线均左倾
线右倾
线左倾
线竖直
D.A线右倾,C线左倾,B线竖直
㈡牛顿第二定律
1.定律内容
物体的加速度a跟物体所受的合外力F合成正比,跟物体
的质量m成反比。
的质量成反比
2.公式:F合=ma
理解要点:
理解要点
①因果性:F合是产生加速度a的原因,
它们同时产生,同时变化,同时存在,同时
它们同时产生,同时变化,同时存在,同时
消失;
②方向性:a与F合都是矢量
方向严格相同;
②方向性:a与F合都是矢量,方向严格相同;
③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F合是
该时刻作用在该物体上的合外力
该时刻作用在该物体上的合外力。
【例2】如图所示,静止在光滑水平面上的物体A ,一端靠着
处于自然状态的弹簧。现对物体作用一水平恒力,使
处于自然状态的弹簧。现对物体作用
水平恒力,使
弹簧被压缩,在弹簧被压缩到最短这一过程中,物
体的速度和加速度变化的情况是(
)
体的速度和加速度变化的情况是( )
A.速度增大,加速度增大
B.速度增大,加速度减小
C
速度先增大后减小
加速度先减小后增大
C.速度先增大后减小,加速度先减小后增大
D.速度先增大后减小,加速度先增大后减小
【变式1】如下图所示,用一细绳将球挂在车厢光滑的侧壁
上,细绳与竖直方向的夹角θ=37°,车厢在水平
上,细绳与竖直方向的夹角θ
37
,车厢在水平
直轨道上向左行驶,当车厢向左加速运动,加速
度为g/4 时
球对车厢壁的压力为F
则当压力变
度为g/4 时,球对车厢壁的压力为F。则当压力变
为2F时,车厢运动的情况怎样?加速度为多大?
2
【变式2】压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,有位同
学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,
学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置,
其工作原理如图甲所示,将压敏电阻和一块挡板固
定在绝缘小车上
中间放置一个绝缘重球
小车向
定在绝缘小车上,中间放置一个绝缘重球。小车向
右做直线运动过程中,电流表示数如图乙所示,下
列判断正确的是(
)
列判断正确的是( )
【变式2】A.在t1-t2 时间内,小车做匀速直线运动
B
在t t 时间内
小车做匀加速直线运动
B.在t1-t2时间内,小车做匀加速直线运动
C.在t2-t3时间内,小车做匀速直线运动
D.在t2-t3时间内,小车做匀加速直线运动
【变式4】将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上。滑块
与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间
与斜面之间的动摩擦因数为μ。若滑块与斜面之间
的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速
度为g
则(
)
度为g,则( )
【变式4】A.滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ ,滑块
B.滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ ,滑块
将减速下滑
C
用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,
如果μ=tanθ ,拉力大小应是2mgsinθ
D
用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,
如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ
3
【变式5】A、B两条直线是在A、B两地分别用竖直向上的力F
拉质量是mA和mB的物体,实验得出的两个加速度a
拉质量是mA和mB的物体,实验得出的两个加速度a
与F的关系图线,由图分析可知( )
A
<
A.mA<mB
B.两地重力加速度gA>gB
gA
gB
C.mA>mB
D
两地重力加速度
D.两地重力加速度gA=gB
【变式1】如图所示,质量为0.2kg的小球A用细绳悬挂于车顶
板的O点,当小车在外力作用下沿倾角为30°的斜
板的O点,当小车在外力作用下沿倾角为30
的斜
面向上作匀加速直线运动时,球A的悬线恰好与竖
直方向成30°夹角
问:
直方向成30
夹角。问:
⑴小车沿斜面向上运动的加速度多大?
⑵悬线对球A的拉力是多大? 取10
/ 2
⑵悬线对球A的拉力是多大?g取10m/s2。
【变式2】如图,电梯与水平面夹角30°,当电梯加速向上运
动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间
动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间
的摩擦力是其重力的多少倍?
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⑴对人受力分析
重力
支持力N
摩擦力f
分析和解答
⑴对人受力分析:重力mg,支持力N。摩擦力f
(摩擦力的方向一定与接触面平行,由加速度的方向可推知f
水平向右
如图
水平向右)。如图
⑵建立直角坐标系:取水平向右(即f方向) 为x轴正向,此时
只需分解加速度,其中
ax=acos30°,ay=asin30°(如图)
x
y
(
)
弹簧的瞬时性
【例4】如图所示,质量为m的小球用水平弹簧系住,并用与
水平面夹角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于
水平面夹角为
的光滑木板
托住,小球恰好处于
静止状态。当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加
速度(
)
速度( )
【变式】在动摩擦因数μ=0.2 的水平面上有一质量为m=1kg
的小球
小球与水平轻弹簧相连
且又与竖直方向成
的小球,小球与水平轻弹簧相连,且又与竖直方向成
θ=45° 角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示。
此时小球处于静止状态
且水平面对小球的弹力恰好
此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好
为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2 ,求:
⑴此时轻弹簧的弹力大小;
⑵小球的加速度大小和方向
⑵小球的加速度大小和方向。
5
三、牛顿第三定律
1.牛顿第三运动定律的内容:
1.牛顿第三运动定律的内容:
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
可写为F=F'
相反,作用在
条直线上。可写为F=-F 。
2.应该能正确领会牛顿第三运动定律的物理意义,牛顿第
三运动定律实质上揭示了物体间的作用是相互的,力总
是成对出现的,物体作为施力物的时候它也一定是受力
是成对出现的,物体作为施力物的时候它也
定是受力
物。要知道作用力与反作用力是同时产生、同时消失、
同时同样变化
一定是同一性质的力
并且作用力和反
同时同样变化、一定是同一性质的力。并且作用力和反
作用力“大小相等、方向相反”的关系与两个物体相互
作用的方式
相互作用时的运动状态均无关
作用的方式、相互作用时的运动状态均无关。
3.要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。
现将一对相互作用力与一对平衡力列表进行比较如下:
现将
对相互作用力与
对平衡力列表进行比较如下:
一对力比较项目一对平衡力
一对作用力
对力比较项目
对平衡力
与反作用力
两个力作用在两个力分别
不同点
两个力作用在
同一物体上
两个力分别
作用在两个
不同物体上
不同点
不同物体上
两个力涉及三
个物体
两个力涉及
两物体
个物体
两物体
可以求合力,且合力一
定为零
不可以求合力
不同点
定为零
两个力的性质不一定相
同
两个力的性质
定相同
不同点同
一定相同
两个力共同作用的效果两个力的效果分别表现在
两个力共同作用的效果
是使物体平衡
两个力的效果分别表现在
相互作用的两个物体上
不同点一个力的产生、变化、消失
不一定影响另一个力
两个力一定同时产生、
同时变化、同时消失
不
定影响另
个力
同时变化、同时消失
共同点
大小相等、方向相反、
共同点
大小相等、方向相反、
作用在一条直线上
【例5】如图所示,长直导线与磁铁垂直,导线通以垂直纸面向
里的电流,则( )
里的电流,则(
)
A.磁铁对桌面的压力减小,且不受桌面的摩擦力作用
B.磁铁对桌面的压力增大,且不受桌面的摩擦力作用
B.磁铁对桌面的压力增大,且不受桌面的摩擦力作用
C.磁铁对桌面的压力减小,且受到桌面所给的向左的
摩擦力
摩擦力
D.磁铁对桌面的压力增大,且受到桌面所给的向右的
摩擦力
摩擦力
6