牛顿运动定律
第一课时 牛顿运动定律
一、基础知识回顾：
1、牛顿第一定律
一切物体总保持 ，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是 物体运动状态（物体速度）的原因。（2）牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。
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惯性。 3、对牛顿第一运动定律的理解
（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。
（3）定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质——惯性。 （4）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性。 4、对物体的惯性的理解
（1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，不能克服和避免。
（2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动，是否受力无关。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体惯性的唯一量度。
（3）物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。 （4）惯性不是力。
5、牛顿第二定律的内容和公式
物体的加速度跟 成正比，跟 成反比，加速度的方向
跟合外力方向相同。公式是：a=F合/ m 或F合 =ma
6、对牛顿第二定律的理解
（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得出物体的运动规律。反过来，知道运动规律可以根据牛顿第二运动定律得出物体的受力情况，在牛顿第二运动定律的数学表达式F合=ma中，F合是力，ma是力的作用效果，特别要注意不能把ma看作是力。
（2）牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果，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，注意力的瞬时效果是加速度而不是速度。 （3）牛顿第二定律公式：F合=ma是矢量式，F、a都是矢量且方向相同。 （4）牛顿第二定律F合=ma定义了力的单位：“牛顿”。 7、牛顿第三定律的内容
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，作用在同一条直线上 8、对牛顿第三定律的理解
（1）作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力。
（2）作用力和反作用力的性质相同，即作用力和反作用力是属于同种性质的力。若作用力是弹力，反作用力必定是弹力。
（3）作用力和反作用力不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生各的效果，不可求它们的合力，两力的作用效果不能相互抵消。
9、作用力与反作用力和二力平衡的区别 内 容 受力物体 依赖关系 叠加性 力的性质 作用力和反作用力 作用在两个相互作用的物体上 相互依存，不可单独存在 二力平衡 作用在同一物体上 无依赖关系，撤除一个力另一个力可依然存在，只是不再平衡 两力作用效果不可抵消，不可叠加，两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求不可求合力 合力，合力为零 一定是同性质的力 不一定是同性质的力 二、重点、难点分析： 1．惯性和惯性定律的区别
（1）惯性：是物体本身的固有属性，仅由质量决定。 （2）惯性定律：是在理想条件下的一种运动规律。 2．加速度和运动状态的改变
（1）运动状态的改变：物体的速度发生了改变，我们就说物体的运动状态发生了改变。由于速度是矢量，既有大小又有方向，所以运动状态的改变有三种情况： ① 如： ② 如： ③ 如： （2）力是产生加速度的原因
牛顿第一定律表明，力是改变物体运动状态的原因，而运动状态改变必然有加速度，所以力是产生加速度的原因。
3．质量与惯性的关系
（1）惯性的普遍性和差异性：一切物体在任何条件下都具有惯性，这表明了惯性的普遍性。当物体受到外力作用时，物体运动状态的改变又有难易之别，质量大的物体运动状态难以改变，质量小的物体运动状态容易改变，这表明不同物体的惯性大小具有差异性。
（2）质量是惯性大小的量度：因为惯性是物体固有的性质，所以物体惯性的大小只能由物体自身来决定。
4．关于牛顿第二定律
（1）同体性：F、m、a是研究同一个物体的三个物理量。 （2）同时性： （3）同向性：
（4）力的独立性：作用在物体上的每个力都将产独立地产生各自的加速度，与其他力无关，合外力的加速度即是这些加速度的矢量和。
5．牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体，不适用于微观、高速的物体，只适用于惯性参考系，不适用于非惯性参考系。
三、典型例题精讲：
【例1】关于惯性的大小，以下说法正确的是哪一个？错误的说法如何修正。
A．只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性。
B．推动地面上静止的物体比保持这个物体做匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大。
C．在光滑的水平面上，用相同的水平推力推一辆空车和一辆装满货物的车，空车启动的快，所以质量小的物体惯性小。
D．在月球上举起重物比地球上容易，所以同一物体在月球上比地球上惯性小。
【例2】火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为：
A．人跳起后，车厢内空气给他向前的力，带着他随同火车一起向前运动。
B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动。 C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短偏后距离太短看不出来。
D．人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度。
【例3】当高速行驶的公共汽车突然刹车，乘客会向什么方向倾斜？为什么？若公共汽车向左转弯，乘客会向什么方向倾斜？为什么？为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客必须系好安全带？
【例4】一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M与N，它们只能在图示平面内摆动，某一瞬时出现图示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢的运动的可能情况是
A．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N静止（ ）
M N B．车厢做匀速直线运动，M在摆动，N也在摆动
C．车厢做匀速直线运动，M静止，N在摆动 D．车厢做匀加速直线运动，M静止，N也静止
【例5】如图3-3所示，小车从足够长的光滑斜面自由下滑，斜面倾角为α，小车上吊着小球m，试证明：当小球与小车相对静止后，悬线与天花板垂直。 α
【例6】如图所示，AB、AC为位于竖直平面的两根光滑细杆，A、B、C三点恰位于圆周上，C为该圆周的最低点，b、c为套在细杆上的两个小环。当两环同时从B、C点自静止开始下滑，则：
B 。 A．环b将先到达点A b c 。 B．环c将先到达点A C O C．两环同时到达点A
D．因两杆的倾角不知道,无法判断谁先到达A点 A
【例7】如图所示,质量为m 的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动, a与水平方向的夹角为θ，求人受到的支持力与摩擦力。 a
v
θ
【例8】如图所示，竖直光滑杆上套有一个小球和两根弹簧，两弹簧的一端各与M 小球相连，另一端分别用销钉M、N固定于杆上，小球处于静止状态。设拔出销
2
钉M的瞬间，小球加速度大小为12m/s若不拔出销钉M而拔出销钉N瞬间。小
2
球的加速度可能是（取 g=10m/ s ）
22
A．22m/ s，方向竖直向下 B．22 m/ s，方向竖直向上
22
C．2m/ s，方向竖直向上 D．2m/ s，方向竖直向下 N
【例9】一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动；然后改为匀速运动；再改做减速运动，则下列说法中正确的是：（ ）
A．加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力 B．减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力
C．只有匀速前进时，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小相等 D．不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等
【例10】一个物体放在水平桌面上，下列说法正确是：（ ）
A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力 B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力 C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一性质的力 D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
【例11】甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜，则比赛过程中（ ）
A．甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力
B．甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力 C．甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等，方向相反 D．甲、乙两队拉绳子的力大小相等，方向相反
【例12】若在例题3中不计绳子的质量，则：（ ）
A．甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力
B．甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力 C．甲、乙两队与地面间的摩擦力大小相等，方向相反 D．甲、乙两队拉绳子的力大小相等，方向相反
四、课后跟踪练习：
1 下列物体的运动状态保持不变的是 （ ）
A.匀速行驶的列车 B.地球同步卫星
C.自由下落的小球 D.在水面上浮动的木块
2. 有关加速度的说法，正确的是 （ ）
A.物体加速度的方向与物体运动的方向不是同向就是反向 B.物体加速度方向与物体所受合外力的方向总是相同的 C.当物体速度增加时，它的加速度也就增大 D.只要加速度为正值，物体一定做加速运动
3．下面关于惯性的说法中，正确的是 （ ）
A. 运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性 B. 物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体受的推力越大，则惯性越大 C. 物体的体积越大，惯性越大 D. 物体含的物质越多，惯性越大
4．在粗糙水平面上放着一个箱子，前面的人用水平方向成仰角θ1的力F1拉箱子，同时后面的人用与水平方向成俯角θ2的推力F2推箱子，如图所示，此时箱子的加速度为a，如果此时撤去推力F2，则箱子的加速度 （ ）
A．一定增大 B．一定减小
C．可能不变
D．不是增大就是减小，不可能不变
5．如图单所示，有两个物体质量各为m1、m2,m1原来静止，m2以速度vo向右运动，如果它们加上完全相同的作用力F，在下述条件下，哪些可使它们的速度有达到相同的时刻 ( ) A．F方向向右 m1>m2 B．F方向向右 m1
6．如图，质量为m1的粗糙斜面上有一质量为m的木块匀减速下滑，则地面受到的正压力应当是 ( )．
A．等于(ml+m2)g B．大于(ml+m2)g C．小于(ml+m2)g D. 以上结论都不对
7．质量为m的物体放在倾角为a的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为μ，如沿水平方向加一个力F， 使物体沿斜面向上以加速度a做匀加速直线运动（如图），求F=?
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