牛顿第一运动定律讲解

第一节牛顿第一运动定律一、力和运动的关系1.基本知识(1)亚里士多德观点：力是物体运动的原因，物体不受力时将．(2)伽利略观点：力不是物体运动的原因，而是物体的运动状态，产生加速度的原因．(3)笛卡儿的观点如果运动中的物体没有受到，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向．二、牛顿第一定律1.基本知识(1)牛顿第一定律一切物体总保持状态或状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，它又叫惯性定律．(2)运动状态：如果物体速度的或改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做运动或，它的运动状态就没发生改变．三、惯性与质量1.基本知识(1)惯性：物体具有保持原来状态或状态的性质．(2)物体惯性大小的唯一量度是物体的．2．思考判断(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．(√)(2)物体运动的速度越大，惯性越大．(×)(3)力无法改变物体的惯性．(√)四、牛顿第一定律1．牛顿第一定律的意义(1)牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质——惯性．(2)牛顿第一定律正确揭示了力和运动的关系，纠正了力是维持物体运动的原因的错误观点，明确指出了力是改变物体运动状态的原因．2．运动状态变化的三种情况(1)速度的方向不变，只有大小改变．(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向改变．(物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生改变．(物体做曲线运动)五、惯性的理解应用2．惯性与力(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等都是错误的．(2)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动状态的原因．力越大，运动状态越易改变；惯性越大，运动状态越难改变．(3)惯性与物体的受力情况无关．3．惯性与速度(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．(2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．4．惯性与惯性定律(1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性．(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律．1．伽利略理想实验揭示了( )A．若物体运动，那么它一定受力B．力不是维持物体运动的原因C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动2．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．惯性定律与惯性的实质是相同的D．物体的运动不需要力来维持3．牛顿第一定律揭示了( )A．若物体运动，它一定受力B．物体不受力，它一定静止C．力的作用就是维持物体运动D．物体在任何情况都有惯性4．下列说法不正确的是( )A．伽利略的斜面实验是牛顿第一定律的实验基础B．物体不受外力作用时，一定处于静止状态C．力是改变物体运动状态的原因D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证5．下列物理现象中，可以用牛顿第一定律解释的是( )A．必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来B．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北C．如果没有外力作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向D．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6．我国新的交通法规于2013年1月1日实施，其中规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带，这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害( )A．车速太快B．车速太慢C．紧急刹车 D．突然启动10．做自由落体运动的物体，如果下落过程中某时刻重力突然消失，物体的运动情况将是( )A．悬浮在空中不动B．速度逐渐减小C．保持一定速度向下做匀速直线运动D．无法判断12.最早根据实验提出力不是维持物体运动的原因的科学家是( )A．亚里士多德B．牛顿C．伽利略D．笛卡儿13.关于力和运动的关系，下列说法正确的是( )A．物体受力才会运动B．力使物体的运动状态发生改变C．停止用力，运动的物体就会停止D．力是使物体保持静止或匀速直线运动状态的原因14.关于惯性，下列说法中正确的是( )A．受力越大的物体惯性越大B．速度越大的物体惯性越大C．已知物体在月球上所受的重力是地球上的1/6，故一个物体从地球移到月球惯性减小为1/6D．质量越大的物体惯性越大15.下列物理现象中，可以用牛顿第一定律解释的是( )A．在跳高运动员起跳时，人对地面的压力增大B．旋转雨伞，其边缘的水沿切线方向飞出C．用铲子往锅炉里送煤D．沿长直水平轨道匀速行驶的火车车厢内的乘客向上跳起后仍落回原处16.下列关于惯性的说法中，正确的是( )A．人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性B．百米赛跑到终点时不能立即停下来是由于惯性，停下来时就没有惯性了C．物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了D．物体的惯性只由其质量的大小决定17.下列说法正确的是( )A．牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据B．牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的C．理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法D．由牛顿第一定律可知，静止的物体一定不受外力作用18.关于牛顿第一定律，下面说法中正确的是( )A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B．牛顿第一定律就是惯性C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D．运动的物体状态发生变化时，物体必定受到外力的作用第三节牛顿第二运动定律一、牛顿第二定律1.基本知识(1)内容物体加速度的大小跟它受到的成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟的方向相同．(2)表达式F＝，F为物体所受的，k是比例系数．2．思考判断(1)牛顿第一定律是牛顿第二定律在合外力为零时的特例．(×)(2)我们用较小的力推一个很重的箱子，箱子不动，可见牛顿第二定律不适用于较小的力．(×)(3)加速度的方向跟作用力的方向没必然联系．(×)二、力的单位1.基本知识(1)国际单位，简称，符号 .(2)1N的定义使质量为1 kg的物体产生的加速度的力叫1 N，即1N＝1(3)比例系数的意义①在F＝kma中，k的选取有一定的任意性．②在国际单位制中k＝1，牛顿第二定律的表达式为，式中F、m、a的单位分别为、、．2．思考判断关于牛顿第二定律表达式F＝kma中的比例系数k(1)只要力F的单位取N就等于1.(×)2)在国际单位制中才等于1.(√)(3)只要加速度单位用m/s 2就等于1.(×)三、牛顿第二定律的几个性质四、合外力、加速度、速度的关系1．物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向，合外力与加速度的大小关系是F ＝ma ，只要有合外力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只要合外力为零，则加速度为零，与速度的大小无关．只有速度的变化率才与合外力有必然的联系．2．合力与速度同向时，物体做加速运动，反之减速．3．力与运动关系：力是改变物体运动状态的原因，即力→加速度→速度变化(运动状态变化)，物体所受到的合外力决定了物体加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度变化量的大小，加速度的大小与速度大小无必然的联系．五、牛顿第二定律的简单应用应用牛顿第二定律解题的方法一般有两种：矢量合成法和正交分解法．矢量合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，再由牛顿第二定律求出物体的加速度的大小及方向．加速度的方向就是物体所受合力的方向．反之，若知道加速度的方向也可应用平行四边形定则求物体所受的合力．1．在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则( )A ．物体同时具有加速度和速度B ．物体立即获得加速度，速度仍为零C ．物体立即获得速度，加速度仍为零D ．物体的速度和加速度均为零2．力F 作用于甲物体m 1时产生的加速度为a 1，此力F 作用于乙物体m 2时产生的加速度为a 2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，产生的加速度则是下列选项中的哪一个( )A.a 1＋a 22 B ．|a 1－a 2|2C.a 1a 2a 1＋a 2 D ．a 1＋a 2a 1a 23．如图所示，马拖着一根质量为m 的光滑树干在水平地面上做加速直线运动，加速度为a.已知马对树干拉力的水平分大小为F1，树干对马的拉力大小为F2，则由牛顿第二定律可知( )A．F2＝maB．F 1－F2＝maC．F1＋F2＝maD．F1＝ma4．如图所示，重为10N的物体以速度v在粗糙的水平面上向左运动，物体与桌面间的动摩擦因数为0.1.现在给物体施加水平向右的拉力F，其大小为20N，则物体受到的摩擦力和加速度大小为(g取10 m/s2)( )A．1N,20m/s2B．0,21m/s2C．1N,21m/s2 D．1N,19m/s25．如图所示，物体A放在平板小车上，与小车一起运动并保持静止．下面关于物体A的受力情况的说法正确的是( )A．向右运动时，一定受到方向向右的摩擦力作用B．向右匀速运动时，不受摩擦力作用C．向右加速运动时，一定受到方向向右的摩擦力作用D．向左运动时，也可能受到方向向右的摩擦力作用6．将一只皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比．下列描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的是( )7．如图所示，一物块位于光滑水平桌面上；用一大小为F，方向如图所示的力去推它，使它以加速度a向右运动．若保持力的方向不变而增大力的大小，则( )A．a变大B．a不变C．a变小D．因为物块的质量未知，故不能确定a变化的趋势10.根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是( )A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C．物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个力的大小成正比D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比11.在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法，正确的是( ) A．k的数值由F、m、a的数值决定B．k的数值由F、m、a的单位决定C．在国际单位制中，k＝1D．在任何情况下k都等于112.下面说法正确的是( )A．物体所受合外力越大，加速度越大B．物体所受合外力越大，速度越大C．物体在外力作用下做匀加速直线运动，当合外力逐渐减小时，物体的速度逐渐减小D．物体的加速度大小不变一定受恒力作用13.一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间关系的图象是( )15.如图，位于水平地面上的质量为M的小木块，在大小为F、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为( )A．F/MB．Fcos α/MC．(Fcos α－μMg)/MD．[Fcos α－μ(Mg－Fsin α)]/M16.如图所示，粗糙水平面上的物体在水平拉力F作用下做匀加速直线运动，现使F不断减小到零，则在滑动过程中( )A．物体的加速度不断减小，速度不断增大B．物体的加速度不断增大，速度不断减小C．物体的加速度先变大再变小，速度先变小再变大D．物体的加速度先变小再变大，速度先变大再变小18.质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻开始，用一水平向右的大小为2N的力F1拉物体，则(1)物体产生的加速度是多大？2s后物体的速度是多少？(2)若在2 s末给物体加上一个大小也是2N水平向左的拉力F2，则物体的加速度是多少？4s 末物质的速度是多少？第四节牛顿第三运动定律一、作用力和反作用力1.基本知识(1)力是物体对物体的作用，一个力一定存在着物体和物体．(2)力的作用总是相互的，物体间的这一对力互称作用力和反作用力．2．思考判断(1)相互作用的一对力中，称哪一个力为作用力是任意的．(√)(2)作用力和反作用力的受力物体是同一物体．(×)(3)作用力和反作用力的合力为零．(×)二、牛顿第三定律1.基本知识两个物体之间的作用力和反作用力总是大小、方向，作用在上．2．思考判断(1)一个人在用力打拳，可见一个力可以只有施力物体没有受力物体．(×)(2)先有作用力后有反作用力．(×)(3)作用力与反作用力一定是同性质的力．(√)三、物体的受力分析1.基本知识(1)一个物体的运动状态是否改变，可以用加速度描述，而加速度的大小是由物体所受各个力的决定的．(2)要求物体的加速度，必须先对物体进行．(3)受力分析的顺序：先，后，再摩擦力．2．思考判断(1)任何物体都受重力．(√)(2)两个相互接触的物体，均受弹力的作用．(×)(3)物体的运动状态发生改变，它所受力的合力一定不为零．(√)四、对作用力和反作用力的理解1．对作用力和反作用力的理解(1)三个特征：①等值，即大小总是相等的．②反向，即方向总是相反的．③共线，即二者总是在同一直线上．(2)四种性质：①异体性，即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上．②同时性，即作用力和反作用力同时产生，同时变化，同时消失．③相互性，即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的．④同性性，即二者性质总是相同的．2．作用力与反作用力和二力平衡的比较五、物体受力分析1．受力分析的一般顺序一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最后是其他力．2．受力分析的具体步骤(1)确定研究对象——即所要研究的物体，可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统．(2)按顺序进行受力分析：先重力，然后依次是弹力、摩擦力，最后分析其他力．这样可以避免漏掉力．(3)画出物体的受力示意图，注意各力的方向和作用点．(4)检查各力的施力物体，防止添力．3．受力分析要注意的五个问题(1)研究对象的受力图，通常只画出根据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解，以免造成混乱．(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上．(3)防止“添力”：找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力一定不存在．(4)防止“漏力”：严格按照重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效办法．(5)受力分析时还要密切注意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向．整体法、隔离法在受力分析时要灵活选用：①当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简单明了，而不必考虑内力的作用．②当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力．(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的情况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在．1．一物体受绳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，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是( )A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C．只有匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小相等D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等2．如图是中国运动员黄珊汕在第16届广州亚运会女子蹦床比赛中的精彩镜头，黄珊汕在与蹦床接触的时候，以下说法正确的是( )A．黄珊汕的重力与蹦床对她的弹力是作用力与反作用力B．黄珊汕对蹦床的作用力与蹦床对她的作用力是作用力与反作用力C．蹦床对黄珊汕的作用力大于黄珊汕对蹦床的作用力，因此才能将她弹起D．蹦床对黄珊汕的作用力等于黄珊汕对蹦床的作用力3.如图所示，两个小球A和B，中间用弹簧连接，并用细绳悬挂于天花板上，下面四对力中属于平衡力的是( )A．绳对A的拉力和弹簧对A的拉力B．弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力C．弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力D．B的重力和弹簧对B的拉力4．如图所示，吊于电梯天花板上的物体处于静止状态，下列说法中正确的是 ( ) A．绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力B．物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C．物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力D．物体的重力的反作用力作用在绳上6.如图所示，一物体在粗糙的水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则下列说法正确的是( )A．物体可能只受两个力作用B．物体可能受三个力作用C．物体可能不受摩擦力作用D．物体一定受四个力10.如图所示，位于斜面上的物体M在沿斜面向上的力F作用下而处于静止状态，对M的受力情况，下列说法正确的是 ( A．可能受三个力作用B．可能受四个力作用C．一定受三个力作用D．一定受四个力作用11.2011年11月3日“神舟八号”与“天宫一号”成功对接，实现了中国航天的新的跨跃，二者对接时要发生微弱的碰撞，在碰撞过程中( )A．“神舟八号”对“天宫一号”的力大于“天宫一号”对“神舟八号”的力B．“神舟八号”对“天宫一号”的力小于“天宫一号”对“神舟八号”的力C．二者之间的力的合力为零D．二者之间的力等大、反向12.关于作用力和反作用力，下列说法中正确的是( )A．物体相互作用时，先有作用力而后才有反作用力B．作用力和反作用力大小相等、方向相反，在一条直线上，因此它们的合力为零C．弹力的反作用力一定是弹力D．马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力15.在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力( )A．小于受到的弹力B．大于受到的弹力C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．和受到的弹力是一对平衡力16．如图所示，将吹足气的气球由静止释放，气球内气体向后喷出，气球会向前运动，这是因为气球受到( )A．重力B．手的推力C．空气的浮力D．喷出气体对气球的作用力17.如图所示一只质量为m的小孩，沿竖直方向的直杆，以a的加速度向上爬，求小孩对杆的作用力．18.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的定滑轮，绳的一端系一质量m＝15 kg的重物，重物静止于地面上，有一质量m1＝10 kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示．不计滑轮摩擦，在重物不离开地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度是多少？(取g＝10 m/s2)19.如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB(质量不计)以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)。