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高中物理必修1第四章知识点归纳

高中物理必修1第四章知识点归纳高中物理必修1第四章主要是讲牛顿运动定律这部分内容,下面是店铺给大家带来的高中物理必修1第四章知识点归纳,希望对你有帮助。
高中物理必修1第四章知识点一、牛顿第一定律1、内容:(揭示物体不受力或合力为零的情形)2、两个概念:①、力②、惯性:(一切物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量)二、牛顿第二定律1、内容:(不能从纯数学的角度表述)2、公式:F合=ma3、理解牛顿第二定律的要点:①、式中F是物体所受的一切外力的合力。
②、矢量性③、瞬时性④、独立性⑤、相对性三、牛顿第三定律作用力和反作用力的概念1、内容2、作用力和反作用力的特点:①等值、反向、共线、异点②瞬时对应③性质相同④各自产生其作用效果3、一对相互作用力与一对平衡力的异同点四、力学单位制1、力学基本物理量:长度(l) 质量(m) 时间(t) 力学基本单位:米(m) 千克(kg) 秒(s)2、应用:用单位判断结果表达式,能肯定错误(但不能肯定正确)五、动力学的两类问题。
1、已知物体的受力情况,求物体的运动情况(v0 v t x )2、已知物体的运动情况,求物体的受力情况( F合或某个分力)3、应用牛顿第二定律解决问题的一般思路(1)明确研究对象。
(2)对研究对象进行受力情况分析,画出受力示意图。
(3)建立直角坐标系,以初速度的方向或运动方向为正方向,与正方向相同的力为正,与正方向相反的力为负。
在Y轴和X轴分别列牛顿第二定律的方程。
(4)解方程时,所有物理量都应统一单位,一般统一为国际单位。
4、分析两类问题的基本方法(1)抓住受力情况和运动情况之间联系的桥梁——加速度。
(2)分析流程图六、平衡状态、平衡条件、推论1、处理方法:解三角形法(合成法、分解法、相似三角形法、封闭三角形法)和正交分解法2、若物体受三力平衡,封闭三角形法最简捷。
若物体受四力或四力以上平衡,用正交分解法七、超重和失重1、超重现象和失重现象2、超重指加速度向上(加速上升和减速下降),超了ma;失重指加速度向下(加速下降和减速上升),失ma。
(完整word版)高中物理必修一第四章知识点整理

第四章知识点整理4.1 牛顿第必定律1.亚里士多德:力是保持物体运动的原由。
2.伽利略:假如运动物体不受力,它将永久的运动下去。
3.笛卡儿:增补了伽利略的认识,指出:假如运动中的物体没有收到力的作用,它将持续以同一速度沿同向来线运动,既不断下来也不偏离本来的方向。
4.牛顿:伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人此后,由牛顿总结成动力学的一条基本定律。
牛顿第必定律(惯性定律):全部物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上边的力迫使它改变这类状态。
1)物体不受力时,总保持匀速直线运动或静止。
说明:力不是保持物体运动的原由。
2)力迫使物体改变这类状态。
说明:力是改变运动状态的原由。
3)指出全部物体都有保持本来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
说明:全部物体都拥有惯性。
惯性:全部物体拥有保持本来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性是全部物体所固有的一种属性。
不论物体能否运动、能否受力,都拥有惯性。
惯性只与物体的质量大小有关,与物体的运动状态没关。
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
所以说,★质量是惯性的独一量度。
惯性表现为:运动状态改变的难易程度。
注意:把物体惯性的表现说成是物体遇到“惯性力”或许说“物体遇到了惯性”是错误的。
4.2 实验 : 研究加快度与力、质量的关系1.实验目的:定量剖析a、F、m 的关系m2.实验原理:控制变量法A 、m 一准时, a 与 F 的定量关系M B、F 一准时, a 与 m 的定量关系实验一:研究加快度 a 与合外力 F 的关系★解决问题 1:为何要把木板的一侧垫高?(1)作用:均衡摩擦力和其余阻力。
(2)方法:调理木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
记着:均衡摩擦力时不要挂钩码。
解决问题 2:丈量小车的质量:用天平测出。
解决问题 3:丈量小车的加快度:逐差法求加快度。
解决问题 4:丈量和改变小车遇到的合外力:当钩码和小盘的质量m << 小车质量 M 的状况下,能够以为小桶和砂的重力近似等于小车所受的拉力。
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第二节实验:探究加速度与力、质量的关系
加速度与力的关系
基本思路:保持物体质量不变,测量物体在不同的力的作用下的加速度,分析加速度与力的关系。
加速度与质量的关系
基本思路:保持物体所受的力相同,测量不同质量的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系。
制定实验方案时的两个问题
从动力学看自由落体运动
第一,物体时从静止开始下落的,即运动的初速度是0。
第二,运动过程中它只受重力的作用。
第一节牛顿第一定律
理想实验的魅力
牛顿物理学的基石——惯性定律
牛顿第一定律(惯性定律)
定义: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变这种状态。
惯性
定义:物体所具有的保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性与质量
描述物体惯性的物理量是它们的质量。
质量是标量,只有大小,没有方向。
平衡状态:一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态时所处的状态。
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为0。
超重和失重
超重
定义: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现象。
加速度方向:竖直向上。
失重
定义: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现象。
加速度方向:竖直向下。
怎样由实验结果得出结论
a∝F,a∝1/m
第三节牛顿第二定律
牛顿第二定律
定义:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
公式:F=kma
k是比例系数,F指的是物体所受的合力。
力的单位
牛顿年第二定律的数学表达式:F=ma
物理必修一第四章知识点总结

第四章牛顿运动定律一、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。
1.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。
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。
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。
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质量是物体惯性大小的量度。
③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量=2/严格相等。
m Fr GM④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。
二、牛顿第二定律1. 定律内容成正比,跟物体的质量m成反比。
物体的加速度a跟物体所受的合外力F合=2. 公式:F ma合理解要点:是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失;①因果性:F合②方向性:a与F都是矢量,,方向严格相同;合是该时刻作用在该物体上的合外力。
③瞬时性和对应性:a为某时刻物体的加速度,F合错误!牛顿第二定律适用于宏观, 低速运动的情况。
专题三:第二定律应用:1.物体系. (1)物体系中各物体的加速度相同,这类问题称为连接体问题。
这类问题由于物体系中的各物体加速度相同,可将它们看作一个整体,分析整体的受力情况和运动情况,可以根据牛顿第二定律,求出整体的外力中的未知力或加速度。
若要求物体系中两个物体间的相互作用力,则应采用隔离法。
将其中某一物体从物体系中隔离出来,进行受力分析,应用第二定律,相互作用的某一未知力求出,这类问题,应是整体法和隔离法交替运用,来解决问题的。
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高一物理必修1第四章知识点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) 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。
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<视重)。
高一物理必修1物理第四章

高中物理必修1 第四章 牛顿运动定律基础知识一、牛顿第一定律1、内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止. 说明:(1)物体不受外力是该定律的条件.(2)物体总保持匀速直线运动或静止状态是结果.(3)直至外力迫使它改变这种状态为止,说明力是产生加速度的原因.(4)物体保持原来运动状态的性质叫惯性,惯性大小的量度是物体的质量.定律揭示了力和运动的关系: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.2、惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.说明:①惯性是物体的固有属性,与物体是否受力及运动状态无关.②质量是惯性大小的量度.质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.【例】下列说法正确的是()A 、运动得越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大B 、小球在做自由落体运动时,惯性不存在了C 、把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力D 、物体的惯性仅与质量有关,质量大的惯性大,质量小的惯性小【例】火车在长直水平轨道上匀速行驶,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,车厢内的空气给人一个向前的力,这力使他向前运动B .人跳起时,车厢对人一个向前的摩擦力,这力使人向前运动C .人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定向后偏一些,只是由于时间很短,距离太小,不明显而已D .人跳起后,在水平方向人和车水平速度始终相同二、牛顿第三定律(1)内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且在一条直线上.(2)表达式:F=-F / 说明:①作用力和反作用力同时产生,同时消失,同种性质,作用在不同的物体上,各产生其效果,不能抵消,所以这两个力不会平衡.②作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.不管两物体处于什么状态,牛顿第三定律都适用。
注意:判断两个力是不是一对作用力与反作用力时,应分析这两个力是否具有“甲对乙”和“乙对甲”的关系,即受力物体与施力物体是否具有互易关系.否则,一对作用力和反作用力很容易与一对平衡力相混淆,因为它们都具有大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的特点.正确理解惯性和平衡状态【例】下面说法正确的是( )A .静止或做匀速直线运动的物体一定不受外力的作用B .物体的速度为零时一定处于平衡状态C .物体的运动状态发生变化时,一定受到外力的作用D .物体的位移方向一定与所受合力方向一致【例】以下有关惯性的说法中正确的是( )A 、在水平轨道上滑行的两节车厢质量相同,行驶速度较大的不容易停下来,说明速度较大的物体惯性大B 、在水平轨道上滑行的两节车厢速度相同,其中质量较大的车厢不容易停下来,说明质量大的物体惯性大C 、推动原来静止在水平轨道上的车厢,比推另一节相同的、正在滑行的车厢需要的力大,说明静止的物体惯性大D 、物体的惯性大小与物体的运动情况及受力情况无关2、正确区分平衡力与作用力、反作用力【例】物体静止于一斜面上如图所示.则下述说法正确的是( )(A )物体对斜面的压力和斜面对物体的持力是一对平衡力(B)物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力(C)物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力(D)物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力【例】有下列说法中说法正确的是()①一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速运动),这两个力在同一段时间内的冲量一定相同。
物理必修1第四章

第四章 牛顿运动定律第一节 牛顿第一定律1、 理想实验的魅力(1) 亚里士多德:物体运动需要力来维持 (2) 伽利略:物体的运动不需要力来维持(3) 笛卡尔:除非物体受到外力作用,物体将永远保持静止状态或匀速直线运动状态 2、 牛顿物理学的基石——惯性定律(1) 牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态(2) 牛顿第一定律不是由实验总结出来的规律,它是牛顿在伽利略实验的基础上,加上理想化的推理得出的规律(3) 牛顿第一定律成立的条件是:物体不受外力或者合外力为零 3、 惯性与质量(1) 惯性的定义:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性 (2) 惯性的理解:普遍性:一切物体都具有惯性,惯性是物体的固有属性无关性:惯性的大小只与物体的质量有关,与其他因素如受力情况、运动情况无关唯一性:质量是惯性大小的唯一量度表现形式:在不受力条件下,惯性表现出“保持”“原来的”运动状态 在受力条件下,惯性表现为运动状态改变的难易程度4、 惯性不是力(1) 惯性是物体保持原来运动状态的性质,是物体本身的属性,而力是物体对物体的作用(2) 惯性的大小决定于物体本身质量的大小,力的大小决定与物体之间相互作用的强弱2121x x a a (3) 力是改变物体运动状态的原因,而惯性却要保持原来的运动状态不变第二节 探究加速度与力、质量的关系1、 加速度与力的关系(1) 实验方法——控制变量法 (2) 加速度与力的关系实验的基本思路:质量m 一定的物体在不同作用力F 作用下的加速度a ,分析a 与F 的关系 表格如下2、 加速度与质量的关系:F 一定测量不同质量m 的物体在统一作用力F 作用下的加速度a ,3、 测量物体物体的加速度方法(1) 如物体做初速度为零的匀加速运动,测量位移x 和时间t ,由22t xa =计算 (2) 由打点计时器打纸带,由公式2aT x =∆求出(3) 初速度为零的两个匀加速直线运动在相同时间内位移分别为21x x 、,由2at 21x =得2121x x a a =,可测量不同情况下物体加速度的比值 4、 提供和测量物体所受的恒力 5、 数据处理方法: (1) 计算法 (2) 图像法 6、 结论:(1) 当m 一定时,误差范围内,a 与F 成正比 (2) 当F 一定时,误差范围内,a 与m 成反比第三节 牛顿第二运动定律1、牛顿第二运动定律:物体加速的的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同2、 公式F=kma3、 力的单位:力学的单位是牛顿,符号N ,使质量为1kg 的物体产生1m/s 的加速度的力为1N4、 在国际单位中,k=1,在应用公式F=ma 进行计算时,F 、m 、a 的单位必须统一为国际单位5、 物体所受的合外力决定物体产生的加速度: 当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同——→物体做匀加速直线运动当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反——→物体做匀减速直线运动 5、 应用牛顿第二定律解题的一般步骤:(1) 确定研究对象(2) 分析研究对象的受力情况,画出受力分析图(3) 选定正方向或建立直角坐标系,通常选加速度的方向为正方向,或将加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(4) 求合力(5) 根据牛顿第二定律列方程(6) 把已知量统一单位后代入方程求解 (7) 必要时进行检验或讨论 例题1 水平路面上质量是30kg 的手推车,在受到60N 的水平推力时做加速度为1.52/s m 的匀加速运动,如果撤去推力,车的加速度是多少?N F F F F 155.130-60ma ,ma =⨯=-==-阻阻2/5.0mF-a a m -s m F -==''=,阻 第四节 力学的单位制1、 基本单位:长度l (m );时间t (s );质量m (kg )2、 导出单位:力:N ;速度:m/s ;加速度: 第五节 牛顿第三定律一、 作用力与反作用力:1、 力的作用是相互的:引力、弹力、摩擦力等2、 作用力与反作用力:物体相互作用的一对力,另一个力则称为该力的反作用力 (1) 只要有力发生,就一定有受力物体和施力物体 (2) 物体间力的作用是相互的,说明力是成对出现的(3) 作用力与反作用力是相对的,其中一个是作用力,另外一个就是反作用力 二、 牛顿第三定律:1、 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2、 表达式:F F '-=3、 五性:(1) 反向性:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上 (2) 同时性:同时长生、同时变化、同时消失(3) 同性质:作用力和反作用力一定时性质相同的力,例如:作用力是弹力,反作用力也一定是弹力,作用力是摩擦力,反作用力也一定时摩擦力(4) 异体性:作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,在两个物体上都产生各自的作用效果,这两个作用效果是绝对不可抵消的(5) 无关性:只要两个物体发生相互作用,作用力和反作用力就存在上述关系,与物体的质量大小、形状和运动状态无关例题 下列说法中正确的是:ACA 、 甲物体受乙物体的作用,则乙物体一定同时受到甲物体的作用B 、 甲物体对乙物体的作用一定是作用力,而乙物体对甲物体的作用一定是反作用力 C 、 若把甲、乙两个物体看成质点,则甲、乙两个物体间的作用力和反作用力一定在甲、乙两物体的连线上D 、 若甲物体对乙物体的作用力竖直向上,则乙物体对甲物体的作用力也一定竖直向上三、 物体的受力分析1、 研究对象的选取:受力分析就是要分析研究对象受到的力。
高一物理必修一第四章牛顿第一定律

牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.关于牛顿第一定律的理解注意以下几点:(1)牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动状态.(2)牛顿第一定律说明一切物体都有惯性.(3)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.3.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.(1)质量是惯性大小的惟一量度.惯性与物体是否受力及受力大小无关,与物体是否运动及速度大小无关.(2)惯性的表现形式:○1物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)○2物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.惯性大,物体运动状态难以改变,惯性小,物体运动状态容易改变.4.理想实验方法:也叫假想实验或思想实验.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.牛顿第一定律即是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证。
【例1】静止在水平面上的小车,必须施加推力才能沿水平面做匀速直线运动,推力撤去后小车很快停止运动,下列说法正确的是:()A.力是维持物体做匀速直线运动的原因B.推力的作用只是为了克服阻力的影响C.力是改变运动状态的原因D.由于物体具有惯性,推力撤销后物体将停止运动【拓展1】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,厢内空气给他以向前的力,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,偏后距离太小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度【例2】如图3—1—15所示,一个劈形物体ABC置于固定的光滑斜面上,AB面光滑且水平,在AB面上放一个小物体,现将ABC由静止开始释放,则在小物块碰到斜面之前的运动由它的受力情况可知是()A.匀速直线运动B.初速度为零的匀加速直线运动C.自由落体运动D.平抛运动【拓展2】从水平匀速向右飞行的飞机上按相等的时间间隔依次放出a、b、c三个球,不考虑空气阻力,站在地面上的人看到它们在空中的排列情况是()【拓展3】在平直轨道上,匀加速向右行驶的封闭车厢中,悬挂着一个带有滴管的盛油容器,如图所示。
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第四章知识点整理4.1牛顿第一定律1.亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
2.伽利略:如果运动物体不受力,它将永远的运动下去。
3.笛卡儿:补充了伽利略的认识,指出:如果运动中的物体没有收到力的作用,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。
4.牛顿:伽利略和迪卡儿的正确结论在隔了一代人以后,由牛顿总结成动力学的一条基本定律。
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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
1)物体不受力时,总保持匀速直线运动或静止。
说明:力不是维持物体运动的原因。
2)力迫使物体改变这种状态。
说明:力是改变运动状态的原因。
3)指出一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
说明:一切物体都具有惯性。
惯性:一切物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
惯性是一切物体所固有的一种属性。
无论物体是否运动、是否受力,都具有惯性。
惯性只与物体的质量大小有关,与物体的运动状态无关。
质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
所以说,★质量是惯性的唯一量度。
惯性表现为:运动状态改变的难易程度。
注意:把物体惯性的表现说成是物体受到“惯性力”或者说“物体受到了惯性”是错误的。
4.2实验:探究加速度与力、质量的关系1.实验目的:定量分析a、F、m的关系2.实验原理:控制变量法A、m一定时,a与F的定量关系B、F一定时,a与m的定量关系实验一:探究加速度a与合外力 F 的关系★解决问题1:为什么要把木板的一侧垫高?(1)作用:平衡摩擦力和其他阻力。
(2)方法:调节木板的倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。
记住:平衡摩擦力时不要挂钩码。
解决问题2:测量小车的质量:用天平测出。
解决问题3:测量小车的加速度:逐差法求加速度。
解决问题4:测量和改变小车受到的合外力:当钩码和小盘的质量m << 小车质量M 的情况下,可以认为小桶和砂的重力近似等于小车所受的拉力。
3.实验步骤:(1)用天平测出小车质量m,并把数据记录下来(2)按实验装置图把实验器材安装好(3)平衡摩擦力(4)把细绳系在小车上,并绕过定滑轮,先接通电源再放开小车,取下纸带,并标注牵引力(5)保持小车质量不变,在绳子一端逐渐挂上钩码,重复上述实验4.数据处理:★特殊情况:长木板倾角过大未平衡摩擦力或长木板倾角太小4.3 牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度方向跟作用力的方向相同。
2.公式:F=ma★F指的是物体受到的合外力。
3.力的单位:物理学上把能够使质量是m=1 kg的物体产生a=1 m/s2的加速度的这么大的力定义为1 N,即1N=1kg·m/s2。
(说明k的数值由质量、加速度和力的单位决定)4.对牛顿第二定律的理解:(1)同体性:F、m、a是对于同一个物体而言的。
(2)矢量性:a的方向与F的方向一定相同。
(3)瞬时性:F 和a时刻对应:同时产生、同时消失、同时变化。
(4)因果性:力是产生加速度的原因,没有力就没有加速度。
(5)独立性:每个力各自独立地使物体产生一个加速度。
(6)相对性:牛顿定律只在惯性参考系中才成立。
典型例题:如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量m A=2m B,两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间(B)A.A球的加速度为g23,B球的加速度为gB.A球的加速度为g23,B球的加速度为0C.A球的加速度为g,B球的加速度为0 没有满足钩码和小盘的质量m远小于小车质量MD. A 球的加速度为g 21,B 球的加速度为g注意:剪断悬线瞬间,绳子的拉力立马消失,弹簧的弹力暂时不变。
合外力、加速度、速度的关系1、力与加速度的因果关系:只要物体所受合外力不为零,就会产生加速度。
加速度与合外力方向相同,大小与合外力成正比。
2、力与速度无因果关系:合外力方向与速度方向无必然联系。
合外力与速度同向时,物体做加速运动,反之减速。
3、两个加速度公式的区别:tva ∆∆=是加速度的定义式,是比值定义法定义的物理量,a 与v 、△v 、△t 均无关;F=ma 是加速度的决定式,加速度由其受到的合外力和质量决定。
★用牛顿第二定律解题的一般和步骤方法: 1、明确研究对象2、进行受力分析和运动状态分析,画出示意图3、由F =ma 列方程求解4、解方程(组)用牛顿第二定律解题,离不开对物体的受力情况和运动情况的分析。
解题方法:合成法、正交分解典型例题:如右图所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角,球和车厢相对静止,球的质量为1kg(g =10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况(2)求悬线对球的拉力解法一:合成法(1)小球和车厢相对静止,它们的加速度相同。
以小球为研究对象,对小球受力分析如图:由牛顿第二定律得F 合=mgtan37°解得a=7.5m/s 2则小球的加速度为7.5m/s 2方向水平向右。
车厢加速度与小球相同,因此可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动。
(2)由图可知,悬线对小球的拉力大小为N mgF T 5.1237cos =︒= 解法二:正交分解法(1)小球和车厢相对静止,它们的加速度相同。
以小球为研究对象,对小球受力分析如图:由牛顿第二定律得F T sin37°=maF T cos37°=mg解得a=7.5m/s 2 则小球的加速度为7.5m/s 2方向水平向右。
车厢加速度与小球相同,因此可能水平向右做匀加速直线运动,也可能水平向左做匀减速直线运动。
(2)由(1)可知,悬线对小球的拉力大小为N mgF T 5.1237cos =︒= 4.4 力学单位制1.只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位。
这些被选定的物理量叫做基本量,它们的单位叫基本单位2.由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。
3.由基本单位和导出单位一起组成单位制。
1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,简称SI 。
注意: 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,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。
4.5 牛顿第三定律 1.作用力与反作用力 (1)概念:两个物体之间的作用总是相互的。
一个物体对另一个物体施加了力,后一物体一定同时对前一物体也施加了力。
物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力与反作用力。
(2)特性: ①相等性——作用力与反作用力的大小相等。
②反向性——作用力与反作用力的方向相反。
③同直线——作用在同一直线上。
④同时性——作用力与反作用力总是成对出现同时产生、同时变化、同时消失。
⑤异物性——作用力与反作用力作用在不同物体上,因此不能相互抵消。
⑥同类型——作用力与反作用力的总是同一种类的力。
2.牛顿第三定律 (1)内容:两个物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
(2)数学表达式:F= -F’(负号表示方向相反)4.6用牛顿运动定律解决问题(一)两类基本问题:(1)从受力确定运动情况: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。
例1:一个静止在水平面上的物体,质量是2kg ,在6.4N 的水平拉力作用下沿水平面向右运动,物体与水平地面间的滑动摩擦力为4.2N 。
求物体4s 末的速度和4s 内发生的位移。
解:对物体受力分析如图:由牛顿第二定律可得F -f=ma解得a=1.1m/s 24s 末的速度220/4.4/41.1s m s m at v v =⨯=+=4s 内的位移m m at t v x 8.841.12121220=⨯⨯=+= 拓展:一个静止在水平地面上的物体,质量是2kg ,在6.4N 的拉力F 作用下沿水平地面向右运动。
已知F 与水平地面的夹角为37°,物体与地面的动摩擦因数为0.25,求物体在4s 末的速度和4s 内的位移。
(cos37°=0.8,g=10m/s 2)解:对物体受力分析如图所示由牛顿第二定律,可得:Fcosθ-µF N =maF N +Fsinθ=mg 联立,解得a=0.54m/s 24s 末的速度220/16.2/454.0s m s m at v v =⨯=+= 4s 内的位移m m at t v x 32.4454.02121220=⨯⨯=+=(2)从运动情况确定受力: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)。
例2:一个滑雪的人,质量m=75kg ,以v 0=2m/s 的初速度沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,在t=5s 的时间内滑下的路程P=60m ,求滑雪人受到的阻力(包括摩擦和空气阻力)。
解:对人进行受力分析如图: 根据运动学公式得2021at t v x +=根据牛顿第二定律得 mgsinθ-f =ma 联立,解得f =67.5N 即滑雪人受到的阻力是67.5N 。
拓展:滑雪者以v 0=20m/s 的初速度沿直线冲上一倾角为30°的山坡,从刚上坡即开始计时,至3.8s 末,滑雪者速度变为0。
如雪橇与人的总质量为m=80kg ,求雪橇与山坡间的摩擦力为多少? g=10m/s 2 解:对人进行受力分析如图: 根据牛顿第二定律得 -mgsinθ-f =ma 根据运动学公式得 at v v +=0 联立,解得f =20.8N 即滑雪人受到的阻力是20.8N 。
动力学问题的解题步骤: (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求加速度;(4)用运动学公式或牛顿第二定律求所求量。
4.7用牛顿运动定律解决问题(二) 1. 超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受到的重力的情况称为超重现象。
2. 失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受到的重力的情况称重力不变,物体对支持物的压力和对悬挂物的拉力发生变化。
例题:在升降机中测人的体重,已知人的质量为40kg ,①若升降机以2.5m/s 2的加速度匀加速下降,台秤的示数是多少?②若升降机自由下落,台秤的示数又是多少?解:当升降机匀加速下降时,由牛顿第二定律得:mg -F =ma 即F =mg -ma①当a 1=2.5m/s 2,F 1=300N②当自由下落时,a 2=g ,F 2=0N由牛顿第三定律可知:台秤的示数分别为300N 和0N 。