高中物理一輪知識清單（連載四）

高中物理一輪知識清單（連載四）專題04牛頓運動定律知識點01

牛頓第一定律一、力與運動關系的認識1.歷史上的觀點：亞里士多德、伽利略、笛卡爾及牛頓對力與運動關系的認識。2.理想實驗：它是在經(jīng)驗事實基礎上采用科學的抽象思維來展開的實驗，是人們在思想上塑造的理想過程．二、牛頓第一定律1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止.

2.對牛頓第一定律的理解①牛頓第一定律揭示了運動和力的關系，運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持。②運動狀態(tài)的改變指速度的改變，速度改變則必有加速度，故力是改變物體運動狀態(tài)的原因，或稱力是產(chǎn)生加速度的原因.

②保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)是物體的固有屬性，這一屬性稱為慣性，因此牛頓第一定律也叫作慣性定律.

③牛頓第一定律不能用實驗直接驗證.不受力的物體是不存在的.牛頓第一定律是在可靠的實驗事實(如伽利略斜面實驗)基礎上采用科學的邏輯推理得出的結論.它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實驗現(xiàn)象，利用人的邏輯思維，從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律.

④牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎，不能簡單地認為它是牛頓第二定律不受外力時的特例，牛頓第一定律告訴我們改變運動狀態(tài)需要力，力是如何改變物體運動狀態(tài)及他們的定量關系則由牛頓第二定律來回答。牛頓第一定律是經(jīng)過科學抽象、歸納推理總結出來的，而牛頓第二定律是一條實驗定律。三、慣性1.定義：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì).

2.決定因素：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度,

與物體是否受力、是否運動及所處的位置無關.3.對慣性的理解：慣性是物體的固有屬性，是物體固有的，即一切物體都有慣性，與物體的受力情況及運動狀態(tài)無關.物體的慣性總是以“保持原狀”“反抗改變”兩種形式表現(xiàn)出來，人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性.

4.慣性的表現(xiàn)形式①物體不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)．②物體受到外力且合外力不為零時，慣性表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度．慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變．知識點02

牛頓第二定律一、牛頓第二定律1.定義：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表達式:

3.對牛頓第二定律的理解①牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關系，即知道了力，可根據(jù)牛頓第二定律，分析出物體的運動規(guī)律;反過來，知道了運動，可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況。牛頓第二定律為設計運動，控制運動提供了理論基礎.

②因果性:對牛頓第二定律的數(shù)學表達式，

是力，力是產(chǎn)生加速度的原因，加速度是作用的結果，是力的作用效果，③加速度的方向由物體所受合外力的方向決定,二者總是相同.即任一瞬間,a的方向均與合外力方向相同.④瞬時性:牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果，對運動過程的每一瞬間成立,且瞬時力決定瞬時加速度.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關系，物體在某一時刻加速度的大小和方向是由該物體在這一時刻所受到的合外力的大小和方向決定的，力變加速度就變，力撤除加速度就為零.注意力的瞬間效果是加速度而不是速度，加速度可以突變，速度不能突變.

④矢量性：牛頓第二定律，是矢量，也是矢量，且與

的方向總是一致的.

⑤獨立性：可以進行合成與分解，也可以進行合成與分解.作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都滿足;力和加速度在各個方向上的分量也滿足,即,；物體的實際加速度等于每個力產(chǎn)生的加速度的矢量和;⑥同一性：加速度a是相對同一個慣性參考系(一般指地面)的;中、、對應同一個物體或同一個系統(tǒng)，且各量統(tǒng)一使用國際單位。4.牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中。二、兩類基本動力學問題的求解步驟1.確定研究對象：根據(jù)問題需要和解題方便，選擇某個物體或某幾個物體組成的系統(tǒng)整體為研究對象.2.分析受力情況和運動情況：畫好示意圖、情景示意圖，明確物體的運動性質(zhì)和運動過程；3.選取正方向或建立坐標系：通常以初速度方向為正方向，若無初速度則以加速度的方向為某一坐標軸的正方向.4.確定題目類型：①已知運動求力類問題→確定加速度：尋找題目中3個運動量（），根據(jù)運動學公式（）求解②已知力求運動類問題→確定合力：若以物體只受到兩個力作用，通常用合成法；若受到3個及3個以上的力，一般用正交分解法.求解5.列方程求解剩下物理量：根據(jù)牛頓第二定律或者列方程求解，必要時對結果進行討論【技巧點撥】解題關鍵①兩類分析——物體的受力分析和物體的運動過程分析；②兩個橋梁——加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁；速度是各物理過程間相互聯(lián)系的橋梁．三、超重和失重

1.實重和視重①實重：物體實際所受的重力，與物體的運動狀態(tài)無關．②視重：當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時，彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為視重．2.超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力，即.可能情況：①加速上升;②減速下降。3.失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力.即.可能情況：①加速下降;②減速上升。4.完全失重:當時，物體處于完全失重.可能情況：①自由落體和所有的拋體運動;②繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星、飛船等。5.判斷超重和失重的方法①從受力的角度判斷：當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時，物體處于失重狀態(tài)；等于零時，物體處于完全失重狀態(tài)．②從加速度的角度判斷：當物體具有向上的(分)加速度時，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的(分)加速度時，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度等于重力加速度時，物體處于完全失重狀態(tài)．【技巧點撥】

①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力.②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度、速度變化和運動方向均無關，只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重.

③在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等.

四、瞬時類問題1.解題依據(jù)：當物體所受合外力發(fā)生變化時，加速度也隨著發(fā)生變化，而物體運動的速度不能發(fā)生突變．2.兩種基本模型的特點①剛性繩(或接觸面)模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，形變恢復幾乎不需要時間，故認為彈力可以立即改變或消失.②彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點是形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時問題中，在彈簧(或橡皮繩)的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變，往往可以看成是瞬間不變的.3.基本方法①分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況，明確各力大小.②分析當狀態(tài)變化時(燒斷細線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個力等)，哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失(被剪斷的繩、彈簧中的彈力、發(fā)生在被撤去物體接觸面上的彈力都立即消失).③求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時加速度.五、連接體問題1.連接體：兩個或兩個以上相互作用的物體組成的具有相同運動狀態(tài)的整體叫連接體.如幾個物體疊放在一起，或并排放在一起，或用繩子、細桿等連在一起，在求解連接體問題時常用的方法為整體法與隔離法.2.常見類型①物物疊放連接體：兩物體通過彈力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度

②輕繩連接體：輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等．

③輕桿連接體：輕桿平動時，連接體具有相同的平動速度和加速度．

④彈簧連接體：在彈簧發(fā)生形變的過程中，兩端連接體的速度、加速度不一定相等；在彈簧形變最大時，兩端連接體的速度、加速度相等．

3.方法：整體法與隔離法，正確選取研究對象是解題的關鍵.①整體法：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且不需要求系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力,則可以把它們看作一個整體,根據(jù)牛頓第二定律,已知合外力則可求出加速度,已知加速度則可求出合外力.②隔離法：若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同,則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應用牛頓第二定律列方程求解.③若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且需要求物體之間的作用力,則可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對象,應用牛頓第二定律求作用力,即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”【技巧點撥】力的“分配”兩物塊在力F作用下一起運動，系統(tǒng)的加速度與每個物塊的加速度相同，如圖：

地面光滑

m1、m2與固定接觸面間的動摩擦因數(shù)相同以上4種情形中，F(xiàn)一定，兩物塊間的彈力只與物塊的質(zhì)量有關且.六、等時圓模型1.質(zhì)點從豎直圓環(huán)上沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到圓環(huán)的最低點所用時間相等，如圖甲所示；2.質(zhì)點從豎直圓環(huán)上最高點沿不同的光滑弦由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖乙所示

；3.兩個豎直圓環(huán)相切且兩環(huán)的豎直直徑均過切點，質(zhì)點沿不同的光滑弦上端由靜止開始滑到下端所用時間相等，如圖丙所示．

七、臨界值問題1.臨界、極值條件的標志①有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程存在著臨界點;②若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過程存在著極值,這個極值點往往是臨界點.2.“四種”典型臨界條件①接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是彈力FN=0.②相對滑動的臨界條件:兩物體相接觸且相對靜止時,常存在著靜摩擦力,則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值.③繩子斷裂與松弛的臨界條件:繩子所能承受的張力是有限度的,繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力,繩子松弛的臨界條件是張力FT=0.④加速度變化時,速度達到最值的臨界條件:加速度變?yōu)?.3.解題方法①極限法：把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達到正確解決問題的目的．②假設法：臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時，往往用假設法解決問題．③數(shù)學法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學表達式，根據(jù)數(shù)學表達式解出臨界條件．4.解題思路①認真審題，詳細分析問題中變化的過程(包括分析整個過程中有幾個階段)；②尋找過程中變化的物理量；③探索物理量的變化規(guī)律；④確定臨界狀態(tài)，分析臨界條件，找出臨界關系．八、板塊問題1.模型概述：一個物體在另一個物體上，兩者之間有相對運動.問題涉及兩個物體、多個過程，兩物體的運動速度、位移間有一定的關系.

2．解題關鍵點①統(tǒng)一參考系：所有物理量和計算以地面作為參考系。②臨界點：當滑塊與木板速度相同時，“板塊”間的摩擦力可能由滑動摩擦力轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦力或者兩者間不再有摩擦力(水平面上共同勻速運動)，因此速度相同是摩擦力突變的一個臨界條件.3.解題方法①明確各物體對地的運動和物體間的相對運動情況，確定物體間的摩擦力方向，.②分別隔離兩物體進行受力分析，準確求出各物體在各個運動過程中的加速度(注意兩過程的連接處加速度可能突變).③物體之間的位移(路程)關系或速度關系是解題的突破口.求解中應注意聯(lián)系兩個過程的紐帶，即每一個過程的末速度是下一個過程的初速度.4.常見的兩種位移關系滑塊從木板的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和木板同向運動，則滑離木板的過程中滑塊的位移與木板的位移之差等于木板的長度；若滑塊和木板相向運動，滑離木板時滑塊的位移和木板的位移大小之和等于木板的長度.

【技巧點撥】運動學公式中的位移都是對地位移.九、傳動帶問題1.傳送帶的基本類型傳送帶運輸是利用貨物和傳送帶之間的摩擦力將貨物運送到其他地方，有水平傳送帶和傾斜傳送帶兩種基本模型.2.傳送帶模型分析流程

【技巧點撥】求解的關鍵在于根據(jù)物體和傳送帶之間的相對運動情況，確定摩擦力的大小和方向.當物體的速度與傳送帶的速度相等時，物體所受的摩擦力有可能發(fā)生突變，速度相等前后對摩擦力的分析是解題的關鍵.3.類型①水平傳送帶常見類型及滑塊運動情況類型滑塊運動情況

①可能一直加速②可能先加速后勻速

①v0>v時，可能一直減速，也可能先減速再勻速②v0＝v時，一直勻速③v0<v時，摩擦力為動力，可能一直加速，也可能先加速再勻速

①傳送帶較短時，摩擦力為阻力，滑塊一直減速到達左端②傳送帶足夠長時，摩擦力先為阻力，滑塊先向左減速，減速到零后摩擦力再為動力，物體反向加速運動回到右端。②傾斜傳送帶常見類型及滑塊運動情況類型滑塊運動情況

①可能一直加速②可能先加速后勻速

①可能一直加速②可能先加速后勻速③可能先以a1加速再以a2加速十、圖像問題1.常見圖像

①v－t圖像：根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，再根據(jù)牛頓第二定律求解．

②a－t圖像：注意加速度的正負，正確分析每一段的運動情況，然后結合物體的受力情況應用牛頓第二定律列方程求解．

③F－t圖像：結合物體受到的力，由牛頓第二定律求出加速度，分析每一段的運動情況．

④F－a圖像：首先要根據(jù)具體的物理情景，對物體進行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導出兩個量間的函數(shù)關系式，根據(jù)函數(shù)關系式結合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量．2.解題策略①分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會分析臨界點．②注意圖線中的一些特殊點：圖線與橫、縱坐標的交點，圖線的轉(zhuǎn)折點，兩圖線的交點等．③明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情景