牛顿三大定律公式：
1，牛顿第一定律(惯性定律）：
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，牛顿第二定律公式：
F合=ma或a=F合/m
a由合外力决定，与合外力方向一致。
3，牛顿第三定律公式：
F= -F;
负号表示方向相反，F、-F为一对作用力与反作用力，各自作用在对方。
4，共点力的受力平衡公式：
F合=0
二力平衡则满足公式F1=-F2
请注意，二力平衡与作用力与反作用力是不一样的。
二力平衡的研究对象，是同一个物体；而作用力与反作用力，研究对象是两个不同的物体。
5，超重与失重的公式：
超重满足：N>G
失重满足：N N为支持力，G为物体所受重力，不管失重还是超重，物体所受重力是不变的。 牛顿三大定律的内容： 1、牛顿第一定律：一切物体总是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。（定性的描述了力与运动的关系，物体的运动不需要力维持，但改变物体的运动一定需要力，牛顿第一定律也叫惯性定律） 2、牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。（定量的计算力与运动的关系，F=ma） 3、牛顿第三定律：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，作用在同一条直线上。（说明了力的作用是相互的） 基础夯实 1．对于牛顿第三定律的理解，下列说法中正确的是() A．当作用力产生后，再产生反作用力；当作用力消失后，反作用力才慢慢消失 B．弹力和摩擦力都有反作用力，而重力无反作用力 C．甲物体对乙物体的作用力是弹力，乙物体对甲物体的作用力可以是摩擦力 D．作用力和反作用力，这两个力在任何情况下都不会平衡 答案：D 解析：根据牛顿第三定律知，两个物体之间的相互作用力，大小相等，方向相反，性质相同，同时产生，同时消失，故可判定A、B、C错误，D正确。 2．(珠海市12～13学年高一上学期期末)在足球比赛中，前锋队员一记势大力沉的射门，足球应声入网。在射门瞬间，比较力的大小，正确的说法是() A．脚对球的力大于球对脚的力 B．脚对球的力等于球对脚的力 C．脚对球的力小于球对脚的力 D．脚对球的力等于足球受到的重力 答案：B 解析：脚对球的力与球对脚的力是一对作用力与反作用力，其大小相等方向相反。 3．(临沂市11～12学年高一上学期期末)人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是() A．人对地球的作用力大于地球对人的引力 B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力 C．地面对人的作用力大于地球对人的引力 D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力 答案：C 解析：对人受力分析：人受到地面给人的弹力和重力，因为弹力大于重力所以人跳起。 4．(深圳市三校12～13学年高一上学期期末联考)用牛顿第三定律判断下列说法正确的是() A．轮船的螺旋桨旋转时，向后推水，水同时给螺旋桨一个反作用力，推动轮船前进 B．甲乙两人拔河时，甲对绳子的拉力与乙对绳子的拉力是一对作用力与反作用力 C．马拉车前进，只有马对车的拉力大于车对马的拉力时，车才能前进 D．一个作用力和它的反作用力的合力为零 相关习题：（牛顿运动定律） 一、牛顿第一定律练习题 一、选择题 1．下面几个说法中正确的是[ ] A．静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用 B．当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态 C．当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用 D．物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向 2．关于惯性的下列说法中正确的是[ ] A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性 B．物体不受外力作用时才有惯性 C．物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性 D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性 3．关于惯性的大小，下列说法中哪个是正确的[ ] A．高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大 B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大 C．两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同 D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小 4．火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为[ ] A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动 B．人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动 C．人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来 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 5．下面的实例属于惯性表现的是[ ] A．滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离 B．人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板 C．奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒 D．从枪口射出的子弹在空中运动 6．关于物体的惯性定律的关系，下列说法中正确的是[ ] A．惯性就是惯性定律 B．惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律 C．物体运动遵循牛顿第一定律，是因为物体有惯性 D．惯性定律不但指明了物体有惯性，还指明了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因 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m Fr GM =2/严格相等。 ④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】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 【分析与解答】因为惯性的原因，火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度，当人向上跳起后，仍然具有与火车相同的水平速度，人在腾空过程中，由于只受重力，水平方向速度不变，直到落地，选项D正确。 【说明】乘坐气球悬在空中，随着地球的自转，免费周游列国的事情是永远不会发生的，惯性无所不在，只是有时你感觉不到它的存在。 【答案】D 二、牛顿第二定律（实验定律） 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。 2. 公式：F ma 合 = 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，同时消失； ②方向性：a与F 合都是矢量,，方向严格相同； 高一物理牛顿运动定律单元测试 试卷满分100分，时间90分钟 一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一 个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分． 1．下述力、加速度、速度三者的关系中，正确的是（）A．合外力发生改变的一瞬间，物体的加速度立即发生改变 B．合外力一旦变小，物体的速度一定也立即变小 C．合外力逐渐变小，物体的速度可能变小，也可能变大 D．多个力作用在物体上，只改变其中一个力，则物体的加速度一定改变 2．在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容 易和谷物混在一起，另外谷有瘪粒，为了将它们分离， 农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选，如 图所示，它的分选原理是（） A．小石子质量最大，空气阻力最小，飞的最远 B．空气阻力对质量不同的物体影响不同 C．瘪谷粒和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞的最远 D．空气阻力使它们的速度变化不同 3．跳伞运动员从静止在空中的直升飞机上下落，在打开降落伞之前做自由落体运动，打开降落伞之后做匀速直线运动。则描述跳伞运动员的v-t图象是下图中的（） 4．为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是 （ ） A ．顾客始终受到三个力的作用 B ．顾客始终处于超重状态 C ．顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D ．顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 5．如图所示，一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮， 绳的一端系一质量m =15㎏的重物，重物静止于地面上，有一质量 m =10㎏的猴子，从绳子的另一端沿绳子向上爬.在重物不离开地 面条件下，猴子向上爬的最大加速度为（g =10m/s 2） （ ） A ．25m/s 2 B ．5m/s 2 C ．10m/s 2 D ．15m/s 2 6．物块A 1、A 2、B 1和B 2的质量均为m ，A 1、A 2用刚性轻杆连接，B 1、B 2用轻质弹簧连结。两个装置都放在水平的支托物上，处于平衡状态，如图所示。今突然迅速地撤去支托物，让物块下落。在除去支托物的瞬间，A 1、A 2受到的合力分别为f 1和f 2，B 1、B 2受到的合 v o t v o t v o t v o A B D C 牛顿的三大运动定律包括：一切物体在不受外力的情况下，总保持静止或匀速直线运动状态（惯性定律）；物体运动的加速度与物体所受合外力成正比，与物体质量成反比，加速度方向与合外力方向相同（加速度定律）；两个物体间的作用力与反作用力在同一条直线上，大小相等，方向相反（作用力与反作用力定律）。 运动三定律虽以英国著名物理学家、天文学家、数学家牛顿（I.Newton ，1643－1727）的名字命名，但它是历史上许多科学家长期探索的结晶。 1684年，牛顿集成并发展了前人的研究成果，科学、系统地定义了惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律，合称运动三定律。 快速导航 ? 关系表 外文名 Newton's laws of motion 提出者 艾萨克·牛顿 中文名 牛顿运动定律 提出时间 17世纪后期 应用学科 物理学 目 录 ? 1概况 ? 2内容 ? 第一定律 ? 第二定律 ? 第三定律 ? 3适用范围 ? 4创立意义 ? 5守恒定律 ? 6牛顿简介 1 概况 物理泰斗艾萨克·牛顿。在应用牛顿定律之前，必需先将物体理想化为质点。所谓“质点”是指物理学中理想化的模型，在考虑物体的运动时，将物体的形状、大小、质地、软硬等性质全部忽略，只用一个几何点和一个质量来代表此物体。 质点模型适用的范围是当与分析所涉及的距离相比较，物体的尺寸显得很微小，或我们只考虑物体受的外力，物体本身的内部结构、形变、旋转、温度等对于分析并不重要。举例而言，在分析行星环绕恒星的轨道运动时，行星与恒星都可以被理想化为质点。 原初版本的牛顿运动定律只适用于描述质点的动力学，不具有足够功能来描述刚体与可变形体的运动。1750年，欧拉在牛顿定律的基础上，推导出能够应用于刚体的欧拉运动定律。后来，这定律又被应用于假定为连续介质的可变形体。假若用一群离散质点的组合来代表物体，其中每一个质点都遵守牛顿定律，则可以从牛顿定律推导出欧拉运动定律。不论如何，欧拉运动定律可以直接视为专门描述宏观物体运动的公理，与物体内部结构无关。在这里，宏观物体指的是尺度远远大于粒子尺度的物体。 牛顿运动定律只成立于惯性参考系，又称为牛顿参考系。有些学者喜欢将第一定律作为根本，而将惯性参考系视作第一定律的延伸，也就是说在他们看来，第一定律可以用来定义惯性参考系。假若采用这观点，则由于只有从惯性参考系观察，第二定律才成立，所以，不能从第二定律以特例的方式来推导出第一定律。另外又有一些学者将第一定律视为第二定律的推论。特别注意，惯性参考系的概念是在牛顿之后很久才发展成功。 2内容 第一定律 《自然哲学的数学原理》提出的牛顿运动定律牛顿第一定律的两种表达方式： 1.一切物体在没有受到力的作用时（合外力为零时），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运动状态。 2.当一个质点距离其他质点足够远时，这个质点就作匀速直线运动或保持静止。 高中物理牛顿运动定律提高训练含解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．如图所示为工厂里一种运货过程的简化模型，货物(可视为质点质量4m kg =，以初速度010/v m s =滑上静止在光滑轨道OB 上的小车左端，小车质量为6M kg =，高为 0.8h m =。在光滑的轨道上A 处设置一固定的障碍物，当小车撞到障碍物时会被粘住不 动，而货物继续运动，最后恰好落在光滑轨道上的B 点。已知货物与小车上表面的动摩擦因数0.5μ=，货物做平抛运动的水平距离AB 长为1.2m ，重力加速度g 取210/m s 。 ()1求货物从小车右端滑出时的速度； ()2若已知OA 段距离足够长，导致小车在碰到A 之前已经与货物达到共同速度，则小车 的长度是多少？ 【答案】(1)3m/s ；(2)6.7m 【解析】 【详解】 ()1设货物从小车右端滑出时的速度为x v ，滑出之后做平抛运动， 在竖直方向上：2 12 h gt = ， 水平方向：AB x l v t = 解得：3/x v m s = ()2在小车碰撞到障碍物前，车与货物已经到达共同速度，以小车与货物组成的系统为研 究对象，系统在水平方向动量守恒， 由动量守恒定律得：()0mv m M v =+共， 解得：4/v m s =共， 由能量守恒定律得：()2201122 Q mgs mv m M v μ==-+共相对， 解得：6s m =相对， 当小车被粘住之后，物块继续在小车上滑行，直到滑出过程，对货物，由动能定理得： 22 11'22 x mgs mv mv 共μ-= -， 解得：'0.7s m =， 车的最小长度：故L ' 6.7s s m =+=相对； 牛顿第三定律 教材依据 人民教育出版社高中物理必修一第四章第五节 教学流程 教学目标 一、知识和能力目标 １．知道作用力与反作用力的概念。 ２．理解、掌握牛顿第三定律，能应用它解决简单的问题。 ３．会区分平衡力跟一对作用力与反作用力。 ４．培养学生通过实验总结规律的能力和在具体受力分析中应用牛顿第三定律的能力。 二、过程与方法 １．教师设问，提出研究问题，然后由学生动手实验。 ２．教师指导，学生探究总结作用力与反作用力的特点。 ３．应用讨论、练习的方法教会学生区别一对作用力与反作用力和一对平衡力。 三、情感目标 １．进一步掌握实践是检验真理的唯一标准的哲学思想。 ２．通过学习，使学生了解到物理世界中普遍存在的对称美。 教学重点 １．掌握牛顿第三定律。 ２．区分平衡力跟作用力与反作用力。 教学难点 区分平衡力跟作用力与反作用力。 教学方法 实验归纳法、分析推理法。 教学器材 投影仪、投影片、弹簧一个、弹簧测力计两个、物理小车两辆、光滑长木板、条形磁铁一个、铁块一块。 教学环境 传统授课班，多媒体教室。 教学实录 （首先用投影片出示本节课的学习目标） １．知道作用力和反作用力的概念。 ２．理解牛顿第三定律，并用它来解决实际问题。 ３、区分一对相互作用力和平衡力。 一、创设情境，导入新课 教师：什么是力？力学中常用的力有哪些？ 学生：力是物体对物体的相互作用。力学中常用的力有：重力（万有引力）、弹力、摩擦力等。 教师：一个物体可以发生力的作用吗？ 学生：不能，发生力的作用时一定存在两个物体，前一个是施力物体，后一个是受力物体。 教师：施力物体同时也一定是受力物体，这句话对吗？ 学生：对，因力是物体对物体的相互作用。 教师：那么，什么是“相互”作用呢？ 学生：“相互”就是说：甲对乙有作用，同时乙对甲也有作用。 教师：那么物体间的这对相互作用力之间有什么关系呢？本节课我们一起来讨论这一问题。———牛顿第三定律 二、新课教学 1.作用力与反作用力 [学生活动与体验] ①让学生坐在座位上用力推课桌。 教师：用力推桌子时，你有何感觉？ 学生：桌子也在推我，我用的力越大，身体向后仰得越厉害。 ②让学生用笔用力写下“牛顿第三定律”这几个字。 第一讲牛顿第一定律、牛顿第三定律 一、【目标】 1、掌握牛顿第一定律和牛顿第三定律的内容 2、区分相互作用力和平衡力 二、【知识梳理】 （一）、牛顿第一定律 1、内容：一切物体总保持状态或状态，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． （5）应注意：①牛顿第一定律不是实脸直接总结出来的．牛顿以伽利略的理想斜面实脸为基拙，加之高度的抽象思维，概括总结出来的．不可能由实际的实验来验证； ①定律揭示了力和运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是物体运动状态的原因． （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，方向，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． ①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（三）、作用力和反作用力与平衡力的区别 【例1】(上海春季高考题)火车在直线轨道上匀速运动，车厢内有一人向上跳起，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推力，使他向前运动 B．人跳起的瞬间，地板给他一个向前的力，推动他向前运动 C．人跳起后，车继续向前运动，所以人下落后必定偏后一些，只是由于时问很短，偏后距离太小，不明显而已 D．人跳起后，在水平方向上人和车始终具有相同的速度 【变式练习】(2012全国新课标).伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 （三）牛顿运动定律测验卷 一.命题双向表 二. 期望值：65 三. 试卷 （三）牛顿运动定律测验卷 一．选择题(每道小题 4分共 40分 ) 1．下面关于惯性的说法正确的是（） A．物体不容易停下来是因为物体具有惯性 B．速度大的物体惯性一定大 C．物体表现出惯性时，一定遵循惯性定律 D．惯性总是有害的，我们应设法防止其不利影响 2.一个物体受到多个力作用而保持静止，后来物体所受的各力中只有一个力逐渐减小到零后 又逐渐增大，其它力保持不变，直至物体恢复到开始的受力情况，则物体在这一过程中A．物体的速度逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到零 B．物体的速度从零逐渐增大到某一数值后又逐渐减小到另一数值 C．物体的速度从零开始逐渐增大到某一数值 D．以上说法均不对 3.质量为m1和m2的两个物体，分别以v1和v2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动， 且v1 图-1 图 3-3-7 A ．力F 与v1、v2同向，且m1>m2 B ．力F 与v1、v2同向，且m1 牛顿运动定律 牛顿第一定律、牛顿第三定律 知识要点 一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持原来的匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止. ２.理解牛顿第一定律，应明确以下几点： (1)牛顿第一定律是一条独立的定律,反映了物体不受外力时的运动规律,它揭示了：运动是物体的固有属性,力是改变物体运动状态的原因. ①牛顿第一定律反映了一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律又叫惯性定律． ②它定性揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是产生加速度的原因. （２)牛顿第一定律表述的只是一种理想情况,因为实际不受力的物体是不存在的，因而无法用实验直接验证，理想实验就是把可靠的事实和理论思维结合起来，深刻地揭示自然规律.理想实验方法:也叫假想实验或理想实验.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.也叫头脑中的实验.但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想,首先,理想实验以实践为基础,在真实的实验的基础上，抓住主要矛盾,忽略次要矛盾，对实际过程做出更深一层的抽象分析;其次，理想实验的推理过程，是以一定的逻辑法则作为依据． 3.惯性 （1）惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性大小的唯一量度，它和物体的受力情况及运动状态无关. （2)改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外力下,产生的加速度的大小;或者,产生同样的加速度所需的外力的大小. (3)惯性不是力,惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,力是物体间的相互作用，两者是两个不同的概念． 二、牛顿第三定律 １.牛顿第三定律的内容 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. 2.理解牛顿第三定律应明确以下几点： (1)作用力与反作用力总是同时出现，同时消失,同时变化; (2）作用力和反作用力是一对同性质力； （３）注意一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别 对一对作用力、反作用力和平衡力的理解 牛顿运动定律典型精练 基础知识回顾 1、牛顿第一定律：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。 对牛顿第一定律的理解要点：（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，即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属性——惯性；（4）不受力的物体是不存在的，牛顿第一定律不能用实验直接验证，但是建立在大量实验现象的基础之上，通过思维的逻辑推理而发现的。它告诉了人们研究物理问题的另一种方法，即通过大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律；（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系，牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。 2、牛顿第二定律：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式F=ma. 对牛顿第二定律的理解要点：（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研究其效果，分析出物体的运动规律；反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况，为设计运动，控制运动提供了理论基础；（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）牛顿第二定律是矢量关系，加速度的方向总是和合外力的方向相同的，可以用分量式表示， F x =ma x ,F y =ma y ,F z =ma z ;（4）牛顿第二定律F=ma 定义了力的基本单位——牛顿（定义使质量为1kg 的物体产生1m/s 2 的加速度的作用力为 1N,即1N=1kg.m/s 2 . 3、牛顿第三定律：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，作用在同一直线上。 对牛顿第三定律的理解要点：(1)作用力和反作用力相互依赖性，它们是相互依存，互以对方作为自已存在的前提；（2）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化，不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合力，两个力的作用效果不能相互抵消，这应注意同二力平衡加以区别。 4.物体受力分析的基本程序：（1）确定研究对象；（2）采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力；（3）按照先重力，然后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的弹力和摩擦力，最后分析其他场力；（4）画物体受力图，没有特别要求，则画示意图即可。 5.超重和失重：（1）超重：物体有向上的加速度称物体处于超重。处于失重的物体的物体对支持面的压力F （或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即F=mg+ma.；（2）失重：物体有向下的加速度称物体处于失重。处于失重的物体对支持面的压力F N （或对悬挂物的拉力）小于物体的重力mg ，即F N =mg －ma ，当a=g 时，F N =0,即物体处于完全失重。 6、牛顿定律的适用范围：（1）只适用于研究惯性系中运动与力的关系，不能用于非惯性系；（2）只适用于解决宏观物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；（3）只适用于宏观物体，一般不适用微观粒子。 二、解析典型问题 问题1：必须弄清牛顿第二定律的矢量性。 牛顿第二定律F=ma 是矢量式，加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时，可以利用正交分解法进行求解。 练习1、如图1所示，电梯与水平面夹角为300 ,当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的6/5，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？ 分析与解：对人受力分析，他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用，如图1所示.取水平向右为x 轴正向， 竖直向上为y 轴正向，此时只需分解加速度，据牛顿第二定律可得：F f =macos300, F N -mg=masin300 因为 56=mg F N ，解得5 3 =mg F f . 练习2．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a ，如图3-1-15所示．在物体始终相对于斜 面静止的条件下，下列说法中正确的是（ ） A ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 B ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C ．当a 一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小 D ．当a 一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小 练习3．一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于在水平面上加速运动的小车中，加速度为a ，如图3—1-16所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是（） A ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越大 B ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越大 C ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的正压力越小 D ．当θ一定时，a 越大，斜面对物体的摩擦力越小 问题2：必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。 1．物体运动的加速度a 与其所受的合外力F 有瞬时对应关系，每一瞬时的加速度只取决于这一瞬时的合外力．若合外力的大小或方向改变，加速度的大小或方向也立即(同时)改变;或合外力变为零，加速度也立即变为零(物体运动的加速度可以突变)． 2．中学物理中的“绳”和“线”，是理想化模型，具有如下几个特性: A ．轻:即绳(或线)的质量和重力均可视为等于零，由此特点可知，同一根绳(或线)的两端及其中间各点的张力大小相等． B ．软:即绳(或线)只能受拉力，不能承受压力(因绳能变曲)，由此特点可知，绳与其物体相互间作用力的方向总是沿着绳子且背离受力物体的方向． C ．不可伸长:即无论绳所受拉力多大，绳子的长度不变，由此特点可知，绳子中的张力可以突变． 30a F m g F f 图1 x y x a a 图图 高中物理牛顿运动定律练习题及答案含解析 一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律 1．质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的图象如图所示取m/s2，求： （1）物体与水平面间的动摩擦因数； （2）水平推力F的大小； （3）s内物体运动位移的大小． 【答案】（1）0.2；（2）5.6N；（3）56m。 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由题意可知，由v-t图像可知，物体在4～6s内加速度： 物体在4～6s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有： 联立解得：μ=0.2 （2）由v-t图像可知：物体在0～4s内加速度： 又由题意可知：物体在0～4s内受力如图所示 根据牛顿第二定律有： 代入数据得：F=5.6N （3）物体在0～14s内的位移大小在数值上为图像和时间轴包围的面积，则有： 【点睛】 在一个题目之中，可能某个过程是根据受力情况求运动情况，另一个过程是根据运动情况分析受力情况；或者同一个过程运动情况和受力情况同时分析，因此在解题过程中要灵活 处理．在这类问题时，加速度是联系运动和力的纽带、桥梁． 2．如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在0t =时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，以后长木板运动v t -图象如图所示.已知小物块与长木板的质量均为1m kg =，小物块与长木板间及长木板与地面间均有摩擦，经1s 后小物块与长木板相对静止()210/g m s =，求： ()1小物块与长木板间动摩擦因数的值； ()2在整个运动过程中，系统所产生的热量． 【答案】（1）0.7（2）40.5J 【解析】 【分析】 ()1小物块滑上长木板后，由乙图知，长木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律求出长木板加速运动过程的加速度，木板与物块相对静止时后木板与物块一起匀减速运动，由牛顿第二定律和速度公式求物块与长木板间动摩擦因数的值． ()2对于小物块减速运动的过程，由牛顿第二定律和速度公式求得物块的初速度，再由能量守恒求热量． 【详解】 ()1长木板加速过程中，由牛顿第二定律，得 1212mg mg ma μμ-=； 11m v a t =； 木板和物块相对静止，共同减速过程中，由牛顿第二定律得 2222mg ma μ?=； 220m v a t =-； 由图象可知，2/m v m s =，11t s =，20.8t s = 联立解得10.7μ= ()2小物块减速过程中，有： 13mg ma μ=； 家 牛顿运动定律应用（一） 瞬时问题与动态分析 超重与失重 要点精析 要点一 瞬时问题 1.如图所示,物体甲、乙质量均为m,弹簧和悬线的质量可忽略不计. 当悬线被烧断的瞬间,甲、乙的加速度数值应为 ( ) A.甲是0,乙是g B.甲是g,乙是g C.甲是0,乙是0 D.甲是2 g ,乙是g 答案 B 要点二 动态分析 2.如图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O 点,另一端连接小物体,弹簧自由伸长到B 点,让小 物体m 把弹簧压缩到A 点,然后释放,小物体能运动到C 点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法正确的是 ( ) A.物体从A 到B 速度越来越大,从B 到C 速度越来越小 B.物体从A 到B 速度越来越小,从B 到C 加速度不变 C.物体从A 到B 先加速后减速,从B 到C 一直减速运动 D.物体在B 点受合外力为零 答案 C 要点三 超重与失重 3.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是 ( ) A.电梯正在减速上升,在电梯中的乘客处于超重状态 B.磁悬浮列车在水平轨道上加速行驶时,列车上的乘客处于超重状态 C.荡秋千时秋千摆到最低位置时,人处于失重状态 D.“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时,飞船内的宇宙员处于完全失重状态 答案 D 题型探究 题型1 瞬时问题 【例1】如图如图(a)所示,一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2的两根细线上,L 1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L 2水平拉直,物体处于平衡状态. 家 (1)现将图(a)中L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度. (2)若将图(a)中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图(b)所示,求剪断L2瞬间物体的加速度. 答案 (1)gsinθ (2)gtanθ 题型2 程序法分板牙动态问题 【例2】一个小球(小球的密度小于水的密度)从较高的位置落下来,落入足够深的水池中,在小球从静止下落,直到在水中下落到最大深度的过程中,下列小球速度随时间变化的图线可能正确的是 ( ) 答案 A 题型3 超重与失重观点解题 【例3】如图所示,在台秤的托盘上,放着一个支架,支架上挂着一个 电磁铁A,电磁铁的正下方有一铁块B,电磁铁不通电时,台秤的示数为G. 当接通电路,在铁块被电磁铁吸起的过程中,台秤的示数将( ) A.不变 B.变大 C.变小 D.忽大忽小 答案 B 题型4 运动建模 【例4】一科研火箭从某一无大气层的行星的一个极竖直向上发射,由火箭传来的无线电信息表明:从火箭发射时的一段时间t内(火箭喷气过程),火箭上所有物体对支持物的压力或对其悬挂装置的拉力是火箭发射前的1.8倍,除此之外,在落回行星表面前的所有时间内,火箭里的物体处于失重状态,问从火箭发射到落回行星表面经过多长时间? (行星引力大小随距行星表面高度的变化可忽略不计) 跟踪训练 1.如图所示,物体P以一定的初速度v沿光滑水平面向右运动,与一个右端固定的轻质弹簧相撞,并被弹簧反向弹回.若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律,那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中( ) A.P的加速度大小不断变化,方向也不断变化 4.5 牛顿第三定律 一．教材分析 本课的内容分三个层次，先是作用力和反作用力的概念，接着是作用力和反作用力的关系（牛顿第三定律），最后是作用力和反作用力在生活中的应用。教学设计的重点应是最后两方面。 二、教学目标 （一）知识和技能 (1)知道作用力和反作用力的概念； (2)理解牛顿第三定律的确切含义； (3)能用牛顿第三定律解决简单问题； （二）过程和方法 (1)通过生活中的作用力和反作用力的事例，体验作用力和反作用力的不同作用效 果； (2)通过实验探究得出牛顿第三定律,体会实验在发现自然规律中的作用。 （三）情感和价值观 培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理问题，三、教学重点难点 重点：牛顿第三定律的内容及其用它来解决生活中的一些现象。 难点：用牛顿第三定律来解决问题。 四、学情分析 学生已学过牛顿第一第二定律并且对于相互作用力有了一定的感性认识，需要通过大量的实例来深刻理解牛顿第三定律 五、教学方法 1．学案导学 2．新授课教学基本环节 六．课前准备：预习学案相关内容 七．课时设计：一课时 八、教学过程 (一)预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。 （二）情景导入、展示目标。 教师首先提问：用手敲击黑板的同时，手有痛的感觉，这说明手对黑板作用时，黑板对手也有作用．又如，用手拉弹簧的同时，也感觉到弹簧对手也有拉力作用，下面作一个实验，请同学们注意观察小车运动情况． ［实验1］将两小车用一根短细绳连接．同时在其中间夹一个压缩了的弹簧，让它们都静止在桌面上如图3－10所示，现烧断连接两小车的细绳，两小车同时向两边运动．且距离几乎相等． 生活中的现象和实验都告诉我们力的作用总是相互的，即甲对乙有作用力的同时，乙对甲也有力的作用，我们把其中一个力称为作用力，另一个力就叫做反作用力．（三）合作探究 2．牛顿第三定律 作用力与反作用存在什么关系呢?请同学们看下面实验 ［实验2］将弹簧秤A和B按图3－11方式连接，用手拉弹簧秤A，请同学观察A、B 弹簧秤读数（结论：大小相等）加大力拉A，再请同学观察A、B弹簧秤的读数（结论：相等）这说明：作用力与反作用力大小总是相等的．分析弹簧秤B受A的拉力方向向右、而弹簧秤A受B的拉力方向向左，说明作用力与反作用方向相反，再看A所受力与B所受力在一条直线上． 综上分析，说明作用力与反作用力总是大小相等方向相反，作用在一条直线上，这便是牛顿第三定律 第一单元：牛顿第一定律、牛顿第三定律 知识要点 一、牛顿第一定律 1.牛顿第一定律的内容：一切物体总保持原来的匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止. 2.理解牛顿第一定律，应明确以下几点： （1）牛顿第一定律是一条独立的定律，反映了物体不受外力时的运动规律，它揭示了：运动是物体的固有属性，力是改变物体运动状态的原因. ①牛顿第一定律反映了一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质，这种性质称为惯性，所以牛顿第一定律又叫惯性定律. ②它定性揭示了运动与力的关系：力是改变物体运动状态的原因，是产生加速度的原因. 3.惯性 （1）惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性大小的唯一量度，它和物体的受力情况及运动状态无关. （2）改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外力下，产生的加速度的大小；或者，产生同样的加速度所需的外力的大小. （3）惯性不是力，惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质，力是物体间的相互作用，两者是两个不同的概念. 二、牛顿第三定律 1.牛顿第三定律的内容 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. 2.理解牛顿第三定律应明确以下几点: （1）作用力与反作用力总是同时出现，同时消失，同时变化； （2）作用力和反作用力是一对同性质力； （3）注意一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别 典题解析 【例1】.关于物体的惯性，下列说法正确的是： A 只有处于静止状态或匀速直线运动状态的物体才有惯性. B 惯性是保持物体运动状态的力，起到阻碍物体运动状态改变的作用. C 一切物体都有惯性，速度越大惯性就越大. D 一切物体都有惯性，质量越大惯性就越大. 【解析】牛顿第一定律说明，一切物体都具有惯性，惯性与物体的受力情况和运动情况无关，选项A、C是错误的，惯性大小由物体的质量决定，D正确.惯性不是一种力而是物体本身的一种属性，B错误. 【例2】.有人做过这样一个实验：如图所示，把鸡蛋A向另一个完全一样的鸡蛋B撞去（用同一部分），结果是每次都是鸡蛋Ｂ被撞破，则下列说法不正确的是（） 牛顿第三定律 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、知道力的作用是相互的，知道作用力和反作用力的概念。 2、理解牛顿第三定律的确切含义，能用它解决简单的问题。 3、能区分平衡力与作用力和反作用力 （二）过程与方法 1、通过学生自己设计实验，培养学生的独立思考能力和实验能力。 2、通过用牛顿第三定律分析物理现象，可培养学生分析解决实际问题的能力。 3、通过鼓励学生动手、大胆质疑、勇于探索，可提高学生自信心并养成科学思维习惯。 （三）情感、态度与价值观 1、培养学生实事求是的科学态度和团结协作的科学精神。 2、激发学生探索的兴趣，养成一种科学探究的意识。 ★教学重点 1、知道力的作用是相互的，掌握作用力和反作用力。 2、掌握牛顿第三定律并用它分析实际问题。 ★教学难点 正确区分平衡力和作用力、反作用力 ★教学方法 实验探究、讨论交流、多媒体辅助教学 ★教学用具： 弹簧秤、磁铁、小车、皮球、小磁针、白纸、大头针、火柴棒等，为每组学生准备一套，多媒体教学设备。 ★教学过程 （一）引入新课 教师活动：让学生利用身边的器材自己设计实验，验证以前学过的“力的作用是相互的” 学生活动：积极思考设计实验。 点评：开门见山，让学生进入主动思考状态。 （二）进行新课 教师活动：1、教师巡视，观察各组设计试验的情况。 2、鼓励学生大胆演示自己设计的实验，并说明如何证明此结论。 3、根据需要，引导、补充学生发言。 学生活动：各小组积极动手做实验，并踊跃发言，展示成果。 学生可能设计的实验： 实验一：将两个皮球对压（二者均发生形变） 实验二：用手拉弹簧（弹簧形变，手也受到弹簧的拉力） 实验三：将左手攥拳后仅竖直向上伸出食指，用右手掌心竖直向下压迫左手食指。（左 手食指受压，右手掌心被扎疼） 点评：实验具有开放性，可培养学生的创新和探索精神和动手实践能力。 教师活动：提出问题： 1、力是一个物体对另一个物体的作用，这种作用是相互的还是单方面的？一个力应与几 个物体相联系？ 高一物理必修1 牛顿第三定律 教学目标：1．了解物体之间的作用是相互的。 ２．掌握牛顿第三定律的内容及其含义。 ３．学会区别平衡力和相互作用力。 ４．培养学生观察、实验、分析的综合能力。 教学重点：１。掌握牛顿第三定律的内容及其含义。 ２．培养学生观察、实验、分析的综合能力。 教学难点：理解物体间的作用力与反作用力的关系。 教学方法；“提出问题――实验探索――发现规律――实际应用”四步教学法。 学习方法：“观察――实验――总结――比较――应用”的由理论到实践的学习方法。 教学器具：多媒体电教平台、握力圈、碰撞球、平板小车、磁铁、弹簧秤、小磁针等。 教学过程； 一．提出问题 师：今天这节课我们将学习一个新的内容“牛顿第三定律”，在前面的学习中我们已知道“力是物体间的相互作用”，牛顿第三定律就是揭示物体间发生作用时存在的一种规律。如何认识和了解这个规律？我想请大家从观察这段录象开始。 播放《推冰车》的录象，并提问学生： 师：当两人主动互推时，左边冰车的小孩有什么现象？ 生：向左移动了。 师：当左边冰车的小孩主动推右边小孩的后背时，左边冰车的小孩有什么现象？ 生：向左移动了。 师：我们观察到了两次推车过程中两辆冰车都发生了移动。大家还注意到不管右边冰车的小孩有没有主动推对方，对方都会发生移动，也就是说两次活动中两边小孩都发生了作用，这种作用会存在怎样的规律了？ 请同学们和我一起来开始下面的探索。 二．实验探索 一）定性研究： 师：下面我们先来切身感受一下物体间的作用。 实验一：用手对握力圈施加作用时，手有什么感觉？ （稍后，询问学生的感觉。） 生：感到费力、手痛。 师：为什么？ 生：手对握力圈作用时，也受到了反作用，并且手越用力，反作用也越大，所以手感到疼痛。师：这个实验说明了什么？人教版高中物理必修一牛顿第三定律教案
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