专题 牛顿运动定律知识点教师版
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第三章：牛顿运动定律
知识点1牛顿第一定律
1．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义
①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的原因。
2．惯性
(1)定义：物体具有保持原来静止状态或匀速直线运动状态的性质。
(2)特点：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
(3)表现
①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(4)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。
知识点2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，加速度的方向跟作用力的方向相同。
2．表达式：a＝。
3．物理意义
反映物体运动的加速度的大小、方向与其所受作用力的关系，且这种关系是瞬时的。
4．力的单位：当质量单位为千克(kg)，加速度单位为米每二次方秒(m/s2)时，力的单位为N，即1N＝1 kg·m/s2。
5．牛顿第二定律的适用范围
(1)牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。
(2)牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。
知识点3牛顿第三定律
1．作用力和反作用力：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，另一个物体同时对这个物体也施加了力。
2．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，作用在同一直线上的不同物体上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)物理意义：①体现力的作用的相互性。
②建立了作用力与反作用力的相互依存关系。
知识点4单位制、基本单位、导出单位
1．单位制
基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(1)基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用这几个单位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。
(2)基本单位：基本物理量的单位。
力学中的基本量有三个，它们是质量、长度、时间；它们的单位都是基本单位，国际单位制中分别是千克(kg)、米(m)、秒(s)。
(3)导出单位：由基本单位根据物理公式推导出来的其他物理量的单位。
2．国际单位制中的基本物理量及其单位
一、对牛顿第一定律的理解
1．对牛顿第一定律的理解
(1)牛顿第一定律是在伽利略斜面实验的基础上，经过科学抽象、归纳整理而总结出来的，通过这一定律，构建了力与运动之间正确的辩证关系，它不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律产生的基石。
(2)“力不是产生并维持运动的原因，而是使物体产生加速度，从而改变运动状态的原因”，这是牛顿第一定律要表达的核心思想。
这一思想使人们摆脱了“力与运动到底是什么关系”的困扰，揭示了力的本质。
(3)在牛顿第一定律的基石之上，通过实验探究，牛顿第二定律定量指出了力、质量和加速度的关系，所以牛顿第二定律是对“力与运动关系”的拓展。
2．对惯性的理解
(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力，是否运动等无关。
只与物体的质量有关。
(2)惯性的表现形式：总是以“保持原态”或“反抗改变”两种形式表现出来。
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(静止或匀速直线运动)不变。
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。
特别提醒
(1)牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。
在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。
(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。
(3)“惯性力”不存在，惯性是物体固有的一种性质，不是力。
二、对牛顿第二定律的理解
1．牛顿第二定律是三大定律的核心，它揭示了力和运动的关系，描述了力的瞬时作用效果——使物体产生加速度，其表达式a＝反映了物体的加速度和它所受的合外力的大小和方向的关系，它体现了以下几种性质
(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，只要合力不为零，不管速度是大是小或是零，物体都有加速度，只有合力为零时，加速度才为零。
一般情况下，合力与速度无必然的联系。
(2)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。
(3)加速度的定义式a＝是一个量度式，a与Δv、Δt无直接关系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝。
特别提醒
(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。
(2)加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变。
三、对牛顿第三定律的理解
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同。
(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。
(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与是否和另外物体相互作用无关。
2．一对相互作用力与一对平衡力的对比
牛顿第三定律在受力分析、处理连接体问题中都有广泛的应用。
当作用力不便直接分析或求解时，可利用牛顿第三定律转化为对反作用力的分析或求解，从而实现研究对象的转移。
特别提醒
(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。
(2)牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力，不一定是作用力和反作用力。
(3)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相等关系”。
四、对单位制的认识
1．单位制、基本单位、导出单位、国际单位、常用单位的关系
单位制
2．国际单位制
(1)国际单位制是在1960年第11届国际计量大会上制订的一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制。
它选择物理学中七个物理量的单位作为基本单位，导出了其他的所有的物理单位。
(2)力学单位制
选质量、长度、时间的单位作为力学中的基本单位，选定的原则是：
①这些物理量在力学中有最基本的地位。
②用这些物理量做基本单位后，可使基本单位的数目最少。
(3)国际单位制的优点
国际单位制体现单位的一贯性，即在国际单位制中，对于所有的导出单位，当按一定的定义方程式从基本单位或辅助单位导出时，它们的系数都是1，而且所有的国际单位在运算过程中的系数也都是1，从而使运算简化。
特别提醒
(1)物理量是为了描述物理现象或规律而引入的，为了比较物理量的大小，或对“量”进行测量而建立了单位。
如为了描述运动的快慢而引入了速度这个物理量，规定其单位为m/s后就可以比较速度的大小了。
(2)基本单位是基本物理量的单位，不一定是国际单位，如km是基本单位而非国际单位，而国际单位也可以是导出单位而非基本单位，如“N”是国际单位但不是基本单位。
(3)一个物理量的单位如果用两个或两个以上的基本单位的符号表示，这个物理量的单位一定是导出单位。
如：速度m/s。
但是用一个符号表示的单位不一定是基本单位，如牛顿(N)却是导出单位。
(4)用物理规律解决问题，要将所有物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计算过程中单位的代入，从而使计算简便，并且这样求得的物理量的单位也是国际单位。
