考点3 验证牛顿运动定律

专题三牛顿运动定律知识点总结专题三牛顿三定律1.牛顿第一定律（即惯性定律）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：运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。

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。

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。

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。

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。

质量是物体惯性大小的量度。

由牛顿第二定律定义的惯性质量mF/a和由万有引力定律定义的引力质量mFr2/GM严格相等。

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。

2.牛顿第二定律(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合ma理解要点：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；方向性：a与F合都是矢量，方向严格相同；瞬时性和对应性：a为某时刻某物体的加速度，F合是该时刻作用在该物体上的合外力。

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，作用在一条直线上，公式可写为FF。

(1)作用力和反作用力与二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失，互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个、另一个可依然存在，只是不冉平衡叠加性两力作用效果不口抵消，不口叠加，不可求合力两力运动效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零；形变效果/、能抵消力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力也可以不是同性质的力4.牛顿定律在连接体中的应用在连接体问题中，如果不要求知道各个运动物体间的相互作用力，并且各个物体具有相同加速度，可以把它们看成一个整体。

考点三连接体问题基础点知识点1 连接体1．定义：多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。

连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。

如以下图所示：2．处理连接体问题的方法：整体法与隔离法，要么先整体后隔离，要么先隔离后整体。

(1)整体法是指系统内(即连接体内)物体间无相对运动时(具有相同加速度)，可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑，分析其受力情况，对整体列方程求解的方法。

整体法可以求系统的加速度或外界对系统的作用力。

(2)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时，需要求连接体内各部分间的相互作用力，从研究方便出发，把某个物体从系统中隔离出来，作为研究对象，分析其受力情况，再列方程求解的方法。

隔离法适合求系统内各物体间的相互作用力或各个物体的加速度。

3．整体法、隔离法的选取原那么(1)整体法的选取原那么假设连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。

(2)隔离法的选取原那么假设连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。

(3)整体法、隔离法的交替运用假设连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。

即“先整体求加速度，后隔离求内力〞。

知识点2 临界与极值1．临界问题物体由某种物理状态转变为另一种物理状态时，所要经历的一种特殊的转折状态，称为临界状态。

这种从一种状态变成另一种状态的分界点就是临界点，此时的条件就是临界条件。

在应用牛顿运动定律解决动力学的问题中，当物体的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大〞“最小〞“刚好〞“恰好出现〞或“恰好不出现〞等词语时，常常会涉及临界问题。

牛顿运动定律及应用例题和知识点总结牛顿运动定律是经典力学的基础，对于理解物体的运动和受力情况具有至关重要的意义。

接下来，让我们一起深入探讨牛顿运动定律的相关知识点，并通过具体的例题来加深对其的理解和应用。

一、牛顿第一定律牛顿第一定律，也称为惯性定律，其内容为：任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

惯性是物体保持原有运动状态的性质，质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。

质量越大，惯性越大，物体的运动状态就越难改变。

例如，在一辆行驶的公交车上，当车突然刹车时，站着的乘客会向前倾。

这是因为乘客原本具有向前的运动惯性，而车的刹车力使车的运动状态改变，但乘客的身体由于惯性仍要保持向前运动的趋势。

二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为：F ＝ ma，其中 F 表示物体所受的合力，m 表示物体的质量，a 表示物体的加速度。

这一定律表明，物体的加速度与作用在它上面的合力成正比，与物体的质量成反比。

当合力为零时，加速度为零，物体将保持匀速直线运动或静止状态。

例题：一个质量为 2kg 的物体，受到水平方向上大小为 6N 的合力作用，求物体的加速度。

解：根据牛顿第二定律 F ＝ ma，可得 a ＝ F/m ＝ 6/2 ＝ 3m/s²，所以物体的加速度为 3m/s²。

在实际应用中，需要注意合力的计算和方向的确定。

例如，一个物体在斜面上运动，需要将重力分解为沿斜面和垂直斜面的两个分力，然后计算沿斜面方向的合力。

三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出：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。

作用力和反作用力同时产生、同时消失，且性质相同。

比如，当你用力推墙时，墙也会对你施加一个大小相等、方向相反的反作用力。

例题：一个人在冰面上行走，他向后蹬冰面，冰面对他的反作用力使人向前运动。

如果人对冰面的作用力为 100N，那么冰面对人的反作用力也是 100N。

牛顿运动定律知识点归纳牛顿运动定律知识点一：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、理解：①它说明了一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关).②它揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因，而不是维持运动的原因。

③它是通过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证.牛顿运动定律知识点二：牛顿第二定律1、内容：物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量m 成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同.2、理解：①瞬时性：力和加速度同时产生、同时变化、同时消失.②矢量性：加速度的方向与合外力的方向相同。

③同体性：合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)④同一性：合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性：加速度是相对于惯性参照系的。

牛顿运动定律知识点三：牛顿第三定律1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：①作用力和反作用力的同时性.它们是同时产生，同时变化，同时消失，不是先有作用力后有反作用力.②作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属同种性质的力.③作用力和反作用力的相互依赖性：它们是相互依存，互以对方作为自己存在的前提.④作用力和反作用力的不可叠加性.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，两力的作用效果不能相互抵消.3、牛顿运动定律的适用范围：对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动)，牛顿运动定律是成立的，但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动，牛顿运动定律就不适用了，要用相对论观点、量子力学理论处理.4、易错现象：(1)错误地认为惯性与物体的速度有关，速度越大惯性越大，速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。

2020年强基计划物理专题讲解（核心素养提升）第3讲 牛顿运动定律知识精讲1.牛顿第一定律任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。

这是牛顿第一定律的内容。

牛顿第一定律是质点动力学的出发点。

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质称为惯性。

牛顿第一定律又称为惯性定律，惯性定律是物体的固有属性，可用质量来量度。

无论是静止还是匀速直线运动状态，其速度都是不变的。

速度不变的运动也就是没有加速度的运动，所以物体如果不受到其他物体的作用，就作没有加速度的运动，牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因。

牛顿第一定律只在一类特殊的参照系中成立，此参照系称为惯性参照系。

简称惯性系。

相对某一惯性系作匀速运动的参照系必定也是惯性系，牛顿第一定律不成立的参照系称为非惯性参照系，简称非惯性系，非2.牛顿第二定律(1)定律内容：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同(2)数学表达式：(3)理解要点ma F m F a ==∑∑或①牛顿第二定律不仅揭示了物体的加速度跟它所受的合外力之间的数量关系，而且揭示了加速度方向总与合外力的方向一致的矢量关系。

在应用该定律处理物体在二维平面或三维空间中运动的问题，往往需要选择适当的坐标系，把它写成分量形式①牛顿第二定律反映了力的瞬时作用规律。

物体的加速度与它所受的合外力是时刻对应的，即物体所受合外力不论在大小还是方向上一旦发生变化，其加速度也一定同时发生相应的变化。

①当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就如同其他力不存在—样；物体受几个力共同作用时，产生的加速度等于每个力单独作用时产生的加速度的矢量和，如图3-1-1示。

这个结论称为力的独立作用原理。

①牛顿第二定律阐述了物体的质量是惯性大小的量度，公式反映了对同—物体，其所受合外跟它的加速度之比值是个常数，而对不同物体其比值不同，这个比值的大小就是物体的质量，它是物体惯性大小量度，当合外力不变时，物体加速度跟其质量成反比，即质量越大，物体加速度越小，运动状态越难改变，惯性也就越大。

牛顿运动定律知识点牛顿运动定律知识点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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。

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，(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义：(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性惯性;一切物体都有保持原有运动状态的性质，这就是惯性。

惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。

质量是物体惯性大小的量度。

(4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。

而不受外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，物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0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：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

公式F=ma.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，Fx=max,Fy=may, 若F为物体受的合外力，那么a表示物体的实际加速度;若F为物体受的某一个方向上的所有力的合力，那么a表示物体在该方向上的分加速度;若F为物体受的若干力中的某一个力，那么a仅表示该力产生的加速度，不是物体的实际加速度。

物理实验技术中牛顿运动定律的验证方法引言：牛顿运动定律是经典力学的基础理论，广泛应用于物理学的各个领域。

正确验证牛顿运动定律在实验中的适用性，对于提高实验技术水平和深化对物理规律的理解具有重要意义。

本文将介绍几种常见的物理实验技术中验证牛顿运动定律的方法，以及这些方法的原理和实验步骤。

一、万有引力实验验证牛顿第二定律万有引力是牛顿力学中的一项重要定律，描述了物体间通过引力相互作用的规律。

通过测量地球上自由下落物体的加速度，并由此得到物体自身质量，可以验证牛顿第二定律。

实验过程如下：1. 在垂直方向上设置一个垂直刻度尺，用来测量自由下落物体的高度。

2. 用一个轻质且可自由下落的物体，如一个小球，通过滑轨从不同高度自由下落，并记录下落时间。

3. 根据自由下落的时间和高度，计算出物体的竖直方向的加速度。

4. 根据牛顿第二定律的公式 F=ma，将物体的质量和加速度代入，得到物体所受的合力。

5. 考虑到该实验中只有重力作用在物体上，根据牛顿万有引力定律F=G(m1*m2)/r^2，结合物体质量和合力，可以求解出万有引力常数 G。

通过这个实验，我们验证了牛顿第二定律在物体自由下落过程中的适用性，并进一步验证了万有引力定律。

二、线性运动实验验证牛顿第一定律牛顿第一定律描述了物体在无外力作用下的运动状态。

通过线性运动实验，我们可以验证牛顿第一定律的适用性。

实验过程如下：1. 在一个光滑的水平面上，放置一个受力小车，保证其能够无阻力地滑动。

2. 在小车上放置一个小物体，如一个金属块。

3. 施加一个力作用在小车上，让其以恒定速度运动。

4. 记录小车的速度和施加的力的大小。

5. 根据牛顿第一定律的公式 F=ma，将所施加的力和物体质量代入，求解得到加速度。

6. 如果所施加的力和测得的加速度相等，说明物体运动状态是恒定的，即验证了牛顿第一定律。

通过这个实验，我们验证了牛顿第一定律在物体恒定速度运动中的适用性。

三、平面运动实验验证牛顿第三定律牛顿第三定律描述了物体间相互作用力的平衡关系。