第三章牛顿运动定律

第三章 牛顿运动定律

考纲要览

主题内 容要求说 明

牛顿运

动定律牛顿第一定律，惯性Ⅱ

知道国际单位制中规定

的单位符号牛顿第二定律，质量Ⅱ

牛顿第三定律Ⅱ

牛顿力学的适用范围Ⅰ

牛顿定

律的应

用牛顿定律的应用Ⅱ

超重和失重Ⅰ

单位制，中学物理中涉

及到的国际单位制的基

本单位和其他物理量的

单位：小时、分、摄氏

度（℃）、标准大气

压、毫米汞柱、升、电

子伏特（eV）Ⅰ

考向预测

牛顿运动定律是力学中重中之重的部分，纵观近年的高考考察内

容，注重对牛顿运动定律尤其是牛顿第二定律的理解和应用，并能解决

实际生活、生产和科学中的力学问题.与本章内容相关的考题知识覆盖

面宽，如牛顿第二定律应用到圆周运动和天体运动,还经常与电学进行综合,特别是与电场、电磁感应现象的综合应用.旧题、常规题推出有新

意，加强了信息图象题的考察，考察从图象中挖取有效信息的能力.

第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律

基础知识回顾

１．牛顿第一定律（1）牛顿第一定律的内容：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） 对牛顿第一定律的理解

① 牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以 伽利略的理想实

验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.

②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，即牛顿第一定律确定了力的含义．

③牛顿第一定律不能看着牛顿第二定律的特殊情况,牛顿第一定律是定性描述物体运动规律的一种物理思想，而不是进行定量计算和求解的具体方法，是一条独立的基本规律.但牛顿第一定律为牛顿第二定律提供

了建立的基础.4 明确了惯性的概念:物体保持　匀速直线运动状态　或　静止　状态的性质，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性．

２．惯性的理解要点

（1）惯性的性质：惯性是一切物体都有的性质，是物体的固有属性，与物体的　受力情况和　运动状态无关．

（２）惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持匀速直线运动状态或

静止状态的性质；物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的　难易　程度上．（３）惯性的量度：　质量　是惯性大小的唯一量度．质量大的物体惯性　大．

３．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　作用在同一条直线上．（２）特点：作用力与反作用力同时产生、同时消失、同时变化、同性质、分别作用在相互作用的两个物体上，作用效果不能抵消．

（３）作用力与反作用力和一对平衡力的比较

内容作用力与

反作用力平衡力

作用在两个相 受力情况互作用的物体

上作用在同一物体

上

依赖关系同生、同灭、

同变化，相互

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

是不再平衡

叠加性两力的作用效

果不可抵消、

不可叠加两力作用效果可

以抵消、可叠

加，可求合力且

合力为零

力的性质一定是同性质

的力相同可以相同也可以

不同

重点难点例析

一、怎样判断物体运动状态是否发生变化？1．从条件出发进行判断当物体所受合外力不为零时，物体的运动状态必发生变化．2．从结果出发进行判断（1）当速度的大小发生了变化时，物体的运动状态也随之发生变化．

（２）当速度的方向发生了变化时，物体的运动状态也随之发生变化．

（３）当速度的大小、方向同时发生变化时，物体的运动状态也随之发

生变化．

３．从运动的状态进行判断

只要不是静止或匀速直线运动状态，则物体的运动状态必定发生变

化．】关于运动状态的改变，下列说法正确的是（ ）A．速度方向不变，速度大小改变的物体，运动状态发生了变化B．速度大小不变，速度方向改变的物体，运动状态发生了变化C．速度大小和方向同时改变的物体，运动状态一定发生了变化D．做匀速圆周运动的物体，运动状态没有改变拓展

在以下各种情况中，物体运动状态发生了改变的有（ ）

A．静止的物体

B．物体沿着圆弧运动，在相等的时间内通过相同的路程

C．物体做竖直上抛运动，到达最高点过程

D．跳伞运动员竖直下落过程，速率不变二、对惯性的理解1. 惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况和运动状态无关．因此

人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.2. 物体惯性的大小是由其质量决定的,凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来，可以减少出错.v

图3-1-13.惯性不是力4.惯性在不同的情况下,表现形式不同,当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为维持物体运动状态不变,当物体所受合外力不为零时,其惯性表现在改变运动状态的难易程度上．【例2】如图3-1-1所示做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有

水的水槽，水槽内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于水槽怎么运动？

拓展

一天，下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内

积水了.列车进站过程中，他发现水面的现状如图3-1-2中的 （

）三、对牛顿第三定律的理解和应用应用牛顿第三定律时应注意的问题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.作用力与反作用力的关系与物体所处运动状态无关,与物体被作用的效果也无关.

易错门诊

【例3】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法中正确的是

A.马拉车而车未动,马向前拉车的力小于车向后拉马的力

B.马拉车只有匀速前进时,马向前拉车的力才等于车向后拉马的力

C.马拉车加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力

D.无论车是否运动、如何运动,马向前拉车的力都等于车向后拉马的

力

课堂自主训练

1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的是 ( )A．先有作用力,后有反作用力B只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力C只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力D．两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力【答案】D图3-l-3

2．如图3-1-3所示在向右匀速行驶的车厢内，用细线悬挂一小球，其正下方为a点， b、c两点分别在a点的左右两侧，如图l所示，烧断细绳，球将落在 (不计空气阻力） A．一定落在a点 B．可能落在b点 C．可能落在c点 D．不能确定3．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（ ）

A．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用

B．物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用

C．物体朝什么方向运动，则这个方向上必受力的作用

D．物体的速度不变，则其所受合外力必为零

第2课时 牛顿第二定律 力学单位制

基础知识回顾

1.牛顿第二定律（1）内容：物体的加速度与所受 合外力 成正比，与物体的 质量 成反比，加速度的方向与 合外力 的方向相同.（2）公式：F合=ma

（3）意义：牛顿第二定律的表达式F=ma，公式左边是物体受到的合外力，右边反映了质量为m的物体在此合外力的作用下的效果是产生加速度a，它突出了力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因.（4）对牛顿第二定律的理解要点①同体性：牛顿第二定律的公式中F、m、a三个量必须对应同一个物体或同一个系统.②矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式，公式F合=ma不仅表示加速度与合外力的大小关系，还表示加速度与合外力的方向始终一致.③瞬时性：牛顿第二定律反映了加速度与合外力的瞬时对应关系：合外力为零时加速度为零；合外力恒定时加速度保持不变；合外力变化时加速度随之变化.同时注意它们虽有因果关系，但无先后之分，它们同时产生，同时消失，同时变化.④独立性：作用在物体上的每一个力都能独立的使物体产生加速度；合外力产生物体的合加速度，x方向的合外力产生x方向的加速度，y方向

的合外力产生y方向的加速度.

牛顿第二定律的分量式为∑Fx=max；∑Fy=may⑤相对性：公式F=ma中的加速度a是相对地球静止或匀速直线运动的惯

性系而言的.⑥局限性:牛顿第二定律只适用于惯性系中的低速（远小于光速）运动的宏观物体，而不适用于微观、高速运动的粒子.

⑦统一性：牛顿第二定律定义了力的基本单位：牛顿（N），因此应用

牛顿第二定律求解时要用统一的单位制即国际单位制.

2.力学单位制

（1）基本单位：所选定的基本物理量的单位.物理学中有七个物理量的单位被选定为基本单位，在力学中选长度、质量、和时间这三个物

理量的单位为基本单位（2）导出单位：根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系推导

出的物理量的单位.（3）单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制.（4）国际单位制（SI）中的七个基本物理量和相应的基本单位.

物理量名

称物理量

符号单位名

称单位符

号

长度 l米 m

质量 m千克kg

时间 t秒s

电流 I安(培)A

热力学温

度 T开（尔

文）K

发光强

度 I坎（德

拉）cd

物质的

量n摩

（尔）mol

重点难点例析

一、用合成法解动力学问题

合成法即平行四边形定则，当物体受两个力作用而产生加速度时，

应用合成法比较简单，根据牛顿第二定律的因果性和矢量性原理，合外

力的方向就是加速度的方向，解题时只要知道加速度的方向，就可知道

合外力的方向，反之亦然.解题时准确作出力的平行四边形，然后用几

何知识求解即可.

友情提示：当物体受两个以上的力作用产生加速度时一般用正交分

解法.

图3-2-1m

θ【例1】如图3-2-1所示，小车在水平面上做匀变速运动，在小车中悬线上挂一个小球，发现小球相对小车静止但悬线不在竖直方向上，则当悬线保持与竖直方向的夹角为θ时，小车的加速度是多少？试讨论小车的可能运动情况.拓展

如图3-2-3所示，质量为m2的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底

板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为ml的物体，与物体l相连

接的绳与竖直方向成θ角，则 （ ）

图3-2-3

A．车厢的加速度为gsinθ

B．绳对物体1的拉力为m1g/cosθ

C．底板对物体2的支持力为(m2一m1)g

D．物体2所受底板的摩擦力为m2 g tanθ

二、利用正交分解法求解

当物体受到三个或三个以上的力作用产生加速度时，根据牛顿第二

定律的独立性原理，常用正交分解法解题，大多数情况下是把力正交分

解在加速度的方向和垂直加速度的方向上.

友情提示：特殊情况下分解加速度比分解力更简单.

正交分解的方法步骤：

（1）选取研究对象；

（2）对研究对象进行受力分析和运动情况分析；

（3）建立直角坐标系（可以选x方向和a方向一致）

（4）根据牛顿第二定律列方程∑Fx=ma,(沿加速度的方向)；

∑Fy=0（沿垂直于加速度的方向）

（5）统一单位求解