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一、牛顿第一定律［要点导学］1．人类研究力与运动间关系的历史过程。
要知道伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”，物理学从此走上了正确的轨道。
2．力与运动的关系。
（1）历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”（2）正确的认识是“运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因”。
3．对伽利略的理想实验的理解。
这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动，而是运动一段距离后再停止的，摩擦力越小物体运动的距离越长。
抓住这些事实依据的本质属性，并作出合理化的推理，这就是伽利略的高明之处，我们要学习的就是这种思维方法。
4．对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变，速度的改变包括速度大小和速度方向的改变，速度改变就意味着存在加速度。
5．维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性，这一本质属性就是惯性。
揭示物体的这一本质属性是牛顿第一定律的伟大贡献之一。
6．掌握牛顿第一定律的内容。
（1）“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”——这句话的意思就是说一切物体都有惯性。
（2）“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”——这句话的意思就是外力是产生加速度的原因。
7．任何物理规律都有适用范围，牛顿运动定律只适用于惯性参照系。
8．质量是惯性大小的量度。
二、实验：探究加速度与力、质量的关系［要点导学］1．实验目的：探究加速度与外力、质量三者的关系。
这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。
（1）小汽车和载重汽车的速度变化量相同时，小汽车用的时间短，说明加速度的大小与物体的质量有关。
（2）竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿，但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力，所以速度的变化比普通小轿车快，说明加速度的大小与外力有关。
2．实验思路：本实验的基本思路是采用控制变量法。
（1）保持物体的质量不变，测量物体在不同外力作用下的加速度，探究加速度与外力的关系。
探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法，也可以彩比较的方法，看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。
高中物理必修一第四章牛顿运动定律牛顿第一定律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）独立性任何物体都具有惯性力是物体对物体的作用，力使物体的运动状态发生变化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它是通过理想实验得出的，它不能由实际的实验来验证适用范围只适用于惯性参考系在质点不受外力作用时，能够判断出质点静止或作匀速直线运动的参考系一定是惯性参考系牛顿第二定律内容物体的加速度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公式F=ma 特点瞬时性加速度和力同时产生、同时变化、同时消失矢量性加速度和合力的方向始终保持一致同体性合外力、质量和加速度是针对同一物体独立性在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关，与其他力无关合加速度和合外力有关因果性力是产生加速度的原因，加速度是力的作用效果力是改变物体运动状态的原因等值不等质性F=ma，但ma不是力，而是反映物体状态变化情况的m=F/a，但F/a度量物体质量大小的方法，m与F和无关适用范围只适用于质点只适用于惯性参考系只适用于宏观问题只适用于低速问题力学单位制物理公式功能物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量单位间的关系基本量被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的一些量基本单位基本量的单位导出单位由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位国际单位制一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制长度l，单位米m质量m，单位千克kg时间t，单位秒s电流I，单位安培A力学中三个基本物理量及单位三个基本物理量长度、质量和时间三个基本单位米、千克和秒单位制的意义单位是物理量的组成部分，对于物理量，如果有单位一定要在数字后带上单位，同一个物理量，选用不同单位时其数值不同统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识组成单位制牛顿第三定律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，作用在一条直线上特点成对存在研究的对象至少是两个物体，多于两个以上的物体之间的相互作用，总可以区分成若干两两相互作用的物体对相对且彼此依存作用力和反作用力是相互的，互相依赖相为依存力具有物质性，不能脱离开物体（物质）而存在同时性作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失、同时变化同性质作用力和反作用力必须是同一性质的力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适用范围只适用于惯性系中实物物体之间的相互作用用牛顿运动定律解决问题（一）运用牛顿第二定律解题的基本思路1.确定研究对象2.采用隔离体法，正确受力分析3.建立坐标系，正确分解力4.根据牛顿第二定律列出方程5.统一单位连接体问题选取最佳的研究对象可采取“先整体，后隔离”或“分别隔离”等方法一般当各部分加速度大小、方向相同时，可当作整体研究当各部分的加速度大小、方向不相同时，要分别隔离研究选取的研究对象进行受力分析，依据牛顿第二定律列出方程式临界问题详细分析物理过程，根据条件变化或随着过程进行引起的受力情况和运动状态变化，找到临界状态和临界条件在某些物理过程比较复杂的情况下，用极限分析的方法可以尽快找到临界状态和临界条件用牛顿运动定律解决问题（二）动力学的两类基本问题已知物体的受力情况，确定物体的运动情况根据受力情况，利用牛顿第二定律求出物体的加速度选择恰当的运动学公式求解相关的速度、位移等已知物体的运动情况，推断或求出物体所受的未知力根据运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力，从而求出未知力超重和失重在平衡状态时，物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力当物体在竖直方向上有加速度时加速度方向向上物体对支持物的压力大于物体的重力，这种现象叫超重现象加速度方向向下物体对支持物的压力小于物体的重力，这种现象叫失重现象注意点当物体处于超重和失重状态时，物体的重力并没有变化物体是否处于超重状态或失重状态，不在于物体向上运动还是向下运动，即不取决于速度方向，而是取决于加速度方向当物体处于完全失重状态（a=g）时，平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失。
第3节牛顿第二定律一、牛顿第二定律的表达式 1．填一填(1)牛顿第二定律的内容：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)牛顿第二定律的表达式：F ＝kma ，其中k 是比例系数。
2．判一判(1)牛顿第二定律既明确了力、质量、加速度三者的数量关系，也明确了加速度与力的方向关系。
( ) (2由F ＝kma 可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比。
( ) (3)加速度的方向决定了合外力的方向。
( )(4)任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致。
( ) 3．选一选(1)[多选]下列对牛顿第二定律的理解正确的是( ) A ．由F ＝kma 可知，m 与a 成反比B ．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用C ．加速度的方向总跟合外力的方向一致D ．当合外力停止作用时，加速度随之消失(2)甲物体在5 N 的合外力作用下，产生2 m/s 2的加速度，乙物体在4 N 的合外力作用下，产生2 m/s 2的加速度，则下列说法正确的是( )A ．甲的惯性较大B ．乙的惯性较大C ．甲、乙两物体的惯性一样大D ．无法比较两物体的惯性大小 二、力的单位 1．填一填(1)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为N 。
(2)“牛顿”的定义：使质量为1 kg 的物体产生1 m/s 2的加速度的力就是1 N ，即1 N ＝1 kg·m/s 2。
(3)国际单位制中牛顿第二定律的表达式：F ＝ma 。
2．判一判(1)使质量是1 g 的物体产生1 cm/s 2的加速度的力叫做1 N 。
( )1.理解牛顿第二定律的内容、表达式的意义。
2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的。
3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。
(2)公式F ＝ma 中，各量的单位可以任意选取。
( ) (3)牛顿第二定律表达式F ＝kma 中的系数k 总等于1。
( )(4)物体的加速度a 是物体上每一个力所产生的加速度的矢量和。
( ) 3．选一选(1)下列关于加速度大小的判断正确的是( ) A ．由公式a ＝ΔvΔt 可知，a 与Δv 成正比、与Δt 成反比B ．由公式a ＝ΔvΔt 可知，a 与Δv 成反比、与Δt 成正比C ．由公式a ＝Fm 可知，a 与F 成正比、与m 成反比D ．由公式a ＝Fm可知，a 与F 成反比、与m 成正比(2)[多选]在光滑的水平地面上放一个质量m ＝2 kg 的物体，现对该物体同时施加两个力F 1和F 2，其中F 1＝3 N ，方向水平向东，F 2＝4 N ，方向水平向南，sin 37°＝0.6，则下列说法正确的是( )A ．F 1使物体产生大小为1.5 m/s 2、方向水平向东的加速度B ．F 2使物体产生大小为2 m/s 2、方向水平向南的加速度C ．物体的加速度的大小为2.5 m/s 2，方向为东偏南37°D ．物体的加速度的大小为2.5 m/s 2，方向为南偏东37°1．对表达式F ＝ma 的理解(1)单位统一：表达式中F 、m 、a 三个物理量的单位都必须是国际单位。
(2)F 的含义：F 是合力时，加速度a 指的是合加速度，即物体的加速度；F 是某个分力时，加速度a 是该分力产生的加速度。
2．牛顿第二定律的五个性质[特别提醒](1)a ＝Δv Δt 与a ＝F m 意义不同：a ＝ΔvΔt 是加速度的定义式，不能决定a 的大小，a 与v 、Δv 、Δt 均无关；a＝Fm是加速度的决定式：加速度由物体受到的合外力和质量共同决定。
(2)不能根据m ＝F a 得出m ∝F 、m ∝1a 的结论，物体的质量m 是由自身决定的，与物体所受的合力和运动的加速度无关。
(3)不能由F ＝ma 得出F ∝m 、F ∝a 的结论，物体所受合力的大小是由物体的受力情况决定的，与物体的质量和加速度无关。
[对点练清]1．[多选]下列关于牛顿第二定律的说法正确的是( )A ．物体的加速度大小由物体的质量和物体所受的合力大小决定，与物体的速度无关B ．物体的加速度方向只由它所受的合力方向决定，与速度方向无关C ．物体所受的合力方向和加速度方向及速度方向总是相同的D ．一旦物体所受的合力为零，则运动物体的加速度立即为零，其运动也就逐渐停止了 2．下列说法正确的是( )A ．由牛顿第二定律知，加速度大的物体，所受的合外力一定大B ．物体的加速度大，说明它的质量一定小C ．任何情况下，物体的加速度大，速度变化量一定大D ．a 与Δv 及Δt 无关，但可以用Δv 和Δt 的比值来计算加速度a 的大小3．在粗糙的水平面上，物体在水平推力F 作用下由静止开始做匀加速直线运动，一段时间后，将F 逐渐减小，在F 逐渐减小到零的过程中，速度v 和加速度a 的变化情况是( )A ．v 减小，a 减小B ．v 增大，a 减小C ．v 先减小后增大，a 先增大后减小D ．v 先增大后减小，a 先减小后增大1．应用牛顿第二定律的一般步骤 (1)确定研究对象。
(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。
(3)求合力F 或加速度a 。
(4)根据F ＝ma 列方程求解。
2．求解加速度的两种方法(1)合成法：若物体只受两个力作用时，应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合外力的方向即为加速度的方向。
(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度。
为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种方法：[典例1] 自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O 上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向。
使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图所示，g 取9.8 m/s 2。
(1)硬纸上刻度线b 在经过O 点的竖直线上，则在b 处应标的加速度数值是多少？ (2)刻度线c 和O 点的连线与Ob 的夹角为30°，则c 处应标的加速度数值是多少？(3)刻度线d 和O点的连线与Ob 的夹角为45°。
在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d 处，则0.5 s 内汽车速度变化了多少？[典例2] 如图所示，电梯与水平面夹角为30°，当电梯加速向上运动时，人对梯面压力是其重力的65，则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍？[对点练清]4．如图所示，有一辆汽车满载西瓜在水平路面上匀速前进。
突然发现意外情况，紧急刹车做匀减速运动，加速度大小为a ，则中间一质量为m 的西瓜A 受到其他西瓜对它的作用力的大小是( )A ．m g 2－a 2B ．maC ．m g 2＋a 2D ．m (g ＋a )5.如图所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a 斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止。
设车厢对人的摩擦力为F f ，人的体重为G ，下面正确的是( )A ．a ＝g4B ．a ＝g2C ．F f ＝33G D ．F f ＝34G 6.质量为m 的木块，以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，如图所示，求：(1)木块向上滑动时的加速度。
(2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，下滑时的加速度大小。
[学透用活]1．瞬时加速度问题：牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力同时产生、同时变化、同时消失。
分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化。
2．两种基本模型[ [多选]如图所示，质量为m 的小球被一根橡皮筋AC 和一根绳BC 系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。
下列判断正确的是( )A ．在AC 被突然剪断的瞬间，BC 对小球的拉力不变B ．在AC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为g sin θ C ．在BC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为g cos θD ．在BC 被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为g sin θ [思路点拨](1)在AC 被突然剪断的瞬间，BC 对小球的拉力发生突变。
(2)在BC 被突然剪断的瞬间，橡皮筋AC 的弹力不能突变。
解决此类问题的基本方法(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(①若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；②若处于加速状态，则利用牛顿第二定律)。
(2)分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。
(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。
[对点练清]7.如图所示，A 、B 两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量m A ＝2m B ，两球间连有一个轻质弹簧。
如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间( )A ．A 球的加速度为32g ，B 球的加速度为gB ．A 球的加速度为32g ，B 球的加速度为0C ．A 球的加速度为g ，B 球的加速度为0D ．A 球的加速度为12g ，B 球的加速度为g解析：选B 在剪断悬线的瞬间弹簧的弹力保持不变，则B 球的合力为零，加速度为零；对A 球有(m A＋m B )g ＝m A a A ，得a A ＝32g ，故B 选项正确。
8．如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为m ，物块2、4的质量均为M ，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。
现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4。
重力加速度大小为g ，则有( )A ．a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝0B ．a 1＝a 2＝a 3＝a 4＝gC ．a 1＝a 2＝g ，a 3＝0，a 4＝m ＋MMg D ．a 1＝g ，a 2＝m ＋M M g ，a 3＝0，a 4＝m ＋MMg9．如图甲、乙所示，A 小球与两细线相连，B 小球与细线和弹簧相连，细线均不可伸长，两小球均处于平衡状态且质量相同，如果突然把两水平细线剪断。
(1)求剪断瞬间小球A 的加速度的大小及方向，小球B 的加速度的大小及方向。
(2)求剪断瞬间图甲中倾斜细线OA 与图乙中弹簧的拉力之比(θ角已知)。
落实新课标理念，教材案例最经典。
以下内容选自新课标鲁科版的相关内容，供同学们开阔视野，提升素养。
一、这与牛顿第二定律矛盾吗(核心素养之科学思维)[选自鲁科版教材P118“物理聊吧”]由牛顿第二定律可知，无论多小的力皆能使物体产生加速度，改变物体的运动状态。
