运动和力的关系

运动和力的关系

牛顿第一定律即惯性定律提出了“保持自己的静止或匀速直线运动状态不变”，这是物体本身的固有属性，即惯性。也就是说运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。

那么，怎样进一步理解运动和力的关系呢？简单地概括就是：1.如果物体所受的合外力为零，那么物体就保持静止或保持做匀速直线运动。这时我们称之为平衡状态。反之，如果物体处于平衡状态，则它所受的外力的合力一定为零。2.如果物体所受的合外力不为零，那么物体就会做变速运动，即物体运动速度的大小或方向就要发生改变。可以肯定，如果物体在做变速运动，则它所受的外力的合力一定不为零。

同学们有几个问题常常想不通。例如，“物体不受外力或说合外力为零，将保持匀速状态或静止状态，这可以理解，那一个物体原来静止，怎么会运动起来的呢？”原来静止，如果不受外力，就继续静止，必定它受到某一个力才由静止变为运动；而现在我们所研究的这一段过程中，它不再受力，就保持着这一速度，匀速直线前进。

比如，宇航火箭向后喷射火焰，受到反作用力，速度不断增加，这是受力而运动状态由静变运动，速度由小变大的过程。当最后一瞬间，火药气喷完，它的速度达到7.9千米/秒时，它不再受力；速度就不再变化了，将永远保持这一速度继续前进。当然，事实上，在这个速度，和此时所处高度的条件下，它仍受到地球引力的作用，而这个作用力的方向与它的运动方向垂直，就使它的运动方向不断地改变。同样，因为力和运动方向垂直，不会影响它的运动快慢。所以整个来说，它将进行匀速圆周运动。

还有一个问题，运动的物体受不为零的力，运动状态到底如何变化？一言难尽。可以分几种情况来讨论。1.如果所受的力与运动方向垂直，如刚才讲的火箭和卫星，则卫星将保持原来运动的快慢，做匀速圆周运动。2.如果力和运动方向一致，那么，运动将越来越快，就是说，做加速运动。比如，小汽车起动后司机继续加大油门，牵引力与运动方向一致，它将加速。反之，行驶的汽车，当司机踩刹车时，汽车还需向前冲出一段距离。这时没有牵引力，只有摩擦力，即受力的方向与运动方向相反，这时物体做减速运动。为什么这时受力方向向后而车仍向前运动呢？因为汽车有惯性，要保持原来的运动状态，而只因为受了力，使它的运动状态受到改变，运动减慢，最后停下来。可见，力不是使物体运动的原因，而只是改变物体运动状态的原因。有同学想不通；一个球你不踢它，它就不动，不是力使它运动的吗？这话是对的，但它说明了两点（1）踢球的力使球运动；（2）力改变了球的运动状态。可是如果一个飞过来的球，在我们观察它的这一段时间和距离中，它从一开始就是运动的，不能说只有受了力它才运动，而由于地面和空气的阻力慢慢停下来，仍说明力是改变物体运动状态的原因。而同学们之所以有误解是因为我们身边的东西原来确实是相对地面静止的。事实上宇宙中的许多物体原来就是运动的，而且运动和静止本来就是相对的。还有，我们的结论和原理都是相对于进行研究的某一段区间而言的。因此，力是改变物体运动状态的原因这个判断才说到了问题的实质。

第四章 运动和力的关系知识梳理

第1节 牛顿第一定理

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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿第一定律。

2.意义：

(1)牛顿第一定律揭示了力和运动的关系；

(2)牛顿第一定律揭示了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；

(3)牛顿第一定律揭示了物体不受外力时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

二、惯性

1.定义：一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，这种性质叫做惯性。牛顿第一定律也被叫做惯性定律。

2.特点：

(1)惯性是物体的固有属性，不是外界强加给它的；

(2)一切物体都具有惯性。

3.惯性的“三性”

4.惯性的具体表现形式

(1)当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变。原来静止的物体保持静止，原来运动的物体保持原来的速度继续运动。

(2)当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态越难改变。

第2节 实验：探究加速度与力、质量的关系

1.实验方法：控制变量法 普遍性 一切物体皆有惯性，惯性是物体的固有属性

相关性 惯性仅与物体的质量有关，与物体的受力或运动情况等无关

唯一性 质量是惯性大小的唯一量度 2.实验思路：本实验有三个需要测量的量：物体的质量M、物体所受的作用力F和物体的加速度a。测出它们的值，分析数据，得出结论。

(1)质量M：用天平测量。

(2)测量物体的加速度a

方案一：利用打点计时器打出的纸带测量小车的加速度a。

“逐差法”求解加速度：Δx＝aT2，xm－xn＝(m－n)aT2(m>n)

方案二：

让两个小车做初速度为0的匀加速直线运动，在相等的时间内，由x＝12at2知x1x2＝a1a2，把测量加速度转换成测量位移。

(3)测物体受到的拉力F

方案一：用阻力补偿法补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，小车所受的拉力近似等于槽码的总重力。

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力和运动的关系辨析

作者：许在亮

来源：《数理化学习·初中版》2012年第10期

在学习力和运动的关系时，由于受生活中错误经验的影响，对力和运动关系的判断往往会误入歧途.那么怎样才能准确把握力和运动的关系呢？

首先要明确两个问题：

1.物体运动状态不变：是指物体运动的快慢和方向都不变化，即物体处于静止状态或匀速直线运动状态.如：站在匀速上升的自动扶梯上的人.

2.物体运动状态改变：是指物体运动的快慢和方向其中之一改变或两者同时改变.如：正在进站的火车、投出去的铅球、绕地球转动的卫星等.应注意的是：如果物体做曲线运动，不管其是否匀速，则其运动状态一定改变（运动方向改变了）.

在上述基础上运用力的平衡知识，结合牛顿第一定律和惯性知识进行分析，就能较好的把握力与运动的关系啦.

运动和力之间有哪些关系

知识点：运动和力之间的关系

一、概念解析

1. 运动的定义：物体位置随时间的变化称为运动。

2. 力的定义：力是物体对物体的作用，是改变物体运动状态的原因。

二、运动和力的关系

1. 牛顿第一定律（惯性定律）：一个物体如果没有受到外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。

2. 牛顿第二定律（力的定律）：物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

3. 牛顿第三定律（作用与反作用定律）：任何两个物体之间的相互作用力，都是大小相等、方向相反的。

三、运动的类型

1. 直线运动：物体运动轨迹为直线。

2. 曲线运动：物体运动轨迹为曲线。

3. 匀速运动：物体速度大小和方向都不变的运动。

4. 变速运动：物体速度大小或方向发生改变的运动的统称。

四、力的作用

1. 启动运动：一个静止的物体，在受到外力作用下，开始运动。

2. 改变运动状态：物体运动过程中，外力可以改变物体的速度、方向或者使物体产生加速度。

3. 停止运动：物体在受到外力作用下，速度减小直至为零，停止运动。

五、常见的力

1. 重力：地球对物体的吸引力。

2. 弹力：物体发生形变后，要恢复原状对与它接触的物体产生的力。

3. 摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力。 4. 拉力：物体间由于拉伸而产生的力。

5. 推力：物体间由于推动而产生的力。

六、运动和力的关系在实际生活中的应用

1. 交通工具：汽车、自行车等交通工具的运行离不开发动机产生的动力。

2. 体育竞技：运动员在比赛中，需要通过肌肉力量来克服重力和摩擦力，从而完成各种动作。

3. 航空航天：火箭升空时，喷射燃料产生推力，克服地球引力，实现飞行。

综上所述，运动和力之间有着密切的关系。力是改变物体运动状态的原因，运动是物体位置随时间的变化。掌握运动和力之间的关系，有助于我们更好地理解和应用物理知识。