第一節(jié)牛頓第一、第三定理
【基本概念、規(guī)律】
一、牛頓第一定理
1．內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態(tài)．
2．意義
(1)闡明了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因而牛頓第一定理又叫慣性定理．
(2)闡明了力與運動的關(guān)系：力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由，而是改變物體運動狀態(tài)的緣由，即形成加速度的誘因．
二、慣性
1．定義：物體具有保持原先勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．
3．量度：質(zhì)量是慣性大小的惟一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小．
3．普遍性：慣性是物體的本質(zhì)屬性，一切物體都有慣性．與物體的運動情況和受力情況無關(guān)．
三、牛頓第三定理
1．內(nèi)容：兩物體之間的斥力與反斥力總是大小相等、方向相反，但是在一條直線上．
2．表達(dá)式：F＝－F′.
非常提示：(1)斥力和反斥力同時形成，同時消失，同種性質(zhì)，作用在不同的物體上，各自形成的療效，不會互相抵消．
(2)斥力和反斥力的關(guān)系與物體的運動狀態(tài)無關(guān)．
【重要考點歸納】
考點一牛頓第一定理
1．明晰了慣性的概念．
2．闡明了力的本質(zhì)．
3．闡明了不受力作用時物體的運動狀態(tài)．
4.(1)牛頓第一定理并非實驗定理．它是以伽利略的“理想實驗”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)具象，歸納推理而總結(jié)下來的．
(2)慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種固有屬性，與物體是否受力、受力的大小無關(guān)，與物體是否運動、運動速率的大小也無關(guān)．
考點二牛頓第三定理的理解與應(yīng)用
1．斥力與反斥力的“三同、三異、三無關(guān)”
(1)“三同”：①大小相同；②性質(zhì)相同；③變化情況相同．
(2)“三異”：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生療效不同．
(3)“三無關(guān)”：①與物體的種類無關(guān)；②與物體的運動狀態(tài)無關(guān)；③與物體是否和其他物體存在互相作用無關(guān)．
2．互相斥力與平衡力的比較
【思想方式與方法】
用牛頓第三定理轉(zhuǎn)換研究對象
斥力與反斥力，兩者一定等大反向，分別作用在兩個物體上．當(dāng)待求的某個力不容易求時，可先求它的反斥力，再反過來求待求力．如求壓力時，可先求支持力．在許多問題中，磨擦力的求解亦是這么．
第二節(jié)牛頓第二定理兩類動力學(xué)問題
【基本概念、規(guī)律】
一、牛頓第二定理
1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟斥力成反比，跟物體的質(zhì)量成正比，加速度的方向跟斥力的方向相同．
2．表達(dá)式：F＝ma.
3．適用范圍
(1)牛頓第二定理只適用于慣性參考系，即相對于地面靜止或勻速直線運動的參考系．
(2)牛頓第二定理只適用于宏觀物體(相對于分子、原子等)、低速運動(遠(yuǎn)大于光速)的情況．
二、兩類動力學(xué)問題
1．已知物體的受力情況，求物體的運動情況．
2．已知物體的運動情況，求物體的受力情況．
非常提示：借助牛頓第二定理解決動力學(xué)問題的關(guān)鍵是借助加速度的“橋梁”作用，將運動學(xué)規(guī)律和牛頓第二定理相結(jié)合，找尋加速度和未知量的關(guān)系，是解決這類問題的思索方向．
三、力學(xué)單位制
1．單位制：由基本單位和導(dǎo)入單位一起組成了單位制．
2．基本單位：基本數(shù)學(xué)量的單位，基本數(shù)學(xué)量共七個，其中熱學(xué)有三個，它們是厚度、質(zhì)量、時間，它們的單位分別是米、千克、秒．
3．導(dǎo)入單位：由基本數(shù)學(xué)量按照數(shù)學(xué)關(guān)系推論下來的其他化學(xué)量的單位．
【重要考點歸納】
考點一用牛頓第二定理求解瞬時加速度
1．求解思路
求解物體在某一時刻的瞬時加速度，關(guān)鍵是明晰該時刻物體的受力情況或運動狀態(tài)，再由牛頓第二定理求出瞬時加速度．
2．牛頓第二定理瞬時性的“兩種”模型
(1)剛性繩(或接觸面)——不發(fā)生顯著形變能夠形成彈力的物體，割斷(或脫離)后，其彈力立刻消失，不須要形變恢復(fù)時間．
(2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時聯(lián)接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩)，特征是形變量大，其形變恢復(fù)須要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小常常可以看成保持不變．
3．在求解瞬時加速度時應(yīng)注意的問題
(1)物體的受力情況和運動情況是時刻對應(yīng)的牛頓第一定律物理意義是什么，當(dāng)外界誘因發(fā)生變化時，須要重新進(jìn)行受力剖析和運動剖析．
(2)加速度可以隨著力的突變而突變，而速率的變化須要一個積累的過程，不會發(fā)生突變．
4.解決瞬時加速度問題的關(guān)鍵是弄清什么力發(fā)生了突變，什么力頓時不變，正確畫出變化前后的受力圖．
考點二動力學(xué)兩類基本問題
1.求解兩類問題的思路，可用下邊的框圖來表示：
剖析解決這兩類問題的關(guān)鍵：應(yīng)捉住受力情況和運動情況之間聯(lián)系的橋梁——加速度．
2.(1)解決兩類動力學(xué)基本問題應(yīng)掌握的關(guān)鍵
①一個橋梁——加速度是聯(lián)系運動和力的橋梁．
②兩類剖析——受力剖析和運動過程剖析．
(2)解決動力學(xué)基本問題時對力的兩種處理方式
①合成法：
物體受2個或3個力時，通常采用“合成法”．
②正交分解法：
物體受3個或3個以上的力時，則采用“正交分解法”．
(3)解答動力學(xué)兩類問題的基本程序
①明確題目中給出的化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)過程的特性．
②根據(jù)問題的要求和估算方式，確定研究對象，進(jìn)行受力剖析和運動過程剖析，并畫出示意圖．
③應(yīng)用牛頓運動定理和運動學(xué)公式求解．
考點三動力學(xué)圖像問題
1．圖像類型
(1)已知物體在一過程中所受的某個力隨時間變化的圖像，要求剖析物體的運動情況．
(2)已知物體在一運動過程中位移、速度、加速度隨時間變化的圖像，要求剖析物體的受力情況．
(3)已知物體在化學(xué)圖景中的運動初始條件，剖析物體位移、速度、加速度隨時間的變化情況．
2．問題的實質(zhì)：是力與運動的關(guān)系問題，求解這類問題的關(guān)鍵是理解圖像的數(shù)學(xué)意義，理解圖像的軸、點、線、截、斜、面六大功能．
3.數(shù)形結(jié)合解決動力學(xué)問題
(1)數(shù)學(xué)公式與化學(xué)圖像的結(jié)合是一種重要題型．對于已知圖像求解相關(guān)數(shù)學(xué)量的問題，常常是結(jié)合化學(xué)過程從剖析圖像的橫、縱座標(biāo)軸所對應(yīng)的數(shù)學(xué)量的函數(shù)入手，剖析圖線的斜率、截距所代表的數(shù)學(xué)意義得出所求結(jié)果．
(2)解決這類問題必須把物體的實際運動過程與圖像結(jié)合，互相對應(yīng)上去．
【思想方式與方法】
傳送帶模型中的動力學(xué)問題
1．模型特點
一個物體以速率v0(v0≥0)在另一個勻速運動的物體上開始運動的熱學(xué)系統(tǒng)可看做“傳送帶”模型，如圖甲、乙、丙所示．
2．建模指導(dǎo)
傳送帶模型問題包括水平傳送帶問題和傾斜傳送帶問題．
(1)水平傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于對物體所受的磨擦力進(jìn)行正確的剖析判定．依據(jù)物體與傳送帶的相對速率方向判定磨擦力方向．二者速率相等是磨擦力突變的臨界條件．
(2)傾斜傳送帶問題：求解的關(guān)鍵在于認(rèn)真剖析物體與傳送帶的相對運動情況，進(jìn)而確定其是否遭到滑動磨擦力作用．假若遭到滑動磨擦力作用應(yīng)進(jìn)一步確定其大小和方向，之后按照物體的受力情況確定物體的運動情況．當(dāng)物體速率與傳送帶速率相等時，物體所受的磨擦力有可能發(fā)生突變．
3.解答傳送帶問題應(yīng)注意的事項
(1)水平傳送帶上物體的運動情況取決于物體的受力情況，即物體所受磨擦力的情況．
(2)傾斜傳送帶問題，一定要比較斜面夾角與動磨擦質(zhì)數(shù)的大小關(guān)系．
(3)傳送帶上物體的運動情況可按下述思路判斷：相對運動→摩擦力方向→加速度方向→速度變化情況→共速，但是明晰磨擦力發(fā)生突變的時刻是v物＝v傳．
第三節(jié)牛頓運動定理的綜合應(yīng)用
【基本概念、規(guī)律】
一、超重和失重
1．超重
(1)定義：物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)小于物體所受重力的情況稱為超再現(xiàn)象．
(2)形成條件：物體具有向下的加速度．
2．失重
(1)定義：物體對水平支持物的壓力(或?qū)ωQ直懸掛物的拉力)大于物體所受重力的情況稱為失重現(xiàn)象．
(2)形成條件：物體具有向上的加速度．
3．完全失重
(1)定義：物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?為零的情況稱為完全失重現(xiàn)象．
(2)形成條件：物體的加速度a＝g，方向豎直向上．
二、解答聯(lián)接體問題的常用技巧
1．整體法
當(dāng)系統(tǒng)中各物體的加速度相同時，我們可以把系統(tǒng)內(nèi)的所有物體看成一個整體，這個整體的質(zhì)量等于各物體的質(zhì)量之和，當(dāng)整體遭到的外力已知時，可用牛頓第二定理求出整體的加速度．
2．隔離法
當(dāng)求解系統(tǒng)內(nèi)物體間互相斥力時，常把物體從系統(tǒng)中“隔離”出來進(jìn)行剖析，根據(jù)牛頓第二定理列多項式．
3．外力和內(nèi)力
(1)外力：系統(tǒng)外的物體對研究對象的斥力；
(2)內(nèi)力：系統(tǒng)內(nèi)物體之間的斥力．
【重要考點歸納】
考點一超重和失重現(xiàn)象
1．超重并不是重力降低了，失重并不是重力減少了，完全失重也不是重力完全消失了．在發(fā)生這種現(xiàn)象時，物體的重力仍然存在，且不發(fā)生變化，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?發(fā)生了變化(即“視重”發(fā)生變化)．
2．只要物體有向下或向上的加速度，物體就處于超重或失重狀態(tài)，與物體向下運動還是向上運動無關(guān)．
3．雖然物體的加速度不是在豎直方向，但只要其加速度在豎直方向上有份量，物體都會處于超重或失重狀態(tài)．
4．物體超重或失重的多少是由物體的質(zhì)量和豎直加速度共同決定的，其大小等于ma.
5.超重和失重現(xiàn)象的判定方式
(1)從受力的大小判定，當(dāng)物體所受向下的拉力(或支持力)小于重力時，物體處于超重狀態(tài)；大于重力時處于失重狀態(tài)，等于零時處于完全失重狀態(tài)．
(2)從加速度的方向判定，當(dāng)物體具有向下的加速度時處于超重狀態(tài)，具有向上的加速度時處于失重狀態(tài)，向上的加速度為重力加速度時處于完全失重狀態(tài)．
考點二整體法和隔離法解決聯(lián)接體問題
整體法、隔離法的交替運用
若聯(lián)接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的斥力時，可以先用整體法求出加速度，之后再用隔離法選定合適的研究對象，應(yīng)用牛頓第二定理求斥力．即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”．
考點三分解加速度求解受力問題
在應(yīng)用牛頓第二定理解題時，一般不分解加速度而分解力，但有一些題目要分解加速度．最常見的情況是與斜面模型結(jié)合，物體所受的斥力是互相垂直的，而加速度的方向與任一方向的力不同向．此時，首先剖析物體受力，之后完善直角座標(biāo)系，將加速度a分解為ax和ay，依據(jù)牛頓第二定理得Fx＝max，F(xiàn)y＝may，使求解愈發(fā)方便、簡單．
【思想方式與方法】
“滑塊——滑板”模型的剖析
1．模型特征：上、下疊放兩個物體，而且兩物體在磨擦力的互相作用下發(fā)生相對滑動．
2．模型剖析
解這種題的基本思路：
(1)剖析滑塊和木板的受力情況，按照牛頓第二定理分別求出滑塊和木板的加速度；
(2)對滑塊和木板進(jìn)行運動情況剖析，找出滑塊和木板之間的位移關(guān)系或速率關(guān)系，構(gòu)建多項式．非常注意滑塊和木板的位移都是相對地面的位移．
3.(1)滑塊由輪滑的一端運動到另一端的過程中，若滑塊和輪滑同向運動牛頓第一定律物理意義是什么，位移之差等于板長；反向運動時，位移之和等于板長．
(2)滑塊是否會從輪滑上掉下的臨界條件是：滑塊抵達(dá)輪滑一端時二者共速．
(3)滑塊不能從輪滑上滑下的情況下，當(dāng)二者共速時，二者受力、加速度發(fā)生突變．
動力學(xué)中的臨界條件及應(yīng)用
一、臨界狀態(tài)
物體在運動狀態(tài)變化的過程中，相關(guān)的一些數(shù)學(xué)量也急劇發(fā)生變化．當(dāng)物體的運動變化到某個特定狀態(tài)時，相關(guān)的數(shù)學(xué)量將發(fā)生突變，該化學(xué)量的值叫臨界值，這個特定狀態(tài)稱之為臨界狀態(tài)．
二、臨界狀態(tài)的判定
1．若題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，顯著表明題述的過程存在著臨界點．
2．若題目中有“取值范圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞句，表明題述的過程存在著“起止點”，而這種起止點常常就對應(yīng)臨界狀態(tài)．
3．臨界狀態(tài)的問題常常和最大值、最小值聯(lián)系在一起，因而，若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個極值點常常是臨界點．
4．若題目中有“最終”、“穩(wěn)定”等文字，即是求掃尾速率或加速度．
三、處理臨界問題的思路
1．會剖析出臨界狀態(tài)的存在．
2．要緊抓物體處于臨界狀態(tài)時的受力和運動特點，找出臨界條件，這是解決問題的關(guān)鍵．
3．能判定物體在不滿足臨界條件時的受力和運動情況．
4．借助牛頓第二定理結(jié)合其他規(guī)律列多項式求解．
四、力學(xué)中常見的幾種臨界條件
1．接觸物體脫離的臨界條件：
接觸面間的彈力為零，即FN＝0.
2．繩子松馳的臨界條件：
繩中張力為0，即FT＝0.
3．相對滑動的臨界條件：
靜磨擦力達(dá)到最大值，即f靜＝fm.
4．滑塊在輪滑上不滑下的臨界條件：
滑塊滑到輪滑一端時，二者速率相同．
實驗四驗證牛頓運動定理
三、實驗器材
貨車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、打點計時器、低壓交流電源、導(dǎo)線兩根、紙帶、天平、米尺．
四、實驗步驟
1．檢測：
用天平檢測小盤和砝碼的質(zhì)量m′和貨車的質(zhì)量m.
2．安裝：
根據(jù)如實驗原理圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在貨車上(即不給貨車牽引力)
3．平衡磨擦力：
在長木板的不帶定滑輪的一端下邊墊上一塊薄鐵塊，使貨車能勻速下降．
二、注意事項
1．平衡磨擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使貨車的重力沿斜面方向的分力剛好平衡貨車和紙帶遭到的阻力．在平衡磨擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在貨車上，讓貨車?yán)螯c的紙帶勻速運動．
三、誤差剖析
1．系統(tǒng)偏差：本實驗用小盤和砝碼的總重力m′g取代貨車的拉力，而實際上貨車所受的拉力要大于小盤和砝碼的總重力．
2．碰巧偏差：磨擦力平衡不確切、質(zhì)量檢測不確切、計數(shù)點寬度檢測不確切、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行就會導(dǎo)致偏差．
