高二数学期终考复习,牛顿运动定理思维导图知识点总结。中学数学精典热学是中考必考的知识点,
1、牛顿第一定理:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它前面的力促使它改变这些状态为止。
理解要点:
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不须要力来维持;
(2)它定性地阐明了运动与力的关系,即力是改变物体运动状态的缘由,(运动状态指物体的速率)又按照加速度定义:
有速率变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体形成加速度的诱因。(不能说“力是形成速率的诱因”、“力是维持速率的诱因”,也不能说“力是改变加速度的诱因”。);
(3)定理说明了任何物体都有一个非常重要的属性——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)牛顿第一定理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,牛顿第一定理不能用实验直接验证,并且构建在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发觉的。它告诉了人们研究化学问题的另一种方式,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中找寻事物的规律;
(5)牛顿第一定理是牛顿第二定理的基础,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理当作牛顿第二定理在F=0时的特例,牛顿第一定理定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定理定量地给出力与运动的关系。
2、牛顿第二定理:物体的加速度跟斥力成反比,跟物体的质量成正比。公式F=ma.
理解要点:
(1)牛顿第二定理定量阐明了力与运动的关系,即晓得了力,可依据牛顿第二定理研究其疗效,剖析出物体的运动规律;反过来,晓得了运动,可依据牛顿第二定理研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;
(2)牛顿第二定理阐明的是力的瞬时疗效,即作用在物体上的力与它的疗效是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤消加速度就为零,注意力的瞬时疗效是加速度而不是速率;
(3)牛顿第二定理是矢量关系牛顿第一定律思维导图,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用份量式表示,Fx=max,Fy=may,若F为物体受的合外力,这么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,这么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牛顿第一定律思维导图,这么a仅表示该力形成的加速度,不是物体的实际加速度。
(4)牛顿第二定理F=ma定义了力的基本单位——牛顿(使质量为1kg的物体形成1m/s2的加速度的斥力为1N,即1N=1kg.m/s2.
(5)应用牛顿第二定理解题的步骤:
①明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。设每位质点的质量为mi,对应的加速度为ai,则有:F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan
对这个推论可以这样理解:先分别以质点组中的每位物体为研究对象用牛顿第二定理:
∑F1=m1a1,∑F2=m2a2,……∑Fn=mnan,将以上各色等号左、右分别相乘,其中一侧所有力中,凡属于系统内力的,总是成对出现而且大小相等方向相反的,其矢量和必为零,所以最后得到的是该质点组所受的所有外力之和,即合外力F。
②对研究对象进行受力剖析。同时还应当剖析研究对象的运动情况(包括速率、加速度),并把速率、加速度的方向在受力图后面画下来。
③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,通常用平行四边形定则(或三角形定则)解题;
若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,通常用正交分解法解题(注意灵活选定座标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力剖析,分阶段列多项式求解。
注:解题要养成良好的习惯。只要严格依照以上步骤解题,同时认真画出受力剖析图,标出运动情况,这么问题都能迎刃而解。
(6)运用牛顿运动定理解决的动力学问题往往可以分为两种类型(两类动力学基本问题):
①已知物体的受力情况,要求物体的运动情况.如物体运动的位移、速度及时间等。
②已知物体的运动情况,要求物体的受力情况(求力的大小和方向)。
但不管哪种类型,通常总是先按照已知条件求出物体运动的加速度,之后再由此得出问题的答案。两类动力学基本问题的解题思路图解如下:
可见,不论求解那一类问题,求解加速度是解题的桥梁和纽带,是顺利求解的关键。
3、牛顿第三定理:两个物体之间的斥力与反斥力总是大小相等,方向相反,作用在同仍然线上。
理解要点:
(1)斥力和反斥力互相依赖性,它们是互相依存,互以对方作为自已存在的前提;
(2)斥力和反斥力的同时性,它们是同时形成、同时消失,同时变化,不是先有斥力后有反斥力;
(3)斥力和反斥力是同一性质的力;
(4)斥力和反斥力是不可叠加的,斥力和反斥力分别作用在两个不同的物体上,各形成其疗效,不可求它们的合力,两个力的作用疗效不能互相抵消,这应注意同二力平衡加以区别。
(5)分辨一对斥力反斥力和一对平衡力:一对斥力反斥力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
不同点有:斥力反斥力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;斥力反斥力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;斥力反斥力一定是同时形成同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能一直存在。
4.物体受力剖析的基本程序:
(1)确定研究对象;
(2)采用隔离法剖析其他物体对研究对象的斥力;
(3)根据先重力,之后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并挨个剖析那些物体对研究对象的弹力和磨擦力;
(4)画物体受力图,没有非常要求,则画示意图即可。
5.超重和失重:
(1)超重:物体具有竖直向下的加速度称物体处于超重。处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力,即F=mg+ma;
(2)失重:物体具有竖直向上的加速度称物体处于失重。处于失重状态的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即FN=mg-ma,当a=g时,FN=0,即物体处于完全失重。
6、牛顿定理的适用范围:
(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;
(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能拿来处理高速运动问题;
(3)只适用于宏观物体,通常不适用微观粒子。