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,直至有外力促使它改变这些状态为止。
惯性
物体保持原先的匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(1)惯性大小只与物体的质量有关;
(2)惯性是物体的固有属性,不是力。
对牛顿第一定理理解
惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性。物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原先的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
牛顿第一定理是惯性定理,它强调一切物体都有惯性,惯性只与质量有关。
对力与运动的关系的理解
(1)力是改变物体运动状态的诱因(运动状态指物体的速率),不是维持物体运动的诱因。
(2)形成加速度的缘由是力。
牛顿第二定理
物体的加速度跟所受的外力的合力成反比,跟物体的质量成正比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma
牛顿第二定理具有“四性”:矢量性、瞬时性、同体性、独立性。
牛顿第二定理的理解
物体只受两个力的作用而形成加速度,借助矢量合成法则
两个力方向相同或相反时,加速度与物体运动方向在同仍然线上,合成法更简单。
牛顿第二定理的应用
物体遭到两个以上的力的作用而形成加速度时,常用正交分解法解题。
(1)分解力求物体受力问题
把力正交分解在沿加速度方向和垂直于加速度方向上,在沿加速度的方向列多项式Fx=ma,在垂直于加速度方向列多项式Fy=0求解。
(2)分解加速度求解受力问题
剖析物体受力,构建直角座标系,将加速度a分解为ax和ay,依据牛顿第二定理得Fx=max,Fy=may求解。
瞬时性
关键是剖析瞬时状态前后的受力情况及运动状态。
两种模型
(1)刚性绳(或接触面)
割断(或脱离)后,其弹力立刻消失,不须要形变恢复的时间。
(2)弹簧(或橡皮绳)
形变量大,恢复形变须要较长时间,剖析瞬时问题时弹力的大小可以看成不变。
牛顿第二定理的临界问题
当物体的运动变化到某个特定状态时,有关数学量发生突变,该化学量的值叫临界值,该特定状态为临界状态。
须要在给定的数学情景中求解数学量的上限或下限,关键点
(1)临界状态的来历
(2)临界状态时物体的受力、运动状态的特点
牛顿第三定理
两个物体之间的斥力和反斥力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
斥力和反斥力的性质相同,作用在两个物体上。
斥力和反斥力与平衡力的区别:斥力和反斥力“异体、同存、同性质”,而平衡力是“两个力在同一个物体上”。
对牛顿第三定理的理解
区别斥力和反斥力与平衡力
一对平衡力作用在同一物体上,一对斥力和反斥力作用在两个物体上。
两类基本问题的方式和步骤
(1)明晰题目中给出的化学现象和化学过程的特征。
(2)确定研究对象进行剖析,画出受力剖析图或运动过程图。
(3)应用牛顿运动定理和运动学公式求解。
两类动力学的基本问题
(1)已知物体的受力情况,求解物体的运动情况。
(2)已知物体的运动情况,求解物体的受力情况。
借助整体法和隔离法求联接体问题
联接体
(1)用细绳联接的物体系
(2)互相挤压在一起的物体系
(3)互相磨擦的物体系
外力和内力
系统外物体对系统的斥力称为外力。
系统内各物体间的互相斥力称为内力。
整体法
不要求晓得各个物体之间的互相斥力,且各物体具有相同的加速度,此时把它们看成一个整体来剖析,这些方式称为整体法。
隔离法
须要晓得系统中物体之间的互相斥力,须要把物体从系统中隔离下来,剖析物体的受力情况和运动情况,这些方式称为隔离法。
简单的联接体问题
选择原则:一是要包含待求量,二是所选隔离对象和所列多项式数少。
求解联接体的内力时,先整体后隔离
先用整体法求出系统的加速度,再用隔离法求解出物体间的内力。
求解联接体的外力时,先隔离后整体
先用隔离法剖析某个受力和运动情况,求加速度,再用整体法求解外力。
牛顿第二定理在整体法中的应用
系统内各物体的加速度相同,系统看成一个整体,剖析受力及运动情况列举多项式。
若系统内各物体的加速度不相同,m1,m2的加速度分别为a1牛顿定律有什么用,a2,可用牛顿第二定理列举多项式F=m1a1+m2a2。
系统内各物体的加速度不相同
将各物体的加速度正交分解后,物体系统牛顿第二定理正交分解式为:
∑Fx=m1a1x+m2a2x+…+mnanx,
∑Fy=m1a1y+m2a2y+…+mnany。
超重和失重
物体具有向下的加速度时处于超重状态;物体具有向上的加速度时处于失重状态。当a=g时,物体处于完全失重状态。
超重和失重的理解
临界点是物体处于平衡状态。
(1)与速率方向无关,取决于加速度的方向。
(2)加速度具有竖直向下的份量,超重;加速度具有竖直向上的份量,失重。
(3)完全失重是物体的加速度恰等于重力形成的加速度。
超重和失重的估算
(1)超重时,物体的加速度向下,F视=mg+ma。
(2)失重时,物体的加速度向上,F视=mg-ma。
牛顿第二定理的临界问题
当物体的运动变化到某个特定状态时,有关数学量发生突变,该化学量的值叫临界值,该特定状态为临界状态。
须要在给定的数学情景中求解数学量的上限或下限,关键点:
(1)临界状态的来历。
(2)临界状态时物体的受力、运动状态的特点。
常见类型
(1)互相接触的两物体脱离的临界条件是N=0。
(2)绳子松驰的临界条件是T=0。
(3)存在静磨擦力的联接系统,相对静止与相对滑动的临界条件是f静=fm。
与弹簧有关的临界问题
①最大速率问题。
②与地面或与固定挡板分离。
挡板与物体分离的临界条件是:加速度相同,弹力为0。
剖析临界问题的思维方式
(1)极限法;(2)假定法;(3)物理法。
匀速传送带模型
(1)水平传送带模型
(2)倾斜传送带模型
物体轻置于加速运动的水平传送带上
(1)物体与传送带之间的动磨擦质数较大,而传送带加速度相对较小,物体先加速,当物体速率减小到和传送带相同时,物体和传送带一起加速运动。
(2)物体与传送带之间的动磨擦质数较小,而传送带加速度相对较大,物体仍然往前加速运动。
习题解析
1.如图2所示,质量为m的物体从离传送带高为H处沿光滑弧形轨道下降,水平滑上长为L的静止的传送带并落在水平地面的Q点,已知物体与传送带间的动磨擦质数为μ,则当传送带转动时,物体仍以上述方法滑下,将落在Q点的右边还是左侧?
解析
物体从P点滑下,设水平滑上传送带时的速率为v0,则由机械能守恒mgH=mv02,可得。
当传送带静止时牛顿定律有什么用,剖析物体在传送带上的受力知物体做匀减速运动,a=μmg/m=μg。
物体离开传送带时的速率为,
此后做平抛运动而落在Q点。
当传送带逆秒针方向转动时,剖析物体在传送带上的受力情况与传送带静止时相同,因此物体离开传送带时的速率仍为,此后做平抛运动而仍落在Q点。
(当v02
当传送带顺秒针转动时,可能出现五种情况:
(1)当传送带的速率v较小,时,剖析物体在传送带上的受力可知,物体仍然做匀减速运动,离开传送带时的速率为,因此仍将落在Q点。
(2)当传送带的速率
时,剖析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀减速运动,后做匀速运动,离开传送带时的速率
,因此将落在Q点的一侧。
(3)当传送带的速率
=v0时,则物体在传送带上不受磨擦力的作用而做匀速运动,离开传送带时的速率
,因此将落在Q点的一侧。
(4)当传送带的速率
时,剖析物体在传送带上的受力可知,物体将在传送带上先做匀加速运动,后做匀速运动,离开传送带时的速率
,因此将落在Q点的一侧。
(5)当传送带的速率v较大
时,剖析物体在传送带上的受力可知,物体仍然做匀加速运动,离开传送带时的速率为
,因此将落在Q点的一侧。
综上所述:
当传送带逆秒针转动或顺秒针转动且速率
时,物体仍将落在Q点;
当传送带顺秒针转动且速率
时,物体将落在Q点的一侧。