第四章運動和力的關系知識梳理第1節牛頓第一定理一、牛頓第一定律1.內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態。這就是牛頓第一定律。2.意義：(1)牛頓第一定律揭示了力和運動的關系；(2)牛頓第一定律揭示了力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因；(3)牛頓第一定律揭示了物體不受外力時，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。二、慣性1.定義：一切物體都有保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，這種性質叫做慣性。牛頓第一定律也被叫做慣性定律。2.特點：(1)慣性是物體的固有屬性，不是外界強加給它的；(2)一切物體都具有慣性。3.慣性的“三性”普遍性一切物體皆有慣性，慣性是物體的固有屬性相關性慣性僅與物體的質量有關，與物體的受力或運動情況等無關唯一性質量是慣性大小的唯一量度4.慣性的具體表現形式(1)當物體不受外力或所受合外力為零時，慣性表現為保持原來的運動狀態不變。原來靜止的物體保持靜止，原來運動的物體保持原來的速度繼續運動。(2)當物體受到外力作用時，慣性表現為改變運動狀態的難易程度，物體的慣性越大，它的運動狀態越難改變。第2節實驗：探究加速度與力、質量的關系1.實驗方法：控制變量法2.實驗思路：本實驗有三個需要測量的量：物體的質量M、物體所受的作用力F和物體的加速度a。測出它們的值，分析數據，得出結論。(1)質量M：用天平測量。(2)測量物體的加速度a方案一：利用打點計時器打出的紙帶測量小車的加速度a。“逐差法”求解加速度：Δx＝aT2，xm－xn＝(m－n)aT2(m>n)方案二：讓兩個小車做初速度為0的勻加速直線運動，在相等的時間內，由x＝eq\f(1,2)at2知eq\f(x1,x2)＝eq\f(a1,a2)，把測量加速度轉換成測量位移。(3)測物體受到的拉力F方案一：用阻力補償法補償打點計時器對小車的阻力及其他阻力，小車所受的拉力近似等于槽碼的總重力。阻力補償后，繩的拉力F為小車所受合外力，繩的拉力F＝mg須滿足m?M的條件，其中m為槽碼質量，M為小車質量。方案二：用傳感器或彈簧測力計測拉力3.實驗結論：（1）加速度和力的關系：以加速度a為縱坐標，以外力F為橫坐標，作出a－F關系圖像，如圖所示：（2）加速度和質量的關系以加速度a為縱坐標，以小車及砝碼的總質量M或eq\f(1,M)為橫坐標作出a－M或a－eq\f(1,M)關系圖像，如圖所示：（3）實驗結論①保持物體質量不變時，物體的加速度a與所受合外力F成正比。②在力F不變時，物體的加速度a與質量M成反比。第3節牛頓第二定律一、牛頓第二定律及其表達式1.內容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2.表達式：F＝kma，k是比例系數，F是物體所受的合力。二、力的單位1.比例系數k的意義：F＝kma中k的數值由F、m、a三個物理量的單位共同決定，若三量都取國際單位，則k＝1，所以牛頓第二定律的表達式可寫成F＝ma。2.力的單位：牛頓，符號是N。3.1N的物理意義：使質量為1kg的物體產生1m/s2的加速度的力，稱為1N，即1N＝1kg·m/s2三、對牛頓第二定律的進一步理解1.對表達式F＝ma的理解：(1)單位統一：表達式中F、m、a三個物理量的單位都必須是國際單位。(2)F的含義：指的是物體所受的合力。(3)“＝”的含義：不僅表示左右兩邊數值相等，也表示方向相同，即物體加速度的方向與它所受合力的方向相同。2.牛頓第二定律的五個性質(1)因果性：力是使物體產生加速度的原因(2)矢量性：F＝ma是一個矢量式，應用時應先規定正方向。(3)瞬時性：合力與加速度具有瞬時對應關系。(4)同一性：合力與加速度對應同一研究對象。(5)獨立性：作用于物體上的每一個力各自產生加速度，F1＝ma1，F2＝ma2…而物體的實際加速度則是每個加速度的矢量和，合力和加速度在各個方向上的分量也遵從牛頓第二定律，如Fx＝max，Fy＝may。3.加速度兩種表達式的比較大小與v、?v大小無關，由?v/?t決定與F合成正比，與m成反比方向與?v方向一致與F合方向一致4.牛頓第一定理和牛頓第二定律的比較(1)牛頓第一定律指出了力是產生加速度的原因，指出一切物體都有慣性，牛頓第一定理不是一個實驗定律。(2)牛頓第二定律指出了描述物體慣性的物理量是質量的含義，即在確定的作用力下，決定物體運動狀態變化難易程度的因素是物體的質量。牛頓第二定律是一個實驗定律。(3)牛頓第一定律不是牛頓第二定律的一種特例。三、瞬時加速度問題四、常見的瞬時性問題模型類別彈力表現形式彈力方向能否突變輕繩拉力沿繩收縮方向能橡皮條拉力沿橡皮條收縮方向不能輕彈簧拉力、支持力沿彈簧軸線方向不能輕桿拉力、支持力不確定能(1)輕繩、輕桿模型不發生明顯形變就能產生彈力，剪斷(或脫離)后，形變恢復幾乎不需要時間，故認為彈力可以立即改變或消失。(2)輕彈簧、橡皮條模型的形變量大，形變恢復需要較長時間，在瞬時性問題中，它們的自由端連接有物體時其彈力的大小不能突變，往往可以看成是不變的。（二）求解瞬時性問題的步驟1.分析瞬時變化前各物體的受力；2.判斷瞬時變化時哪些力發生突變，哪些力不變：3.分析變化后各物體的受力；4.根據牛頓第二定律求解各物體的加速度。第4節力學單位制一、基本單位1.物理關系式的功能：物理學的關系式在確定了物理量之間的關系時，也確定了物理量的單位之間的關系。2.基本量與基本單位：只要選定幾個物理量的單位，就能夠利用物理量之間的關系推導出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫作基本量，它們相應的單位叫作基本單位。3.導出量與導出單位：由基本量根據物理關系推導出來的其他物理量叫作導出量，推導出來的相應單位叫作導出單位。二、國際單位制1.單位制：基本單位和導出單位一起組成了單位制。2.國際單位制：是一種國際通用的、包括一切計量領域的單位制。3.國際單位制中的七個基本物理量和相應的基本單位物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質量m千克(公斤)kg時間t秒s電流I安[培]A熱力學溫度T開[爾文]K發光強度I，(Iv)坎[德拉]cd物質的量n，(ν)摩[爾]mol第5節牛頓運動定律的應用一、動力學兩類基本問題1.兩個分析：(1)過程分析：逐一分析不同過程運動特點，找出相鄰過程的聯系點。(2)受力分析：逐過程分析物體受力，注意摩擦力、彈力可能變化。2.一個橋梁：3.兩類問題的解題步驟：傳送帶模型板塊模型加速度關系如果滑塊與木板之間沒有發生相對運動，可以用“整體法”求出它們一起運動的加速度；如果滑塊與木板之間發生相對運動，應采用“隔離法”分別求出滑塊與木板運動的加速度。應注意找出滑塊與木板是否發生相對運動等隱含條件速度關系滑塊與木板之間發生相對運動時，明確滑塊與木板的速度關系，從而確定滑塊與木板受到的摩擦力。應注意當滑塊與木板的速度相同時，摩擦力會發生突變的情況位移關系滑塊與木板疊放在一起運動時，應仔細分析滑塊與木板的運動過程，明確滑塊與木板對地的位移和滑塊與木板之間的相對位移之間的關系第6節超重和失重1.重力的測量方法一：先測量物體做自由落體運動的加速度g，再用天平測量物體的質量，利用牛頓第二定律可得G＝mg。方法二：利用力的平衡條件對重力進行測量。2.超重和失重(1)超重現象：物體對支持物的壓力(或對懸