高一物理：牛頓運動定律學習指導

2016-11-01 10:38:53 　來源：網絡整理

　　一、正確理解牛頓先進定律的意義以及慣性的概念

　　牛頓先進定律包含了三層意思：

　　1.牛頓先進定律說明了物體不受外力時的運動狀態(tài)是勻速直線運動或靜止(所以說力不是維持物體運動狀態(tài)的原因);

　　2.一切物體都有保持直線運動或靜止的特性(即一切物體都有慣性);

　　3.外力是迫使物體改變運動狀態(tài)的原因。

　　慣性是中學物理中一個重要的概念。慣性是物體固有的屬性，與物體的運動狀態(tài)以及受力情況無關.慣性的大小表現(xiàn)在外力使物體的運動狀態(tài)改變時的難易程度.例如要讓運動速度大小相同的一輛汽車和一列火車停下來，若它們受到的阻力大小相同，則讓火車停下來要比汽車困難得多，是因為火車的質量比汽車要大得多，慣性也就比汽車大得多。

　　二、正確理解牛頓第二定律的瞬時性與矢量性

　　對于一個質量一定的物體來說，它在某一時刻加速度的大小和方向，只由它在這一時刻所受到的合外力的大小和方向來決定。當它受到的合外力發(fā)生變化時，它的加速度隨即也要發(fā)生變化，這便是牛頓第二定律的瞬時性的含義。例如，物體在力F1和力F2的共同作用下保持靜止，這說明物體受到的合外力為零。若突然撤去力F2，而力F1保持不變，則物體將沿力F1的方向加速運動。這說明，在撤去力F2后的瞬時，物體獲得了沿力F1方向的加速度a1。撤去力F2的作用是使物體所受的合外力由零變?yōu)镕1，而同時發(fā)生的是物體的加速度由零變?yōu)閍1。所以，物體運動的加速度和合外力是瞬時對應的。

　　在理解牛頓第二定律時，必須明確加速度的方向是由合外力的方向決定的。也就是說加速度的方向總是與合外力的方向一致的，而物體的速度方向與合外力的方向并不存在這樣的關系。當物體做勻加速直線運動時，其速度方向與合外力的方向一致;當物體做勻減速直線運動時，其速度方向便與合外力的方向相反。

　　例如：如圖1所示.一物體以一定的初速度沿斜面向上滑動，滑到頂點后又返回斜面底端。在物體向上滑動的過程中，物體運動受到重力和斜面的摩擦力作用，其沿斜面的合力平行于斜面向下，所以物體運動的加速度方向是平行斜面向下的，與物體運動的速度方向相反，物體做減速運動，直至速度減為零。在物體向下滑動的過程中，物體運動也是受到重力和斜面的摩擦力作用，但摩擦力的方向平行斜面向上，其沿斜面的合力仍然是平行于斜面向下，但合力的大小比上滑時小，所以物體將平行斜面向下做加速運動，加速度的大小要比上滑時小。由此可以看出，物體運動的加速度是由物體受到的外力決定的，而物體的運動速度不僅與受到的外力有關，而且還與物體開始運動時所處的狀態(tài)有關。

　　三、深刻理解運動和力的關系

　　牛頓運動定律揭示了物體運動和物體受到的外力的關系，運動和力的關系是自然界中反映物體機械運動的普遍規(guī)律之一，也是中學物理內容中重要的規(guī)律之一。它是整個中學物理內容的基礎。

　　牛頓運動定律指明了物體運動的加速度與物體所受外力的合力的關系，即物體運動的加速度是由合外力決定的但是物體究竟做什么運動，不僅與物體的加速度有關還與物體的初始運動狀態(tài)有關。比如一個正在向東運動的物體，若受到向西方向的外力，物體即具有向西方向的加速度，則物體向東做減速運動，直至速度減為零后，物體在向西方向的力的作用下，將向西做加速運動。由此說明，物體受到的外力決定了物體運動的加速度，而不是決定了物體運動的速度，物體的運動情況是由所受的合外力以及物體的初始運動狀態(tài)共同決定的。

　　四、注意掌握運用牛頓運動定律解決問題的方法

　　有關運用牛頓運動定律解決的問題常常可以分為兩種類型：

　　1.已知物體的受力情況，要求物體的運動情況。如物體運動的位移、速度及時間等。

　　2.已知物體的運動情況，要求物體的受力情況(求力的大小和方向)。但不管哪種類型，一般總是先根據已知條件求出物體運動的加速度，然后再由此得出問題的答案.

　　運用牛頓第二定律解決問題的一般步驟是：

　　1.確定研究對象;

　　2.分析物體的受力情況和運動情況，畫出被研究對象的受力分析圖;

　　3.國際單位制統(tǒng)一各個物理量的單位;

　　4.根據牛頓運動定律和運動學規(guī)律建立方程并求解。