幻灯片 1第三章 牛顿运动定律
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幻灯片 2 1.合理选取研究对象。有时将物体隔离，受力分析较方便，有时把互相作用的几个物体看成一个整体来进行研究更简捷。到底选哪个物体作为研究对象，要凭一定的经验和技巧，这就需要从解题的过程中去体会和总结，变成自己的知识和技能，仅听老师的经验之谈和总结的条文，能受到一定的启迪，但要变成自己的本领，还需自己去做题、去体验、去总结。
2.选取适当的坐标系。由于加速度与合外力的方向一致，考虑到列牛顿第二定律方程的方便，通常选取与加速度一致的方向建立一坐标轴，沿与加速度垂直的方向建立另一坐标轴。求解摩擦力时，通常沿接触面的切向建立一坐标轴，此时坐标轴的方向不见得与合加速度的方向一致。可见，根据题目的具体条件和所求，灵活地建立坐标系，会对建立方程和求解带来方便，会使解题简便。
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幻灯片 3 3.运用隔离法求解简单的连接体问题。连接体问题历来是牛顿定律中的难点，一般的处理思想是用整体法求出整体的加速度，然后再隔离出其中的一个物体来，局部和整体的加速度相同，再对其中一个物体求解题意中要求的问题。
4.要注意与守恒定律结合应用。在有些问题中，研究对象是互相作用的几个物体组成的系统，它们之间有相对位移，运动情况比较复杂，这时就想法把某一个物体隔离开来，用牛顿定律来研究这个物体的运动，这就是常用的隔离法。但有时候并不需要了解系统中每一个物体的运动情况，而只要知道整体的运动特性，这时应用动能定理、机械能守恒定律等知识来处理问题，就显得方便快捷。
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幻灯片 4考点1 牛顿第一定律
学案1 牛顿运动定律
一、对惯性的理解
1.惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来的。
(1)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来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变。
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幻灯片 5 2.惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就越大。惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关。
3.惯性不是一种力。惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度。物体的惯性越大，它的运动状态越难以改变。
4.外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体的惯性。
5.惯性与惯性定律的实质是不同的。
(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关。
(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律。
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幻灯片 6 二、牛顿第一定律的理解
1.明确惯性的概念
牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
2.揭示了力和运动关系的本质
牛顿第一定律揭示了力和运动关系本质：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因。例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力。
3.揭示了不受力作用时物体的运动规律
牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体受外力作用，但所受合力为零时，其作用效果跟不受外力作用时相同。因此，我们可以把理想情况下的“不受外力作用”理解为实际情况中的“所受合外力为零”。
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幻灯片 7 牛顿第一定律是不受任何外力作用下的理想化情况，无法用实验直接验证。牛顿第一定律是以伽利略的“理想实验”为基础，将实验结论经过科学抽象、归纳推理而总结出来的。因此，牛顿第一定律是来源于大量实验的基础之上的一个理想实验定律，是一种科学的抽象思维方法的结晶，它并不是实验定律。
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幻灯片 8牛顿第一定律与惯性
【例1】16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年
的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。在以
下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )
A.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明物体受的力越大，速度
就越大
B.一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静
止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C.两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D.一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
【解析】由牛顿运动定律可知，力是物体运动状态发生变化的原因，
而不是维持物体运动的原因，故A、B两项错误。两物体从同一高度自由
下落，物体下落的速度与物体的质量无关。由力的平衡知识可知，物体
处于静止或匀速直线运动时，所受合外力为零，故一个物体维持匀速直
线运动，不需要外力，选项D正确。
D
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幻灯片 9 1
下列说法中正确的是( )
A.物体所受的力越大，它的惯性越大
B.物体匀速运动时，存在惯性；物体变速运动时，
不存在惯性
C.静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为物体
静止时惯性大
D.物体的惯性大小只与物体的质量有关，与其他
因素无关
D
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幻灯片 10考点2 牛顿第二定律
牛顿第二定律的深刻理解
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幻灯片 11 公式F合＝ma左边是物体受到的合外力，右边反映了质量为m的物体在此合外力作用下的效果是产生加速度a，它突出了力是物体运动状态改变的原因，是物体产生加速度的原因。
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幻灯片 12加速度和合外力的瞬时关系
【例2】如图所示，自由落下的小球，从接触竖直放置的弹簧开始到弹簧的压缩量最大的过
程中，小球的速度及所受的合外力的变化情况是( )
A.合力变小，速度变小
B.合力变小，速度变大
C.合力先变小后变大，速度先变大后变小
D.合力先变大后变小，速度先变小后变大
【解析】速度大小的变化情况取决于加速度的方向与
速度方向的关系，当两者同向时小球做加速运动，当两者
反向时小球做减速运动；而加速度是由合外力决定的，所
以对小球进行受力分析成为解答此题的关键，小球接触弹
簧上端后受两个力作用：竖直向下的重力和竖直向上的弹力。
在接触后的开始阶段，重力大于弹力，合力竖直向下，因为弹力(F=kx)不断增大，所以合力不断减小，故加速度也不断减小，由于加速度与速度同向，因此速度不断变大。
当弹力增大到与重力大小相等时，合外力为零，加速度为零，速度达到最大(此位置叫平衡位置，是两个阶段的转折点)。
后一阶段，即小球达到上述平衡位置之后，由于惯性，小球继续向下运动，此时弹力大于重力，合外力竖直向上，且逐渐变大，因而加速度逐渐变大，方向竖直向上，小球做减速运动，当速度逐渐减小到零时，达到最低点，弹簧压缩量最大(注意：小球不会停在最低点，还会竖直向上运动，请同学们分析以后的运动情况)。
D
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幻灯片 13 综上所述，小球向下压缩弹簧的运动过程中，合力方向是先向下后向上，其大小是先变小后变大，加速度a与F合的变化情况相同，速度v的方向始终竖直向下，先变大后变小。
分析运动物体的加速度及速度变化情况，往往从分析物体受力情况入手，据F=ma知，物体的加速度的变化情况，由物体的合力决定，而速度变化情况取决于速度与加速度是否同向，同向时，速度不断增大；反向时，速度不断减小。
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幻灯片 14 2
如图 (a)(b)所示，图中细线均不可伸长，物体均处于平衡状态。如果突然把两水平细线剪断，求剪断瞬间小球A、B的加速度怎样？(角已知)
【答案】gsin gtan
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幻灯片 15牛顿第二定律的应用
【例3】如图所示，一辆有动力驱动
的小车上有一水平放置的弹
簧，其左端固定在小车上，右端
与一小球相连，设在某一段时间
内小球与小车相对静止且弹簧处
于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时
间内小车可能是( )
A.向右做加速运动 B.向右做减速运动
C.向左做加速运动 D.向左做减速运动
【解析】对小球水平方向受到向右的弹簧弹力FN，由牛顿第二定律可知，小球必定具有向右的加速度，小球与小车相对静止，故小车可能向右加速运动或向左减速运动。
A D
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幻灯片 16 (1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，只要有合力，不管速度是大、是小、或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零。一般情况下，合力与速度无必然的联系。
(2)合力与速度同向时，物体加速，反之减速。
(3)力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即：力→加速度→速度变化(运动状态变化)。
物体所受到的合力决定了物体当时加速度的大小，而加速度的大小决定了单位时间内速度的变化量的大小。加速度大小与速度大小无必然的联系。
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幻灯片 17 3
如图所示，位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F的作用。已知物块P沿斜面加速下滑，现保持
F的方向不变，使其减小，则加速度( )
A.一定变小
B.一定变大
C.一定不变
D.可能变小，可能变大，也可
能不变
B
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幻灯片 18牛顿第二定律与运动图象的综合
【例4】质量为2 kg的物体在水平力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图象如图所示。g取10 m/s2，求： (1)物体与水平面间的动摩擦因数(2)水平推力F的大小； (3)0～10 s内物体运动位移的大小。
【解析】(1)由题中图象知，t=6 s时撤去外力F，此后
6～10 s内物体做匀减速直线运动直至静止，其加速度大小为a1=v1/t1=-2 m/s2
又因为a1=-g联立得=0.2
(2)由题中图象知0～6 s内物体做匀加速直线运动
其加速度大小为a2=v2/t2=1 m/s2
由牛顿第二定律得F-mg=ma2
联立得，水平推力F=6 N
(3)设0～10 s内物体的位移为x，则
x=x1+x2=(1/2)×(2+8)×6 m+(1/2)×8×4 m=46 m。
【答案】(1)0.2 (2)6 N (3)46 m
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幻灯片 19 4
如图所示，固定光滑细杆与地面成一定
倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环
在沿杆方向的推力F作用下向上运动，
推力F与小环速度v随时间变化规律如图
所示，取重力加速度g=10 m/s2。
求：
(1)小环的质量m；
(2)细杆与地面间的倾角。
本题考查的知识点有匀变速直线运动的规律，以及v-t图象
的理解及应用，属中等难度的题目。
【答案】(1)1 kg (2)30
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幻灯片 20考点3 牛顿第三定律、单位制
1.作用力、反作用力与平衡力的区别
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幻灯片 21(3)三无关
2.作用力和反作用力的关系可总结为“四同、三异、三无关”
(1)四同
同大小
同时产生、变化、消失
同性质
同一直线
(2)三异
反向
异体
不同效果
与物体形态无关
与相互作用的两物体的运动状态无关
与是否有另外的物体相互作用无关
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幻灯片 22 (1)一对相互作用力和一对平衡力的最直观的
区别是看作用点，一对平衡力的作用点在同一物
体上，一对作用力和反作用力的作用点分别在两
个物体上。
(2)高考常在一些综合题中考查牛顿第三定律，
如求某一个力时，可以先求出它的反作用力，再
根据牛顿第三定律求出此力。
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幻灯片 23 【解析】环在竖直方向上受力情况如图
(甲)所示，受重力mg及箱子的杆给它的竖直
向上的摩擦力f，根据牛顿第三定律，环应
给杆一个竖直向下的摩擦力f，故箱子竖直方
向上受力图如图 (乙)所示，受重力Mg，地面对它的支持力FN，及环给它的摩擦力f，由于箱子处于平衡状态，可得FN=f+Mg。
根据牛顿第三定律，箱子给地面的压力大小等于地面给箱子的弹力。
所以FN′=f+Mg。
牛顿第三定律的应用
【例5】一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，
在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，
如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的
摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为多少？
题目要求的是对地面的压力，作用在地面上，但选地面不便分析。而根据牛
顿第三定律，以箱子为研究对象可以直接求出它的反作用力。通过求反作用力来
求作用力，这是牛顿第三定律的重要用法。
【答案】f+Mg
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幻灯片 24汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下面的说法中正确的是( )
A.汽车能拉着拖车向前是因为汽车对拖车的拉力大于
拖车对汽车的拉力
B.汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的
拉力
C.匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽
车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖
车向后拉汽车的力
D.加速前进时，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对
拖车的摩擦阻力；汽车加速是因为地面对汽车向前
的作用力(牵引力)大于拖车对它向后的拉力
5
D
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