专题03 牛顿运动规律
第一部分 牛顿运动规律特点描述
综合分析近几年的高考物理试题发现，试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律，且更加突出考查学生运用\力和运动的观点\分析解决问题的能力。牛顿运动定律及其应用是每年高考考查的重点和热点，应用牛顿运动定律解题的关键是对研究对象进行受力分析和运动分析，特别是牛顿运动定律与曲线运动，万有引力定律以及电磁学等相结合的题目，牛顿定律中一般考查牛顿第二定律较多，一般涉及一下几个方面：一是牛顿第二定律的瞬时性，根据力求加速度或者根据加速度求力，二是动力学的两类问题，三是连接体问题，四是牛顿第二定律在生活生产和科技中的应用。
第一部分 知识背一背
1.牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
(2)牛顿第一定律的意义
①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律。
②指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。 (3)惯性
①定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.
②量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小. ③普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。 2.牛顿第二定律
(1)内容：物体的加速度与所受合外力成正比，跟物体的质量成反比。 (2)表达式：F＝ma.
(3)力的单位：当质量m的单位是kg、加速度a的单位是m/s时，力F的单位就是N，即1 kg?m/s＝1 N.
(4)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的.
(5)适用范围：
①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系). ②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况. 3单位制
(1)单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制.
①基本单位：基本物理量的单位.力学中的基本物理量有三个，它们是长度、质量、时间；
2
2
它们的国际单位分别是米、千克、秒.
②导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位. (2)国际单位制中的基本物理量和基本单位 国际单位制的基本单位 物理量名称 长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 发光强度 4.牛顿第三定律 (1)作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.
(2)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上.
(3)物理意义：建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系. 5.作用力与反作用力的“四同”和“三不同”
四同： (1) 大小相同 (2) 方向在同一直线上 (3) 性质相同 (4) 出现、存在、消失的时间相同
三不同：(1) 方向不同 (2) 作用对象不同 (3) 作用效果不同 6.超重与失重和完全失重 (1)实重和视重
①实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态 无关 .
②视重：当物体在 竖直 方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的 重力 .此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重. (2)超重、失重和完全失重的比较 现象 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 大于 自身重力的现象 实质 系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量 物理量符号 单位名称 米 千克 秒 安 开 摩 坎 单位符号 m kg s A K mol cd l m t I T n I 超重 失重 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 小于 自身重力的现象 物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力 等于零 的现象 系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量 完全失重 系统具有竖直向下的加速度，且a＝g 第二部分 技能+方法 一、如何理解牛顿第一定律
1.建立惯性的概念，即一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性.是物体固有的一种属性，与物体是否受力及物体的运动状态无关.
2.对力的概念更加明确.力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是物体产生加速度的原因.
3.牛顿第一定律不是实验定律，即不能由实验直接加以验证，它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的. 二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较
1.力不是维持物体运动的原因，牛顿第一定律指出“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”.因此物体在不受力时仍可以匀速运动，并不需要力来维持，力是改变这种状态的原因，也就是力是产生加速度的原因.
2.惯性是一切物体保持原来运动状态的性质，而力是物体间的相互作用.因此惯性不是一种力，力是使物体运动状态发生改变的外部因素，惯性则是维持物体运动状态，阻碍物体运动状态发生改变的内部因素.
3.惯性的表现：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，物体不受外力时，惯性表现在维持原运动状态不变，即反抗加速度产生，且在外力一定时，质量越大的物体运动状态越难改变，加速度越小.
4.牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系：F＝ma.
【例1】某人用绳子将一桶水从井内加速向上提的过程中，下列说法正确的是： （ ） A．这桶水处于超重状态，所以绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力 B．这桶水处于超重状态，绳子对桶的拉力大于桶的重力 C．人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力是一对作用力与反作用力 D．这桶水能加速上升，是因为人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力 【答案】B
【解析】这桶水加速上升，说明加速度的方向是向上的，桶处于超重状态，所以桶受到的合外力的方向向上，即桶受到的向上的力大于桶的重力，所以选项B正确；A中绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力，这是作用力与反作用力，大小相等，选项A错误；C中人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力不是一对作用力与反作用力，选项C错误；D中这桶水能加速上升，不是因为人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力，而是桶受到的拉力大于重力，所以选项D错误。 【名师点晴】在力的概念中，力的相互性是指发生相互作用的物体间发生的作用力与反作用力大小相等，方向相反的问题；而研究某个物体的加速时，就要看该物体的受力情况，该题中就是桶受到的力有哪些，这些力间的关系如何。
【例2】（多选）如图，质量相同的木块A、B用轻弹簧相连，静止在光滑水平面上．弹簧处于自然状态，现用水平恒力F向右推A，则从开始推A到弹簧第一次被压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是： （ ）
A．两木块速度相同时，加速度aA＝aB B．两木块速度相同时，加速度aA 【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用习题；要注意在弹簧被压缩的过程中，A的合力在减小，加速度在减小，只要A的速度大于B的速度，此过程中B的加速度一直在增加；此题还可以用v-t图线进行讨论，也较简单. 三、牛顿第二定律的理解 牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系.联系物体的受力情况和运动情况的桥梁是加速度.可以从以下角度进一步理解牛顿第二定律. 因果关系 力是产生加速度的原因，力是因，加速度是果.只能描述为物体运动的加速度与物体所受的外力成正比，反之不行 同体性 F、a、m三者都针对同一个物体，其中F是该物体所受的合外力，m是该物体的质量，a是在F作用下该物体的加速度
