专题 04 运动与力的关系 第 1 节 牛顿第一定律 1、理解力与运动的关系。（重点） 2、理解牛顿第一定律，认识惯性与质量的关系。（重点） 3、惯性与质量的关系（难点） 1.历史回顾 代表人物 亚里士多德 伽利略 笛卡儿 基本观点(对力和运动关系的认识) 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就处于静 止状态 如果没有摩擦阻力，水平面上运动的物体将保持这个速度一直运动下去， 因此力不是维持物体运动的原因 如果运动的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运 动，既不停下来也不偏离原来的方向 2.伽利略的斜面实验 实验得出的结论是伽利略通过实验与合理猜想相结合的产物。 3.牛顿第一定律 （1）定义：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）惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 4.惯性与质量 （1）惯性的特点： 普遍性 无关性 唯一性 （2）惯性的表现形式： 惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性 惯性与物体受力情况、运动情况及地理位置均无关 质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大 ① 不受力时，惯性表现为“保持”“原来的”运动状态，有“惰性”的含义。 ② 受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变。 第 2 节 实验：探究加速度与力、质量的关系 1、怎样测量物体的加速度。（重点） 2、平衡摩擦力和测量物体所受的合外力。（重点） 3、对平衡摩擦力方法的理解以及测量物体所受的合力的方法。（难点） 4、指导学生选器材、设计方案、进行实验、作出图像、得出结论。（难点） 1.实验方法 用控制变量法，保持物体的质量不变，测量物体在大小不同的力的作用下的加速度，探究加速度与力的定 量关系；保持力的大小不变，测量质量不同的物体在相同的外力作用下的加速度，探究加速度与物体质量 的定量关系。 2.实验过程 探究一：加速度与力的关系 保持小车质量不变，改变力的大小，分别计算对应加速度的大小，并绘制 F—a 图像，根据图像为过原点的 直线，可以确定加速度与力成正比例关系。 探究二：加速度与质量的关系 1 保持砝码质量不变，改变小车质量的大小，分别计算对应加速度的大小，并绘制 m —a 图像，根据图像为 过原点的直线，可以确定加速度与质量成反比例关系。 1 结论：a 与 F 成正比，a 与 m 成反比。 第 3 节 牛顿第二定律 1.理解牛顿第二定律（重点） 2.用牛顿第二定律求解瞬时加速度（难点） 3.应用牛顿第二定律解决实际问题（难点） 1.牛顿第二定律 （1）定义：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的 方向相同。 （2）公式： （3）单位： F合 ma kg m / s 2 （4）性质：①瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的大小和 方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第 二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。 ② 矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受核外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达 式 F合 ma 中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向 相同。 ③ 独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的矢量和等于合 外力产生的加速度。 2.注意 （1）当我们应用牛顿第二定律解决问题，计算物体的加速度的时候，一定要用物体所受合力带入公式计 算加速度。 （2）由牛顿第二定律的矢量性可知，力的方向即为加速度的方向，力与加速度的方向始终保持一致。 第 4 节 力学单位制 基本单位，导出单位，国际单位制，力学中的单位制（重点） 1.国际单位制： 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 单位名称 米 千克（公斤） 秒 安（培） 开（尔文） 摩（尔） 坎（德拉） 单位符号 m kg s A K mol cd 2.理解单位制的三个常见误区 (1)只用一个符号表示的单位不一定是基本单位。例如，牛顿(N)、焦耳(J)、瓦特(W)等都不是基本单位，而 是导出单位。 (2)是国际单位的不一定是基本单位。基本单位只是组成国际单位制的一小部分，在国际单位制中，除七个 基本单位以外的单位都是导出单位。 (3)物理量单位之间的关系可能通过相应的物理公式导出，但并不是所有物理量的单位都可以互相导出。 第 5 节 牛顿运动定律的应用 1、由受力确定运动情况。（重点） 2、由运动确定受力情况。（重点） 3、动力学两类基本问题的分析解决方法。（难点） 4、正交分解法。（难点） 1.由受力情况确定物体的运动情况 （1）确定研究的对象，并根据研究对象确定正方向。 （2）对研究对象进行受力分析并画出受力分析图。 （3）在受力图上以受力中心为原点，尽可能多的力在坐标轴上为原则建立直角坐标系。分别求出 x、y 轴 的合力，运用牛顿第二定律根据合力大小求出加速度大小。 （4）与题中所给的条件相结合，选择恰当的运动学公式，求出所需的物理量。 2.由运动情况确定物体的受力情况 （1）确定研究的对象，并根据研究对象的运动方向确定正方向。 （2）对研究对象进行受力分析并画出受力分析图。 （3）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。 （4）根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力。 （5）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。 第 6 节 超重和失重 1、超重和失重的实质（重点） 2、在超重和失重中对支持物的压力和对悬挂物拉力的计算（重点） 3、利用牛顿第二定律解决超重、失重问题。（难点） 1.重力的测量 （1）可以根据当地的重力加速度 g，用公式 G=mg 计算得到。 （2）可以依据 F=mg 用弹簧测力计测量。 2.超重和失重 （1）定义 失重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象，叫作失重现象。 超重：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象，叫作超重现象。 完全失重：加速度方向竖直向下，a=g，FN=0。 （2）条件：物体加速度竖直向上时物体超重；物体加速度竖直向下时物体失重。 （3）超重与失重的判断 首先要根据物体的受力情况，分析物体所受合力方向；再根据合力方向判断物体的加速度方向；最后根据 加速度方向判断超、失重。