牛顿运动定律

一张思维导图带你学习牛顿运动定律，知识点有牛顿第一定律、牛顿第三定律、牛顿第二定律、超重与失重等方面。

牛顿运动定律

• 牛二定律中的单体问题
  • 常见模型一定要会分析
  • 水平竖直方向牛二问题
    • 受力分析
    • 牛二方程
    • 运动学公式
  • 光滑斜面的牛二问题
    • 斜面上先把重力分解
    • 光滑斜面无外力a=gsinθ
    • 有拉力，拉力减重力分力（拉力沿斜面向上）
  • 粗糙斜面的牛二问题
    • 恰能静止，恰能匀速下滑
      • μ=tanθ
    • 先有拉力再撤去的多段运动，撤去之后的过程是突破口
• 牛二定律的图像问题及验证试验
  • 由v-t图求加速度或力
    • 根据v-t图像判断运动形式(匀加、匀减、匀直)
    • 求v-t图各段斜率，即加速度（注意正负）
    • 分段受力分析，列牛二，求力
  • 由F-t图求加速度并判断运动形式
    • 根据F-t图像判断受力情况
    • 分段受力分析，注意正负
    • 求加速度，判断运动形式
  • 由a-t图求力或运动形式
    • a-t图纵坐标乘以m就是F-t图
    • a-t图总面积表示速度变化量
    • 利用全部的特殊点坐标联立求解
  • 牛二中的动态分析
    • 小球落弹簧
      • 接触弹簧之后先加速后减速
      • 最大速度时弹力等于重力
  • 验证牛二定律实验
    • 长木板不用光滑，需要平衡摩擦力
      • 垫起木板，让小车拉着纸带能打出均匀的点，不用重复平衡摩擦力
    • 绳子上的拉力小于mg，但我们认为等于mg，因此需要m≪M
    • 探究a与F的关系，M不变而改变m（控制变量），画a-F图
      • 图线弯：没满足m≪M
    • 探究a与M的关系，m不变而改变M，画
      • 不过原点
        • 与a轴有交点，垫木垫的太高
        • 与另一轴有交点，垫的过低（或忘记平衡f）
        • 平衡摩擦力
• 连接体与突变问题
  • 连接体问题
    • 连接体加速度（大小）相同，连接体间的作用力等大
    • 对整体可列一个方程，对单个物体也可各列一个方程（优先整体）
    • 连接体恰要分离时，加速度相同，两物体间相互作用力为0
  • 连接体的内力公式
    • 注：粗糙斜面应用时需要有μ相同的前提
  • 突变问题
    • 只有剪断的地方力发生了变化
    • 只有剪断的两边物体会有加速度，其余的物体仍然平衡，加速度为0
    • 用剪断的力除以两边的质量，就是要求的加速度，加速度的方向沿剪断的力的反方向
• 板块问题
  • 相对滑动的临界问题
    • 板块间相互作用的最大水平作用力，也不过是最大静摩擦力
      • 1.假设不相对滑动，然后用”整体隔离法“求出板块间的摩擦力f'
      • 2.
  • 物体掉落时间问题
    • 1.拉物块加速度的计算
    • 2.拉物板加速的的计算
    • 算好两个加速度，然后两做位移差
  • 无外力、物块滑上木板问题
    • 光滑地面的板块
      • 板和木块方向都只受一个摩擦力
      • 分别求板和木块的加速度
      • 最后共同的速度
      • 木板在板上相对滑动长度
    • 粗糙地面的板块
      • 一般板块间摩擦肯定会大于板与地面摩擦力
      • 分别求板和木块的加速度
      • 最后共同的速度
      • 木板在板上相对滑动长度
      • 之后一起在粗糙地面上匀减速到0
• 传送带问题
  • 水平传送带
    • 轻放到水平传送带一端
      • 若传送带足够长
        • 先匀加，和传送带共速后匀速
      • 若传送带不够长
        • 共速时恰好到达另一端
        • 一直匀加也没共速
    • 有初速度滑上传送带一端
      • 若传送带足够长
        • 可能先加速也可能先减速，和传送带共速后匀速
        • 若传送带不够长
          • 单纯的匀加或匀减
    • 有初速度滑上传送带一端（反向）
      • 若传送带足够长
        • 返回出发点，返回的速度在传送带和初速度间取小的
      • 若传送带不够长
        • 速度还没减到0就掉下去了
  • 倾斜传送带
    • 轻放到足够长倾斜传送带底端
      • 从下往上送，摩擦一定够大，先匀加后匀速
    • 轻放到足够长倾斜传送带顶端
      • 摩擦力大于重力分力，先加后匀
      • 摩擦力小于重力分力，不同加速度的匀加速
• 超重与失重
  • 超重
    • 加速度向上
  • 失重
    • 加速度向下
    • 完全失重：a=g向下
  • 上超下失
  • 静动静
    • 高失低超
• 牛顿第二定律
  • 内容
    • 物体的加速度的大小跟它受到的合外力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同
  • 表达式
    • F=ma
  • 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
  • 适用范围
    • 只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系（惯性系，满足牛一定律）
    • 只适用于宏观、低速运动的物体
  • 解题关键
    • 步骤
      • 受力分析，正交分解，标加速度方向和大小
    • 合外力等于ma
    • 直线运动的牛二题目，在运动方向上合力不为零
    • 尤其注意摩擦力是否改变
• 牛顿第三定律
  • 内容
    • 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，后一个物体同时对前一个物体也施加力
    • 当两个物体互相作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
  • 注意
    • 相互作用力
      • 同时产生同时消失，作用在相互作用的两个物体上
    • 平衡力
      • 作用在同一物体上，其中一个力消失，另一个力不一定消失。
    • 相互作用力的性质一定相同，平衡力的性质不一定相同
  • 作用力与反作用力的关系
    • 三同
      • 同大小
      • 同时产生、变化、消失
      • 同性质
    • 三异
      • 反向
      • 异体
      • 不同效果
    • 三无关
      • 与物体的种类无关
      • 与相互作用的两物体的运动状态无关
      • 与是否与另外物体相互作用无关
• 牛顿第一定律
  • 伽利略理想斜面实验
    • 力不是维持物体运动的原因
  • 内容
    • 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使他改变这种状态为止
  • 总结
    • 惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性（又叫惯性定律）
    • 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
    • 质量是惯性的唯一量度