牛顿运动定律思维导图

包括牛一牛二牛三基本概念，及类型题

牛顿运动定律

• 牛顿第一定律
  • 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
  • 理解
    • 前半句指出一切物体都具有保持原来运动状态的性质，即惯性
    • 一切物体在任何情况下都具有惯性， 惯性大小只与物体质量有关
    • 后半句揭示了力与运动的关系， 力是改变物体运动的原因
  • 应用
    • 无法由实验直接验证
    • 成立条件
      • 质点在惯性系中运动
      • 对非惯性系及转动物体不适用
    • 三种运动状态
      • 直线运动
        • 速度方向不变，大小变
      • 曲线运动
        • 速度大小不变，方向改变
      • 曲线运动
        • 速度大小，方向均改变
• 牛顿第二定律
  • 内容
    • 物体加速度的大小跟作用力成正比
    • 跟物体质量成反比
    • 加速度方向跟作用力方向相同
  • 理解
    • 因果性
      • 力是产生加速度的原因
    • 矢量性
      • 加速度方向跟合力的方向一致
    • 瞬时性
      • 加速度与合力同时存在，同时变化，同时消失
      • 牛顿第二定律反应力的瞬时作用效果
    • 独立性
      • 每个力分别产生加速度
    • 同体性
      • 加速度与合力必须对同一物体才适用
    • 局限性
      • 宏观物体在惯性参考系中作低速运动
  • 表达式
    • F=ma
  • 应用
    • 解题步骤
      • 明确研究对象和研究过程
      • 进行受力分析并画出力的示意图
      • 根据牛顿第二定律列方程，讨论结果的合理性
        • 已知受力
          • 合外力
            • a
              • 运动情况
        • 已知运动情况
          • a
            • 合外力
              • 受力
  • 实验
    • 探究加速度与力，质量的关系
      • 实验流程
        • 测量m、M质量
        • 安装器材
        • 平衡摩擦力
          • 在长木板不带滑轮一端下面垫上一块薄木板反复移动薄木板位置，直至小车在斜面运动时能保持匀速直线运动
        • 进行实验
          • 先接通电源再释放小车
        • 改变m质量，重复实验
        • 选取纸带合适位置，计算加速度
        • 画出F-a图
        • 在小车上加砝码，作1/（m+M）一a图
      • 实验误差
        • 平衡摩擦力时倾角过小（1，2）
        • 平衡摩擦力时倾角过大（3，4）
        • 未满足M》m
• 牛顿第三定律
  • 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
  • 理解
    • 相互作用力
      • 作用在两个物体上
        • 同时性：同时变化，同时消失
          • 一定相同性质
            • 各自产生的作用效果不能抵消
      • 三个特征
        • 等值
        • 反向
        • 共线
      • 四个性质
        • 异体性
        • 同时性
        • 相互性
        • 同性性
    • 平衡力
      • 作用在一个物体上
        • 不一定同时产生，变化，消失
          • 不一定相同性质
            • 作用效果必然抵消，合力为0
  • 应用
    • “总是”强调对任何物体，任何条件
    • 常见实例
      • 火箭升空
      • 直升飞机在空中飞行
      • 农田灌溉用的自动喷水器
      • 划船
• 实际问题
  • 连接体问题
    • 加速度相同的连接体
      • 先用整体法求整体加速度
      • 再用隔离法隔离受力较简单的物体分析
    • 加速度不同的连接体
      • 隔离法
    • 连接体的运动牵连关系
      • 用一根不可伸长的绳子连接两个物体
        • 沿绳方向分运动总相同
        • 垂直于绳分运动不一定相同
        • 瞬时加速度
          • 刚性绳（接触面）
            • 微小形变，立即消失
          • 弹簧（橡皮绳）
            • 宏观形变
              • 一般看作保持不变
  • 传送带问题
    • • V0=0，V0与V同向
        • 可能先加速
        • 也可能先加速后匀速
      • V0不为0，V0与V同向
        • V0<Ｖ
          • 加速到与V共速
        • V0>V
          • 减速到与V共速
      • V0与V反向
        • 当L短时，m可能一直加速
        • 当L长时，m先加速后匀速
    • • 物块在下
        • L短时：一直加速
        • L长时：先加速后减速/匀速
        • 若tan 🍒>ｕ，则也可能V=0后下滑
      • 物块在上
        • 若tan 🍒>ｕ，以恒定加速度下滑
  • 板块
    • 同向
      • 滑块从一端滑到另一端｜X1-X2｜=L
    • 反向
      • 滑块从一端滑到另一端X1+X2=L
  • 超重、失重
    • 超重
      • a竖直向上
        • F-mg=ma
          • 加速上升或减速下降
    • 失重
      • a竖直向下
        • mg-F=ma
          • 加速下降或减速上升
    • 完全失重
      • a=g，竖直向下
        • F=0
          • 以a=g加速下降或减速上升
  • 思想方法
    • 整体法
      • 对系统列牛二定律
    • 隔离法
      • 多在求解连接体相互作用力时采用
    • 图像法
      • 需注意坐标轴含义，斜率，截距，面积，交点，临界值等信息
      • 画矢量图，矢量三角形
    • 解析法
      • 矢量合成法
        • 根据几何关系找力和加速度关系
      • 正交分解法
• 物理学史
  • 亚里士多德
    • 地面上的物体运动需要“力”来维持
  • 伽利略
    • 斜面实验，验证惯性定律（牛顿第一定律）
  • 笛卡尔
    • 惯性运动只能是匀速直线运动，提出动能
  • 牛顿
    • 经典力学体系，牛顿第一定律，牛顿第二定律，牛顿第三定律