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牛顿定律应用
一、知识网络

概念
二、画龙点睛

1、牛顿第一定律
⑴内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止．
⑵理解牛顿第一定律时应注意的问题
①牛顿第一定律不像其他定律一样是实验直接总结出来的，它是牛顿以伽利略的理想实验为基础总结出来的．
②牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的运动规律，牛顿第一定律是独立规律，绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例．
③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体都具有惯性，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态产生加速度的原因．
⑶牛顿第一定律可以从以下几个方面来进一步理解
①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态”，对于所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体；在时间上则是指每个物体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体．这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性．简而言之，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性。
②定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”实际上是对力下的定义：即力是改变物体运动状态的原因，而并不是维持物体运动的原因．
③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律．其实，不受外力作用的物体在我们的周围环境中是不存在的．当物体所受到的几个力的合力为零时，其运动效果和不受外力的情况相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态．
应该注意到，不受任何外力和受平衡力作用，仅在运动效果上等同，但不能说二者完全等同，如一个不受力的弹簧和受到一对拉或压的平衡力作用的同一个弹簧，显然在弹簧是否发生形变方面是明显不同的．惯性：物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性．
⑷惯性是一切物体的固有属性，是性质，而不是力．与物体的受力情况及运动状态无关．因此说，人们只能利用惯性而不能克服惯性，质量是物体惯性大小的量度，即质量大的，惯性大；质量小的，惯性小．
2、牛顿第二定律
⑴内容：物体的加速度与所受合外力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同．
⑵公式：F合 = ma
⑶理解牛顿第二定律时注意的问题
①瞬时性：力与加速度的产生是同时的，即同时增大，同时减小，同时消失．
F＝ma是对运动过程中的每一个瞬间成立的，某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比，即有力作用就有加速度产生；外力停止作用，加速度随即消失，二者之间没有时间上的推迟或滞后，在持续不断的恒定外力作用下，物体具有持续不断的恒定加速度；外力随时间改变，则加速度也随时间做同步的改变．
②矢量性：加速度的方向总与合外力方向一致．
作用力F和加速度a都是矢量，所以牛顿第二定律的表达式F＝ma是一个矢量表达式，它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同．而速度方向与合外力方向没有必然联系．
③独立性：F合应为物体受到的合外力，a为物体的合加速度；而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵从牛顿第二定律，与其他力无关(力的独立作用性)．而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。
④在使用牛顿第二定律时还应注意：公式中的a是相对于惯性参照系的，即相对于地面静止或匀速直线运动的参照系．另外，牛顿第二定律只适用于宏观低速的物体，对微观高速物体的研究，牛顿第二定律不适用．(高速是指与光速可比拟的速度；微观是指原子、原子核组成的世界)．
3、牛顿第三定律
⑴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，但作用点不在同一个物体上．
⑵注意：物体与物体之间的作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同种性质、分别作用在相互作用的两个物体上，它们分别对这两个物体产生的作用效果不能抵消．
⑶作用力和反作用力与一对平衡力的区别：二对作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，而平衡力是作用在同一物体上；作用力与反作用力一定是同一性质的力，平衡力则可以是也可以不是；作用力和反作用力同时产生、同时消失，而一对平衡力，当去掉其中一个力后，另一个力可以继续作用

作　用　力　与　反　作　用　力
平　　　　　衡　　　　　力
受力物体
二个不同的物体，作用效果不能抵消

一个物体，作用效果可以抵消
大小方向
大小相等，方向相反
大小相等，方向相反
力的性质
一定是同一性质的力
可以是不同性质的力
大小变化
同时存在，同时变化，同时消失
其中一个力变化时，不影响另外一个力
⑷借助作用力与反作用力的关系，可以在解决实际问题时，根据需要变换研究对象，使得对实际问题的求解更为简便、可行．

规律

1、动力学的两类基本问题：
(1)已知物体的受力情况，求物体的运动情况．
(2)已知物体的运动情况，求物体的受力情况．
2、应用牛顿运动定律解题的一般步骤
(1)认真分析题意，明确已知条件和所求量．
(2)选取研究对象，作隔离体．所选取的研究对象可以是一个物体，也可以是几个物体组成的系统．同一题目，根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象．
(3)分析研究对象的受力情况和运动情况．
(4)当研究对象所受的外力不在一条直线上时：如果物体只受两个力，可以用平行四边形定则求其合力；如果物体受力较多，一般把它们正交分解到两个方向上去分别求合力；如果物体做直线运动，一般把各个力分解到沿运动方向和垂直运动方向上．
(5)根据牛顿第二定律和运动学公式列方程．物体所受外力、加速度、速度等都可根据规定的正方向按正、负值代入公式，按代数和进行运算．
(6)解方程、验结果，必要时对结果进行讨论由于实际问题有简有繁，所以对上述步骤不能机械地套用，要注意掌握概念和规律的实质，灵活运用．
说明：①不管哪类问题，一般总是先由已知条件求出加速度，然后再由此解出问题的答案．
②解题步骤概述为：弄清题意、确定对象、分析运动、分析受力、建立坐标、列出方程、统一单位、计算数值．
③两类基本问题中，受力分析是关键，加速度是解题的枢纽、桥梁，

小结：有关牛顿运动定律应用的问题，常见以下两种类型：（1）已知物体受力情况，求物体的运动情况（如位移、时间、速度等）。（2）已知物体的运动情况，求物体受力情况。但不管哪种类型，一般都应先由已知条件求出加速度，然后再由此求解。
解题的一般步骤是：（1）理解题意，弄清物理图景和物理过程；（2）恰当选取研究对象；（3）分析它的受力情况，画出被研究对象的受力图。对于各阶段运动中受力不同的物体，必须分段分析计算；（4）按国际单位制统一各个物理量的单位；（5）根据牛顿运动定律和运动学规律建立方程求解。