牛頓運動定律

一、牛頓第一定律（慣性定律)

一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止。

1.注意

（1）運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持。

（2）它定性地揭示了運動與力的關係：力是改變物體運動狀態的原因，是使物體產生加速 度的原因。

（3）第一定律是牛頓以伽俐略的理想斜面實驗為基礎，總結前人的研究成果加以豐富的想像而提出來的；定律成立的條件是物體不受外力，不能用實驗直接驗證。

（4）牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎，不能認為它是牛頓第二定律合外力為零時的特例，第一定律定性地給出了力與運動的關係，第二定律定量地給出力與運動的關係。

2.慣性：物體保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫做慣性。

（1）慣性是物體的固有屬性，與物體的受力情況及運動狀態無關。

（2）質量是物體慣性大小的量度。

（3）由牛頓第二定律定義的慣性質量m=F/a和由萬有引力定律定義的引力質量嚴格相等。

（4）慣性不是力，慣性是物體具有的保持勻速直線運動或靜止狀態的性質、力是物體對物體的作用，慣性和力是兩個不同的概念。

二、牛頓第二定律

1.定律內容

物體的加速度a跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質量m成反比。

2.公式

要點：

（1）因果性：F是產生加速度a的原因，它們同時產生，同時變化，同時存在，同時消失；

（2）方向性：a與 F都是矢量，方向嚴格相同；

（3）瞬時性和對應性：a為某時刻物體的加速度，F是該時刻作用在該物體上的合外力。 

（4）牛頓第二定律適用於宏觀，低速運動的情況。

應用牛頓第二定律解題的步驟

（1）選取研究對象：根據題意，研究對象可以是單一物體，也可以是幾個物體組成的物體系統。

（2）分析物體的受力情況

（3）建立坐標

若物體所受外力在一條直線上，可建立直線坐標。

若物體所受外力不在一直線上，應建立直角坐標，通常以加速度的方向為一坐標軸，然後向兩軸方向正交分解外力。

（4）列出第二定律方程

（5）解方程，得出結果

三、第二定律應用

1.物體系.

（1)物體系中各物體的加速度相同，這類問題稱為連接體問題。這類問題由於物體系中的各物體加速度相同，可將它們看作一個整體，分析整體的受力情況和運動情況，可以根據牛頓第二定律，求出整體的外力中的未知力或加速度。

若要求物體系中兩個物體間的 相互作用力，則應採用隔離法。將其中某一物體從物體系中隔離出來，進行受力分析，應用第二定律，相互作用的某一未知力求出，這類問題，應是整體法和隔離法交替運用來解決問題的。

(2)物體系中某一物體作勻變速運動，另一物體處於平衡狀態，兩物體在相互作用，這類問題應採用牛頓第二定律和平衡條件聯立來解決。

應用隔離法，通過對某一物體受力分析 應用第二定律(或平衡條件)，求出兩物體間的相互作用，再過渡到另一物體，應用平衡條件 (或第二定律)求出最後的未知量。

2.臨界問題

某種物理現象轉化為另一種物理現象的轉折狀態叫做臨界狀態。臨界狀態又可理解為 「恰好出現」與「恰好不出現」的交界狀態。

處理臨界狀態的基本方法和步驟是：

①分析兩種物理現象及其與臨界值相關的條件；

② 用假設法求出臨界值；

③比較所給條件與臨界值的關係，確定物理現象，然後求解

四、動力學的兩類基本問題

應用牛頓運動定律求解的問題主要有兩類：一類是己知受力情況求運動情況；另一類是 己知運動情況求受力情況.在這兩類問題中，加速度是聯繫力和運動的橋梁，受力分析是解決問題的關鍵.

五、牛頓第三定律、超重和失重

1.牛頓第三定律

（1）作用力和反作用力一定是同種性質的力，而平衡力不一定；

（2）作用力和反作用力作用在兩個物體上，而一對平衡力作用在一個物體上

（3）作用力和反作用力同時產生、同時變化、同時消失；而對於一對平衡力，其中一個力變化不一定引起另外一個力變化。

兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。

作用力與反作用力的二力平衡的區別

內容

作用力和反作用力

二力平衡

受力物體

作用在兩個相互作用的物體上

作用在同一物體上

依賴關係

同時產生，同時消失相互依存，不可 單獨存在

無依賴關係，撤除一個、另一個可依然存在，只是不再平衡

疊加性

兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力

兩力運動效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零；形變效果不能抵消

力的性質

一定是同性質的力

可以是同性質的力也可以不是同性質的力

2.超重和失重

超重現象是指：N>G或T>G;加速度a向上；

失重現象是指：G>N或G>T;加速度a向下；

完全失重是指：T=0或N=0;加速度a向下；大小a=g

3.牛頓運動定律只適應於宏觀低速，且只適應於慣性參照系。