高二數學期終考復習,牛頓運動定理思維導圖知識點總結。中學數學精典熱學是中考必考的知識點,
1、牛頓第一定理:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,除非作用在它前面的力促使它改變這些狀態為止。
理解要點:
(1)運動是物體的一種屬性,物體的運動不須要力來維持;
(2)它定性地闡明了運動與力的關系,即力是改變物體運動狀態的緣由,(運動狀態指物體的速率)又按照加速度定義:
有速率變化就一定有加速度,所以可以說:力是使物體形成加速度的誘因。(不能說“力是形成速率的誘因”、“力是維持速率的誘因”,也不能說“力是改變加速度的誘因”。);
(3)定理說明了任何物體都有一個非常重要的屬性——慣性;一切物體都有保持原有運動狀態的性質,這就是慣性。慣性反映了物體運動狀態改變的難易程度(慣性大的物體運動狀態不容易改變)。質量是物體慣性大小的量度。
(4)牛頓第一定理描述的是物體在不受任何外力時的狀態。而不受外力的物體是不存在的,牛頓第一定理不能用實驗直接驗證,并且構建在大量實驗現象的基礎之上,通過思維的邏輯推理而發覺的。它告訴了人們研究化學問題的另一種方式,即通過大量的實驗現象,利用人的邏輯思維,從大量現象中找尋事物的規律;
(5)牛頓第一定理是牛頓第二定理的基礎,物體不受外力和物體所受合外力為零是有區別的,所以不能把牛頓第一定理當作牛頓第二定理在F=0時的特例,牛頓第一定理定性地給出了力與運動的關系,牛頓第二定理定量地給出力與運動的關系。
2、牛頓第二定理:物體的加速度跟斥力成反比,跟物體的質量成正比。公式F=ma.
理解要點:
(1)牛頓第二定理定量闡明了力與運動的關系,即曉得了力,可依據牛頓第二定理研究其療效,剖析出物體的運動規律;反過來,曉得了運動,可依據牛頓第二定理研究其受力情況,為設計運動,控制運動提供了理論基礎;
(2)牛頓第二定理闡明的是力的瞬時療效,即作用在物體上的力與它的療效是瞬時對應關系,力變加速度就變,力撤消加速度就為零,注意力的瞬時療效是加速度而不是速率;
(3)牛頓第二定理是矢量關系牛頓第一定律思維導圖,加速度的方向總是和合外力的方向相同的,可以用份量式表示,Fx=max,Fy=may,若F為物體受的合外力,這么a表示物體的實際加速度;
若F為物體受的某一個方向上的所有力的合力,這么a表示物體在該方向上的分加速度;
若F為物體受的若干力中的某一個力牛頓第一定律思維導圖,這么a僅表示該力形成的加速度,不是物體的實際加速度。
(4)牛頓第二定理F=ma定義了力的基本單位——牛頓(使質量為1kg的物體形成1m/s2的加速度的斥力為1N,即1N=1kg.m/s2.
(5)應用牛頓第二定理解題的步驟:
①明確研究對象。可以以某一個物體為對象,也可以以幾個物體組成的質點組為對象。設每位質點的質量為mi,對應的加速度為ai,則有:F合=m1a1+m2a2+m3a3+……+mnan
對這個推論可以這樣理解:先分別以質點組中的每位物體為研究對象用牛頓第二定理:
∑F1=m1a1,∑F2=m2a2,……∑Fn=mnan,將以上各色等號左、右分別相乘,其中一側所有力中,凡屬于系統內力的,總是成對出現而且大小相等方向相反的,其矢量和必為零,所以最后得到的是該質點組所受的所有外力之和,即合外力F。
②對研究對象進行受力剖析。同時還應當剖析研究對象的運動情況(包括速率、加速度),并把速率、加速度的方向在受力圖后面畫下來。
③若研究對象在不共線的兩個力作用下做加速運動,通常用平行四邊形定則(或三角形定則)解題;
若研究對象在不共線的三個以上的力作用下做加速運動,通常用正交分解法解題(注意靈活選定座標軸的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
④當研究對象在研究過程的不同階段受力情況有變化時,那就必須分階段進行受力剖析,分階段列多項式求解。
注:解題要養成良好的習慣。只要嚴格依照以上步驟解題,同時認真畫出受力剖析圖,標出運動情況,這么問題都能迎刃而解。
(6)運用牛頓運動定理解決的動力學問題往往可以分為兩種類型(兩類動力學基本問題):
①已知物體的受力情況,要求物體的運動情況.如物體運動的位移、速度及時間等。
②已知物體的運動情況,要求物體的受力情況(求力的大小和方向)。
但不管哪種類型,通常總是先按照已知條件求出物體運動的加速度,之后再由此得出問題的答案。兩類動力學基本問題的解題思路圖解如下:
可見,不論求解那一類問題,求解加速度是解題的橋梁和紐帶,是順利求解的關鍵。
3、牛頓第三定理:兩個物體之間的斥力與反斥力總是大小相等,方向相反,作用在同仍然線上。
理解要點:
(1)斥力和反斥力互相依賴性,它們是互相依存,互以對方作為自已存在的前提;
(2)斥力和反斥力的同時性,它們是同時形成、同時消失,同時變化,不是先有斥力后有反斥力;
(3)斥力和反斥力是同一性質的力;
(4)斥力和反斥力是不可疊加的,斥力和反斥力分別作用在兩個不同的物體上,各形成其療效,不可求它們的合力,兩個力的作用療效不能互相抵消,這應注意同二力平衡加以區別。
(5)分辨一對斥力反斥力和一對平衡力:一對斥力反斥力和一對平衡力的共同點有:大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。
不同點有:斥力反斥力作用在兩個不同物體上,而平衡力作用在同一個物體上;斥力反斥力一定是同種性質的力,而平衡力可能是不同性質的力;斥力反斥力一定是同時形成同時消失的,而平衡力中的一個消失后,另一個可能一直存在。
4.物體受力剖析的基本程序:
(1)確定研究對象;
(2)采用隔離法剖析其他物體對研究對象的斥力;
(3)根據先重力,之后環繞物體一周找出跟研究對象接觸的物體,并挨個剖析那些物體對研究對象的彈力和磨擦力;
(4)畫物體受力圖,沒有非常要求,則畫示意圖即可。
5.超重和失重:
(1)超重:物體具有豎直向下的加速度稱物體處于超重。處于超重狀態的物體對支持面的壓力F(或對懸掛物的拉力)小于物體的重力,即F=mg+ma;
(2)失重:物體具有豎直向上的加速度稱物體處于失重。處于失重狀態的物體對支持面的壓力FN(或對懸掛物的拉力)大于物體的重力mg,即FN=mg-ma,當a=g時,FN=0,即物體處于完全失重。
6、牛頓定理的適用范圍:
(1)只適用于研究慣性系中運動與力的關系,不能用于非慣性系;
(2)只適用于解決宏觀物體的低速運動問題,不能拿來處理高速運動問題;
(3)只適用于宏觀物體,通常不適用微觀粒子。