浙江省余姚中学人教版高三物理专题复习 力和运动—牛顿运动定律总结

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力和运动——牛顿运动定律
4．1 牛顿第一定律
（1）建立过程：根据伽利略斜面实验等进行推理、归纳、总结得到。
（2）内容：一切物体总是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。
（3）意义：牛顿第一定律指出了物体具有惯性，同时也指出物体的运动状态是可以改变的，
而改变物体的运动状态需要外力，为牛顿第二定律的得出指明了方向。
伽 利略理想斜面实验
在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度多么小，球在第二个斜面上总要
达到相同的高度。最后，如果第二个斜面的倾斜度完全消除了，那么球从第一个斜面上滚
下来之后，将以恒定的速度在无限长的平面上永远不停地运动下去。打破了自亚里士多德
以来长时期的错误观念：力是物体运动的原因。
对牛顿第一定律的理解
（1 “）明确了惯性的概念：定律的前半句话 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状
” —态 ，揭示了物体所具有的一个重要的属性 惯性，即物体保持匀速直线运动状态或静止状
态的性质，牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性.因此牛顿第一定律又叫惯
性定律。
（2 “）揭示了力和运动的关系：定律的后半句话 除非作用在它上面的力迫使它改变这
”种运动状态 ，实质上是揭示了力和运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，而不是
维持物体运动的原因.
（3）反映了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动或静止（即原来运动的保持其
速度不变；原来静止的保持静止）.不受外力作用的物体是不存在的，但物体所受外力的合
力为零与不受外力在效果上是等效的，这就使牛顿第一定律具有了实际意义.
4．2 惯性 物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性．
对惯性的理解
（1）物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性.
（2）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性.
（3）惯性与物体的运动状态及受力无关，由质量惟一量度.
“ ”有的同学总认为： 惯性与物体的运动有关，速度大惯性就大，速度小，惯性就小 ，
理由是物体运动速度越大，越不容易停下来，速度越小越容易停下来.产生这种错误认识的
“ ”原因是 把惯性大小理解为把物体从运动改变为静止的难易程度 .事实上，在受到相同阻力
的情况下，速度不同质量相同的物体，在相同时间内速度的减小量是相同的，这说明质量
—相同的物体，它们改变运动状态的难易程度 惯性是相同的，与它们的速度无关.
做一做：下面几个有趣的实验，对加深惯性概念的感性认识也许会有帮助。
① 如图 4—1 所示，小车上放一个带轮的木块，使木块与小车均处于静止状态。当突
然起动小车时，木块由于惯性将相对小车向后运动。
图4—1
图4—2
图4—3
图4—4
图4—5
图4—6
② 如图 4—2 所示，小车上放一个带轮的木块，使木块与小车一起向右匀速运动。当
小车被挡板挡住时，木块由于惯性将继续向前运动。
③ 如图 4—3 所示，小车上放一个木块，使木块与小车均处于静止状态，木块与小车
间有一定的摩擦力。当突然起动小车时，木块由于惯性将向后倾倒。
④ 如图 4—4 所示，小车上放一个木块，使木块与小车一起向右匀速运动，木块与小
车间有一定的摩擦力。当小车被挡板挡住时，木块由于惯性将向前倾倒。
⑤ 如图 4—5 所示，小车上放一碗水，使碗与小车均处于静止状态，碗与小车间有一
定的摩擦力。当突然起动小车时，碗中的水由于惯性将向后泼出。
⑥如图 4—6 所示，小车上放一碗水，使碗与小车一起向右匀速运动，碗与小车间有
一定的摩擦力。当小车被挡板挡住时，碗中的水由于惯性将向前泼出。
4．3 关于物体运动状态的描述与变化
一个物体，如果它的速度的大小和方向都保持不变，则这个物体的运动状态保持不变，
也就是说我们是用速度这个矢量来描述物体的运动状态的.
物体运动状态的改变，就是指物体的速度发生了变化.由于速度是矢量，既有大小，又
有方向，只要其中之一发生了变化，物体的运动状态就发生了变化.这时物体运动状态的改
变有三种情况：①只是速度大小改变，方向不变；②只是速度方向改变，大小不变；③速
度的大小和方向都改变.
例题领路（做后再看答案，效果更好）
例1 ：以下说法中正确的是（ ）
A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B.不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有这样的性质，即惯性
C.在水平面上滑动的木块最终要停下来，是由于没有外力维持木块运动
D.物体运动状态发生变化时，必定受到外力的作用
—解析：牛顿第一定律描述的是一种理想的情况 物体不受任何外力作用，物体将保持
静止状态或匀速直线运动状态不变.实际的情况是物体都要受到外力的作用，只要物体所受
的外力的合力为零，物体就保持静止或匀速直线运动状态不变，所以 A正确；物体的运动
—并不需要力来维持，而是由物体本身所固有的一种属性 惯性来维持的，力是改变物体运
动状态的原因，所以 B、D均正确；C项中木块最终要停下来的原因是：木块在运动过程
中，受到摩擦阻力的作用，即木块受到的外力的合力不为零所导致的，所以是错误的.故选
ABD.
误区警示：对于力和运动的关系，一个典型错误认识就是：力是维持物体运动的原因，
从而在本题中误选C.对C的正确理解是：木块慢慢停下来不是因为不受外力，恰恰是因为
受到了阻力使它的速度不断减小.
例2：火车在长直轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人竖直向上跳起，发现仍
落回到车上原处，这是因为（ ）
A. 人跳起后，厢内空气给他向前的力，使他随同火车一起向前运动
B. 人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随火车一起向前运动
C. 人跳起后，车继续向前运动，所以人落地必定偏向后面一些，只是由于时间很短，
偏后的距离不明显而已
D. 人从起跳到落地，由于惯性，在水平方向上人和车始终具有相同的速度
解析：根据牛顿第一定律进行判断。在匀速行驶、门窗紧闭的车厢内，有一人竖直向
上跳起，由于人跳起后在水平方向不受外力的作用，人原来与火车具有相同的水平速度，
故人的惯性使人在水平方向上保持这样的速度，而火车做匀速运动速度也不变，因此当人
落地时，仍在原处。正确选项为D。
力改变物体运动状态举例：
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