高一物理：解析牛顿三大定律
-
（一）牛顿第一定律（即惯性定律）
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。
（
1
）理解要点：
①运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。
②它定性地揭示了运动与力的关系：
力是改变物体运动状态的原因，
是使物体产生加速
度的原因。
③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础，
总结前人的研究
成果加以丰富的想
象而提出来的；定律成立的条件是物体不受外力，不能用实验直接验证
。
④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，
不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特
例，第一定律定性地给出了力与运动的
关系，第二定律定量地给出力与运动的关系。
（
2
）惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做
惯性。
①惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况及运动状态无关。
②质量是物体惯性大小的量度。
③
由
牛
顿
第
二
定
律定
义
的
惯
性
质
量
m=F/a
和
由
万
有
引
力
定
律
定
义
的
引
力
质
量
m
Fr
2
/
GM
严格相等。
④惯性不是力，
惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态
的性质、
力是物体对物
体的作用，惯性和力是两个不同的概念。
（二）牛顿第二定律
1.
定律内容
物体的加速度
a
跟物体所受的合外力
F
合
成正比，跟物体的质量
m
成反比。
2.
公式：
F
合
ma
理解要点：
①因果
性：
F
合
是产生加速度
a
的原因，它们同时产生，同时变化，同时存在，同时消
失；
②方向性：
a
与
F
合
都是矢量，方向严格相同；<
/p>
③瞬时性和对应性：
a
为某时刻某物体的加速度，
F
合
是该时刻作用在该物体上的合外
力。
（三）力的平衡
1.
平衡状态
指的是静止或匀速直线运动状态。
特点：
a
0
。
2.
平衡条件
共点力作用下物体的平衡条件是所
受合外力为零，即
F
0
。
3.
平衡条件的推论
（
1
）物体在多个共点力作用下处于平衡状态，则其中的一个力与余下
的力的合力等大
反向；
（
2
）物体在同一平面内的三个不平行的力作用下，处于平衡状态，这
三个力必为共点
力；
（
3
）物体在三个共点力作用下处于平衡状
态时，图示这三个力的有向线段必构成闭合
三角形。
（四）牛顿第三定律
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，
作用在一条直线上，
公式
可写为
F
F
< br>'
。
（五）力学基本单位制：
kg
、
m<
/p>
、
s
（在国际制单位中）
1.
作用力与反作用力的二力平衡的区别
内容
受力物体
依赖关系
叠加性
作用力和反作用力
作用在两个相互作用的物体上
二力平衡
作用在同一物体上
同时产生，同时消
失相互依存，不可
无依赖关系，撤除一个、另一个可依
单独存在
然存在，只是不再平衡
两力作用效果不可抵消，不可叠加，
两力运动效果可相互抵消，可叠加，<
/p>
不可求合力
可求合力，合力为零；形变
效果不能
抵消
一定是同性质的力
可以是同性质的力
也可以不是同性质
的力
力的性质
2.
应用牛顿第二定律解题的一般步骤
①确定研究对象；
②分析研究对象的受力情况画出受力分析图并找出加速度方向；
③建立直角坐标系，
使尽可能多的力或加速度落在坐标轴上，
并将其余分解到两坐标轴
上；
④分别沿
x
轴方向和
y
轴方向应用牛顿第二定律列出方程；
⑤统一单位，计算数值。
3.
解决共点力作用下物体的平衡问题思路
（
1
）确定研究对象：若是相连接的几个物
体处于平衡状态，要注意“整体法”和“隔
离法”的综合运用；
（
2
）对研究对象受力分析，画好受力图；
（
3
）恰当
建立正交坐标系，把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上。建立正交坐标系的
原则是让尽可
能多的力落在坐标轴上。
（
4
）列平衡方程，求解未知量。
4.
求解共点力作用下物体的平衡问题常用的方法
（
1
）有不少三力平衡问题，既可从平衡的
观点（根据平衡条件建立方程求解）——平
衡法，也可从力的分解的观点求解——分解法
。两种方法可视具体问题灵活运用。
（
2
）相似三角形法：通过力三角形与几何三角形相似求未知力。对解
斜三角形的情况
更显优势。
（
3
）力三角形图解法，当物体所受的力变化时，通过对几个特殊状态
画出力图（在同
一图上）对比分析，使动态问题静态化，抽象问题形象化，问题将变得易
于分析处理。
5.
处理临界问题和极值问题的常用方法
涉及临
界状态的问题叫临界问题。
临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一
种物理现象的连接状态，
常伴有极值问题出现。
如：
相互挤压的物体脱离的临界条件是压力
< br>减为零；
存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力，<
/p>
弹簧上的弹
力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等。
临界问题常伴有特征字眼出现，如“恰好”
< br>、
“刚刚”等，找准临界条件与极值条件，是
解决临界问
题与极值问题的关键。
例
1.
如
图
1
所示，
一细线的一端固定于倾角为
45
°的光滑楔形滑块
A
的顶端
P
处，
细线
另一端拴一质量为
m
的小球。当滑块以
2g
加速度向左运动时，线中拉力
T
等于多少？
解析：
当小球和斜面接触，但两者之间无压力时，设滑块的加速度为
a
'
此时小球受力如图
2
，由水平和竖直方向状态可列方程分别为：
T
cos
45<
/p>
ma
'
<
/p>
T
sin
45
mg
0
解得：
a
'
g
由滑块
A
的加速度
a
2
g
a<
/p>
'
，所以小球将飘离滑块
A
，其受力如图
3
所示，设线和
竖直方向成
角，由小球水平竖直方向状态可列方程
T
sin
ma
'
T
'co
s
mg
0
解得：
T
'
ma<
/p>
2
mg
2
5
mg
例
2.
如图
4
甲、乙所示，图中细线均不可伸
长，物体均处于平衡状态。如果突然把两水