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第四章力与运动

第一节伽利略理想实验与牛顿第一定律

伽利略的理想实验(见P76、77，以及单摆实验)

牛顿第一定律

1.牛顿第一定律(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。——物体的运动并不需要力来维持。

2.物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。

3.惯性是物体的固有属性，与物体受力、运动状态无关，质量是物体惯性大小的唯一量度。

4.物体不受力时，惯性表现为物体保持匀速直线运动或静止状态;受外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度不同。

第二、三节影响加速度的因素/探究物体运动与受力的关系

加速度与物体所受合力、物体质量的关系(实验设计见B书P93)

第四节牛顿第二定律

牛顿第二定律

1.牛顿第二定律：物体的加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

2.a=k·F/m(k=1)→F=ma

3.k的数值等于使单位质量的物体产生单位加速度时力的大小。国际单位制中k=1。

4.当物体从某种特征到另一种特征时，发生质的飞跃的转折状态叫做临界状态。

5.极限分析法(预测和处理临界问题)：通过恰当地选取某个变化的物理量将其推向极端，从而把临界现象暴露出来。

6.牛顿第二定律特性：1)矢量性：加速度与合外力任意时刻方向相同

2)瞬时性：加速度与合外力同时产生/变化/消失，力是产生加速度的原因。

3)相对性：a是相对于惯性系的，牛顿第二定律只在惯性系中成立。

4)独立性：力的独立作用原理：不同方向的合力产生不同方向的加速度，彼此不受对方影响。

5)同体性：研究对象的统一性。

第五节牛顿第二定律的应用

解题思路：物体的受力情况⇋牛顿第二定律⇋a⇋运动学公式⇋物体的运动情况

第六节超重与失重

超重和失重

1.物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的情况称为超重现象(视重>物重)，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况称为失重现象(物重<视重)。

2.只要竖直方向的a≠0，物体一定处于超重或失重状态。

3.视重：物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力(仪器称值)。

4.实重：实际重力(来源于万有引力)。

5.N=G+ma(设竖直向上为正方向，与v无关)

6.完全失重：一个物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零，达到失重现象的极限的现象，此时a=g=9.8m/s2。

7.自然界中落体加速度不大于g，人工加速使落体加速度大于g，则落体对上方物体(如果有)产生压力，或对下方牵绳产生拉力。

第七节力学单位

单位制的意义

1.单位制是由基本单位和导出单位组成的一系列完整的单位体制。

2.基本单位可任意选定，导出单位则由定义方程式与比例系数确定的。基本单位选取的不同，组成的单位制也不同。

国际单位制中的力学单位

1.国际单位制(符号~单位)：时间(t)~s，长度(l)~m，质量(m)~kg，电流(I)~A，物质的量(n)~mol，热力学温度~K，发光强度~cd(坎培拉)

2.1N：使1kg的物体产生单位加速度时力的大小，即1N=1kg·m/s2。

3.常见单位换算：1英尺=12英寸=0.3048m，1英寸=2.540cm，1英里=1.6093km。

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