一、知識結構圖
二、物理思想方法
1．理想實驗法
即「假象實驗」或「抽象實驗」運用理想實驗方法，替代實際很難或不可能操作的實驗，可以使問題的研究大為簡化．伽利略在研究自由落體運動時，開創了抽象思維、數學推導與科學實驗相結合的物理研究方法．他運用理想化實驗方法研究物體的運動和力的關係，在真實的科學實驗的基礎上，運用抽象思維能力，忽略次要因素，抓住主要矛盾，更加客觀真實地抽象歸納出力與運動的實質關係．
2．控制變數法
指根據研究目的，運用一定的手段(實驗儀器、裝置等)人為干預或控制自然事物、自然現象發生發展的過程，在特定的條件下探索客觀規律的一種研究方法．學習哲學時知道，事物不可能孤立存在，一種現象的產生原因也往往是錯綜複雜的．要想準確地把握研究物件的各種特性，弄清事物變化的原因和規律，單靠自然條件下整體觀察研究是不夠的，還必須對研究物件施加人為的影響，創造特定的條件來觀察研究．本章在研究物體的加速度跟所受的外力和物體質量的關係時，就採用於控制變數法．以後我們還將在曲線運動、氣體等章節進一步學習該方法的應用．
3．整體法、隔離法
這是我們學習物理時經常用到的處理問題的一種思想方法．本章在研究多個物體(連線體)組成的系統的運動以及系統中的個體的受力、運動情況時，通常先把系統當成研究物件，找到一定的規律，然後再隔離出系統中的某一物體作為研究物件，作進一步的分析．綜合、靈活地運用整體法和隔離法，可使問題的解決更簡單快捷．
例1 如圖3—10—2所示，將質量為m的物體b放在質量為m的光滑的斜面a上，當a在水平力f的作用下在光滑水平面上作勻加速直線運動時，b物體恰好不下滑，試求斜面a的加速度及外力f的大小?
誤解：由題意對分析可知：，故b在光滑斜面上做勻加速直線運動， 方向沿斜面向下．
若要b物體在斜面體a上不下滑，則a的加速度要跟b加速度的水平分量相等，即：，方向水平向左．
同學們認真分析上述解答，能否找出錯誤的原因?
正確解答：物體隨斜面一起做勻加速直線運動，必有，對斜面a，在力f作用下，加速度必定在水平方向上．整體分析a、b，由牛頓運動定律可得：
f=(m+m)a，∴ a=f/(m+m)．
隔離b物體受力分析如圖3—10—3，由力的合成可得：
，∴ ．
故 f=(m+m) a=(m+m)gtanθ．
答案：gtanθ、(m+m)gtanθ．
點撥：誤解的原因在於認為斜面a的加速度等於物體b在水平方向上的分加速度時，a、b相對靜止，那麼怎樣處理在豎直方向的分析加速度呢?實際上，對於連線體問題，正確分析「加速度」是解題的關鍵，同學們應正確理解到「處於相對靜止的物體一定有相同的加速度」．再結合整體法與隔離法的應用，一般中等難度的連線體問題基本可解．
本題還涉及到「臨界問題」，用不同的外力作用在a上，a、b間的相對運動情況不同並且較複雜，僅當滿足時，a和b才能保持相對靜止．
例2 如圖3—10—4，底座a上裝有長0.5公尺的直立杆，其總質量為0.2千克，桿上套有質量為0.
05千克的小環b，它與杆有摩擦．當環從底座上以4 m/s速度飛起時，剛好能達杆頂，求：
(1)在環公升起過程中，底座對水平面的壓力多大?
(2)小環從杆頂落回底座需多長時間?
解析：對小環上公升過程受力分析如圖3—10—5甲，設加速度為a，由牛頓第二運動定律得：
f+mg=ma
由運動情況及運動學公式得
聯解①②得：，f=0.3n．
對杆和底座整體受力分析如圖3—10—5乙得：，
∴ ．
根據牛頓第三定律，底座對水平面壓力大小也為1．7n．
(2)設小球b從桿頂落下的過程中加速度為，對其受力分析如圖3—10—5丙可得：
， ∴
由運動學公式得：
． 答案：1.7 n、0.5 s
點撥：牛頓運動定律的重要應用就是分析解決有關運動和力的問題．一種型別是已知運動求受力的情況，如題中第一問．另一種型別是已知受力情況求運動情況，如題中第二問．解決這類問題，應把握好「加速度』，這一橋梁，靈活運用牛頓運動定律以及運動學規律，正確分析研究物件受力情況及運動過程．
三、走向新高考
1．命題回顧與展望
牛頓運動定律是經典物理學中最重要、最基本的規律，是力學的基礎．近幾年高考對這部分的考查特點是：側重於對單個物體的分析和計算，對連線體問題不做要求．但對有共同加速度的幾個物體的問題，同學們也應做一定了解．這部分試題往往具有多向性和多解性的特點，例如2023年上海試卷試題21就是一例．近幾年對該部分知識單獨命題趨於減少，對彈簧和實驗問題有所側重，重在體現分析思維能力和實驗處理能力，這可能足今後高考命題的方向．
例1 如圖3—10—6所示，底板光滑的小車上用兩個量程為20n，完全相同的彈簧秤甲和乙系住了乙個質量為1千克的物體．在水平面上，當小車作勻速直線運動時，兩彈簧秤的示數均為10 n，當小車作勻加速直線運動時，甲彈簧秤的示數變為8 n，此時小車的加速度大小是( )
abcd．
解析一：設兩彈簧秤示數均為10n時，各自伸長量為x，再設小車做勻加速直線運動時，甲彈簧伸長量為，由於小車長度不變，則兩彈簧總伸長量不變，所以乙彈簧伸長量為()，根據胡克定律，有：
kx=10
由牛頓第二運動定律得： ④
聯解①②③④得：．
解析二：(分析法)原來小車勻速運動時，兩彈簧秤的示數都為10n，合力為零．當小車勻加速直線運動時，甲彈簧秤示數減小2 n變為8 n，則乙示數必然增加2n變為12n，故，加速度．
答案：b
點撥：甲、乙彈簧在題給條件下變化的相關性(形變數總和不變)是解題的關鍵．作為一道選擇題，我們可以規範、嚴謹的解題，也可以通過簡捷的分析得出結論．
例2 如圖3—10—7所示，為測定木塊與斜面之間的滑動摩擦係數，某同學讓木塊從斜面上端自靜止起作勻加速下滑運動，他使用的實驗器材僅限於：①傾角固定的斜面(傾角未知)．②木塊③秒錶④公尺尺
(1)實驗中應記錄的資料是
(2)計算摩擦係數的公式是
(3)為了減少測量的誤差，可採用的方法是
解析：可由題意將此題類化成一道同學們比較熟悉的計算題或填空題．通過公尺尺、秒錶測量物體的運動參量，然後由運動情況根據牛頓運動定律求物體的受力情況，並進一步求出物體與斜面間的滑動摩擦係數．對物體進行受力分析，不難得到：
， 測出l、d、h、t，可知：．
答案：(1)l、d、h、t．
(2)(3)多次測量取平均值．
點撥：這是一道很好的設計實驗題，不僅要求學生能按照題目給定的器材確定要測量的物理量和實驗方法，同時要求學生根據運動學和力學的知識理解實驗原理．
例3 風洞實驗室可產生水平方向的，大小可調節的風力．現將一套有小球的細直杆放人風洞實驗室．小球孔徑略大於直徑，如圖3—10—8所示．
(1)當直杆在水平方向上固定時，調節風力的大小，使小球在杆上作勻速運動，這時小球所受的風力為小球所受重力的0．5倍，求小球與杆之間的滑動摩擦係數?
(2)保持小球所受風力不變，使杆與水平方向間夾角為37°並固定，則小球從靜止出發在細桿上滑下距離s所需時間為多少?(sin37°=0.6，cos37°=0.8)．
解析：(1)如圖3—10—9，設小球所受風力為f，小球質量為m，則由於平衡條件得：
f=μmg=mg/2．
∴ μ=0.5
(2)設桿對小球的支援力為，摩擦力為f，沿杆方向 ，垂直杆的方向．
而 ，
解得 ．
再由 ，
得 ．
答案：0．5、．
點撥：風洞實驗是模擬航空航天飛行的不可缺少的裝置．此題就是以這樣的先進的科學實驗裝置為背景，來考察牛頓定律的應用．解題時必須要能從題目情境中經抽象思維，建立理想化的斜面模型來進行分析．
2．理論與實際相結合的問題．
牛頓運動定律是整個力學的基礎，它正確地反映了物體運動和力的關係，使得人類難以對一般物體的運動進行分析和**這一問題得到解決．它也是進一步學習其他力學知識、熱學知識及電磁學知識所必需掌握的基內容．我們可以利用牛頓運動定律解釋一些常見的運動現象，也可以結合運動學知識來確定或**物體的運動情況，如分析汽車、火車的運動，運載火箭的加速問題等等來服務於人類的生產、生活．
例4 一間新房即將建成要封頂，考慮到下雨，使落到房頂的雨滴能盡快地滴出房頂，要設計好房頂的坡度．設雨滴沿房頂下淌時無初速無摩擦的運動，那麼圖3—10—10四種情況下最符合要求的是( )
解析：設房屋的寬度為，房坡度為θ，則雨滴下落的斜坡長度
①，由運動學規律得
而由牛頓運動定律分析可得：a=gsin
解①②③得：
當θ=45°，t最短．故a選項正確．
答案：a
點撥：用所學知識解決生活中的實際問題，體現了物理知識的應用性．對這一類問題，最重要的是要能夠根據實際問題建立具體的物理模型．
再如：如圖3—10—11，從豎直圓的最高點引許多弦，試證明質點從任何弦的最高點沿各弦自由下滑抵達終點所用的時間相同．
(證明提示：)
例5 2023年9月11日是美國歷史上最悲哀、最恐怖的日子．四組****分別從四個地方登機，幾乎每隔20分鐘就劫持一架民航客機分別撞向4個重要目標，使美國人民遭受了重大的損失，其中撞向世貿大樓的飛機是波音757和波音767，波音767機重80 t，最大承載20t，最多燃油51 t，撞擊世貿大樓時飛行高度為300-350m，屬超低空飛行，飛行速度為500-600km／h．也就是說，這架飛機撞擊大樓時的速度大約為150 m／s．從電視畫面上看，飛機沒有穿透大樓，這就意味著飛機被大樓內堅固的鋼結構拽住，從而使飛機速度猛然降為零．查閱資料知道：大樓可抗衝擊力最大為，波音767的機身長度為48．51 m，世貿樓寬為63 m，設飛機撞入世貿大樓後做勻減速運動，且停在樓的另一側邊緣．
(1)試計算說明大樓是否是被飛機直接撞塌的?
(2)試分析世貿大樓倒塌的可能原因?
解析：(1)根據題意，設飛機做勻減速運動的加速度為a，則由公式，得
． 飛機總質量最大為 ．
由牛頓第二運動定律得飛機對大樓的撞擊力：
． 故大樓不可能是被飛機直接撞塌的．
牛頓運動定律單元知識總結
教學內容 牛頓運動定律單元知識總結 一 知識結構圖 二 物理思想方法 1 理想實驗法 即 假象實驗 或 抽象實驗 運用理想實驗方法，替代實際很難或不可能操作的實驗，可以使問題的研究大為簡化 伽利略在研究自由落體運動時，開創了抽象思維 數學推導與科學實驗相結合的物理研究方法 他運用理想化實驗方法研究物...
牛頓運動定律總結
2010屆高考物理二輪複習典型例題及練習 一 牛頓第一定律 即慣性定律 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 理解要點 運動是物體的一種屬性，物體的運動不需要力來維持。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。第一定...
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