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高一~高中二年级 (15-17岁)

高中物理 牛顿运动定律

牛顿运动定律共有三条：合力为 0 时物体保持原来运动状态的惯性，合力与加速度的关系 F = ma，以及两个物体相互施加大小相等、方向相反的力的作用与反作用。 公交车急刹车时身体向前倾，是因为惯性；推墙时墙也以同样大小的力推我们，是因为作用与反作用。 F = ma 中的 F 是作用在物体上所有力的合力，质量越大，用同样的力就越难改变它的速度。 图中对光滑地面上的箱子施加水平力 F，力加倍时加速度箭头也加倍，质量加倍时箭头缩短一半。

三大运动定律

🍎 三大定律一览
①第一定律（惯性定律）：合力为 0 时，静止的物体保持静止，运动的物体以相同的速度继续运动
②第二定律（加速度定律）：合力越大、质量越小，加速度越大，满足 F = ma
③第三定律（作用与反作用定律）：A 推 B 时，B 也以同样大小、相反方向的力推 A

用图看 F = ma

5 kg
20 N
💡 读图
①质量不变而增大力，加速度箭头按同样比例变长
②力不变而增大质量，箱子变大，加速度箭头变短
③支持力 N 和重力 mg 大小相等、方向相反，竖直方向的合力为 0，只剩水平力 F 作为合力
④质量表示物体抵抗速度变化的程度，也就是惯性的大小

牛顿第二定律

牛顿第二定律
F = ma
力（N）= 质量（kg）× 加速度（m/s²）
求加速度的形式
a = Fm
加速度与合力成正比，与质量成反比
力的单位：牛顿（N）
1 N = 1 kg · m/s²
使质量 1 kg 的物体产生 1 m/s² 加速度的力就是 1 N

作用与反作用定律

🤝 第三定律：力总是成对出现
①用手按桌子，桌子也以同样大小的力把手向上推
②火箭把燃气向后推出，燃气就把火箭向前推
③作用力与反作用力作用在不同的物体上，所以不会在同一个物体上相互抵消
④图中的 N 和 mg 大小相等、方向相反，但都作用在箱子上，所以不是一对作用力与反作用力

例题演练

例题 1
质量 4 kg 的物体受到 12 N 的合力。加速度是多少？
1
由牛顿第二定律 F = ma 得 a = F/m。
a = Fm
2
代入 F = 12 N、m = 4 kg。
a = 124 = 3 m/s2
▸ 3 m/s²
同样是 12 N，若物体质量加倍为 8 kg，加速度就减半为 1.5 m/s²。
例题 2
对质量 2 kg 的物体施加 10 N 的力，但有 4 N 摩擦力反向作用。加速度是多少？
1
F = ma 中的 F 是合力，所以先从推力中减去反向的摩擦力。
Fnet = 10 − 4 = 6 N
2
计算 a = Fnet/m。
a = 62 = 3 m/s2
▸ 3 m/s²
不减摩擦力、直接代入 10 N，会得到 5 m/s²，这是错的。

总结

牛顿运动定律的核心
Fnet = ma (合力 = 质量 × 加速度)
第一定律：合力为 0 时保持静止或匀速直线运动；第二定律：F = ma；第三定律：F₁₂ = −F₂₁
韩国高考类题改编
光滑地面上，质量 3 kg 与 2 kg 的两物体用绳连接，受 10 N 的力牵引。两物体的加速度是多少？
①1 m/s²
②2 m/s²
③3 m/s²
④4 m/s²
⑤5 m/s²
▸ ② 2 m/s²
1
用绳连接的两个物体以相同的加速度运动，所以把它们看作一个整体，求出总质量。
mtotal = 3 + 2 = 5 kg
2
对整体应用 F = ma。
a = 105 = 2 m/s2
🎯 考试要点
①F = ma 中的 F 是作用在物体上所有力的矢量和，即合力
②质量越大，惯性越大，越难改变运动状态
③作用力与反作用力是两个物体之间的一对力，不是作用在同一物体上的两个力
④水平面上的物体，只有在竖直方向没有其他力时才有 N = mg，水平方向列 F = ma
⑤先画出物体所受的全部力（受力分析图），再列方程
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