一、学习目标

• 理解惯性及牛顿第一定律。
• 设计并评价探究加速度关系实验。
• 用牛顿第二定律分析动力学及超失重。

二、核心概念

牛顿第一定律： 物体不受力或合力为零时保持静止或匀速直线运动；惯性是物体保持运动状态的性质。

实验：探究加速度与力、质量的关系： 用控制变量法研究 $a$ 与 $F$、$m$，平衡摩擦并用图像处理数据。

牛顿第二定律： 物体加速度与合力成正比、与质量成反比，方向与合力一致。

力学单位制： 国际单位制中长度、质量、时间的基本单位为 m、kg、s，1 N 定义为 $1\,\mathrm{kg\cdot m/s^2}$。

牛顿运动定律的应用： 先选对象、受力分析、规定正方向，再写牛顿第二定律和运动学关系联立求解。

超重和失重： 支持力大于重力表现为超重，小于重力表现为失重；完全失重时支持力为零，但重力仍存在。

高中物理强调模型、矢量、图像和守恒思想。所有计算都要明确参考系、正方向、单位和适用条件。

三、重点知识

本章常用关系：

$$F_{\text{合}}=ma$$ $$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\cdot m/s^2}$$ $$N=m(g+a)\quad(\text{向上为正})$$

四、知识点讲解

知识图用于连接本章的模型、矢量方向和关键关系。先读图，再按分节建立完整解题链。

1. 牛顿第一定律

物体不受力或合力为零时保持静止或匀速直线运动；惯性是物体保持运动状态的性质。

处理问题时先选研究对象和参考系，规定正方向并画图，再列矢量关系。常用关系为：

$$F_{\text{合}}=ma$$

2. 实验：探究加速度与力、质量的关系

用控制变量法研究 $a$ 与 $F$、$m$，平衡摩擦并用图像处理数据。

处理问题时先选研究对象和参考系，规定正方向并画图，再列矢量关系。常用关系为：

$$1\,\mathrm N=1\,\mathrm{kg\cdot m/s^2}$$

3. 牛顿第二定律

物体加速度与合力成正比、与质量成反比，方向与合力一致。

处理问题时先选研究对象和参考系，规定正方向并画图，再列矢量关系。常用关系为：

$$N=m(g+a)\quad(\text{向上为正})$$

4. 力学单位制

国际单位制中长度、质量、时间的基本单位为 m、kg、s，1 N 定义为 $1\,\mathrm{kg\cdot m/s^2}$。

处理问题时先选研究对象和参考系，规定正方向并画图，再列矢量关系。实验题要写清控制变量、数据处理和误差来源。

5. 牛顿运动定律的应用

先选对象、受力分析、规定正方向，再写牛顿第二定律和运动学关系联立求解。

处理问题时先选研究对象和参考系，规定正方向并画图，再列矢量关系。实验题要写清控制变量、数据处理和误差来源。

6. 超重和失重

支持力大于重力表现为超重，小于重力表现为失重；完全失重时支持力为零，但重力仍存在。

处理问题时先选研究对象和参考系，规定正方向并画图，再列矢量关系。实验题要写清控制变量、数据处理和误差来源。

五、易错点

六、例题

例题 1

2 kg物体受合力 6 N，加速度？

解析： 用 $a=F/m$。

答案： 3 m/s²。

例题 2

电梯向上加速，人的支持力与重力关系？

解析： 加速度向上，合力向上。

答案： $N>mg$，超重。

七、练习题和答案

1. 惯性与什么有关？
2. 合力为零运动状态怎样？
3. 实验中为什么平衡摩擦？
4. 牛顿单位如何定义？
5. 自由下落属于超重还是失重？

参考答案

1. 质量。
2. 静止或匀速直线运动。
3. 使小车所受拉力近似等于合力。
4. kg·m/s²。
5. 完全失重。