第1課時 牛頓第一定律 牛頓第二定律.ppt

第三章牛頓運動定律第1課時牛頓第一定律牛頓第二定律考點自清一 牛頓第一定律1 內(nèi)容 一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài) 除非作用在它上面的力迫使它 2 意義 1 指出力不是物體運動的原因 而是物體運動狀態(tài)的原因 即力是產(chǎn)生的原因 勻速直線運動 靜止 改變這種狀態(tài) 維持 改變 加速度 2 指出了一切物體 因此牛頓第一定律又稱 3 慣性 1 定義 物體具有保持原來狀態(tài)或狀態(tài)的性質(zhì) 2 量度 是物體慣性大小的唯一量度 的物體慣性大 的物體慣性小 3 普遍性 慣性是物體的屬性 一切物體都有慣性 都有慣性 慣性定律 勻速直線運動 靜止 質(zhì)量 質(zhì)量大 質(zhì)量小 固有 名師點撥1 物體的慣性總是以保持 原狀 或反抗 改變 兩種形式表現(xiàn)出來 2 慣性與物體是否受力 怎樣受力無關 與物體是否運動 怎樣運動無關 與物體所處的地理位置無關 慣性大小僅由質(zhì)量決定 二 牛頓第三定律1 作用力和反作用力 兩個物體之間的作用的 一個物體對另一個物體施加了力 另一個物體一定同時對這一個物體也施加了力 2 內(nèi)容 兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小 方向 作用在 總是相互 相等 相反 同一條直線上 熱點聚焦熱點一牛頓第一定律的意義1 牛頓第一定律詮釋了力的概念力是改變物體運動狀態(tài)的原因 運動狀態(tài)指物體的速度 又根據(jù)加速度的定義 有速度變化就一定有加速度 所以可以說 力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 2 牛頓第一定律導出了慣性的概念一切物體都有保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì) 這就是慣性 1 慣性是物體的固有屬性 一切物體都具有慣性 慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量 物體的質(zhì)量越大 慣性就越大 運動狀態(tài)越難改變 慣性與物體是否受力 怎樣受力無關 與物體是否運動 怎樣運動無關 與物體所處的地理位置無關 2 慣性不是一種力 慣性大小反映了改變物體運動狀態(tài)的難易程度 物體的慣性越大 它的運動狀態(tài)越難以改變 3 外力作用于物體上能使物體的運動狀態(tài)改變 但不能認為克服或改變了物體的慣性 3 牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時的狀態(tài) 而不受外力的物體是不存在的 物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的 所以不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F 0時的特例 4 慣性與慣性定律的實質(zhì)是不同的 1 慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì) 與物體是否受力 受力的大小無關 2 慣性定律 牛頓第一定律 則是反映物體在一定條件下的運動規(guī)律 熱點二對牛頓第三定律的理解1 作用力與反作用力的關系作用力與反作用力的關系可總結(jié)為 三同 三異 三無關 1 三同 同大小同時產(chǎn)生 變化 消失同性質(zhì) 2 三異 反向異體不同效果 3 三無關 與物體的種類無關與相互作用的兩物體的運動狀態(tài)無關與是否與另外物體相互作用無關 2 相互作用力與平衡力的比較 特別提示1 區(qū)別作用力 反作用力與平衡力 最直觀的方法是看作用點的位置 一對平衡力作用在同一個物體上 作用力與反作用力作用在兩個物體上 2 大小相等 方向相反 作用在同一條直線上 作用在兩個物體上的力 不一定是一對作用力與反作用力 題型探究題型1慣性的應用就一些實際生活中的現(xiàn)象 某同學試圖從慣性角度加以解釋 其中正確的是 A 采用了大功率的發(fā)動機后 某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度 這表明 可以通過科學進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B 射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣也穿不透 這表明它的慣性小了C 貨運列車運行到不同的車站時 經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂 這些會改變它的慣性 D 摩托車轉(zhuǎn)彎時 車手一方面要控制適當?shù)乃俣?另一方面要將身體稍微向里傾斜 通過調(diào)控人和車的慣性達到行駛目的解析采用了大功率的發(fā)動機后 某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度 原因是功率變大了 但慣性不變 選項A錯 射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣也穿不透 原因是子彈具有的動能過小 但慣性不變 選項B錯 貨運列車運行到不同的車站時 經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂 列車的質(zhì)量改變了 當然它的慣性也就改變了 選項C正確 摩托車轉(zhuǎn) 彎時 車手一方面要控制適當?shù)乃俣?另一方面要將身體稍微向里傾斜 調(diào)控人和車的重心位置 但整體的慣性不變 選項D錯 答案C解決關于慣性概念理解的題目時 要緊緊抓住 物體的慣性只和物體的質(zhì)量有關 這一關鍵點 理解物體的慣性與地理位置 運動狀態(tài) 是否受力 速度大小等因素均無關 方法提煉 變式練習1如圖1所示 在瓶內(nèi)裝滿水 將乒乓球用細線拴住并按入水中 線的另一端固定在瓶蓋上 蓋上瓶蓋并將瓶子翻轉(zhuǎn) 乒乓球?qū)⒏≡谒?用手托著瓶子在水平方向做加速直線運動 乒乓球在瓶中的位置會如何變化 解釋你所觀察到的現(xiàn)象 解析若瓶中只有水 當瓶加速向右運動時 由于慣性 水相對瓶向左側(cè)移動 只有乒乓球時 乒乓球也會相對瓶向左移動 和乒乓球體積相同的水與乒乓 圖1 球相比 因為水的質(zhì)量大于乒乓球的質(zhì)量 所以水的慣性大于乒乓球的慣性 若瓶中既有水又有球 由于水慣性大 當水相對瓶向左移動時 將擠壓球 使球相對瓶向右移動 答案見解析 題型2牛頓第三定律的理解有人做過這樣一個實驗 如圖2所示 把雞蛋A快速向另一個完全一樣的靜止的雞蛋B撞去 用同一部分撞擊 結(jié)果每次都是被撞擊的雞蛋B被撞破 則下面說法正確的是 A A對B的作用力的大小等于B對A的作用力的大小B A對B的作用力的大小大于B對A的作用力的大小C A蛋碰撞瞬間 其內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性會對A蛋殼產(chǎn)生向前的作用力 圖2 D A蛋碰撞部位除受到B對它的作用力外 還受到A蛋中蛋黃和蛋白對它的作用力 所以所受合力較小解析A對B的作用力和B對A的作用力為作用力與反作用力 一定大小相等 A正確 B錯誤 在撞擊瞬間 A蛋內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性 會產(chǎn)生對A蛋殼向前的作用力 使A蛋殼接觸處所受的合力比B蛋殼的小 因此B蛋殼易被撞破 故C D正確 答案ACD 規(guī)律總結(jié)應用牛頓第三定律分析問題時應注意以下幾點 1 不要憑日常觀察的直覺印象隨便下結(jié)論 科學問題需嚴格依據(jù)科學理論分析才行 2 理解應用牛頓第三定律時 一定抓住 總是 二字 即作用力與反作用力的這種關系與物體的運動狀態(tài)無關 3 與平衡力區(qū)別時 抓住作用點是兩個物體 變式練習2在天花板上用懸繩吊一重力為G的電風扇 電風扇靜止時受幾個力作用 如圖3所示 這些力的反作用力是哪些力 這些力的平衡力是哪些力 如果電風扇在勻速轉(zhuǎn)動呢 當電風扇轉(zhuǎn)動與靜止時相比較 對天花板的拉力是變大還是變小 為什么 解析對靜止的電風扇受力分析如圖甲所示 電風扇受兩個力 重力G 懸繩拉力F 對勻速轉(zhuǎn)動的電風扇受力分析如圖乙所示 電風扇受三個力作用 重力G 懸繩的拉力F1及空氣對電風扇向上的作用力F2 圖3 據(jù)牛頓第三定律可知 重力的施力物體是地球 那么G的反作用力就是電風扇對地球的吸引力 F的施力物體是懸繩 F的反作用力是電風扇對懸繩的拉力 電風扇受到的重力G和懸繩的拉力F正好是一對平衡力 根據(jù)牛頓第三定律 重力的施力物體是地球 那么重力G的反作用力就是電風扇對地球的吸引力 F1的施力物體是懸繩 所以F1的反作用力是電風扇對懸繩的拉力 F2的施力物體是空氣 所以F2的反作用力是電風扇 對空氣向下的作用力 電風扇受到的重力G與繩的拉力F1和空氣對電風扇向上的作用力F2的合力是一對平衡力 當電風扇靜止時F G 當轉(zhuǎn)動時F1 F2 G F1 G F2 由以上兩式可知 當風扇靜止時懸繩的拉力大 答案見解析 題型3牛頓第三定律在受力分析中的應用一只小貓?zhí)饋碜プ覓煸谔旎ò迳系呢Q直木桿 如圖4所示 在這一瞬間懸繩斷了 設木桿足夠長 由于小貓繼續(xù)上爬 所以小貓離地面高度不變 求此時木桿下降的加速度 設小貓質(zhì)量為m 木桿的質(zhì)量為M 解析先對貓進行分析 由于貓相對地面高度不變 即貓?zhí)幱谄胶鉅顟B(tài) 而貓受重力G1 mg和木桿對貓向 圖4 上的摩擦力Ff的作用 如圖所示 故G1與Ff二力平衡 即Ff G1 mg再對木桿進行受力分析 木桿受重力G2 Mg作用 由于木桿對貓有向上的摩擦力Ff 由牛頓第三定律可知 貓對桿有向下的摩擦力Ff 且Ff Ff由牛頓第二定律 桿的加速度為a 由 式可得a 即桿下降的加速度為 方向向下 答案向下 方法提煉當直接分析一個物體的受力比較困難時 我們可以利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)移研究對象 先分析另一物體的受力 再分析該物體的受力 變式練習3如圖5所示 位于水平地面上的木板P 由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連 從滑輪傳輸線到P和到Q的兩段繩都是水平的 已知Q與P之間的動摩擦因數(shù)是 P與地面之間的動摩擦因數(shù)是2 木板P與物塊Q的質(zhì)量都是m 滑輪的質(zhì)量 滑輪軸上的摩擦都不計 若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運動 則F的大小為 圖5 A 3 mgB 4 mgC 5 mgD 6 mg解析令繩中張力為FT 先隔離Q 對Q勻速運動有FT FfP Q 再隔離Q 對P勻速運動有F FfQ P FT Ff地 P 其中FfP Q FfQ P mg Ff地 P 2 2mg 4 mg 代入上式有F 6 mg 答案D 素能提升1 一天 下著傾盆大雨 某人乘坐列車時發(fā)現(xiàn) 車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了 列車進站過程中 他發(fā)現(xiàn)水面的形狀是下圖中的 解析列車進站時剎車 速度減小 而水由于慣性仍要保持原來較大的速度 所以水向前涌 液面形狀和選項C一致 C 2 關于力和運動的關系 下列選項中正確的是 A 物體的速度不斷增大 表示物體必受力的作用B 物體的位移不斷增大 表示物體必受力的作用C 若物體的位移與時間t2成正比 表示物體必受力的作用D 物體的速率不變 則其所受合力必為零解析力是改變物體運動狀態(tài)的原因 物體速度不斷增大 表示運動狀態(tài)有所改變 故必受力的作用 A選項正確 物體位移增大 但物體的運動狀態(tài)不一定改變 如勻速直線運動 因此不一定受力的 作用 B選項錯 物體位移與時間t2成正比 說明物體不是做勻速直線運動 運動狀態(tài)有變化 必受力的作用 C選項正確 物體速率不變但速度方向可能發(fā)生變化 即運動狀態(tài)可能發(fā)生變化 就會受到力的作用 D選項錯 答案AC 3 下列關于慣性的各種說法中 你認為正確的是 A 材料不同的兩個物體放在地面上 用一個相同的水平力分別推它們 則難以推動的物體慣性大B 在完全失重的情況下 物體的慣性將消失C 把手中的球由靜止釋放后 球能豎直加速下落 說明力是改變物體慣性的原因D 拋出去的標槍 手榴彈等是因為慣性向遠處運動的解析由于兩物體材料不同 摩擦力可能不同 因此不能判斷其質(zhì)量關系 A選項錯 慣性由質(zhì)量決定 跟物體的運動狀態(tài)無關 力也不能改變物體的慣性 B C錯 選D 考查慣性的概念 D 4 如圖6所示 將兩彈簧測力計a b連結(jié)在一起 當用力緩慢拉a彈簧測力時 發(fā)現(xiàn)不管拉力F多大 a b兩彈簧測力計的示數(shù)總是相等 這個實驗說明 A 這是兩只完全相同的彈簧測力計B 彈力的大小與彈簧的形變量成正比C 作用力與反作用力大小相等 方向相反D 力是改變物體運動狀態(tài)的原因解析實驗中兩彈簧測力計的拉力互為作用力與反作用力 它們一定大小相等 方向相反 選項C正確 圖6 C 5 沼澤地的下面蘊藏著豐富的泥炭 泥炭是沼澤地積累的植物殘體 它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構導致人在其上面行走時容易下陷 設在下陷過程中 泥炭對人的阻力不計 如果整個下陷的過程是先加速再減速最后勻速運動 那么 下列說法中正確的是 A 當在加速向下運動時 人對沼澤地的壓力大于沼澤地對人的支持力B 當在減速向下運動時 人對沼澤地的壓力小于沼澤地對人的支持力C 在整個運動過程中 人對沼澤地的壓力是先大于后等于沼澤地對他的支持力D 在整個運動過程中 人對沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對他的支持力 D 6 用計算機輔助實驗系統(tǒng)做驗證牛頓第三定律的實驗 點擊實驗菜單中 力的相互作用 如圖7 a 所示 把兩個力探頭的掛鉤鉤在一起 向相反方向拉動