2021高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第1講 牛頓第一定律、第二定律的理解學(xué)案

1、2021高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第1講 牛頓第一定律、第二定律的理解學(xué)案2021高考物理一輪復(fù)習(xí) 第3章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第1講 牛頓第一定律、第二定律的理解學(xué)案年級(jí)：姓名：- 13 -第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律考情分析本章內(nèi)容是高考的重點(diǎn)，單獨(dú)考查的題目多為選擇題，與直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)等知識(shí)結(jié)合的題目多為計(jì)算題。重要考點(diǎn)1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用()2超重和失重()實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律考點(diǎn)解讀1.從近幾年的高考考點(diǎn)分布知道，本章主要考查考生能否準(zhǔn)確理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律的意義，能否熟練應(yīng)用牛頓第二定律、牛頓第三定律和受力分析解決運(yùn)動(dòng)和力的問題，以及對超重和失重現(xiàn)象的理解，對探究加

2、速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的方法和原理的掌握。2高考命題中有關(guān)本章內(nèi)容的題型有選擇題、實(shí)驗(yàn)題、計(jì)算題。高考試題往往綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律進(jìn)行考查，考題中注重與電場、磁場的滲透，并常常與生活、科技、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等實(shí)際問題相聯(lián)系。3本章內(nèi)容含有中學(xué)物理的基本規(guī)律和核心知識(shí)，在整個(gè)物理學(xué)中占有非常重要的地位，且為高考命題的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，考查和要求的程度往往較高。第1講牛頓第一定律、第二定律的理解主干梳理 對點(diǎn)激活知識(shí)點(diǎn)牛頓第一定律1牛頓第一定律(1)內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。(2)意義揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又

3、叫慣性定律。揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因。(3)適用范圍：慣性參考系。2慣性(1)定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。(2)慣性的兩種表現(xiàn)物體不受外力作用時(shí)，其慣性表現(xiàn)在保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。物體受外力作用時(shí)，其慣性表現(xiàn)在反抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變。(3)量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。(4)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。知識(shí)點(diǎn)牛頓第二定律單位制1.牛頓第二定律(1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟

4、它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。(2)表達(dá)式：fkma，當(dāng)f、m、a單位采用國際單位制時(shí)k1，fma。(3)適用范圍牛頓第二定律只適用于慣性參考系(相對地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系)。牛頓第二定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的情況。2單位制、基本單位、導(dǎo)出單位(1)單位制：基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制?；疚锢砹浚褐灰x定幾個(gè)物理量的單位，就能夠利用物理公式推導(dǎo)出其他物理量的單位，這些被選定的物理量叫做基本物理量?；締挝唬夯疚锢砹康膯挝弧ＡW(xué)中的基本物理量有三個(gè)，它們是質(zhì)量、時(shí)間、長度，它們的單位千克、秒、米

5、就是基本單位。導(dǎo)出單位：由基本單位根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。(2)國際單位制中的基本單位基本物理量符號(hào)單位名稱單位符號(hào)質(zhì)量m千克kg時(shí)間t秒s長度l米m電流i安培a熱力學(xué)溫度t開爾文k物質(zhì)的量n摩爾mol發(fā)光強(qiáng)度i，(iv)坎德拉cd一 堵點(diǎn)疏通1牛頓第一定律是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的定律，可以通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。()2環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船處于完全失重狀態(tài)，沒有慣性。()3汽車速度越大，剎車時(shí)越難停下來，表明物體的速度越大，其慣性越大。()4牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例。()5力的單位是牛頓，簡稱牛，也屬于基本單位。()6物理公式不僅確定了物理量之間的數(shù)量關(guān)系，同時(shí)也確定了物理量間的單位關(guān)

6、系。()答案1.2.3.4.5.6.二 對點(diǎn)激活1(人教版必修1p70t13改編)(多選)下列對牛頓第一定律和慣性的分析正確的是()a飛機(jī)投彈時(shí)，如果當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炸彈，則能擊中目標(biāo)b地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來后，還會(huì)落到原地c安全帶的作用是防止汽車剎車時(shí)人由于具有慣性仍向前運(yùn)動(dòng)而發(fā)生危險(xiǎn)d向上拋出的物體，在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定受到了向上的作用力答案bc解析飛機(jī)投下的炸彈由于慣性做平拋運(yùn)動(dòng)，所以目標(biāo)在正下方時(shí)不能擊中；地球自西向東轉(zhuǎn)，人向上跳起后，由于慣性人也跟地球一起從西向東運(yùn)動(dòng)，故人仍落到原地；緊急剎車時(shí)，汽車停止運(yùn)動(dòng)，人由于慣性仍向前運(yùn)動(dòng)，容易撞傷，所以系上安全帶對人起到

7、保護(hù)作用；向上拋出的物體，由于慣性，在空中繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，而不是受到向上的作用力。所以b、c正確。2(多選)關(guān)于力學(xué)單位制，以下說法中正確的是()akg、m/s、n等單位為導(dǎo)出單位bkg、m、s都是基本單位c牛頓第二定律的表達(dá)式fkma，式中各物理量取國際單位時(shí)k1d在國際單位制中，質(zhì)量的單位可以是kg，也可以是g答案bc解析kg為基本單位，故a錯(cuò)誤；kg、m、s是國際單位制中的基本單位，故b正確；fkma，質(zhì)量取“kg”，a取“m/s2”，f取“n”時(shí)k1，c正確；國際單位制中質(zhì)量的單位是kg，而不是g，故d錯(cuò)誤?？键c(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)考點(diǎn)1牛頓第一定律的理解對牛頓第一定律的四點(diǎn)說明(1)明確慣性

8、的概念：牛頓第一定律揭示了一切物體所具有的一種固有屬性慣性。(2)揭示力的本質(zhì)：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。(3)理想化狀態(tài)：牛頓第一定律描述的是物體不受外力時(shí)的狀態(tài)，而物體不受外力的情形是不存在的。在實(shí)際情況中，如果物體所受的合外力等于零，與物體不受外力時(shí)的表現(xiàn)是相同的。(4)與牛頓第二定律的關(guān)系：牛頓第一定律和牛頓第二定律是相互獨(dú)立的。力是如何改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的問題由牛頓第二定律來回答。牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的，而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律。例1伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。利用如圖所

9、示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的o點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是()a如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚co點(diǎn)等高的位置b如果小球不受力，它將一直保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)c如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變d小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小(1)由題干可知，小球受到的阻力越小，小球上升的位置越高還是越低？提示：越高。(2)直接結(jié)論包括推理過程后的結(jié)論嗎？提示：不包括。嘗試解答選a。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到的最直接的結(jié)論是如

10、果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚co點(diǎn)等高的位置，a項(xiàng)正確；而小球不受力時(shí)狀態(tài)不變，小球受力時(shí)狀態(tài)發(fā)生變化，是在假設(shè)和邏輯推理下得出的結(jié)論，而不是實(shí)驗(yàn)的直接結(jié)論，所以b和c選項(xiàng)錯(cuò)誤；而d項(xiàng)不是本實(shí)驗(yàn)所說明的問題，故錯(cuò)誤。牛頓第一定律的應(yīng)用技巧(1)應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問題時(shí)，要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯(cuò)誤的直觀印象，建立正確的思維習(xí)慣。(2)如果物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力作用。因此，判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，以及如何改變，應(yīng)先分析物體所受的合外力情況。變式11(2019云南玉溪第一中學(xué)期末)

11、(多選)如圖所示，在向右行駛的汽車車廂的天花板上懸掛有一個(gè)小球a，在a的正下方地板上有一點(diǎn)b，則()a若汽車勻速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球a將落在b點(diǎn)上b若汽車勻速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球a將落在b點(diǎn)的左側(cè)c若汽車加速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球a將落在b點(diǎn)的左側(cè)d若汽車加速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球a將落在b點(diǎn)的右側(cè)答案ac解析若汽車勻速行駛，細(xì)線斷裂后，小球a由于慣性在水平方向繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，水平速度和汽車的速度相同，故小球a落地時(shí)將落在正下方的b點(diǎn)，a正確，b錯(cuò)誤；若汽車加速行駛，細(xì)線斷裂后小球在水平方向繼續(xù)保持原來的速度水平勻速運(yùn)動(dòng)，汽車加速行駛，其速度大于小球的水平速度

12、，故小球a將落在b點(diǎn)的左側(cè)，c正確，d錯(cuò)誤。變式12某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力擊打羽毛球筒的上端，則()a此同學(xué)無法取出羽毛球b羽毛球會(huì)從筒的下端出來c羽毛球筒向下運(yùn)動(dòng)過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會(huì)從上端出來d該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性答案d解析羽毛球筒被手擊打后迅速向下運(yùn)動(dòng)，而羽毛球具有慣性要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，所以會(huì)從筒的上端出來，羽毛球筒受到羽毛球?qū)λ蛏系哪Σ亮?，而羽毛球受到筒對它向下的摩擦力，故d正確，a、b、c錯(cuò)誤?？键c(diǎn)2牛頓第二定律的理解例2(多選)關(guān)于速度、加速度、合力的關(guān)系，下列說法正確的是()a原來靜止在光滑水平面上的物體，

13、受到水平推力的瞬間，物體立刻獲得加速度b加速度的方向與合力的方向總是一致的，但與速度的方向可能相同，也可能不同c在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，速度、加速度與合力的方向總是一致的d合力變小，物體的速度一定變小(1)a由什么決定？提示：由a知a由合力f和質(zhì)量m共同決定。 (2)a變小v一定變小嗎？提示：不一定，當(dāng)a與v同向時(shí)v變大；當(dāng)a與v反向時(shí)v變小。嘗試解答選abc。加速度與力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、同時(shí)變化，a正確；加速度的方向由合力方向決定，與速度方向無關(guān)，b正確；在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，合力方向決定加速度方向，加速度方向決定末速度方向，c正確；合力變小，物體的加速度一定變小，但速度

14、不一定變小，d錯(cuò)誤。合力、加速度、速度間的決定關(guān)系(1)只要合力不為零，物體就會(huì)產(chǎn)生加速度，與物體的速度無關(guān)。(2)a是加速度的定義式，a與v、t無必然聯(lián)系；a是加速度的決定式，af，a。(3)合力與速度同向時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)；合力與速度反向時(shí)，物體做減速運(yùn)動(dòng)。變式2如圖所示，一木塊在光滑水平面上受一個(gè)恒力f作用而運(yùn)動(dòng)，前方固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是()a木塊將立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)b木塊將立即做變減速直線運(yùn)動(dòng)c在彈簧彈力大小等于恒力f時(shí)，木塊的速度最大d在彈簧壓縮量最大時(shí)，木塊的加速度為零答案c解析木塊剛接觸彈簧時(shí)形變量較小，彈力小于f，木塊依舊做加速運(yùn)動(dòng)，只有彈力大

15、于f之后，木塊才減速，故a、b錯(cuò)誤，c正確；當(dāng)彈簧處于最大壓縮量時(shí)，彈力大于f，彈力與恒力f的合力不為零，因此加速度不為零，故d錯(cuò)誤。 思想方法3牛頓第三定律在受力分析中的妙用1方法概述在對物體進(jìn)行受力分析時(shí)，如果不便于分析物體受到的某些力，則可以通過分析其反作用力來解決問題，牛頓第三定律將起到非常重要的轉(zhuǎn)換研究對象的作用，使得我們對問題的分析思路更靈活、更寬闊。2常見類型物體與地面(或其他受力未知的物體)相互作用，求物體對地面(或其他物體)的作用力。3解題思路(1)根據(jù)所求問題應(yīng)用整體法或隔離法選擇研究對象。(2)根據(jù)牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象，進(jìn)行受力分析?！镜漕}例證】一個(gè)箱子放在水平地面上

16、，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為m，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示。已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí)，環(huán)與桿間的摩擦力大小為f，則此時(shí)箱對地面的壓力大小為()amgf b.mgf c.mgmg d.mgmg解析環(huán)在豎直方向上受重力及桿給它的豎直向上的摩擦力f，受力情況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力f，故箱子豎直方向上受重力mg、地面對它的支持力n及環(huán)給它的摩擦力f，受力情況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得nfmgfmg。根據(jù)牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力，即nmgf，故選項(xiàng)a正確。答案a 名師點(diǎn)睛題中箱對地面的壓力作用在地面上，

17、因不能以地面為研究對象，這時(shí)必須轉(zhuǎn)換研究對象，先以箱為研究對象，求地面對箱的支持力，再通過牛頓第三定律求箱對地面的壓力。而求地面對箱的支持力時(shí)，要先分析箱的受力；求環(huán)對桿的摩擦力時(shí)，也要轉(zhuǎn)換研究對象，先以環(huán)為研究對象，求桿對環(huán)的摩擦力，再通過牛頓第三定律求環(huán)對桿的摩擦力?！踞槍τ?xùn)練】如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為m的長木板上以加速度a水平向右加速滑行，長木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1，木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2，若長木板仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長木板對地面的摩擦力大小和方向一定為()a1(mm)g，向左 b2mg，向右c2mgma，向右 d1mg2mg，向左答案b解析長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向

18、受兩個(gè)力：木塊對長木板向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為f12mg，地面對長木板向左的靜摩擦力f2，據(jù)平衡條件得f2f12mg，根據(jù)牛頓第三定律，長木板對地面的摩擦力大小為2mg，方向向右，故b正確。高考模擬 隨堂集訓(xùn)1(2016全國卷)(多選)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變，則()a質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同b質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直c質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同d質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變答案bc解析由題意知此恒力即為質(zhì)點(diǎn)所受合外力，若原速度與該恒力在一條直線上，則質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量

19、總是不變的；若原速度與該恒力不在一條直線上，則質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，速度與恒力間夾角逐漸減小，質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量是不變的，但速率的變化量是變化的，a、d兩項(xiàng)錯(cuò)誤，b項(xiàng)正確；由牛頓第二定律知，質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總與該恒力方向相同，c項(xiàng)正確。2.(2017上海高考)如圖，在勻強(qiáng)電場中，懸線一端固定于地面，另一端拉住一個(gè)帶電小球，使之處于靜止?fàn)顟B(tài)。忽略空氣阻力，當(dāng)懸線斷裂后，小球?qū)⒆?)a曲線運(yùn)動(dòng) b.勻速直線運(yùn)動(dòng)c勻加速直線運(yùn)動(dòng) d.變加速直線運(yùn)動(dòng)答案c解析在懸線斷裂前，小球受重力、電場力和懸線拉力作用而處于平衡狀態(tài)，故重力與電場力的合力與拉力等大反向。懸線斷裂后，小球所受重力與電場力的合力大小、方向均不變，故小球?qū)⒀卦瓉響揖€拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，c項(xiàng)正確。3(2017上海高考)一碗水置于火車車廂內(nèi)的水平桌面上。當(dāng)火車向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水面形狀接近于圖()答案a解析(方法一)當(dāng)火車向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，碗內(nèi)的水由于慣性，保持原來較大的速度向右運(yùn)動(dòng)，則只有圖a