2024高考物理一輪復(fù)習第3章牛頓運動定律第1講牛頓三定律的理解教案

PAGE9-第1講牛頓三定律的理解eq\x(學問點一)牛頓第確定律1．牛頓第確定律(1)內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它變更這種狀態(tài)。(2)適用條件。①宏觀、低速運動的物體。②物體處于慣性參考系中。2．牛頓第確定律的意義(1)指出了一切物體都有慣性。(2)指出力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由，而是變更物體運動狀態(tài)的緣由，即產(chǎn)生加速度的緣由。3．慣性(1)特點：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體的固有屬性，與物體的運動狀況和受力狀況無關(guān)。(2)表現(xiàn)：物體不受外力作用時，有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)；物體受到外力作用時其慣性大小表現(xiàn)在運動狀態(tài)變更的難易程度上。eq\x(學問點二)牛頓其次定律力學單位制1．牛頓其次定律(1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟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)表達式：F＝ma。(3)適用范圍①牛頓其次定律只適用于慣性參考系，即相對于地面靜止或勻速直線運動的參考系。②牛頓其次定律只適用于宏觀物體(相對于分子、原子等)、低速運動(遠小于光速)的狀況。2．力學單位制(1)單位制：由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。(2)基本單位：基本物理量的單位?；疚锢砹抗财邆€，其中力學有三個，是長度、質(zhì)量、時間，SI制中單位分別是米、千克、秒。(3)導(dǎo)出單位：由基本物理量依據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。eq\x(學問點三)牛頓第三定律1．牛頓第三定律的內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。2．牛頓第三定律的意義：建立了相互作用物體之間的聯(lián)系，揭示了作用力與反作用力的相互依靠關(guān)系。3．牛頓第三定律的表達式：F′＝－F。1．(多選)科學家關(guān)于物體運動的探討對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實的是()A．亞里士多德認為，必需有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會變更B．伽利略通過“志向試驗”得出結(jié)論：運動必具有某一速度，假如它不受力，它將以這一速度恒久運動下去C．笛卡兒指出：假如運動中的物體沒有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運動，既不停下來也不偏離原來的方向D．牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)BCD[亞里士多德認為力是維持物體運動的緣由，他的觀點是錯誤的；伽利略通過試驗與推理證明白力不是維持物體運動的緣由，力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，假如沒有力作用在運動的物體上，物體將以原來的速度恒久運動下去；同時期的笛卡兒也得出了類似的結(jié)論；牛頓在伽利略和笛卡兒的基礎(chǔ)上，提出了慣性定律，即認為物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。B、C、D正確。]2．(人教版必修1·P70·T1改編)(多選)下面對牛頓第確定律和慣性的分析正確的是()A．飛機投彈時，當目標在飛機的正下方時投下炸彈，能擊中目標B．地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來后，還會落到原地C．平安帶的作用是防止汽車剎車時，人由于慣性作用發(fā)生危急D．有的同學說，向上拋出的物體，在空中向上運動時，確定受到了向上的作用力BC[飛機在目標正上方投彈時，由于慣性，炸彈會落在目標的前方，A錯誤；地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起后，由于慣性，還會落在原地，B正確；汽車剎車時，由于慣性，人會向前沖，平安帶可以防止人的前沖，C正確；物體被向上拋出后，在空中向上運動是由于慣性，D錯誤。]3．(人教版必修1·P70·科學閑逛改編)(多選)小華坐在一列正在行駛的火車車廂里，突然看到原來靜止在水平桌面上的小球向后滾動，假設(shè)桌面是光滑的，則下列說法正確的是()A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后運動B．小球所受的合力為零，以地面為參考系，小球的運動狀態(tài)并沒有變更C．火車確定是在向前加速D．以火車為參考系，此時牛頓第確定律已經(jīng)不能適用BCD4．(多選)在探討勻變速直線運動的試驗中，取計數(shù)時間間隔為0.1s，測得相鄰相等時間間隔的位移差的平均值Δx＝1.2cm，若還測出小車的質(zhì)量為500g，則關(guān)于加速度、合外力大小及單位，既正確又符合一般運算要求的是()A．a(chǎn)＝eq\f(Δx,t2)＝eq\f(1.2,0.12)m/s2＝120m/s2B．a(chǎn)＝eq\f(Δx,t2)＝eq\f(1.2×10－2,0.12)m/s2＝1.2m/s2C．F＝ma＝500×1.2N＝600ND．F＝ma＝0.5×1.2N＝0.60NBD[在應(yīng)用公式進行數(shù)量運算的同時，也要把單位代入運算。代入單位運算時，單位換算要精確，可以把題中已知量的單位都用國際單位表示，計算結(jié)果的單位就是用國際單位表示的。這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫出各個量的單位，只在數(shù)字后面寫出正確單位即可。選項A中Δx＝1.2cm，沒換算成國際單位，C項中的小車質(zhì)量m＝500g，沒換算成國際單位，所以均錯誤，故正確答案為B、D。]5．(粵教版必修1·P71·T1)沼澤的下面隱藏著豐富的泥炭，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(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時簡單下陷。若人下陷的過程是先加速后勻速運動，下列推斷正確的是()A．加速運動時人對沼澤地的壓力大于沼澤地對他的支持力B．加速運動時人對沼澤地的壓力小于沼澤地對他的支持力C．人對沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對他的支持力D．人對沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對他的支持力D[人對沼澤地的壓力與沼澤地對人的支持力為作用力與反作用力，故二力大小確定相等，故A、B、C錯誤，D正確。]考點一對牛頓第確定律和慣性的理解1．牛頓第確定律是在牢靠的試驗事實(如伽利略斜面試驗)基礎(chǔ)上采納科學的邏輯推理得出的結(jié)論，物體不受外力是牛頓第確定律的志向條件，所以，牛頓第確定律不是試驗定律。2．慣性是物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，與物體是否受力、是否運動及所處的位置無關(guān)，物體的慣性只與其質(zhì)量有關(guān)，物體的質(zhì)量越大則其慣性越大；牛頓第確定律揭示了力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動狀態(tài)的緣由。3．慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)物體的慣性總是以保持“原狀”或抗拒“變更”兩種形式表現(xiàn)出來。(2)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)。(2024·上海單科·6)一碗水置于火車車廂內(nèi)的水平桌面上。當火車向右做勻減速運動時，水面形態(tài)接近于圖()A[當火車向右做勻減速運動時，碗內(nèi)的水由于慣性，保持原來較大的速度向右運動，故只有圖A所示的情形符合要求，A正確。]1．(多選)17世紀，意大利物理學家伽利略依據(jù)斜面試驗指出：在水平面上運動的物體之所以會停下來，是由于受到摩擦阻力的原因，你認為下列陳述正確的是()A．該試驗是一志向試驗，是在思維中進行的，無真實的試驗基礎(chǔ)，故其結(jié)果是荒謬的B．該試驗是以牢靠的事實為基礎(chǔ)，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽視次要因素，從而更深刻地反映自然規(guī)律C．該試驗證明白亞里士多德“力是維持物體運動的緣由”的結(jié)論D．該試驗為牛頓第確定律的提出供應(yīng)了有力的試驗依據(jù)BD[“伽利略斜面試驗”是一志向試驗，但是建立在真實的試驗基礎(chǔ)之上，經(jīng)過抽象思維，抓住主要因素，忽視次要因素，從而更深刻地反映自然規(guī)律，選項B正確，A錯誤；該試驗說明亞里士多德“力是維持物體運動的緣由”的結(jié)論是錯誤的，選項C錯誤；該試驗為牛頓第確定律的提出供應(yīng)了有力的試驗依據(jù)，選項D正確。綜上本題選B、D。]2.(多選)我國《道路交通平安法》中規(guī)定，各種小型車輛乘員(包括司機)必需系好平安帶。下列說法正確的是()A．系好平安帶可以減小慣性B．是否系好平安帶對人和車的慣性沒有影響C．系好平安帶可以防止因車的慣性而造成的損害D．系好平安帶可以防止因人的慣性而造成的損害BD3．如圖所示是一種汽車平安帶限制裝置的示意圖，當汽車處于靜止或做勻速直線運動時，擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動，平安帶能被拉動。當汽車突然剎車時，擺錘由于慣性而繞軸搖擺，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動，平安帶不能被拉動。若擺錘從圖中實線位置擺到虛線位置，汽車的可能運動方向和運動狀態(tài)是()A．向右行駛、突然剎車B．向左行駛、突然剎車C．向左行駛、勻速直線運動D．向右行駛、勻速直線運動A[依據(jù)平安帶限制裝置的示意圖和慣性學問可知選項A正確。]考點二對牛頓其次定律的理解1．牛頓其次定律的五個特征2．動力學中的三個確定關(guān)系(1)力與物體的質(zhì)量確定加速度。(2)加速度與時間確定速度的變更量。(3)速度方向與加速度方向(或合力方向)確定物體的運動性質(zhì)。(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，受到水平推力的瞬間，物體立即獲得加速度B．加速度的方向與合力的方向總是一樣的，但與速度的方向可能相同，也可能不同C．在初速度為0的勻加速直線運動中，速度、加速度與合力的方向總是一樣的D．合力變小，物體的速度確定變小ABC[加速度與力同時產(chǎn)生、同時消逝、同時變更，選項A正確：加速度的方向由合力方向確定，但與速度方向無關(guān)，選項B正確；在初速度為0的勻加速直線運動中，合力方向確定加速度方向，加速度方向確定末速度方向，選項C正確；合力變小，物體的加速度確定變小，但速度不確定變小，選項D錯誤。]4．(2024·安徽皖中名校聯(lián)盟聯(lián)考)下列說法正確的是()A．牛頓認為力是維持物體運動的緣由B．牛頓第確定律、牛頓其次定律都可以通過試驗來驗證C．國際單位制中，kg、m、N是三個基本單位D．依據(jù)速度定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，當Δt→0時，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物體在t時刻的瞬時速度D[本題考查對牛頓運動定律的相識。亞里士多德認為力是維持物體運動的緣由，牛頓認為力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，A錯誤；牛頓其次定律可以通過試驗來驗證，牛頓第確定律不行以通過試驗來驗證，該定律來源于志向斜面試驗的合理外推，B錯誤；國際單位制中有7個基本單位，為kg、m、s、A、K、mol、cd，其余均為導(dǎo)出單位，如N，C錯誤；依據(jù)速度定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，可知當Δt→0時，eq\f(Δx,Δt)表示物體在t時刻的瞬時速度，D正確。]5．(2024·福建寧德期末)我國自主研制的水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600已試飛勝利。當“鯤龍”AG600在水面上加速滑行時，其受到的合力()A．大小為零B．方向豎直向上C．方向與滑行方向相同D．方向沿滑行方向斜向上C[“鯤龍”AG600在水面上做加速直線運動，加速度方向與滑行方向相同，由牛頓其次定律知合外力方向與加速度方向相同，所以合外力方向與滑行方向相同，故選項C正確。]6．(2024·江西贛州期末)電梯頂上懸掛一根勁度系數(shù)為200N/m的彈簧，彈簧的原長為20cm，在彈簧下端掛一個質(zhì)量為0.4kg的砝碼。當電梯運動時，測出彈簧長度變?yōu)?3cm，g取10m/s2，則電梯的運動狀態(tài)及加速度大小為()A．勻加速上升，a＝2.5m/s2B．勻減速上升，a＝2.5m/s2C．勻加速上升，a＝5m/s2D．勻減速上升，a＝5m/s2C[由胡克定律可知，彈簧的彈力F＝kx＝200×(0.23－0.20)N＝6N，由牛頓其次定律知F－mg＝ma，解得a＝5m/s2，物體加速度向上，可能是加速上升，也可能是減速下降，故C正確，A、B、D錯誤。]考點三牛頓第三定律的理解與應(yīng)用1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”(1)eq\x(“三同”)大小相同變更狀況相同性質(zhì)相同(2)eq\x(“三異”)方向不同產(chǎn)生效果不同受力物體不同(3)eq\x(“三無關(guān)”)與物體的種類無關(guān)與是否與另外物體相互作用無關(guān)與相互作用的兩物體的運動狀態(tài)無關(guān)2．一對平衡力與一對相互作用力的比較類別一對平衡力一對相互作用力不同點作用在同一個物體上分別作用在兩個不同的物體上力的性質(zhì)不確定相同力的性質(zhì)確定相同不確定同時產(chǎn)生、同時消逝確定同時產(chǎn)生、同時消逝相同點大小相等、方向相反、作用在同始終線上(2024·浙江杭州模擬)電動平衡車是一種時尚代步工具。當人駕駛平衡車在水平路面上做勻速直線運動時，下列說法正確的是()A．平衡車勻速行駛時，相對于平衡車上的人，車是運動的B．平衡車的重力與地面對平衡車的支持力是一對平衡力C．平衡車在加速過程中也是平衡的D．關(guān)閉電機，平衡車還會接著行駛一段路程是由于慣性D[本題依據(jù)平衡車考查平衡力、慣性等。平衡車勻速行駛時，平衡車與人的相對位置不變，相對于平衡車上的人，車是靜止的。故A項錯誤；人駕駛平衡車在水平路面上做勻速直線運動時，平衡車的重力加上人的重力等于地面對平衡車的支持力，所以平衡車的重力與地面對平衡車的支持力不是一對平衡力，故B項錯誤；平衡車在加速過程中不是平衡的，故C項錯誤；關(guān)閉電機，平衡車還會接著行駛一段路程是由于平衡車具有慣性，故D項正確。]7.(2024·浙江卷·6)如圖所示，小明撐桿使船離岸，則下列說法正確的是()A．小明與船之間存在摩擦力B．桿的彎曲是由于受到桿對小明的力C．桿對岸的力大于岸對桿的力D．小明對桿的力和岸對桿的力是一對相互作用力A[小明與船之間存在靜摩擦力，A正確；桿的彎曲是由于受到小明對桿的作用力，B錯誤；桿對岸的力與岸對桿的力是作用力與反作用力，大小相等，C錯誤；小明對桿的力和岸對桿的力受力物體都是桿，兩者不是作用力與反作用力，故D錯誤。]8．(多選)牛頓在總結(jié)C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的探討結(jié)果后，提出了聞名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關(guān)系，從而與牛頓第確定律和牛頓其次定律形成了完整的牛頓力學體系。下列關(guān)于作用力和反作用力的說法正確的是()A．物體先對地面產(chǎn)生壓力，然后地面才對物體產(chǎn)生支持力B．物體對地面的壓力和地面對物體的支持力相互平衡C．人推車前進，人對車的作用力大小等于車對人的作用力大小D．物體在地面上滑行，不論物體的速度多大，物體對地面的摩擦力與地面對物體的摩擦力始終大小相等CD[由作用力和反作用力的同時性知，壓力與支持力同時產(chǎn)生，選項A錯誤；B項中兩力為作用力和反作用力，選項B錯誤；作用力和反作用力大小相等，所以人對車的作用力大小等于車對人的作用力大小，物體對地面的摩擦力與地面對物體的摩擦力始終大小相等，選項C、D正確。]9．(2024·江蘇連云港市聯(lián)考)(多選)如圖為《天工開物》里名為“北耕兼種”的農(nóng)具，“其服牛起土者，耒不用耜，并列兩鐵于橫木之上，其具方語曰耩。耩中間盛一小斗，儲麥種