2025版高考物理全程一輪復習第三章牛頓運動定律第1講牛頓運動三定律學案

第1講牛頓運動三定律課程標準理解牛頓第一定律、牛頓第二定律和牛頓第三定律．素養(yǎng)目標物理觀念：(1)理解牛頓運動三定律的內容．(2)理解慣性的本質．科學思維：(1)領悟理想實驗的科學推理方法及其意義．(2)會區(qū)分作用力和反作用力與一對平衡力．(3)會應用牛頓運動三定律解題．考點一牛頓第一定律慣性●———【必備知識·自主落實】———●1．牛頓第一定律(1)內容：一切物體總保持__________________狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．(2)意義：①揭示了物體的固有屬性：一切物體都具有__________________________________________，因此牛頓第一定律又被叫作________定律；②揭示了運動和力的關系：力不是________物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)改變速度的原因，即力是產生________的原因．2．慣性(1)定義：物體具有保持原來________________狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質．(2)量度：質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性______，質量小的物體慣性______．(3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運動情況和受力情況________．●———【關鍵能力·思維進階】———●1．(多選)科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用．下列說法中符合歷史事實的是()A.亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會改變B.伽利略通過“理想實驗”得出結論：如果物體不受力，它將以這一速度永遠運動下去C.笛卡兒指出，如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向D.牛頓認為，物體都具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質2．[2023·浙江6月]在足球運動中，足球入網(wǎng)如圖所示，則()A.踢香蕉球時足球可視為質點B.足球在飛行和觸網(wǎng)時慣性不變C.足球在飛行時受到腳的作用力和重力D.觸網(wǎng)時足球對網(wǎng)的力大于網(wǎng)對足球的力3.如圖所示，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，假設桌面是光滑的，則下列說法錯誤的是()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)并沒有改變C.火車一定是在向前加速D.以火車為參考系，此時牛頓第一定律已經不能適用思維提升1.對慣性的理解(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．(2)物體的慣性總是以“保持原狀”“反抗改變”兩種形式表現(xiàn)出來．(3)物體慣性的大小取決于質量，質量越大，慣性越大．(4)慣性與物體的受力情況、運動狀態(tài)及所處的位置無關．2．慣性的表現(xiàn)形式(1)物體不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)．(2)物體受到外力且合外力不為零時，慣性表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度．慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變．考點二牛頓第二定律的理解●———【必備知識·自主落實】———●1．牛頓第二定律實驗定律(1)內容：物體加速度的大小跟它受到的作用力合力成________、跟它的質量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．(2)表達式：F＝________．2．力學單位制(1)單位制：________單位和________單位一起組成了單位制．(2)基本單位：基本物理量的單位．國際單位制中基本物理量共七個，其中力學有三個，是______、______、________，單位分別是____、____、____．(3)導出單位：由基本量根據(jù)________推導出來的其他物理量的單位．●———【關鍵能力·思維進階】———●1．牛頓第二定律的性質2．力和運動之間的關系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不為零，物體就有加速度．(2)a＝ΔvΔt是加速度的定義式，a與Δv、Δt無必然聯(lián)系；a＝Fm是加速度的決定式，a∝F，a∝(3)合力與速度同向時，物體做加速直線運動；合力與速度反向時，物體做減速直線運動．考向1對牛頓第二定律的理解例1(多選)下列說法正確的是()A．對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，當力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度B．物體由于做加速運動，所以才受合外力作用C．F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關D．物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小[解題心得]考向2牛頓第二定律的簡單應用例2如圖所示，一木塊在光滑水平面上受到一恒力F作用而運動，前方固定一輕質彈簧，當木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是()A．木塊將立即做勻減速直線運動B．木塊將立即做變減速直線運動C．在彈簧彈力大小等于恒力F時，木塊的速度最大D．在彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時，木塊的加速度為零[解題心得]例3如圖所示，吸附在豎直玻璃上質量為m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿與豎直方向夾角為60°的虛線方向做加速度大小為g的勻加速直線運動，若摩擦力與重力大小相等，重力加速度為g，則拉力的大小為()A．mgB．2mgC．3mgD．7mg[解題心得]例4(多選)[2023·湖北卷]如圖所示，原長為l的輕質彈簧，一端固定在O點，另一端與一質量為m的小球相連．小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.5.桿上M、N兩點與O點的距離均為l，P點到O點的距離為12l，OP與桿垂直．當小球置于桿上P點時恰好能保持靜止．設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g.小球以某一初速度從M點向下運動到NA．彈簧的勁度系數(shù)為4mgB．小球在P點下方12l處的加速度大小為(32－4)C．從M點到N點的運動過程中，小球受到的摩擦力先變小再變大D．從M點到P點和從P點到N點的運動過程中，小球受到的摩擦力做功相同思維提升利用牛頓第二定律解題的思路(1)選取研究對象進行受力分析；(2)應用平行四邊形定則或正交分解法求合力；(3)根據(jù)F合＝ma求物體的加速度a.考點三牛頓第三定律●———【必備知識·自主落實】———●1．作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是________的，一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體同時對前一個物體也施加了力．2．內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向________、作用在____________．任何情況下都成立3．相互作用力的特點●———【關鍵能力·思維進階】———●一對平衡力與作用力、反作用力的比較比較項目一對平衡力作用力與反作用力作用對象同一個物體兩個相互作用的不同物體作用時間不一定同時產生、同時消失一定同時產生、同時消失力的性質不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛頓第三定律的理解例5黑龍江省實驗中學秋季趣味運動會中，高一同學參加了拔河比賽，如果繩質量不計，且保持水平，在甲、乙兩隊的“拔河”比賽中，甲隊獲勝，則下列說法中正確的是()A．甲對乙的拉力始終大于乙對甲的拉力B．甲把乙加速拉過去時，甲對乙的拉力大于乙對甲的拉力C．只有當甲把乙勻速拉過去時，甲對乙的拉力大小才等于乙對甲的拉力大小D．甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大小，只是地面對甲的摩擦力大于地面對乙的摩擦力[解題心得]考向2相互作用力與一對平衡力的比較例6[2024·浙江省十校聯(lián)盟聯(lián)考]春節(jié)晚會上雜技《綻放》表演了花樣飛天，如圖是女演員舉起男演員的一個場景，兩位雜技演員處于靜止狀態(tài)．下列說法正確的是()A．水平地面對女演員的摩擦力水平向右B．水平地面對女演員的支持力和女演員所受重力是一對平衡力C．女演員對男演員的作用力大小小于男演員對女演員的作用力大小D．女演員對男演員的作用力大小等于男演員所受重力大小[解題心得]例7中國天眼(FAST)是目前世界上最大的單口徑射電望遠鏡，其反射面板由11萬余塊厚約1毫米的金屬薄板組成，因此面板的巡檢維護工作需采用“微重力蜘蛛人”系統(tǒng)，如圖甲所示，所謂的“微重力”是通過氦氣球的浮力“減輕人的重量”實現(xiàn)的．如圖乙所示是某次作業(yè)過程中處于靜止狀態(tài)的工作人員的示意圖，其與氦氣球連接的線保持豎直，下列說法正確的是()A.人對面板的壓力和面板對人的支持力是一對平衡力B．人對面板的作用力大小等于面板對人的作用力大小C．氦氣球對人的作用力大小等于人的重力大小D．面板對人的作用力大小等于人的重力大小思維提升應用牛頓第三定律應注意的三個問題(1)定律中的“總是”說明對于任何物體、在任何情況下牛頓第三定律都是成立的．(2)作用力與反作用力雖然等大反向，但因所作用的物體不同，所產生的效果(運動效果或形變效果)往往不同．(3)作用力與反作用力只能是一對物體間的相互作用力，不能涉及第三個物體．考向3轉換研究對象在受力分析中的應用例8[2024·河北邢臺市質檢]一個箱子放在水平地面上，箱內有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱與桿的質量為M，環(huán)的質量為m，如圖所示．已知重力加速度為g，環(huán)沿桿以加速度a勻加速下滑，則此時箱子對地面的壓力大小為()A．Mg＋mg－maB．Mg－mg＋maC．Mg＋mgD．Mg－mg思維提升在對物體進行受力分析時，如果不便直接通過分析求出物體受到的某些力時，可先求它的反作用力，再反過來求待求力．如求壓力時，可先求支持力，在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此．可見牛頓第三定律將起到非常重要的轉換研究對象的作用，使得我們對問題的分析思路更靈活、更寬闊．第1講牛頓運動三定律考點一必備知識·自主落實1．(1)勻速直線運動(2)慣性慣性維持加速度2．(1)勻速直線運動(2)大小(3)無關關鍵能力·思維進階1．解析：亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體才能運動，故A錯誤；伽利略通過“理想實驗”得出結論：力不是維持運動的原因，如果物體不受力，它將以這一速度永遠運動下去，故B正確；笛卡兒指出，如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向，故C正確；牛頓認為物體都具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質，故D正確．故選BCD.答案：BCD2．解析：在研究如何踢出“香蕉球”時，需要考慮踢在足球上的位置與角度，所以不可以把足球看作質點，故A錯誤；慣性只與質量有關，足球在飛行和觸網(wǎng)時質量不變，則慣性不變，故B正確；足球在飛行時腳已經離開足球，故在忽略空氣阻力的情況下只受重力，故C錯誤；觸網(wǎng)時足球對網(wǎng)的力與網(wǎng)對足球的力是相互作用力，大小相等，故D錯誤．故選B.答案：B3．解析：小球在水平方向上沒有施力物體，所以不受力，A錯誤，符合題意；小球水平方向不受力，所受的合力為零，以地面為參考系，小球的運動狀態(tài)并沒有改變，B正確，不符合題意；小球因為有慣性，要保持原來的勻速直線運動狀態(tài)，若突然看到原來靜止在水平桌面上的小球向后滾動，是小球相對于火車向后運動，說明火車正在向前做加速運動，C正確，不符合題意；牛頓第一定律適用于慣性參考系，加速的火車屬于非慣性參考系，不再適用，D正確，不符合題意．故選A.答案：A考點二必備知識·自主落實1．(1)正比反比相同(2)ma2．(1)基本導出(2)長度質量時間米千克秒(3)物理關系關鍵能力·思維進階例1解析：由于物體的加速度和合外力是瞬時對應關系，由此可知當力作用瞬間，物體會立即產生加速度，選項A正確；根據(jù)因果關系，合外力是產生加速度的原因，即物體由于受合外力作用，才會產生加速度，選項B錯誤；牛頓第二定律F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關，選項C正確；由牛頓第二定律可知物體所受合外力減小，加速度一定減小，如果合外力方向與運動方向相同，物體做加速運動，其速度會增大，如果合外力方向與運動方向相反，物體做減速運動，速度會減小，選項D正確．答案：ACD例2解析：對木塊進行受力分析，接觸彈簧后彈力不斷增大，開始接觸彈簧時，彈力小于力F，木塊仍將加速運動，但加速度變小，A、B均錯誤；在彈簧彈力大小等于恒力F時，木塊的加速度為零，速度最大，C正確；繼續(xù)壓縮彈簧，彈簧彈力大于F時，木塊開始做減速運動，隨彈簧彈力的逐漸增大，木塊所受合力反向且增大，加速度向右且不斷增大，D錯誤．答案：C例3解析：將拉力分解為沿水平方向的分量Fx和豎直方向的分量Fy，根據(jù)題意和牛頓第二定律可得f＝mg，豎直方向Fy－mg－fcos60°＝masin30°＝12mg，可得Fy＝2mg，水平方向Fx－fsin60°＝macos30°＝32mg，解得Fx＝3mg，因此拉力F的大小為F＝Fx2答案：D例4解析：小球在P點受力平衡，則有mg＝f，f＝μFN，F(xiàn)N＝kl聯(lián)立解得k＝4mgA正確；在PM之間任取一點A，令AO與MN之間的夾角為θ，則此時彈簧的彈力為F＝kl小球受到的摩擦力為f1＝μFN1＝μFsinθ化簡得f1＝μklθ在MP之間增大，在PN之間減小，即摩擦力先變大后變小，C錯誤；根據(jù)對稱性可知在任意關于P點對稱的點摩擦力大小相等，因此由對稱性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等，D正確；小球運動到P點下方l2時θF彈＝k(l－22l)＝(4－22)由牛頓第二定律：mg＋F彈cos45°－μF彈sin45°＝ma，解得a＝2g，B錯誤．故選AD.答案：AD考點三必備知識·自主落實1．相互2．相反同一條直線上關鍵能力·思維進階例5解析：甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對作用力與反作用力，大小始終相等，與運動狀態(tài)無關，即不管哪個獲勝，甲對乙的拉力大小始終等于乙對