2024高考物理一輪復習第三章牛頓運動定律第1講牛頓第一定律牛頓第三定律學案新人教版

PAGE9-第三章牛頓運動定律考試說明課程標準命題熱點1.通過試驗，探究物體運動的加速度與物體受力、質量的關系。理解牛頓運動定律，能用牛頓運動定律說明生產生活中的有關現(xiàn)象、解決有關問題。通過試驗，相識超重和失重現(xiàn)象。2．了解單位制在物理學中的重要意義。知道國際單位制中的力學單位。(1)牛頓其次定律的應用，整體法與隔離法分析、求解加速度。(2)兩類動力學問題的分析與計算。(3)動力學的圖象問題。(4)探究加速度與物體受力、質量的關系、測定動摩擦因數(shù)等。第1講牛頓第肯定律牛頓第三定律ZHISHISHULIZICEGONGGU學問梳理·自測鞏固學問點1力與運動的關系1．運動狀態(tài)及運動狀態(tài)的變更速度是描述物體運動狀態(tài)的物理量?！斑\動狀態(tài)的變更”是指物體的運動速度發(fā)生變更。2．力是物體產生加速度的緣由外力的作用使物體的速度發(fā)生變更，而速度發(fā)生變更肯定有加速度，所以力是使物體產生加速度的緣由。學問點2牛頓第肯定律1．牛頓第肯定律的內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它變更這種狀態(tài)為止。2．慣性的定義：一切物體都有保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。3．慣性的量度：質量是物體慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的物體慣性小。學問點3牛頓第三定律1．牛頓第三定律的內容：兩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．作用力與反作用力的特點：同時產生、同時消逝、同時變更、同性質、分別作用在相互作用的兩物體上，效果不能抵消。思索：人走在松軟的土地上而下陷時，人對地面的壓力大于地面對人的支持力，對嗎？[答案]不對。屬于作用力與反作用力，大小相等。思維診斷：(1)物體不受外力作用時肯定處于靜止狀態(tài)。(×)(2)在水平面上滑動的木塊最終停下來，是沒有外力維持木塊運動的結果。(×)(3)運動的物體慣性大，靜止的物體慣性小。(×)(4)做勻速直線運動的物體和靜止的物體沒有慣性。(×)(5)作用力與反作用力可以是不同性質的力。(×)(6)作用力與反作用力的作用效果不能抵消。(√),eq\o(\s\up7(自測鞏固),\s\do5(ZICEGONGGU))1．(2024·山東青島調研)關于力與運動的關系，下列說法中正確的是(C)A．必需有力的作用物體才能運動B．牛頓第肯定律可以用試驗干脆驗證C．志向斜面試驗否定了“力是維持物體運動的緣由”D．牛頓其次定律表明物體所受外力越大物體的慣性越大[解析]本題考查力與運動的關系。要變更物體的運動狀態(tài)必須要有力，即力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，物體不受力時也能保持勻速直線運動，故A錯誤；牛頓第肯定律是在試驗的基礎上進一步推理概括出來的科學理論，而不能干脆通過試驗得出，但能接受住實踐的檢驗，故B錯誤；伽利略通過志向斜面試驗否定了力是維持物體運動的緣由，推理出力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，故C正確；慣性的大小由物體的質量確定，與物體受力的大小無關，與是否受力也無關，故D錯誤。2．(2024·江蘇南京、鹽城二模)如圖所示，將物理課本放在水平桌面上，下列說法中正確的是(A)A．桌面對課本的支持力與課本的重力是一對平衡力B．桌面對課本的支持力與課本對桌面的壓力是一對平衡力C．桌面對課本的支持力與課本的重力是一對作用力與反作用力D．課本對桌面的壓力就是課本的重力[解析]本題考查作用力與反作用力和平衡力的區(qū)分。桌面對課本的支持力與課本的重力是一對平衡力，A正確，C錯誤；桌面對課本的支持力與課本對桌面的壓力是一對作用力與反作用力，B錯誤；課本對桌面的壓力是由于課本發(fā)生形變而產生的對桌面對下的壓力，施力物體是課本，方向垂直于桌面，大小等于課本的重力，但壓力不是重力，D錯誤。HEXINKAODIANZHONGDIANTUPO核心考點·重點突破考點一牛頓第肯定律的理解與應用1．牛頓第肯定律的意義(1)揭示了物體的一種固有屬性：牛頓第肯定律揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性。(2)揭示了力的本質：牛頓第肯定律明確了力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動的緣由，物體的運動不須要力來維持。(3)揭示了物體不受力作用時的運動狀態(tài)：牛頓第肯定律描述的只是一種志向狀態(tài)，而實際中不受力作用的物體是不存在的，當物體受外力但所受合力為零時，其運動效果跟不受外力作用時相同，物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。2．理解牛頓第肯定律與牛頓其次定律的關系(1)牛頓第肯定律不是試驗定律，它是以伽利略的“志向試驗”為基礎，經過科學抽象、歸納推理而總結出來的；牛頓其次定律是通過探究加速度與力和質量的關系得出的試驗定律。(2)牛頓第肯定律不是牛頓其次定律的特例，而是不受任何外力的志向狀況，在此基礎上，牛頓其次定律定量地指出了力和運動的聯(lián)系：F＝ma。例1(2024·福建省三明一中月考)科學思維和科學方法是我們相識世界的基本手段。在探討和解決問題的過程中，不僅須要相應的學問。還須要運用科學的方法。志向試驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設想了一個志向試驗，如圖所示。以下為他的設想步驟：①兩個對接的斜面，靜止的小球沿一個斜面滾下，小球將滾上另一個斜面；②假如沒有摩擦，小球將上升到原來釋放的高度；③減小其次個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍舊會達到原來的高度；④接著減小其次個斜面的傾角，最終使它成為水平面，小球會沿水平面做持續(xù)的勻速運動。通過對這個試驗的分析，我們可以得到的最干脆的結論是(B)A．自然界的一切物體都具有慣性B．光滑水平面上運動的小球，運動狀態(tài)的維持并不須要外力C．假如小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生變更D．小球受到的力肯定時，質量越大，它的加速度越小[解析]伽利略的志向斜面試驗只能說明小球具有慣性，推廣到一切物體的是牛頓，A錯誤；伽利略通過“志向斜面試驗”和科學推理，得出的結論是：力不是維持物體運動的緣由，光滑水平面上運動的小球，運動狀態(tài)的維持并不須要外力，B正確；假如小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生變更，這是牛頓得出的，C錯誤；小球受到的力肯定時，質量越大，它的加速度越小，這是牛頓其次定律內容，D錯誤。方法技巧：牛頓第肯定律的問題(1)留意聯(lián)系實際狀況，理解“慣性”與“力”的聯(lián)系。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)不變。物體所受合外力不為零時，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)變更的難易程度。(2)假如物體的運動狀態(tài)發(fā)生變更，則物體必定受到不為零的合外力作用。因此推斷物體的運動狀態(tài)是否變更以及如何變更，應分析物體的受力狀況。〔類題演練1〕(2024·湖北黃岡月考)遠在春秋戰(zhàn)國時代(公元前772～前221年)，我國杰出學者墨子認為：“力，刑之所以奮也?！薄靶獭蓖靶巍?，即物體；“奮，動也”，即起先運動或運動加快，對墨子這句關于力和運動觀點的理解，下列說法不正確的是(C)A．墨子認為力是變更物體運動狀態(tài)的緣由B．墨子認為力是使物體產生加速度的緣由C．此觀點與亞里士多德關于力和運動的觀點基本相同D．此觀點與牛頓關于力和運動的觀點基本相同[解析]“力，刑之所以奮也。”是說力是使物體起先運動的緣由或力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，使物體產生加速度的緣由，此觀點與牛頓關于力和運動的觀點基本相同。而亞里士多德認為有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止。故C錯誤，A、B、D正確?？键c二牛頓第三定律的理解與應用1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關”(1)“三同”：①大小相同；②性質相同；③變更狀況相同。(2)“三異”：①方向不同；②受力物體不同；③產生的效果不同。(3)“三無關”：①與物體的種類無關；②與物體的運動狀態(tài)無關；③與物體是否和其他物體存在相互作用無關。2．“一對相互作用力”與“一對平衡力”的比較內容一對相互作用力一對平衡力受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上作用時間同時產生，同時消逝，同時變更不肯定同時產生或消逝力的性質肯定是同性質的力可以是同性質的力，也可以是不同性質的力大小關系大小相等大小相等方向關系方向相反且共線方向相反且共線依靠關系相互依存，不行單獨存在無依靠關系，撤除一個力，另一個力依舊可以存在，只是不再平衡例2(2024·陜西黃陵中學模擬)(多選)一物體受水平繩的拉力作用由靜止起先前進，先做加速運動，然后改為做勻速運動，再改為做減速運動。則(CD)A．加速前進時，繩拉物體的力大于物體拉繩的力B．減速前進時，繩拉物體的力等于物體受到的摩擦力C．勻速運動時，繩拉物體的力等于物體受到的摩擦力D．不管物體如何運動，繩拉物體的力都等于物體拉繩的力[解析]本題考查相互作用力在不同運動狀態(tài)時的分析。繩拉物體的力與物體拉繩的力是一對作用力與反作用力，它們總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，與運動狀態(tài)無關，故選項A誤，選項D正確；當物體做加速運動時，依據(jù)牛頓其次定律可知，其受到的拉力大于其受到的摩擦力，當物體勻速運動時，合力為零，拉力等于摩擦力，當物體減速運動時，拉力小于摩擦力，故選項B錯誤，C正確。規(guī)律總結：應用牛頓第三定律應留意的三個問題(1)定律中的“總是”說明對于任何物體，在任何狀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，不能牽扯第三個物體?！差愵}演練2〕(2024·江蘇清江中學月考)(多選)把一木塊放在水平桌面上保持靜止，下列說法中正確的是(AB)A．木塊對桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊的重力B．木塊對桌面的壓力和桌面對木塊的支持力作用效果不能抵消C．木塊對桌面的壓力就是木塊的重力，施力物體是地面D．木塊對桌面的壓力與桌面對木塊的支持力是一對平衡力[解析]本題考查相互作用力與平衡力的概念及各力大小的比較。木塊放在水平桌面上保持靜止，桌面對木塊的支持力大小等于木塊的重力；依據(jù)牛頓第三定律，木塊對桌面的壓力大小等于桌面對木塊的支持力大小，所以木塊對桌面的壓力大小在數(shù)值上等于木塊受的重力，故A正確；木塊對桌面的壓力和桌面對木塊的支持力是作用力與反作用力，分別作用在桌面和木塊上，作用效果無法抵消，故B正確，D錯誤；木塊對桌面的壓力大小等于木塊的重力，但不能說木塊對桌面的壓力就是木塊的重力，因為兩者產生的緣由、施力物體和受力物體等都不同，木塊對桌面的壓力的施力物體是木塊，故C錯誤?？键c三應用牛頓第三定律轉換探討對象轉換探討對象是解決力學問題時常常用到的解題策略。當物體的某個力不簡單求時，可依據(jù)作用力與反作用力的關系，先求它的反作用力，如求壓力時，可先求支持力，摩擦力的求解在許多問題中亦是如此。利用牛頓第三定律轉換探討對象，可以使我們分析問題的思路更敏捷，更開闊。例3(2024·山東青島市模擬)(多選)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如圖所示，則有(AD)A．人對木箱底的壓力大小為G2＋FB．人對木箱底的壓力大小為G2C．木箱對地面的壓力大小為G2＋G1－FD．木箱對地面的壓力大小為G1＋G2[解析]對人隔離受力分析有：豎直向下的重力G2、向下的作用力F、向上的支持力FN，可得FN＝G2＋F，依據(jù)牛頓第三定律，人對木箱底的壓力大小為G2＋F，選項A正確，B錯誤；將人與木箱看成一個整體，可得木箱對地面的壓力大小為G1＋G2，選項C錯誤，D正確。〔類題演練3〕如圖所示，質量為m的木塊在質量為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摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，若長木板仍處于靜止狀態(tài)，則長木板對地面的摩擦力大小和方向肯定為(B)A．μ1(m＋M)g，向左 B．μ2mg，向右C．μ2mg＋ma，向右 D．μ1mg＋μ2Mg，向左[解析]長木板處于靜止狀態(tài)，水平方向受兩個力：木塊對長木板向右的滑動摩擦力，大小為f1＝μ2mg，地面對長木板向左的靜摩擦力f2，據(jù)平衡條件得f2＝f1＝μ2mg，依據(jù)牛頓第三定律，長木板對地面的摩擦力大小為μ2mg，方向向右，故B正確。JIEDUANPEIYOUCHAQUEBULOU階段培優(yōu)·查缺補漏慣性的“相對性”一、空氣中的鐵球和塑料球例4如圖所示，一容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛一只鐵球和一只塑料球，容器中鐵球和塑料球都處于靜止狀態(tài)，當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是(以小車為參考系)(C)A．鐵球向左，塑料球向右B．鐵球向右，塑料球向左C．鐵球和塑料球都向左D．鐵球和塑料球都向右[解析]由于慣性，當容器隨小車突然向右運動時，鐵球和塑料球都相對容器向左運動，C正確。二、水中的鐵球和塑料球例5(原創(chuàng)題)甲瓶子盛滿水，在密封塞上用細繩懸掛一個鐵球，乙瓶子盛滿水，在密封塞上用等長細繩懸掛與小鐵球體積相同的小泡沫塑料球，且將乙瓶子倒置，如下圖(1)所示，甲乙兩個瓶子均固定在小車上。當小車突然向前運動時，則兩球的存在狀態(tài)為(A)[解析]對A選項所示狀況，可設想一個與金屬小球等體積的水球。金屬球位置的變更，必定代替這個水球的位置。而同體積的水球和金屬球，金屬球的質量大，慣性大，運動狀態(tài)不簡單變更，故相對水球來說滯后。同理，由于同體積水球的質量大于泡沫塑料球的質量，水球慣性大，相對泡沫塑料球來說水球滯后，泡沫塑料球相對水球在前，因此A選項正確。反思領悟：(1)質量是物體慣性大小的唯一量度，物體的質量越大，慣性越大，狀態(tài)越難變更。(2)懸掛在空氣中的鐵球和塑料球的慣性都比對應的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中的塑料球的慣性沒有對應的“水球”的慣性大。2NIANGAOKAOMONIXUNLIAN2年高考·模擬訓練1．(2024·安徽皖中名校聯(lián)盟聯(lián)考)下列說法正確的是(D)A．牛頓認為力是維持物體運動的緣由B．牛頓第肯定律、牛頓其次定律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[解析]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，牛頓第肯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。2．(2024·山東聊城東阿縣月考)(多選)如圖甲所示，重物A用一根輕彈簧懸于天花板下，畫出重物和彈簧的受力圖如圖乙、丙所示。關于這四個力的說法，正確的是(ABC)A．F3與F4是一對平衡力B．F1的反作用力是F3C．F1的施力物體是彈簧D．F1與F2是一對作用力與反作用力[解析]F3與F4是一對平衡力，A正確