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1、必修一 第三章 牛頓運(yùn)動定律
第1講 牛頓第一定律 牛頓第三定律
牛頓第一定律?、?考綱要求)
1.內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(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
(1)指出力不是維持物體運(yùn)動的原因,而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,即力是產(chǎn)生加速度的原因.
(2)指出了一切物體都有慣性,因此牛頓第一定律又稱慣性定律.
3.慣性
(1)定義:物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).
(2)量度:質(zhì)量是物體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?。?
(3)普遍性:慣性是物體的固有屬性,一切物體都有慣性
2、.
牛頓第三定律?、?考綱要求)
1.作用力和反作用力:兩個(gè)物體之間的作用總是相互的.一個(gè)物體對另一個(gè)物體施加了力,另一個(gè)物體一定同時(shí)對這一個(gè)物體也施加了力.
2.牛頓第三定律:兩個(gè)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.
作用力與反作用力的關(guān)系可總結(jié)為“三同、三異、三無關(guān)”.
(1)三同
(2)三異
(3)三無關(guān)
1.16世紀(jì)末,伽利略用實(shí)驗(yàn)和推理,推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動的理論,開啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元.在以下說法中,與亞里士多德觀點(diǎn)相反的是( ).
A.四匹馬拉的車比兩匹
3、馬拉的車跑得快,這說明:物體受的力越大,速度就越大
B.一個(gè)運(yùn)動的物體,如果不再受力了,它總會逐漸停下來,這說明:靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時(shí)間不受力時(shí)的“自然狀態(tài)”
C.兩物體從同一高度自由下落,較重的物體下落較快
D.一個(gè)物體維持勻速直線運(yùn)動,不需要受力
解析 亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,力越大,物體運(yùn)動得越快,沒有力的作用,物體將會逐漸停下來,故A、B、C均是亞里士多德的觀點(diǎn),只有D中說法與亞里士多德的觀點(diǎn)相反.
答案 D
2.下列關(guān)于慣性的說法中正確的是( ).
A.物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動時(shí)才有慣性
B.汽車速度越大剎車后越難停下來,表明速度越大慣性越大
4、
C.宇宙飛船中的物體處于完全失重狀態(tài),所以沒有慣性
D.乒乓球可以被快速抽殺,是因?yàn)槠古仪虻膽T性小
解析 慣性是物體的固有屬性,與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),A錯(cuò)誤;慣性的大小僅取決于質(zhì)量,與其速度的大小及運(yùn)動的時(shí)間無關(guān),B錯(cuò)誤;處于完全失重狀態(tài)的物體,失去的不是重力,更不是質(zhì)量,而是物體對懸掛物或支撐物的彈力為零,C錯(cuò)誤;乒乓球可以被快速抽殺,是由于它的質(zhì)量小,即慣性小,D正確,本題答案為D.
答案 D
3.關(guān)于運(yùn)動狀態(tài)與所受外力的關(guān)系,下面說法中正確的是( ).
A.物體受到恒定的力作用時(shí),它的運(yùn)動狀態(tài)不發(fā)生改變
B.物體受到不為零的合力作用時(shí),它的運(yùn)動狀態(tài)要發(fā)生改變
C.物體受
5、到的合力為零時(shí),它一定處于靜止?fàn)顟B(tài)
D.物體的運(yùn)動方向與它所受的合力的方向一定相同
解析 力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,只要物體受力(合力不為零),它的運(yùn)動狀態(tài)就一定會改變,A錯(cuò)誤、B正確;物體不受力或合力為零,其運(yùn)動狀態(tài)一定不變,處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài),C錯(cuò)誤;物體的運(yùn)動方向與它所受合力方向可能相同,也可能相反,還可能不在一條直線上,D錯(cuò)誤.
答案 B
4.關(guān)于兩個(gè)物體間的作用力和反作用力,下列說法正確的是( ).
A.作用力和反作用力一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失
B.作用力和反作用力可以不同時(shí)產(chǎn)生
C.作用力和反作用力不一定是相同性質(zhì)的力
D.作用力和反作用力的效果會相互抵消
6、
解析 作用力和反作用力一定是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,力的性質(zhì)一定相同,由于作用在兩個(gè)物體上,力的作用效果不能相互抵消,故A對,B、C、D錯(cuò).
答案 A
5.
圖3-1-1
如圖3-1-1所示,杯子放到水平桌面上時(shí),下列關(guān)于F1和F2的說法正確的是( ).
A.力F1就是杯子的重力
B.力F1和力F2是一對平衡力
C.力F1和力F2是一對作用力和反作用力
D.力F1的大小大于力F2的大小
解析 力F1和F2分別是杯子對桌面的壓力和桌面對杯子的支持力,它們是一對相互作用力,二者大小相等,方向相反,不是平衡力,故C對,A、B、D都錯(cuò).
答案 C
考點(diǎn)一 牛頓
7、第一定律的理解
1.明確了慣性的概念
牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個(gè)重要屬性——慣性,即物體總保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì).
2.揭示了力的本質(zhì)
牛頓第一定律對力的本質(zhì)進(jìn)行了定義:力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動的原因,物體的運(yùn)動并不需要力來維持.
3.揭示了不受力作用時(shí)物體的運(yùn)動狀態(tài)
牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài),而實(shí)際中不受外力作用的物體是不存在的,當(dāng)物體受外力但所受合力為零時(shí),其運(yùn)動效果跟不受外力作用時(shí)相同,物體都將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)不變.
【典例1】
在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車,
圖3-1-2
車上固定一盛滿
8、水的碗.現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出,水灑出的情況如圖3-1-2所示,則關(guān)于小車在此種情況下的運(yùn)動,下列敘述正確的是( ).
A.小車勻速向左運(yùn)動
B.小車可能突然向左加速
C.小車可能突然向左減速
D.以上說法都不對
解析 原來水和小車相對靜止以共同速度運(yùn)動,水突然向右灑出有兩種可能:①原來小車向左運(yùn)動,突然加速,碗中水由于慣性保持原速度不變,故相對碗向右灑出.②原來小車向右運(yùn)動,突然減速,碗中水由于慣性保持原速度不變,相對于碗向右灑出,故B正確.
答案 B
——用慣性解釋運(yùn)動現(xiàn)象的思路
日常生活中有很多與慣性相關(guān)的運(yùn)動現(xiàn)象,如人乘車時(shí)的前傾后仰、跑步時(shí)的跌跟頭、用鐵錘釘釘子等
9、,運(yùn)用慣性知識解釋這些現(xiàn)象的思路是:
(1)明確要研究的是哪個(gè)物體或物體的哪一部分,它原來處于什么運(yùn)動狀態(tài).
(2)確定外力作用在此物體的什么位置,物體在此位置的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化.
(3)由于慣性的原因,物體上沒受力的部分保持原運(yùn)動狀態(tài).
(4)物體的不同部位運(yùn)動狀態(tài)不同,引起了慣性現(xiàn)象的出現(xiàn).
【變式1】
就一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象,某同學(xué)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(jī)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(jī),這表明可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性
B.射出槍膛的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透
10、,這表明它的慣性變小了
C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí),經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂,這會改變它的慣性
D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí),車手一方面要控制適當(dāng)?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(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的
解析 采用了大功率的發(fā)動機(jī)后,可以提高車速,但功率的大小與慣性無關(guān).只要質(zhì)量不變,慣性就不變,故A錯(cuò);慣性與運(yùn)動時(shí)間無關(guān),故B錯(cuò);摘下或加掛車廂,會使列車的質(zhì)量增大或減小,慣性發(fā)生變化,故C對;摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí),身體稍微向里傾斜是改變其受力情況,慣性與力無關(guān),故D錯(cuò).
答案 C
考點(diǎn)二 對牛頓第三定律的理解
【典例2】
在滑冰場上,甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上,原來靜止不
11、動,在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動.假定兩板與冰面間的動摩擦因數(shù)相同.已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn),這是由于( ).
A.在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力
B.在推的過程中,甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間
C.在剛分開時(shí),甲的初速度大于乙的初速度
D.在分開后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小
解析 作用力、反作用力總是等大、反向,且同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失、作用時(shí)間相等,故A、B錯(cuò);對兩小孩分開后應(yīng)用牛頓第二定律得μmg=ma,所以a=μg,因?yàn)閮砂迮c冰面間的動摩擦因數(shù)相同,故加速度相同,D錯(cuò);分開后,甲、乙都做勻減速運(yùn)動直到停下,由2as=v2,s甲>s乙,得v甲>v乙,
12、C對.
答案 C
——此題容易錯(cuò)選D.
誤認(rèn)為:兩人的推力一樣,作用時(shí)間一樣,分開時(shí)的速度一樣,由2as=v2得出a甲
13、拉力
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,所以甲獲勝
解析 物體的運(yùn)動狀態(tài)是由其自身的受力情況決定的,只有當(dāng)物體所受的合外力不為零時(shí),物體的運(yùn)動狀態(tài)才會改變,不論物體處于何種狀態(tài),物體間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,由于它們作用在不同的物體上,其效果可以不同.甲加速前進(jìn)的原因是甲受到的地面的摩擦力大于繩子對甲的拉力;乙加速后退的原因是繩子對乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力;但是,根據(jù)牛頓第三定律,甲對乙的拉力大小始終等于乙對甲的拉力大?。瓺正確.
答案 D
7.考查對牛頓運(yùn)動定律的理解
閱卷教師揭秘
(1
14、)命題分析
近年來的高考試題中,對牛頓運(yùn)動定律的理解方面的命題雖然不多,但做為基礎(chǔ)題出現(xiàn)也需引起高度重視.試題主要考查慣性的概念、加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系、作用力與反作用力等.例如2020廣東20題,2020浙江14題,2020上海4題等.
(2)主要題型:選擇題
(3)卷面錯(cuò)因
①思維定勢作用造成審題不清.
②不能正確區(qū)分作用力和反作用與一對平衡力.
③不能正確理解力與運(yùn)動的關(guān)系,認(rèn)為只要有力作用在物體上,物體就運(yùn)動.
(4)解決方法
①正確理解牛頓三個(gè)運(yùn)動定律.
②注意審題,提取有用信息.
③弄清要判斷的問題屬于牛頓的哪個(gè)定律所解決的范疇.
【典例】 (2020
15、·浙江卷,14)
圖3-1-4
如圖3-1-4所示,甲、乙兩人在冰面上“拔河”.兩人中間位置處有一分界線,約定先使對方過分界線者為贏.若繩子質(zhì)量不計(jì),冰面可看成光滑,則下列說法正確的是( ).
A.甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力
B.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力
C.若甲的質(zhì)量比乙大,則甲能贏得“拔河”比賽的勝利
D.若乙收繩的速度比甲快,則乙能贏得“拔河”比賽的勝利
教你審題
關(guān)鍵點(diǎn):冰面隱含光滑甲拉繩,乙也拉繩甲與繩、乙與繩之間存在作用力和反作用力(兩對);
繩受甲、乙的拉力(一對平衡力)牛頓第二、三定律及s=at2
,討論
自己試
16、一試!
解析 甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是作用力與反作用力,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.甲對繩的拉力與乙對繩的拉力作用在同一物體上,不是作用力與反作用力,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.設(shè)繩子的張力為F,則甲、乙兩人受到繩子的拉力大小相等,均為F,若m甲>m乙,則由a=得,a甲
17、星內(nèi)的儀器由于完全失重慣性消失了
C.鐵餅運(yùn)動員在擲出鐵餅前快速旋轉(zhuǎn)可增大慣性,飛得更遠(yuǎn)
D.月球上物體的重力只有在地面上的,但是慣性沒有變化
解析 慣性只與質(zhì)量有關(guān),與速度無關(guān),A、C不正確;失重或重力加速度發(fā)生變化時(shí),物體質(zhì)量不變,慣性不變,所以B錯(cuò)D對.
答案 D
二、對牛頓第三定律的考查(中頻考查)
2.(2020·廣東理綜,20)下列關(guān)于力的說法正確的是( ).
①作用力和反作用力作用在同一物體上?、谔栂抵械男行蔷艿教柕囊ψ饔谩、圻\(yùn)行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變 ④伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說明了力不是維持物體運(yùn)動的原因
A.①② B.③④ C.①③ D.②
18、④
解析 作用力和反作用力作用在兩個(gè)不同的物體上,①錯(cuò)誤;太陽系中的所有行星都要受到太陽的引力,且引力方向沿著兩個(gè)星球的連線指向太陽,②正確、③錯(cuò)誤;伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說明力不是維持物體運(yùn)動的原因,④正確.
答案 D
3.(2020·上海綜合,4)在日常生活中,小巧美觀的冰箱貼使用廣泛.一磁性冰箱貼貼在冰箱的豎直表面上靜止不動時(shí),它受到的磁力( ).
A.小于受到的彈力
B.大于受到的彈力
C.和受到的彈力是一對作用力與反作用力
D.和受到的彈力是一對平衡力
解析 因磁性冰箱貼靜止不動,在水平方向上受到兩個(gè)力:磁力與彈力,應(yīng)為平衡力,所以D正確,A、B、C錯(cuò)誤.
答案 D