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

第三章牛頓運動定律[定標——核心素養(yǎng)]物理觀念知道牛頓第一、第三定律，慣性、超重與失重等概念?？茖W思維牛頓第二定律的應用，運用動力學相關知識解決問題?？茖W探究探究加速度和合外力的關系。科學態(tài)度與責任航天器中的失重問題，牛頓運動定律在生活、科技中的應用。[定位——主干知識]2．超重和失重3．實驗：探究加速度與物體受力、物體質量的關系第1課時牛頓第一定律牛頓第三定律eq\a\vs4\al(基礎自修課)必備知識(一)物理學史、牛頓第一定律1．[運動和力的物理學史]在物理學史上，正確認識運動和力的關系且推翻“力是維持物體運動的原因”這個觀點的物理學家及建立慣性定律的物理學家分別是()A．亞里士多德、伽利略 B．伽利略、牛頓C．伽利略、愛因斯坦 D．亞里士多德、牛頓2．[牛頓第一定律和慣性](2020·浙江7月選考)如圖所示，底部均有4個輪子的行李箱a豎立、b平臥放置在公交車上，箱子四周有一定空間。當公交車()A．緩慢起動時，兩只行李箱一定相對車子向后運動B．急剎車時，行李箱a一定相對車子向前運動C．緩慢轉彎時，兩只行李箱一定相對車子向外側運動D．急轉彎時，行李箱b一定相對車子向內側運動3．[牛頓第一定律的STSE問題](多選)“復興號”高鐵在某段水平軌道上勻速行駛，假設高鐵上固定著盛滿水的紙杯。若突然發(fā)現(xiàn)紙杯中的水向右灑出，如圖所示，則關于高鐵在此種情況下的運動，下列描述正確的是()A．高鐵勻速向左運動 B．高鐵可能突然向左加速運動C．高鐵可能突然向左減速運動 D．高鐵可能突然向右減速運動[系統(tǒng)歸納]1．對定律的理解(1)揭示了物體的慣性：不受力的作用時，一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)。(2)揭示了力的作用對運動的影響：力是改變物體運動狀態(tài)的原因。2．對慣性的理解(1)保持“原狀”：物體在不受力或所受合外力為零時，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)。(2)反抗改變：物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為抗拒運動狀態(tài)改變。慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難以被改變。3．慣性大小只與質量相關4．牛頓第一定律的應用技巧(1)應用牛頓第一定律分析實際問題時，要把生活實際和理論問題聯(lián)系起來深刻認識力和運動的關系，正確理解力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯誤的直觀認識，養(yǎng)成正確的思維習慣。(2)如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，則物體必然受到不為零的合外力作用。因此，判斷物體的運動狀態(tài)是否改變，以及如何改變，應分析物體的受力情況。[精解詳析]1．選B伽利略通過斜面實驗正確認識了運動和力的關系，從而推翻了亞里士多德認為的“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點；牛頓在歸納總結伽利略、笛卡兒等科學家的結論基礎上得出了牛頓第一定律，即慣性定律，故選項B正確。2．選B緩慢起動的公交車具有向前的加速度，但加速度較小，兩只行李箱所受的靜摩擦力可能小于最大靜摩擦力，則行李箱可以相對公交車靜止，A項錯誤；急剎車時，a、b行李箱由于慣性，要保持原來的運動狀態(tài)，但a行李箱與底面的摩擦為滾動摩擦，比較小，故a行李箱會向前運動，b行李箱可能靜止不動，也可能向前運動，B項正確；緩慢轉彎時，公交車具有指向軌跡內側的較小的加速度，當行李箱所受的靜摩擦力足以提供其向心力時，行李箱相對車子靜止，C項錯誤；急轉彎時，公交車的加速度較大，若行李箱b所受的靜摩擦力不足以提供所需的向心力，則其做離心運動，即相對公交車向外側運動，若行李箱b所受的靜摩擦力足以提供所需的向心力，則其相對公交車靜止，D項錯誤。3．選BD若高鐵勻速向左運動，則水也勻速運動，速度不變，水不會從紙杯中灑出，A錯誤；高鐵突然向左加速，由于慣性，水還沒有來得及加速，所以高鐵向左的速度大于水向左的速度，可以出現(xiàn)圖示情況，B正確；高鐵突然向左減速，由于慣性，水還沒有來得及減速，所以高鐵向左的速度小于水向左的速度，水應向左灑出，C錯誤；高鐵突然向右減速，由于慣性，水還沒有來得及減速，所以高鐵向右的速度小于水向右的速度，水應向右灑出，D正確。必備知識(二)牛頓第三定律1．[牛頓第三定律的理解]沼澤的下面蘊藏著豐富的泥炭，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構導致人在其表面行走時容易下陷。若人下陷的過程是先加速后勻速運動，下列判斷正確的是()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[系統(tǒng)歸納]作用力與反作用力的三個關系2．[相互作用力與平衡力]近年來傳統(tǒng)民俗旅游日益火爆，如圖所示為游客乘坐馬車觀光的場景，馬拉著車在平直路面上加速前進，關于馬拉車的力與車拉馬的力，下列說法正確的是()A．由于馬車加速前進，馬拉車的力大于車拉馬的力B．只有馬車勻速前進，馬拉車的力才等于車拉馬的力C．馬拉車的力與車拉馬的力是一對平衡力，大小始終相等D．馬拉車的力與車拉馬的力是一對相互作用力，大小始終相等相互作用力與平衡力的比較一對平衡力一對作用力和反作用力不同點作用在同一物體上作用在兩個相互作用的不同物體上力的性質不一定相同一定是相同性質的力不一定同時產(chǎn)生、同時消失一定同時產(chǎn)生、同時消失作用效果可相互抵消作用效果不可抵消相同點大小相等，方向相反，作用在同一條直線上3．[轉換研究對象的方法]如圖所示，手推車的籃子里裝有一籃球，女孩把手推車沿斜面向上勻速推動，籃子的底面平行于斜面，靠近女孩的右側面垂直于底面，下列說法正確的有()A．籃子底面受到的壓力大于籃球的重力B．籃子對籃球的作用力小于籃球的重力C．人對籃球的作用力等于籃球的重力D．籃子右側面受到的壓力小于籃球的重力利用牛頓第三定律轉換研究對象如果不能直接求解物體受到的某個力時，可先求它的反作用力，如求壓力時可先求支持力，然后根據(jù)牛頓第三定律得到壓力的大小和方向。求摩擦力時也可以用此種方法轉換研究對象。[精解詳析]1．選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，故二力大小一定相等，故A、B、C錯誤，D正確。2．選D馬向前拉車的力和車向后拉馬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，A、B、C錯誤，D正確。3.選D對籃球受力分析，并運用合成法如圖所示，設斜面傾角為θ，根據(jù)幾何知識可知，籃子底部對籃球的支持力大小FN1＝mgcosθ，根據(jù)牛頓第三定律可知，籃子底面受到的壓力大小為mgcosθ＜mg，A錯誤；籃子右側面對籃球的支持力大小FN2＝mgsinθ，根據(jù)牛頓第三定律可知，籃子右側面受到的壓力大小為mgsinθ＜mg，D正確；籃子對籃球的作用力為FN1、FN2，合力大小等于籃球的重力，B錯誤；人對籃球沒有作用力，C錯誤。eq\a\vs4\al([本課小結與自主評價])[課堂鞏固落實]1．牛頓第一定律指出了物體不受力作用時的運動規(guī)律，但不能把牛頓第一定律理解為牛頓第二定律的特例。2．牛頓第一定律適用于慣性參考系，即相對于地面靜止或做勻速直線運動的參考系。3．慣性的大小僅由質量決定，比如懸掛在空氣中時乒乓球的慣性比對應的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中時乒乓球的慣性比對應的“水球”的慣性小。4．牛頓第三定律指出了作用力與反作用力間的關系，而且這種關系在宏觀、低速運動的情況下均適用。1．下列關于牛頓第一定律的說法中正確的是()A．牛頓第一定律是牛頓用實驗直接驗證獲得的B．牛頓第一定律告訴我們，只有靜止和勻速運動的物體才具有慣性C．牛頓第一定律的建立過程體現(xiàn)的是理想實驗的思維方法D．由牛頓第一定律可知，靜止的物體一定不受外力作用解析：選C牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實驗的基礎上，根據(jù)邏輯推理得出的，是以實驗為基礎，但又不是完全通過實驗得出，故A項錯誤；牛頓第一定律告訴我們，所有的物體都具有慣性，故B項錯誤；牛頓第一定律是在實驗的基礎上進一步的推理概括出來的科學理論，采用的理想實驗的思維方法與質點概念的建立一樣，都是一種科學的抽象思維方法，故C項正確；由牛頓第一定律可知，靜止的物體可能不受外力作用，也可能受合力為零，故D項錯誤。2．如圖所示，船夫用撐桿撐船前行，則()A．船對人的力小于人對船的力B．船對水的力大于水對船的力C．人對撐桿的力與撐桿對人的力大小相等D．撐桿對河底的力大于河底對撐桿的力解析：選C船對人的力與人對船的力，船對水的力與水對船的力，人對撐桿的力與撐桿對人的力，撐桿對河底的力與河底對撐桿的力，以上四對力都屬于作用力和反作用力，作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，選項C正確，A、B、D錯誤。3．下面一組照片記錄了一名騎車人因自行車前輪突然陷入一較深的水坑而倒地的過程。下列各選項是從物理的角度去解釋此情境的，其中正確的是()A．因為水坑里的水對自行車前輪的阻力太大，而使人和車一起倒地B．因為騎車人與自行車原來處于運動狀態(tài)，車前輪陷入水坑后前輪立刻靜止，但人與車的后半部分由于慣性仍保持原來的運動狀態(tài)，因此人和車一起倒地C．因為自行車的前輪陷入水坑后，自行車還能加速運動，所以人和車一起倒地D．因為自行車的前輪陷入水坑后，自行車的慣性立即消失，而人由于慣性將保持原有的運動狀態(tài)，故人向原來的運動方向倒地解析：選B騎車人摔倒的原因是車前輪陷入水坑立刻靜止，但人和車的后半部分由于慣性還要往前運動，只有B項正確。4.有人設計了一種交通工具，在平板車上裝了一個電風扇，電風扇運轉時吹出的風全部打到豎直固定在小車中間的風帆上，靠風帆受力而向前運動，如圖所示。對于這種設計，下列分析中正確的是()A．根據(jù)牛頓第二定律，這種設計能使小車向前運動B．根據(jù)牛頓第三定律，這種設計能使小車向前運動C．這種設計不能使小車向前運動，因為它違反了牛頓第二定律D．這種設計不能使小車向前運動，因為它違反了牛頓第三定律解析：選D以整體為研究對象，整體不受外力，因此這種設計不能使小車運行，風扇對風帆有一個力的作用，同時風帆對風扇有一個反作用力，D正確。5．(多選)如圖所示，大圓環(huán)質量為M，經(jīng)過環(huán)心的豎直鋼絲AB(質量不計)上套有一質量為m的橡皮球?，F(xiàn)讓橡皮球沿鋼絲以一定的初速度v0豎直向上運動，大圓環(huán)對地面無壓力。則橡皮球上升過程中()A．鋼絲對橡皮球的摩擦力為Mg，方向豎直向下B．鋼絲對橡皮球的摩擦力