【優(yōu)化方案】2022屆高三物理大一輪復習-第3章-第1節(jié)-牛頓第1、第3定律-教學講義-

2022高考導航考綱呈現(xiàn)1．牛頓運動定律、牛頓運動定律的應用Ⅱ2．超重和失重Ⅰ3．單位制：要知道中學物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位，包括小時、分、升、電子伏特(eV)Ⅰ試驗四：驗證牛頓運動定律說明：知道國際單位制中規(guī)定的單位符號．熱點視角1．高考對本章學問的考查照舊是重點，特殊是牛頓運動定律與曲線運動、萬有引力及電磁學等相結(jié)合的題目毀滅的可能性較大．2．對牛頓其次定律的考查照舊會放在瞬時關系、兩類基本問題及連接體問題等內(nèi)容上．3．對基本概念的考查主要涉及力和運動、超重、失重等方面．應當留意牛頓第三定律的學問可能會在高考中毀滅．第一節(jié)牛頓第一、第三定律[同學用書P40]一、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轉(zhuǎn)變這種狀態(tài)．2．意義(1)揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第確定律又叫慣性定律．(2)揭示了力與運動的關系：力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由，而是轉(zhuǎn)變物體運動狀態(tài)的緣由，即產(chǎn)生加速度的緣由．1.(多選)關于牛頓第確定律的說法正確的是()A．牛頓第確定律不能在試驗室中用試驗驗證B．牛頓第確定律說明力是轉(zhuǎn)變物體運動狀態(tài)的緣由C．物體不受外力作用時，確定處于靜止狀態(tài)D．物體的運動不需要力來維持答案：ABD二、慣性1．定義：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)．3．量度：質(zhì)量是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?。?．普遍性：慣性是物體的本質(zhì)屬性，一切物體都有慣性．與物體的運動狀況和受力狀況無關．2.(多選)伽利略依據(jù)小球在斜面上運動的試驗和抱負試驗，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學的基礎．早期物理學家關于慣性有下列說法，其中正確的是()A．物體抵制運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性B．不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性，速度不變的物體有慣性，速度轉(zhuǎn)變的物體沒有慣性C．行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性D．運動物體假如沒有受到力的作用，將連續(xù)以同一速度沿同始終線運動答案：AD三、牛頓第三定律1．內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，而且在一條直線上．2．表達式：F＝－F′.特殊提示：(1)作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消逝，同種性質(zhì)，作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生的效果，不會相互抵消．(2)作用力和反作用力的關系與物體的運動狀態(tài)無關．3.(單選)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，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答案：D考點一牛頓第確定律[同學用書P41]1．明確了慣性的概念．2．揭示了力的本質(zhì)．3．揭示了不受力作用時物體的運動狀態(tài)．(單選)下列關于牛頓第確定律以及慣性概念的說法中，正確的是()A．牛頓第確定律說明，只有不受外力的物體才保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)B．物體運動狀態(tài)發(fā)生變化則物體確定受到力的作用C．慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的D．物體的運動不需要力來維持，但物體的運動速度越大時其慣性也越大[解析]當物體所受的合力為零時，物體也可以處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，故A項錯誤．由牛頓第確定律可知，力是轉(zhuǎn)變物體運動狀態(tài)的緣由，故B項正確．慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律(即牛頓第確定律)則反映物體在確定條件下的運動規(guī)律，C項錯誤．雖然物體的運動不需要力來維持，但物體的慣性與運動速度大小無關，D項錯誤．[答案]B[總結(jié)提升](1)牛頓第確定律并非試驗定律．它是以伽利略的“抱負試驗”為基礎，經(jīng)過科學抽象，歸納推理而總結(jié)出來的．(2)慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種固有屬性，與物體是否受力、受力的大小無關，與物體是否運動、運動速度的大小也無關．1.(單選)關于慣性的大小，下列說法中正確的是()A．高速運動的物體不簡潔停下來，所以物體運動速度越大，慣性越大B．用相同的水平力分別推放在地面上的兩個材料不同的物體，則難以推動的物體慣性大C．兩個物體只要質(zhì)量相同，那么慣性大小就確定相同D．在月球上舉重比在地球上簡潔，所以同一個物體在月球上比在地球上慣性小解析：選C.慣性是物體的固有屬性，只與物體的質(zhì)量有關，與物體的速度、受力狀況和地理位置均無關，C正確．考點二牛頓第三定律的理解與應用[同學用書P41]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(zhì)相同；③變化狀況相同．(2)“三異”：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生效果不同．(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．相互作用力與平衡力的比較作用力和反作用力一對平衡力不同點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依靠關系同時產(chǎn)生、同時消逝不愿定同時產(chǎn)生、同時消逝疊加性兩力作用效果不行抵消，不行疊加，不行求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零力的性質(zhì)確定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不愿定相同相同點大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上(單選)(2021·南寧模擬)手拿一個錘頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了．對于這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．錘頭敲玻璃的力大于玻璃對錘頭的作用力，所以玻璃才碎裂B．錘頭受到的力大于玻璃受到的力，只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂C．錘頭和玻璃之間的作用力應當是等大的，只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂D．由于不清楚錘頭和玻璃的其他受力狀況，所以無法推斷它們之間的相互作用力的大小[解析]錘頭敲玻璃的力與玻璃對錘頭的力是作用力與反作用力的關系，不論力的作用效果如何，兩者總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．故C正確．[答案]C2.(多選)用手托著一塊磚，開頭時靜止不動，后來手突然向上加速運動，下列推斷正確的是()A．靜止時，磚受到的支持力等于磚的重力B．加速時，磚對手的壓力大于磚的重力C．靜止時，磚受到的支持力等于磚對手的壓力D．加速時，磚受到的支持力大于磚對手的壓力解析：選ABC.靜止時，重力與支持力是一對平衡力，大小相等，A正確；不論靜止還是加速，支持力和壓力都是一對相互作用力，大小相等，故C正確，D錯誤；加速時，支持力大于重力，則壓力大于重力，故B正確．[同學用書P42]物理思想——用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換爭辯對象作用力與反作用力，二者確定等大反向，分別作用在兩個物體上．當待求的某個力不簡潔求時，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．在很多問題中，摩擦力的求解亦是如此．建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料．質(zhì)量為70.0kg的工人站在水平地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升，忽視繩子和定滑輪的質(zhì)量及兩者間的摩擦，求：地面受到的壓力和摩擦力大小．(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)[審題點睛](1)求地面受力eq\o(,\s\up12(轉(zhuǎn)換爭辯對象),\s\do5(牛頓第三定律))人受力→平衡條件(2)繩受力→建筑材料→牛頓其次定律[解析]建筑材料受力如圖：由牛頓其次定律得：F1－mg＝ma代入數(shù)據(jù)解得：F1＝220N因此繩對人的拉力F2＝F1＝220N人受力如圖所示由平衡條件得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F2·cos53°＝Ff,F2·sin53°＋FN＝Mg))代入數(shù)據(jù)解得：FN＝524N，F(xiàn)f＝132N由牛頓第三定律得：人對地面的壓力大小為524N，地面受到的摩擦力大小為132N.[答案]524N132N3.(單選)一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示．已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱對地面的壓力大小為()A．Mg＋Ff B．Mg－FfC．Mg＋mg D．Mg－mg解析：選A.環(huán)在豎直方向上受重力及箱子的桿給它的豎直向上的摩擦力Ff，受力狀況如圖甲所示，依據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應給桿一個豎直向下的摩擦力F′f，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對它的支持力FN及環(huán)給它的摩擦力F′f，受力狀況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg.依據(jù)牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力，即F′N＝Mg＋Ff，故選項A正確．[同學用書P42]1.(單選)(2022·高考北京卷)伽利略制造的把試驗、假設和規(guī)律推理相結(jié)合的科學方法，有力地促進了人類科同學疏的進展．利用如圖所示的裝置做如下試驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面對下運動，并沿右側(cè)斜面上升．斜面上先后鋪墊三種粗糙程度漸漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.依據(jù)三次試驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是()A．假如斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B．假如小球不受力，它將始終保持勻速運動或靜止狀態(tài)C．假如小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生轉(zhuǎn)變D．小球受到的力確定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小解析：選A.本題考查伽利略試驗，選項之間有確定的規(guī)律性．需要考生有確定的思維辨別力氣．先分析題目本身，題目給出斜面上鋪墊三種粗糙程度漸漸降低的材料，小球的位置依次為1、2、3，認真審題，題目要求是得到的直接結(jié)論．由題目試驗，我們不難想象當斜面確定光滑時，在斜面上沒有能量損失，因此可以上升到與O點等高的位置．而B、C、D，從題目不行以直接得出．綜上，本題選A.2．(單選)(2021·唐山模擬)牛頓在總結(jié)C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的爭辯結(jié)果后，提出了出名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關系，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，人對車的作用力大于車對人的作用力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解析：選D.由牛頓第三定律可知，作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消逝，A項錯；壓力和支持力作用在不同的兩個物體上，而平衡力是作用在同一物體上的，B項錯；作用力與反作用力等大反向，故人對車的作用力等于車對人的作用力，C項錯；物體對地面的摩擦力等于地面對物體的摩擦力，D項正確．3．(多選)(2021·茂名模擬)跳高運動員從地面起跳的瞬間，下列說法中正確的是()A．運動員對地面的壓力大于運動員受到的重力B．地面對運動員的支持力大于運動員受到的重力C．地面對運動員的支持力大于運動員對地面的壓力D．運動員對地面的壓力大小等于運動員受到的重力解析：選AB.壓力與支持力是相互作用力，大小相等，C錯誤；跳起瞬間，支持力大于重力，則壓力大于重力，故A、B正確，D錯誤．4．(單選)如圖為伽利略的“抱負試驗”示意圖，兩個斜面對接，讓小球從其中一個固定的斜面滾下，又滾上另一個傾角可以轉(zhuǎn)變的斜面，斜面的傾角漸漸減小直至為零．這個試驗的目的是為了說明()A．假如沒有摩擦，小球?qū)⑦\動到與釋放時相同的高度B．假如沒有摩擦，小球運動時機械能守恒C．維持物體做勻速直線運動并不需要力D．假如物體不受到力，就不會運動解析：選C.為反對亞里士多德關于物體運動和力關系的錯誤觀點，伽利略依據(jù)牢靠的事實為基礎，以抽象為主導，經(jīng)過科學推理，做了這個想象中的試驗，試驗的真正目的是找出運動和力的關系，并非選項A和B敘述的狀況，故A、B均錯，C正確；在不受外力作用時，一切物體都有保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)的性質(zhì)，故D錯誤．5．(單選)不同質(zhì)量的汽車在同一水平大路上直線行駛，則下列說法中正確的是()A．車速越大的汽車，它的慣性越大B．質(zhì)量越大的汽車，它的慣性越大C．車速越大的汽車，緊急剎車后滑行的路程越短D．質(zhì)量越大的汽車，緊急剎車后滑行的路程越長解析：選B.質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大，A錯誤，B正確；緊急剎車后，汽車做勻減速直線運動，此時v2＝2μgx，由此可知速度越大的汽車，滑行的路程越長，與汽車的質(zhì)量無關，C、D錯誤．6．(單選)如圖所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”．兩人中間位置處有一分界線，商定先使對方過分界線者為贏．若繩子質(zhì)量不計，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”競賽的成功D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”競賽的成功解析：選C.依據(jù)牛頓第三定律，甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對作用力與反作用力，A錯誤；由于甲對繩的拉力和乙對繩的拉力都作用在繩上，故B錯誤；依據(jù)牛頓其次定律a＝eq\f(F,m)和x＝eq\f(1,2)at2，因繩對甲、乙的拉力相等，若甲的質(zhì)量比較大，則甲的位移較小，乙先過界，C正確；“拔河”競賽的輸贏只與甲、乙的質(zhì)量有關，與收繩速度無關，D錯誤．一、單項選擇題1．(2021·湖北部分重點中學聯(lián)考)伽利略和牛頓都是物理學進展史上最宏大的科學家，巧合的是，牛頓就誕生在伽利略去世后其次年．下列關于力和運動關系的說法中，不屬于他們觀點的是()A．自由落體運動是一種勻變速直線運動B．力是使物體產(chǎn)生加速度的緣由C．物體都具有保持原來運動狀態(tài)的屬性，即慣性D．力是維持物體運動的緣由解析：選D.伽利略通過斜面試驗以及規(guī)律推理證明自由落體運動是一種勻變速直線運動，A項不符合題意；牛頓第確定律表明力是產(chǎn)生加速度的緣由、慣性是物體的固有屬性，B、C項不符合題意；亞里士多德認為力是維持物體運動的緣由，D項符合題意．2.(2021·浙江蒼南月考)有人做過這樣一個試驗：如圖所示，把雞蛋A快速向另一個完全一樣的靜止的雞蛋B撞去(用同一部分撞擊)，結(jié)果每次都是被撞擊的雞蛋B被撞破．則下面說法不正確的是()A．A對B的作用力的大小等于B對A的作用力的大小B．A對B的作用力的大小大于B對A的作用力的大小C．A蛋碰撞瞬間，其內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性會對A蛋殼產(chǎn)生向前的作用力D．A蛋碰撞部位除受到B對它的作用力外，還受到A蛋中蛋黃和蛋白對它的作用力，所以所受合力較小解析：選B.A對B的作用力和B對A的作用力為作用力與反作用力，大小確定相等，故A正確，B錯誤；A蛋碰撞瞬間，其內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性會對A蛋殼產(chǎn)生向前的作用力，C對；A蛋碰撞部位除受到B對它的作用力外，還受到A蛋中蛋黃和蛋白對它的作用力，所以所受合力較小，D正確．3．月球表面上的重力加速度為地球表面上重力加速度的eq\f(1,6).對于同一個飛行器，在月球表面上時與在地面表面上時相比較()A．慣性減小為地球表面時的eq\f(1,6)，重力不變B．慣性和重力都減小為在地球表面時的eq\f(1,6)C．慣性不變，重力減小為在地球表面時的eq\f(1,6)D．慣性和重力都不變解析：選C.因同一物體的質(zhì)量與它所在位置及運動狀態(tài)無關．所以這個飛行器從地球到月球，其慣性大小不變．物體的重力發(fā)生變化，這個飛行器在月球表面上的重力為G月＝mg月＝m·eq\f(1,6)g地＝eq\f(1,6)G地．選C.4．(2021·海口模擬)汽車拉著拖車在水平道路上沿著直線加速行駛，依據(jù)牛頓運動定律，以下說法正確的是()A．汽車能拉著拖車加速前進，是由于汽車拉拖車的力大于拖車拉汽車的力B．加速前進時，汽車對拖車的拉力大小與拖車對汽車的拉力大小相等C．汽車先對拖車施加拉力，然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力D．汽車對拖車的拉力大小與拖車所受地面對它的摩擦力大小相等解析：選B.汽車拉著拖車加速前進，汽車對拖車的拉力大于拖車所受地面對它的摩擦力，依據(jù)牛頓第三定律，汽車拉拖車的力等于拖車拉汽車的力，且同時產(chǎn)生，故只有選項B正確．5．一物體靜止于斜面上，如圖所示，則下列說法正確的是()A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力B．物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力C．物體所受的重力和斜面對物體的作用力是一對作用力和反作用力D．物體所受的重力可以分解為沿斜面對下的力和對斜面的壓力解析：選B.依據(jù)作用力和反作用力及平衡力的特點可知物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力及物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力，分別作用在斜面和物體上，因此它們是兩對作用力和反作用力，故A錯，B對．物體所受的重力是地球施加的，它的反作用力應作用在地球上，由此可知C錯．對重力分解，其分力也是作用在物體上的，不行能分解為對斜面的壓力，D錯．6．(2021·福建六校聯(lián)考)2022年10月20日14時31分，我國在太原衛(wèi)星放射中心用“長征四號丙”運載火箭，成功將“遙感二十二號”衛(wèi)星放射升空并送入預定軌道．關于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是()A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向前的推力B．火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力D．衛(wèi)星進入預定軌道之后，與地球之間不存在相互作用解析：選A.火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體，火箭向下噴氣時，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力，此動力并不是由四周的空氣供應的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關，因而選項B、C錯誤，選項A正確；火箭運載衛(wèi)星進入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間照舊存在相互吸引力，即衛(wèi)星吸引地球，地球吸引衛(wèi)星，這是一對作用力與反作用力，故選項D錯誤．二、多項選擇題7．(2021·高考山東卷)伽利略開創(chuàng)了試驗爭辯和規(guī)律推理相結(jié)合探究自然規(guī)律的科學方法，利用這種方法伽利略發(fā)覺的規(guī)律有()A．力不是維持物體運動的緣由B．物體之間普遍存在相互吸引力C．忽視空氣阻力，重物與輕物下落得同樣快D．物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反解析：選AC.伽利略的斜面試驗表明物體的運動不需要外力來維持，A正確；伽利略假想將輕重不同的物體綁在一起時，重的物體會因輕的物體阻礙而下落變慢，輕的物體會因重的物體拖動而下落變快，即二者一起下落快慢應介于單獨下落時之間．而從綁在一起后更重的角度考慮二者一起下落時應當更快，從而由規(guī)律上否定了重物比輕的物體下落快的結(jié)論，并用試驗證明白輕重物體下落快慢相同的規(guī)律，C正確；物體間普遍存在相互吸引力，物體間相互作用力的規(guī)律是牛頓總結(jié)的，對應于萬有引力定律與牛頓第三定律，故BD皆錯誤．8.(2021·濰坊模擬)在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗．現(xiàn)突然發(fā)覺碗中的水灑出，水灑出的狀況如圖所示，則關于小車的運動狀況，下列敘述正確的是()A．小車勻速向左運動B．小車可能突然向左加速C．小車可能突然向左減速D．小車可能突然向右減速解析：選BD.原來水和小車相對靜止以共同速度運動，水突然向右灑出有兩種可能：①原來小車向左運動，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、D正確．9.2022年10月7日21時49分在云南普洱市景谷縣發(fā)生6.6級地震，如圖所示，解放軍某部出動直升機救助被困受傷災民，若不考慮懸索質(zhì)量，下列說法正確的是()A．只有在勻速吊起時懸索對人的拉力才等于人對懸索的拉力B．當加速吊起時懸索對人的拉力等于人對懸索的拉力C．當加速吊起時懸索對人的拉力大于懸索對飛機的拉力D．無論如何吊起懸索對人的拉