2025版高考物理一輪復習第三章牛頓運動定律課時1牛頓第一第三定律和力學單位制學案新人教版

PAGE7-課時1牛頓第一、第三定律和力學單位制一、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變更這種狀態(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(guān)系:力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由,而是變更物體運動狀態(tài)的緣由,即產(chǎn)生加速度的緣由。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)。2.表現(xiàn):物體不受外力作用時,其慣性表現(xiàn)為保持靜止或勻速直線運動狀態(tài);物體受外力作用時其慣性表現(xiàn)為阻礙運動狀態(tài)的變更。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)量小的物體慣性小。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,而且在同一條直線上。2.表達式:F=-F′。溫馨提示:(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)生效果,不會相互抵消。(2)作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。四、單位制1.基本單位和導出單位一起組成了單位制。(1)基本量:只要選定幾個物理量的單位,就能夠利用這幾個單位推導出其他物理量的單位。這些被選定的物理量叫做基本量。(2)基本單位:基本物理量的單位。力學中的基本量有三個,它們是質(zhì)量、長度、時間;它們的單位都是基本單位,國際單位制中分別是千克(kg)、米(m)、秒(s)。(3)導出單位:由基本單位依據(jù)物理關(guān)系推導出來的其他物理量的單位。2.國際單位制中的基本物理量及其單位基本物理量物理量符號單位名稱單位符號質(zhì)量m千克kg時間t秒s長度l米m電流I安[培]A熱力學溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n摩[爾]mol發(fā)光強度I坎[德拉]cd考點一牛頓第確定律1.牛頓第確定律明確了慣性的概念(慣性是物體的固有屬性,質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度)。2.牛頓第確定律揭示了力的本質(zhì)(力是變更物體運動狀態(tài)的緣由)。3.牛頓第確定律揭示了不受力作用時物體的運動狀態(tài)(勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)),而物體不受外力的情形是不存在的。在實際狀況中,假如物體所受的合外力等于零,與物體不受外力時的表現(xiàn)是相同的。4.牛頓第確定律并非試驗定律。它是以伽利略的“志向試驗”為基礎(chǔ),經(jīng)過科學抽象,歸納推理而總結(jié)出來的。5.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(guān),與物體是否運動、運動速度的大小也無關(guān)。[典例1]對一些實際生活中的現(xiàn)象,某同學試圖從慣性角度加以說明,其中正確的是()A.采納了大功率的發(fā)動機后,某些一級方程式賽車(質(zhì)量不變)的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度。這表明,可以通過科學手段使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B.射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣也穿不透,這表明它的慣性小了C.貨運列車運行到不同的車站時,常常要摘下或加掛一些車廂,這會變更它的慣性D.摩托車轉(zhuǎn)彎時,車手一方面要限制適當?shù)乃俣?另一方面要將身體略微向里傾斜,通過調(diào)控人和車的慣性達到平安行駛的目的解析:采納了大功率的發(fā)動機后,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的速度,緣由是功率變大了,但慣性不變,慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān),選項A錯誤;射出槍膛的子彈在運動相當長一段距離后連一件棉衣也穿不透,緣由是子彈具有的動能變小了,但慣性不變,選項B錯誤;貨運列車運行到不同的車站時,常常要摘下或加掛一些車廂,列車的質(zhì)量變更了,其慣性也變更了,選項C正確;摩托車轉(zhuǎn)彎時,車手一方面要限制適當?shù)乃俣?另一方面要將身體略微向里傾斜,調(diào)控人和車的重心位置,但整體的慣性不變,選項D錯誤。答案:C(1)應(yīng)用牛頓第確定律分析實際問題時,要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來,深刻相識力和運動的關(guān)系,正確理解力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由,克服生活中一些錯誤的直觀印象,建立正確的思維習慣。(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(yīng)分析物體的受力狀況。變式1:伽利略創(chuàng)建的把試驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學方法,有力地促進了人類科學相識的發(fā)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,可以得到的最干脆的結(jié)論是(A)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)生變更D.小球受到的力確定時,質(zhì)量越大,它的加速度越小解析:依據(jù)題意,鋪墊材料粗糙程度降低時,小球上升的最高位置上升。當斜面確定光滑時,小球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三個選項,從題目不能干脆得出,所以選項A正確?？键c二牛頓第三定律1.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”(1)“三同”:①大小相同;②性質(zhì)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(chǎn)生效果不同。(3)“三無關(guān)”:①與物體的種類無關(guān);②與物體的運動狀態(tài)無關(guān);③與是否和另外物體相互作用無關(guān)。2.一對相互作用力與一對平衡力的對比作用力與反作用力一對平衡力相同點大小相等,方向相反,作用在同一條直線上不同點涉及物體只涉及兩個物體要涉及三個物體(兩個施力物體、一個受力物體)受力物體分別作用在兩個物體上共同作用在一個物體上合力問題不能合成合力為零力的性質(zhì)性質(zhì)確定相同性質(zhì)不確定相同依靠關(guān)系相互依存,同時產(chǎn)生,同時變更,同時消逝無依靠關(guān)系,不確定同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝作用效果使各自的受力者產(chǎn)生一個分加速度,彼此間不平衡使同一受力物體平衡概念作用力與反作用力是指相互作用的兩個物體間的一對相互作用力二力平衡是指作用在同一物體上的兩個力,若大小相等,方向相反,并且在同始終線上,這兩個力就彼此平衡公式FAB=-FBAF1-F2=0或F1=F2[典例2]如圖所示,將一蹄形磁鐵置于鐵質(zhì)的水平桌面上,則桌面對磁鐵的支持力()A.是由于磁鐵的形變產(chǎn)生的B.是由于磁鐵的吸引產(chǎn)生的C.與磁鐵的重力是一對平衡力D.與磁鐵對桌面的壓力是一對相互作用力解析:桌面對磁鐵的支持力是由于桌面的形變產(chǎn)生的,選項A,B錯誤;桌面與磁鐵間有相互吸引力,桌面對磁鐵的支持力與磁鐵的重力不是一對平衡力,選項C錯誤;桌面對磁鐵的支持力與磁鐵對桌面的壓力是一對相互作用力,選項D正確。答案:D變式2:如圖所示是我國首次立式風洞跳傘試驗,風洞噴出豎直向上的氣流將試驗者“托住”,靜止在空中。下列說法正確的是(D)A.人受到的重力和氣流對人的作用力同時產(chǎn)生,同時消逝B.人受到的重力和人受到氣流的力是一對作用力與反作用力C.地球?qū)θ说奈腿藢Φ厍虻奈κ且粚ζ胶饬.地球?qū)θ说奈腿藢Φ厍虻奈Υ笮∠嗟冉馕?依據(jù)試驗者的狀態(tài),人受到的重力和氣流對人的作用力是一對平衡力,但它們不是同時產(chǎn)生,同時消逝,性質(zhì)也不同,故選項A,B錯誤;地球?qū)θ说奈腿藢Φ厍虻奈κ且粚ψ饔昧头醋饔昧?性質(zhì)相同,大小相等,選項C錯誤,D正確?？键c三力學單位制1.基本量的選定基本量是人為選定的,選定的原則是(1)這些物理量在力學中有最基本的地位;(2)用這些物理量作基本單位后,可使基本單位的數(shù)目最少。因為力學是探討物體運動變更過程中力與運動的關(guān)系的,因此聯(lián)系物體自身屬性的量(質(zhì)量)和反映空間尺度的量(長度)以剛好間,必定與物體受力后的運動的變更聯(lián)系最親密、最普遍,所以這三個物理量也是最基本的。2.單位制在物理計算中的作用在物理計算中,只要把各已知量的單位都統(tǒng)一為國際單位制中的單位,計算的結(jié)果必定是國際單位制中的單位,所以,計算中不必把已知量的單位都代入計算式,只寫出所求量的單位即可。3.可對計算結(jié)果的正誤進行檢驗,例如用力學國際單位制計算時,只有所求物理量的計算結(jié)果的單位和該物理量在力學國際單位制中的單位完全統(tǒng)一時,該運算過程才可能是正確的。若所求物理量的單位不對,則結(jié)果確定是錯誤的。[典例3]雨滴在空氣中下落,當速度比較大的時候,它受到的空氣阻力與其速度的二次方成正比,與其橫截面積成正比,即Ff=kSv2,則比例系數(shù)k的單位是()A.kg/m4 B.kg/m3 C.kg/m2 D.kg/m解析:由Ff=kSv2得1kg·m/s2=1k·m2·m2/s2,k的單位為kg/m3。故選項B正確。答案:B1.(牛頓第確定律)在一次交通事故中,一輛載有30噸“工”字形鋼材的載重汽車由于避讓橫穿公路的摩托車而緊急制動,結(jié)果車廂中的鋼材向前沖出,壓扁駕駛室。關(guān)于這起事故緣由的物理學分析正確的是(A)A.由于車廂中的鋼材有慣性,在汽車制動時,鋼材接著向前運動,壓扁駕駛室B.由于汽車緊急制動,使其慣性減小,而鋼材慣性較大,所以接著向前運動C.由于車廂中的鋼材所受阻力太小,不足以克服其慣性,所以接著向前運動D.由于汽車制動前的速度太大,汽車的慣性比鋼材的慣性大,在汽車制動后,鋼材接著向前運動解析:由于車廂中的鋼材有慣性,在汽車制動時,鋼材接著向前運動,壓扁了駕駛室。慣性只與質(zhì)量有關(guān),與運動狀態(tài)、受力狀況無關(guān),A正確。2.(牛頓第三定律)2024年11月8日15時06分,我國在太原衛(wèi)星放射中心用長征四號乙運載火箭勝利將遙感二十八號衛(wèi)星放射升空。關(guān)于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是(A)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(yù)定軌道之后,與地球之間不存在相互作用解析: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(yīng)的,因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān),因而選項B,C錯誤,A正確;火箭運載衛(wèi)星進入軌道之后,衛(wèi)星與地球之間依舊存在相互吸引力,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。3.(單位制)下列表達式中涉及比例系數(shù)“k”“μ”“ρ”或“G”,其中比例系數(shù)沒有單位的表達式是(B)A.F=kx B.Ff=μFNC.R=ρ D.F=G解析:k是勁度系數(shù),單位為N/m;μ為動摩擦因數(shù),沒有單位;ρ為電阻率,單位為Ω·m;G為引力常量,單位為N·m2/kg2,故B正確。1.(2024·浙江4月選考,1)通過志向斜面試驗得出“力不是維持物體運動的緣由”的科學家是(B)A.亞里士多德 B.伽利略C.笛卡兒 D.牛頓解析:伽利略通過志向斜面試驗推翻了亞里士多德關(guān)于“力是維持物體運動的緣由”的說法,得出“力不是維持物體運動的緣由”。2.(2024·浙江1月選考,1)以下物理量為矢量,且單位是國際單位制基本單位的是(B)A.電流、A B.位移、mC.功、J D.磁感應(yīng)強度、T3.(2024·浙江4月選考,1)下列物理量屬于基本量且單位屬于國際單位制中基本單位的是(B)A.功/焦耳 B.質(zhì)量/千克C.電荷量/庫侖 D.力/牛頓4.(2024·浙江4月選考,6)如圖所示,小明撐桿使船離岸,則下列說法正確的是(A)A.小明與船之間存在摩擦力B.桿的彎曲是由于受到桿對小明的力C.桿對岸的力大于岸對桿的力D.小明對桿的力和岸