2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1講牛頓第一定律牛頓第三定律學(xué)案新人教版

PAGE9-第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律考試說明課程標(biāo)準(zhǔn)命題熱點(diǎn)1.通過試驗(yàn)，探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系。理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題。通過試驗(yàn)，相識(shí)超重和失重現(xiàn)象。2．了解單位制在物理學(xué)中的重要意義。知道國(guó)際單位制中的力學(xué)單位。(1)牛頓其次定律的應(yīng)用，整體法與隔離法分析、求解加速度。(2)兩類動(dòng)力學(xué)問題的分析與計(jì)算。(3)動(dòng)力學(xué)的圖象問題。(4)探究加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系、測(cè)定動(dòng)摩擦因數(shù)等。第1講牛頓第肯定律牛頓第三定律ZHISHISHULIZICEGONGGU學(xué)問梳理·自測(cè)鞏固學(xué)問點(diǎn)1力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量?！斑\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變更”是指物體的運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變更。2．力是物體產(chǎn)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(chǎn)生加速度的緣由。學(xué)問點(diǎn)2牛頓第肯定律1．牛頓第肯定律的內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(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(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。3．慣性的量度：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)量小的物體慣性小。學(xué)問點(diǎn)3牛頓第三定律1．牛頓第三定律的內(nèi)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(diǎn)：同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝、同時(shí)變更、同性質(zhì)、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(shí)，人對(duì)地面的壓力大于地面對(duì)人的支持力，對(duì)嗎？[答案]不對(duì)。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(shí)肯定處于靜止?fàn)顟B(tài)。(×)(2)在水平面上滑動(dòng)的木塊最終停下來，是沒有外力維持木塊運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。(×)(3)運(yùn)動(dòng)的物體慣性大，靜止的物體慣性小。(×)(4)做勻速直線運(yùn)動(dòng)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(zhì)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(cè)鞏固),\s\do5(ZICEGONGGU))1．(2024·山東青島調(diào)研)關(guān)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，下列說法中正確的是(C)A．必需有力的作用物體才能運(yùn)動(dòng)B．牛頓第肯定律可以用試驗(yàn)干脆驗(yàn)證C．志向斜面試驗(yàn)否定了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的關(guān)系。要變更物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)必須要有力，即力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，物體不受力時(shí)也能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；牛頓第肯定律是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步推理概括出來的科學(xué)理論，而不能干脆通過試驗(yàn)得出，但能接受住實(shí)踐的檢驗(yàn)，故B錯(cuò)誤；伽利略通過志向斜面試驗(yàn)否定了力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，推理出力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，故C正確；慣性的大小由物體的質(zhì)量確定，與物體受力的大小無關(guān)，與是否受力也無關(guān)，故D錯(cuò)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(duì)課本的支持力與課本的重力是一對(duì)平衡力B．桌面對(duì)課本的支持力與課本對(duì)桌面的壓力是一對(duì)平衡力C．桌面對(duì)課本的支持力與課本的重力是一對(duì)作用力與反作用力D．課本對(duì)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(duì)課本的支持力與課本的重力是一對(duì)平衡力，A正確，C錯(cuò)誤；桌面對(duì)課本的支持力與課本對(duì)桌面的壓力是一對(duì)作用力與反作用力，B錯(cuò)誤；課本對(duì)桌面的壓力是由于課本發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)桌面對(duì)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(cuò)誤。HEXINKAODIANZHONGDIANTUPO核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破考點(diǎn)一牛頓第肯定律的理解與應(yīng)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(gè)重要屬性——慣性。(2)揭示了力的本質(zhì)：牛頓第肯定律明確了力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持。(3)揭示了物體不受力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：牛頓第肯定律描述的只是一種志向狀態(tài)，而實(shí)際中不受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(dòng)效果跟不受外力作用時(shí)相同，物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2．理解牛頓第肯定律與牛頓其次定律的關(guān)系(1)牛頓第肯定律不是試驗(yàn)定律，它是以伽利略的“志向試驗(yàn)”為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理而總結(jié)出來的；牛頓其次定律是通過探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系得出的試驗(yàn)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(chǔ)上，牛頓其次定律定量地指出了力和運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系：F＝ma。例1(2024·福建省三明一中月考)科學(xué)思維和科學(xué)方法是我們相識(shí)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(yīng)的學(xué)問。還須要運(yùn)用科學(xué)的方法。志向試驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律，伽利略設(shè)想了一個(gè)志向試驗(yàn)，如圖所示。以下為他的設(shè)想步驟：①兩個(gè)對(duì)接的斜面，靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面；②假如沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫诺母叨龋虎蹨p小其次個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面上仍舊會(huì)達(dá)到原來的高度；④接著減小其次個(gè)斜面的傾角，最終使它成為水平面，小球會(huì)沿水平面做持續(xù)的勻速運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)這個(gè)試驗(yàn)的分析，我們可以得到的最干脆的結(jié)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(yùn)動(dòng)的小球，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生變更D．小球受到的力肯定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小[解析]伽利略的志向斜面試驗(yàn)只能說明小球具有慣性，推廣到一切物體的是牛頓，A錯(cuò)誤；伽利略通過“志向斜面試驗(yàn)”和科學(xué)推理，得出的結(jié)論是：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，光滑水平面上運(yùn)動(dòng)的小球，運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生變更，這是牛頓得出的，C錯(cuò)誤；小球受到的力肯定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小，這是牛頓其次定律內(nèi)容，D錯(cuò)誤。方法技巧：牛頓第肯定律的問題(1)留意聯(lián)系實(shí)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(shí)，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。物體所受合外力不為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度。(2)假如物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變更以及如何變更，應(yīng)分析物體的受力狀況?！差愵}演練1〕(2024·湖北黃岡月考)遠(yuǎn)在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)代(公元前772～前221年)，我國(guó)杰出學(xué)者墨子認(rèn)為：“力，刑之所以奮也。”“刑”同“形”，即物體；“奮，動(dòng)也”，即起先運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)加快，對(duì)墨子這句關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)的理解，下列說法不正確的是(C)A．墨子認(rèn)為力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由B．墨子認(rèn)為力是使物體產(chǎn)生加速度的緣由C．此觀點(diǎn)與亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同D．此觀點(diǎn)與牛頓關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同[解析]“力，刑之所以奮也?！笔钦f力是使物體起先運(yùn)動(dòng)的緣由或力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，使物體產(chǎn)生加速度的緣由，此觀點(diǎn)與牛頓關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)基本相同。而亞里士多德認(rèn)為有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)；沒有力的作用，物體就要靜止。故C錯(cuò)誤，A、B、D正確?？键c(diǎn)二牛頓第三定律的理解與應(yīng)用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)生的效果不同。(3)“三無關(guān)”：①與物體的種類無關(guān)；②與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；③與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān)。2．“一對(duì)相互作用力”與“一對(duì)平衡力”的比較內(nèi)容一對(duì)相互作用力一對(duì)平衡力受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上作用時(shí)間同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消逝，同時(shí)變更不肯定同時(shí)產(chǎn)生或消逝力的性質(zhì)肯定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力，也可以是不同性質(zhì)的力大小關(guān)系大小相等大小相等方向關(guān)系方向相反且共線方向相反且共線依靠關(guān)系相互依存，不行單獨(dú)存在無依靠關(guān)系，撤除一個(gè)力，另一個(gè)力依舊可以存在，只是不再平衡例2(2024·陜西黃陵中學(xué)模擬)(多選)一物體受水平繩的拉力作用由靜止起先前進(jìn)，先做加速運(yùn)動(dòng)，然后改為做勻速運(yùn)動(dòng)，再改為做減速運(yùn)動(dòng)。則(CD)A．加速前進(jìn)時(shí)，繩拉物體的力大于物體拉繩的力B．減速前進(jìn)時(shí)，繩拉物體的力等于物體受到的摩擦力C．勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩拉物體的力等于物體受到的摩擦力D．不管物體如何運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的分析。繩拉物體的力與物體拉繩的力是一對(duì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，故選項(xiàng)A誤，選項(xiàng)D正確；當(dāng)物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力為零，拉力等于摩擦力，當(dāng)物體減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力小于摩擦力，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確。規(guī)律總結(jié)：應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)留意的三個(gè)問題(1)定律中的“總是”說明對(duì)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(chǎn)生的效果(運(yùn)動(dòng)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(duì)物體間的相互作用力，不能牽扯第三個(gè)物體?！差愵}演練2〕(2024·江蘇清江中學(xué)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(duì)桌面的壓力在數(shù)值上等于木塊的重力B．木塊對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)木塊的支持力作用效果不能抵消C．木塊對(duì)桌面的壓力就是木塊的重力，施力物體是地面D．木塊對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)木塊的支持力是一對(duì)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(duì)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(duì)桌面的壓力大小等于桌面對(duì)木塊的支持力大小，所以木塊對(duì)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(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)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(cuò)誤；木塊對(duì)桌面的壓力大小等于木塊的重力，但不能說木塊對(duì)桌面的壓力就是木塊的重力，因?yàn)閮烧弋a(chǎn)生的緣由、施力物體和受力物體等都不同，木塊對(duì)桌面的壓力的施力物體是木塊，故C錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換探討對(duì)象轉(zhuǎn)換探討對(duì)象是解決力學(xué)問題時(shí)常常用到的解題策略。當(dāng)物體的某個(gè)力不簡(jiǎn)單求時(shí)，可依據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，先求它的反作用力，如求壓力時(shí)，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(zhuǎn)換探討對(duì)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(duì)木箱底的壓力大小為G2＋FB．人對(duì)木箱底的壓力大小為G2C．木箱對(duì)地面的壓力大小為G2＋G1－FD．木箱對(duì)地面的壓力大小為G1＋G2[解析]對(duì)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(duì)木箱底的壓力大小為G2＋F，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；將人與木箱看成一個(gè)整體，可得木箱對(duì)地面的壓力大小為G1＋G2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確?！差愵}演練3〕如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上以加速度a水平向右加速滑行，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2，若長(zhǎng)木板仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長(zhǎng)木板對(duì)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(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向受兩個(gè)力：木塊對(duì)長(zhǎng)木板向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為f1＝μ2mg，地面對(duì)長(zhǎng)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(zhǎng)木板對(duì)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(bǔ)漏慣性的“相對(duì)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(gè)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?fàn)顟B(tài)，當(dāng)容器隨小車突然向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩球的運(yùn)動(dòng)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(dāng)容器隨小車突然向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鐵球和塑料球都相對(duì)容器向左運(yùn)動(dòng)，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(xì)繩懸掛一個(gè)鐵球，乙瓶子盛滿水，在密封塞上用等長(zhǎng)細(xì)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(gè)瓶子均固定在小車上。當(dāng)小車突然向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，則兩球的存在狀態(tài)為(A)[解析]對(duì)A選項(xiàng)所示狀況，可設(shè)想一個(gè)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(gè)水球的位置。而同體積的水球和金屬球，金屬球的質(zhì)量大，慣性大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不簡(jiǎn)單變更，故相對(duì)水球來說滯后。同理，由于同體積水球的質(zhì)量大于泡沫塑料球的質(zhì)量，水球慣性大，相對(duì)泡沫塑料球來說水球滯后，泡沫塑料球相對(duì)水球在前，因此A選項(xiàng)正確。反思領(lǐng)悟：(1)質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，物體的質(zhì)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(duì)應(yīng)的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中的塑料球的慣性沒有對(duì)應(yīng)的“水球”的慣性大。2NIANGAOKAOMONIXUNLIAN2年高考·模擬訓(xùn)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(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由B．牛頓第肯定律、牛頓其次定律可以通過試驗(yàn)來驗(yàn)證C．國(guó)際單位制中，kg、m、N是三個(gè)基本單位D．依據(jù)速度定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt→0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度[解析]本題考查對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的相識(shí)。亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，牛頓認(rèn)為力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，A錯(cuò)誤；牛頓其次定律可以通過試驗(yàn)來驗(yàn)證，牛頓第肯定律不行以通過試驗(yàn)來驗(yàn)證，該定律來源于志向斜面試驗(yàn)的合理外推，B錯(cuò)誤；國(guó)際單位制中有7個(gè)基本單位為kg、m、s、A、K、mol、cd，其余均為導(dǎo)出單位，如N，C錯(cuò)誤；依據(jù)速度定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，可知當(dāng)Δt→0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)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(guān)于這四個(gè)力的說法，正確的是(ABC)A．F3與F4是一對(duì)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(duì)作用力與反作用力[解析]F3與F4是一對(duì)平衡力，A正確