（通用版）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 第13課時(shí) 牛頓第一定律 牛頓第三定律（雙基落實(shí)課）講義（含解析）.doc

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考 綱 要 求 考 情 分 析 牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用 Ⅱ 1.命題規(guī)律 近幾年高考對(duì)該部分內(nèi)容的考查仍以概念和規(guī)律的應(yīng)用為主，單獨(dú)考查該部分內(nèi)容的題目多為選擇題，與曲線運(yùn)動(dòng)、電磁學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的題目多為計(jì)算題。 2.考查熱點(diǎn) 以實(shí)際生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)為背景，突出表現(xiàn)物理知識(shí)實(shí)用性的命題特點(diǎn)較為顯著，復(fù)習(xí)備考應(yīng)多與生活實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合。 超重和失重 Ⅰ 實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第13課時(shí)　牛頓第一定律　牛頓第三定律(雙基落實(shí)課) 點(diǎn)點(diǎn)通(一)　物理學(xué)史　牛頓第一定律 1．對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí) 科學(xué)家 國(guó)籍 觀 點(diǎn) 亞里士多德 古希臘 力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 伽利略 意大利 通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)提出力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，被稱為物理學(xué)中的“福爾摩斯” 笛卡兒 法國(guó) 如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不停下來(lái)也不偏離原來(lái)的方向 牛頓 英國(guó) 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 2.牛頓第一定律 (1)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)，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(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因。 ②指出一切物體都具有慣性，因此牛頓第一定律又稱為慣性定律。 ③牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際中不受力作用的物體是不存在的，但當(dāng)物體所受合外力為零時(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)。 3．慣性 (1)定義：物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。 (2)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。 (3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況無(wú)關(guān)。 [小題練通] 1．(多選)(2019遵義航天中學(xué)模擬)下列關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是(　　) A．物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B．沒(méi)有力的作用，物體只能處于靜止?fàn)顟B(tài) C．行星在圓軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性 D．運(yùn)動(dòng)物體如果沒(méi)有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng) 解析：選AD　物體不受外力作用時(shí)，將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，即物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性，A、D正確，B錯(cuò)誤；行星在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)槭艿饺f(wàn)有引力的作用產(chǎn)生向心加速度，C錯(cuò)誤。 2．(多選)(人教教材改編題)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．飛機(jī)投彈時(shí)，當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炸彈，能擊中目標(biāo) B．地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來(lái)后，還會(huì)落到原地 C．安全帶的作用是防止汽車剎車時(shí)，人由于慣性作用發(fā)生危險(xiǎn) D．有的同學(xué)說(shuō)，向上拋出的物體，在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，肯定受到了向上的作用力 解析：選BC　飛機(jī)在目標(biāo)正上方投彈時(shí)，由于慣性，炸彈會(huì)落在目標(biāo)的前方，A錯(cuò)；地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來(lái)后，由于慣性，還會(huì)落在原地，B對(duì)；汽車剎車時(shí)，由于慣性，人會(huì)向前沖，安全帶可以防止人的前沖，C對(duì)；物體被向上拋出后，在空中向上運(yùn)動(dòng)是由于慣性，D錯(cuò)。 3．下列關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是(　　) A．高速運(yùn)動(dòng)的物體不容易停下來(lái)，所以物體運(yùn)動(dòng)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(gè)材料不同的物體，則難以推動(dòng)的物體慣性大 C．慣性是物體的固有屬性，慣性大小只與質(zhì)量有關(guān) D．在月球上舉重比在地球上容易，所以同一物體在月球上比在地球上的慣性小 解析：選C　慣性是物體的固有屬性，慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。 [融會(huì)貫通]　牛頓第一定律的應(yīng)用技巧 (1)應(yīng)用牛頓第一定律分析實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要把生活實(shí)際和理論問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)深刻認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，正確理解力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，克服生活中一些錯(cuò)誤的直觀認(rèn)識(shí)，養(yǎng)成正確的思維習(xí)慣。 (2)如果物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否改變，以及如何改變，應(yīng)分析物體的受力情況。 點(diǎn)點(diǎn)通(二)　牛頓第三定律的理解和應(yīng)用 1．牛頓第三定律 (1)內(nèi)容：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。 (2)意義：建立了相互作用物體之間的聯(lián)系及作用力與反作用力的相互依賴關(guān)系。 2．作用力與反作用力的三個(gè)關(guān)系 3．相互作用力與平衡力的比較 一對(duì)平衡力 一對(duì)作用力和反作用力 不同點(diǎn) 作用在同一物體上 作用在兩個(gè)相互作用的不同物體上 力的性質(zhì)不一定相同 一定是相同性質(zhì)的力 不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失 作用效果可相互抵消 作用效果不可抵消 相同點(diǎn) 大小相等，方向相反，作用在同一條直線上 [小題練通] 1．(粵教教材原題)沼澤的下面蘊(yùn)藏著豐富的泥炭，泥炭是沼澤地積累的植物殘?bào)w，它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時(shí)容易下陷。若人下陷的過(guò)程是先加速后勻速運(yùn)動(dòng)，下列判斷正確的是(　　) A．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力大于沼澤地對(duì)他的支持力 B．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力小于沼澤地對(duì)他的支持力 C．人對(duì)沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對(duì)他的支持力 D．人對(duì)沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對(duì)他的支持力 解析：選D　人對(duì)沼澤地的壓力與沼澤地對(duì)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(cuò)誤，D正確。 2．(2019江西紅色七校模擬)牛頓在總結(jié)C雷恩、J沃利斯和C惠更斯等人的研究結(jié)果后，提出了著名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關(guān)系。下列關(guān)于作用力和反作用力的說(shuō)法正確的是(　　) A．物體先對(duì)地面產(chǎn)生壓力，然后地面才對(duì)物體產(chǎn)生支持力 B．物體對(duì)地面的壓力和地面對(duì)物體的支持力互相平衡 C．人推車前進(jìn)，人對(duì)車的作用力大小等于車對(duì)人的作用力大小 D．物體在地面上滑行，物體對(duì)地面的摩擦力大于地面對(duì)物體的摩擦力 解析：選C　由作用力和反作用力的同時(shí)性知，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)中兩力為作用力和反作用力，不是平衡力，B錯(cuò)誤；作用力和反作用力大小相等，C正確，D錯(cuò)誤。 3.(2019安徽八校聯(lián)考)磁性冰箱貼既可以用來(lái)裝飾冰箱，也可以用來(lái)記事備忘，當(dāng)冰箱貼緊緊吸住側(cè)壁不動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．冰箱貼受到三個(gè)力作用 B．冰箱貼受到四個(gè)力作用 C．磁性吸力和彈力是一對(duì)相互作用力 D．冰箱貼受到的摩擦力的大小大于其受到的重力 解析：選B　對(duì)冰箱貼受力分析可知，受到重力、摩擦力、冰箱側(cè)壁對(duì)它的吸引力、冰箱側(cè)壁對(duì)它的支持力四個(gè)力作用，A錯(cuò)誤，B正確；磁性吸力和彈力是一對(duì)平衡力，C錯(cuò)誤；由于冰箱貼相對(duì)地面是靜止的，因此冰箱貼受到的摩擦力的大小等于其受到的重力，D錯(cuò)誤。 [融會(huì)貫通]　應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題 (1)定律中的“總是”說(shuō)明對(duì)于任何物體，在任何情況下牛頓第三定律都是成立的。 (2)作用力與反作用力雖然大小相等，但方向相反，且作用于不同物體，所以產(chǎn)生的效果(運(yùn)動(dòng)效果或形變效果)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。 點(diǎn)點(diǎn)通(三)　應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象 如果不能直接求解物體受到的某個(gè)力時(shí)，可利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，先求它的反作用力，如求壓力時(shí)可先求支持力。 [小題練通] 1.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板上水平向右加速滑行，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)木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長(zhǎng)木板對(duì)地面的摩擦力大小一定為(　　) A．μ1(m＋M)g　　　　　 　B．μ2mg C．μ1mg D．μ1mg＋μ2Mg 解析：選B　木塊在長(zhǎng)木板上向右加速滑行過(guò)程中，受到長(zhǎng)木板對(duì)其水平向左的滑動(dòng)摩擦力，由牛頓第三定律可知，木塊對(duì)長(zhǎng)木板有水平向右的滑動(dòng)摩擦力，大小為μ2mg，由于長(zhǎng)木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向合力為零，故地面對(duì)長(zhǎng)木板的靜摩擦力方向水平向左，大小為μ2mg，由牛頓第三定律可知，長(zhǎng)木板對(duì)地面的摩擦力大小為μ2mg，故B正確。 2.如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地面上，肩上扛一質(zhì)量為M的豎直竹竿。當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時(shí)，竿對(duì)地面上人的壓力大小為(　　) A．(M＋m)g B．(M＋m)g－ma C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g 解析：選B　對(duì)竿上的人受力分析：受重力mg、摩擦力Ff，由mg－Ff＝ma，解得Ff＝m(g－a)。竿對(duì)人有摩擦力，由牛頓第三定律知人對(duì)竿也有摩擦力，且大小相等，方向相反，F(xiàn)f′＝Ff＝m(g－a)。對(duì)竿受力分析：受重力Mg、竿上的人對(duì)竿向下的摩擦力Ff′、地面上人對(duì)竿的支持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因?yàn)楦蛯?duì)地面上人的壓力和地面上人對(duì)竿的支持力是作用力與反作用力，由牛頓第三定律得竿對(duì)地面上人的壓力大小FN′＝FN＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma，B項(xiàng)正確。 3.一個(gè)箱子放在水平地面上，箱子內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱子與桿的總質(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(shí)，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時(shí)箱子對(duì)地面的壓力大小是(　　) A．(M＋m)g B．Ff＋mg C．Ff＋Mg D．Ff＋(M＋m)g 解析：選C　箱子和桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，由力的平衡條件得，地面對(duì)箱子的支持力FN＝Ff＋Mg，根據(jù)牛頓第三定律，箱子對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)箱子的支持力大小，則：FN′＝FN＝Ff＋Mg。C正確。 1．牛頓第一定律指出了物體不受力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)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(duì)于地面靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。 3．慣性的大小僅由質(zhì)量決定，比如懸掛在空氣中時(shí)乒乓球的慣性比對(duì)應(yīng)的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中時(shí)乒乓球的慣性比對(duì)應(yīng)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(guān)系，而且這種關(guān)系在宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的情況下均適用。 [課堂綜合訓(xùn)練] 1．(2019杭州模擬)對(duì)實(shí)際生活中的一些現(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(dòng)機(jī)后，某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過(guò)某些老式螺旋槳飛機(jī)，這表明可以通過(guò)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(dòng)相當(dāng)長(zhǎng)一段距離后連一件棉衣也穿不透，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(huì)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(guò)調(diào)控人和車的慣性達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的 解析：選C　慣性是物體固有的屬性，慣性的大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的其他性質(zhì)無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。 2．(2019福州模擬)汽車?yán)宪囋谄街钡墓飞线\(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．汽車能拉著拖車前進(jìn)是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于拖車對(duì)汽車的拉力 B．汽車先對(duì)拖車施加拉力，然后才產(chǎn)生拖車對(duì)汽車的拉力 C．勻速前進(jìn)時(shí)，汽車對(duì)拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力；加速前進(jìn)時(shí)，汽車對(duì)拖車的拉力大于拖車向后拉汽車的力 D．拖車加速前進(jìn)，是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于地面對(duì)拖車的摩擦阻力；汽車加速前進(jìn)是因?yàn)榈孛鎸?duì)汽車向前的作用力大于拖車對(duì)它的拉力 解析：選D　汽車對(duì)拖車的拉力與拖車對(duì)汽車的拉力是一對(duì)相互作用力，即總是大小相等、方向相反、同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，A、B、C錯(cuò)誤；拖車加速前進(jìn)是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于地面對(duì)拖車的摩擦阻力，汽車加速前進(jìn)是因?yàn)榈孛鎸?duì)汽車向前的作用力大于拖車對(duì)它的拉力，D正確。 3.如圖所示，物體靜止在斜面上，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)平衡力 B．物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力是一對(duì)平衡力 C．物體所受重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)平衡力 D．物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對(duì)斜面的壓力 解析：選C　物體對(duì)斜面的壓力和斜面對(duì)物體的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，物體對(duì)斜面的摩擦力和斜面對(duì)物體的摩擦力也是一對(duì)作用力與反作用力，A、B錯(cuò)誤；物體所受重力的兩個(gè)分力仍作用在物體上，D錯(cuò)誤；斜面對(duì)物體的作用力是支持力和摩擦力的合力，與重力平衡，所以物體所受的重力和斜面對(duì)物體的作用力是一對(duì)平衡力，C正確。 4．(2019海口模擬)建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過(guò)定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及繩子與定滑輪間的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取10 m/s2)(　　) A．510 N　　　　　　　 　 　B．490 N C．890 N D．910 N 解析：選B　對(duì)建筑材料進(jìn)行受力分析，有F－mg＝ma，得繩子的拉力大小F＝210 N；然后再對(duì)工人進(jìn)行受力分析，由平衡條件得Mg＝F＋N，得N＝490 N，根據(jù)牛頓第三定律可知，工人對(duì)地面的壓力大小為490 N，故選項(xiàng)B正確。 5.如圖所示，容器中盛滿水，水中放入P和Q兩個(gè)小球，P球?yàn)殍F球，Q球?yàn)槟厩颍鼈冇眉?xì)線分別系于容器的上、下底部。當(dāng)容器靜止時(shí)，細(xì)線均伸直處于豎直方向?，F(xiàn)使容器以一定加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)P、Q兩球相對(duì)容器(　　) A．P球向右偏移 B．兩球均向左偏移 C．Q球向右偏移 D．兩球均向右偏移 解析：選C　假設(shè)把P球拿掉，用同樣體積的水球來(lái)替代，當(dāng)水球隨容器以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，水球受到的水平合力為F水＝ma，且水球相對(duì)于容器的原來(lái)位置不會(huì)改變，可知同樣體積的實(shí)心鐵球質(zhì)量要比水球質(zhì)量大，即m鐵＞m水，故要使P球也以加速度a向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，單靠F水是不夠的，因而還應(yīng)借助細(xì)線的拉力，所以P球向左偏移，同理可以推得Q球向右偏移，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。