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

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考 綱 要 求 考 情 分 析 牛頓運動定律及其應(yīng)用 Ⅱ 1.命題規(guī)律 近幾年高考對該部分內(nèi)容的考查仍以概念和規(guī)律的應(yīng)用為主，單獨考查該部分內(nèi)容的題目多為選擇題，與曲線運動、電磁學(xué)內(nèi)容相結(jié)合的題目多為計算題。 2.考查熱點 以實際生活、生產(chǎn)和科學(xué)實驗為背景，突出表現(xiàn)物理知識實用性的命題特點較為顯著，復(fù)習(xí)備考應(yīng)多與生活實際問題相結(jié)合。 超重和失重 Ⅰ 實驗四：驗證牛頓運動定律 第13課時　牛頓第一定律　牛頓第三定律(雙基落實課) 點點通(一)　物理學(xué)史　牛頓第一定律 1．對力和運動關(guān)系的認識 科學(xué)家 國籍 觀 點 亞里士多德 古希臘 力是維持物體運動狀態(tài)的原因 伽利略 意大利 通過理想斜面實驗提出力是改變物體運動狀態(tài)的原因，被稱為物理學(xué)中的“福爾摩斯” 笛卡兒 法國 如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向 牛頓 英國 牛頓運動定律 2.牛頓第一定律 (1)內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(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動的原因，而是改變物體運動狀態(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，其運動效果跟不受外力作用時相同，物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。 3．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?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，與物體的運動情況和受力情況無關(guān)。 [小題練通] 1．(多選)(2019遵義航天中學(xué)模擬)下列關(guān)于慣性的說法正確的是(　　) A．物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B．沒有力的作用，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動的性質(zhì)是慣性 D．運動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動 解析：選AD　物體不受外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，物體具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，即物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性，A、D正確，B錯誤；行星在圓軌道上做勻速圓周運動，是因為受到萬有引力的作用產(chǎn)生向心加速度，C錯誤。 2．(多選)(人教教材改編題)下列說法中正確的是(　　) A．飛機投彈時，當(dāng)目標(biāo)在飛機的正下方時投下炸彈，能擊中目標(biāo) B．地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來后，還會落到原地 C．安全帶的作用是防止汽車剎車時，人由于慣性作用發(fā)生危險 D．有的同學(xué)說，向上拋出的物體，在空中向上運動時，肯定受到了向上的作用力 解析：選BC　飛機在目標(biāo)正上方投彈時，由于慣性，炸彈會落在目標(biāo)的前方，A錯；地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來后，由于慣性，還會落在原地，B對；汽車剎車時，由于慣性，人會向前沖，安全帶可以防止人的前沖，C對；物體被向上拋出后，在空中向上運動是由于慣性，D錯。 3．下列關(guān)于慣性的說法正確的是(　　) A．高速運動的物體不容易停下來，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．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錯誤，C正確。 [融會貫通]　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(guān)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(xí)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(yīng)分析物體的受力情況。 點點通(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關(guān)系 3．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(zhì)不一定相同 一定是相同性質(zhì)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 [小題練通] 1．(粵教教材原題)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(jié)構(gòu)導(dǎo)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 解析：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．(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互相平衡 C．人推車前進，人對車的作用力大小等于車對人的作用力大小 D．物體在地面上滑行，物體對地面的摩擦力大于地面對物體的摩擦力 解析：選C　由作用力和反作用力的同時性知，A錯誤；B項中兩力為作用力和反作用力，不是平衡力，B錯誤；作用力和反作用力大小相等，C正確，D錯誤。 3.(2019安徽八校聯(lián)考)磁性冰箱貼既可以用來裝飾冰箱，也可以用來記事備忘，當(dāng)冰箱貼緊緊吸住側(cè)壁不動時，下列說法正確的是(　　) A．冰箱貼受到三個力作用 B．冰箱貼受到四個力作用 C．磁性吸力和彈力是一對相互作用力 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　對冰箱貼受力分析可知，受到重力、摩擦力、冰箱側(cè)壁對它的吸引力、冰箱側(cè)壁對它的支持力四個力作用，A錯誤，B正確；磁性吸力和彈力是一對平衡力，C錯誤；由于冰箱貼相對地面是靜止的，因此冰箱貼受到的摩擦力的大小等于其受到的重力，D錯誤。 [融會貫通]　應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個問題 (1)定律中的“總是”說明對于任何物體，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(運動效果或形變效果)不同。 (3)作用力與反作用力只能是一對物體間的相互作用力，不能牽扯第三個物體。 點點通(三)　應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象 如果不能直接求解物體受到的某個力時，可利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象，先求它的反作用力，如求壓力時可先求支持力。 [小題練通] 1.如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上水平向右加速滑行，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ2。若長木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長木板對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　木塊在長木板上向右加速滑行過程中，受到長木板對其水平向左的滑動摩擦力，由牛頓第三定律可知，木塊對長木板有水平向右的滑動摩擦力，大小為μ2mg，由于長木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，水平方向合力為零，故地面對長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，長木板對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，竿對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)。竿對人有摩擦力，由牛頓第三定律知人對竿也有摩擦力，且大小相等，方向相反，F(xiàn)f′＝Ff＝m(g－a)。對竿受力分析：受重力Mg、竿上的人對竿向下的摩擦力Ff′、地面上人對竿的支持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因為竿對地面上人的壓力和地面上人對竿的支持力是作用力與反作用力，由牛頓第三定律得竿對地面上人的壓力大小FN′＝FN＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma，B項正確。 3.一個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，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱子對地面的壓力大小是(　　) 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，地面對箱子的支持力FN＝Ff＋Mg，根據(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(zhì)量決定，比如懸掛在空氣中時乒乓球的慣性比對應(yīng)的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中時乒乓球的慣性比對應(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、低速運動的情況下均適用。 [課堂綜合訓(xùn)練] 1．(2019杭州模擬)對實際生活中的一些現(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，這表明可以通過科學(xué)進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性 B．射出槍膛的子彈在運動相當(dāng)長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．貨運列車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性 D．摩托車轉(zhuǎn)彎時，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，通過調(diào)控人和車的慣性達到轉(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)無關(guān)，故選項C正確，A、B、D錯誤。 2．(2019福州模擬)汽車拉著拖車在平直的公路上運動，下列說法中正確的是(　　) A．汽車能拉著拖車前進是因為汽車對拖車的拉力大于拖車對汽車的拉力 B．汽車先對拖車施加拉力，然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力 C．勻速前進時，汽車對拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力；加速前進時，汽車對拖車的拉力大于拖車向后拉汽車的力 D．拖車加速前進，是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力；汽車加速前進是因為地面對汽車向前的作用力大于拖車對它的拉力 解析：選D　汽車對拖車的拉力與拖車對汽車的拉力是一對相互作用力，即總是大小相等、方向相反、同時產(chǎn)生、同時消失，A、B、C錯誤；拖車加速前進是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力，汽車加速前進是因為地面對汽車向前的作用力大于拖車對它的拉力，D正確。 3.如圖所示，物體靜止在斜面上，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平衡力 C．物體所受重力和斜面對物體的作用力是一對平衡力 D．物體所受重力可以分解為沿斜面向下的力和對斜面的壓力 解析：選C　物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力也是一對作用力與反作用力，A、B錯誤；物體所受重力的兩個分力仍作用在物體上，D錯誤；斜面對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物體的作用力是一對平衡力，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送建筑材料。質(zhì)量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將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　對建筑材料進行受力分析，有F－mg＝ma，得繩子的拉力大小F＝210 N；然后再對工人進行受力分析，由平衡條件得Mg＝F＋N，得N＝490 N，根據(jù)牛頓第三定律可知，工人對地面的壓力大小為490 N，故選項B正確。 5.如圖所示，容器中盛滿水，水中放入P和Q兩個小球，P球為鐵球，Q球為木球，它們用細線分別系于容器的上、下底部。當(dāng)容器靜止時，細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動，則此時P、Q兩球相對容器(　　) 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替代，當(dāng)水球隨容器以加速度a做勻加速直線運動時，水球受到的水平合力為F水＝ma，且水球相對于容器的原來位置不會改變，可知同樣體積的實心鐵球質(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動，單靠F水是不夠的，因而還應(yīng)借助細線的拉力，所以P球向左偏移，同理可以推得Q球向右偏移，故A、B、D錯誤，C正確。