xx届高考物理第一轮同步导学复习015

1 / 18 XX 届高考物理第一轮同步导学复习 015 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 高考物理第一轮复习同步导学 3 1 牛 、牛 【考点自清】 一、牛顿第一定律 1、牛顿第一定律的内容 内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 牛顿第一定律的意义 指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律。 指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。 2、惯性 定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 惯性的性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。 惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动状态的性质；物体受到外力作用时，其惯性大小2 / 18 表现在运动状态改变的难易程度上。 惯性大小的量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 3、对牛顿第一定律的理解 明确惯性的概念 牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重 要属性 惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。 揭示了力的本质 牛顿第一定律对力的本质进行了定义：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因 .例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力。 揭示了不受力作用时物体的运动规律 牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外力作用的物体是不存在的，当物体受外力作用，但所受合力为零时，其作用效果跟不受外力作用时相同，因此，我们可以把理想情况下的 “ 不受外力作用 ” 理解为实际情况中的 “ 所 受合外力为零 ” 。 牛顿第一定律不是实验定律 牛顿第一定律是不受任何外力作用下的理想化情况，无法用实验直接验证 .牛顿第一定律是以伽利略的 “ 理想实验 ” 为基础，将实验结论经过科学抽象、归纳推理而总结出3 / 18 来的 .因此，牛顿第一定律是来源于大量实验的基础之上的一个理想实验定律，是一种科学的抽象思维方法，它并不是实验定律。 4、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较 力不是维持物体运动的原因，牛顿第一定律指出 “ 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止 ” 。因此物体 在不受力时仍可以匀速运动，并不需要力来维持，力是改变这种状态的原因，也就是力是产生加速度的原因。 惯性是一切物体保持原来运动状态的性质，而力是物体间的相互作用。因此惯性不是一种力，力是使物体运动状态发生改变的外部因素，惯性则是维持物体运动状态，阻碍物体运动状态发生改变的内部因素。 惯性的表现：物体的惯性总是以保持 “ 原状 ” 或反抗“ 改变 ” 两种形式表现出来，物体不受外力时，惯性表现在维持原运动状态不变，即反抗加速度产生，且在外力一定时，质量越大的物体运动状态越难改变，加速度越小。 牛顿第一 定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的。牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定4 / 18 律定量地指出了力和运动的关系： F ma。 二、牛顿第三定律 1、牛顿第三定律的内容 内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 物理意义：建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系 。 2、作用力与反作用力的关系 作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这个物体也施加了力。 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 作用力与反作用力总是成对出现，同时产生，同时变化，同时消失。 作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，各自产生其效果，永远不会抵消。 作用力和反作用力是同一性质的力。 物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“ 场 ” 力。 定 律内容可归纳为：作用力与反作用力的关系可总结为“ 三同、三异、三无关 ” 。 5 / 18 三同：同大小；同时产生、变化、消失；同性质。 三异：反向；异体；不同效果。 三无关：与物体的种类无关；与相互作用的两物体的运动状态无关；与是否与另外物体相互作用无关。 3、作用力和反作用力与平衡力的比较 判断一对力是否是作用力和反作用力 看作用点，作用力与反作用力应作用在两个物体上。 看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的。 作用力与反作用力具有相互性和异 体性，与物体运动状态无关。 4、应用牛顿第三定律时应注意的问题 定律中的 “ 总是 ” 二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。 牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力，不一定是作用力和反作用力。 【重点精析】 一、牛顿第一定律的应用 【例 1】 16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开6 / 18 启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反 的是 ( ) A四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大 B一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体不受力时的 “ 自然状态 ” c两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 D一个物体维持匀速直线运动，不需要力 【解析】亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，力越大，物体运动得越快，没有力的作用，物体将会逐渐停下来，故 A、 B、 c 均是亚里士多德的观点，只有 D 中说法与亚里士多德的观点相反。 【答案】 D 【 方法点拨】牛顿第一定律指出力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。通过牛顿第一定律进一步理解力的作用效果和物体惯性的意义，以及影响运动的因素。 【变式练习 1】如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为 m1、 m2 的两个小球 (m1m2)随车一起匀速运动，当车停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球 ( ) A、一定相碰 7 / 18 B、一定不相碰 c、不一定相碰 D、难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向 【解析】两个小球放在光滑的小车表面上，又不考虑 其他阻力，故水平方向不受外力，由牛顿第一定律可知，两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，永远不相碰，只有 B对。 【答案】 B 【方法点拨】运用牛顿第一定律解决问题时，正确的受力分析是关键，如果物体不受力或所受合外力为零，物体的运动状态将保持不变，同理可知，如果物体在某一方向上不受力或所受合外力为零，则物体在这一方向上的运动状态(即速度 )保持不变。 二、对惯性概念的理解 【例 2】做匀速直线运动的小车上，水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于 瓶子怎样运动？ 【解析】从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水，显然水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大。当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶子向后运动 . 8 / 18 【方法点拨】分别考虑水和气泡的惯性是解决本题的关键，抓住惯性只与质量有关，质量越大，惯性越大，也就是运动状态更不易改变。 【变式练习 2】在上题中： (1)若在瓶内放一小软木块，当小车突然停止时，软木块相对于瓶子怎样运动？ (2)若在瓶内 放一小铁块，又如何？ 【解析】 (1)由于木块的密度小于水的密度，所以同体积的水质量大于木块的质量，水的惯性比木块大，木块将相对于瓶子向后运动。 (2)由于同体积的铁块质量大于水的质量，铁块的惯性比水大，所以铁块相对于瓶子将向前运动。 三、作用力与反作用力和平衡力的区别 【例 3】如图所示，水平力 F 把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动，下列说法中正确的是 ( ) A作用力 F 跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 B作用力 F 与物体对墙壁的压力是一对平衡力 c物体的 重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 D物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 【解析】作用力 F 跟墙壁对物体的压力均作用在同一个9 / 18 物体上，是一对平衡力， A 错误；物体对墙壁的压力的受力物体为墙壁，不可能与对物体的作用力 F 为一对平衡力， B错误；物体的重力与墙对物体的静摩擦力均作用在物体上，且等大反向，是一对平衡力， c 正确；由作用力与反作用力的定义可知， D 也正确。 【答案】 cD 【方法点拨】作用力和反作用力与平衡力的最显著区别是作用力、反作用力分别作用在相互作用的两个物 体上，而平衡力是作用在同一物体上，且合力为零。等大反向的两个力不一定是平衡力，也不一定是作用力与反作用力，这时还要判断是作用在同一物体上，还是作用在两个物体上。 【变式练习 3】关于马拉车时马与车的相互作用，下列说法正确的是 ( ) A、马拉车而车未动，马向前拉车的力小于车向后拉马的力 B、马拉车只有匀速前进时，马向前拉车的力才等于车向后拉马的力 c、马拉车加速前进时，马向前拉车的力大于车向后拉马的力 D、无论车是否运动、如何运动，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力 【解析】马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作10 / 18 用力 .根据牛顿第三定律，物体间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故不管在什么情况下，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，而与马车的运动状态无关，故 A、 B、 c 错误， D 正确。 【答案】 D 【方法点拨】生活中有一些感觉是不正确的，不能把生活中的经验、感觉当成规律来用，要运用物理规律来解决问题。 四、牛顿第三定律的应用 【例 4】一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为 m，环的 质量为m，如图所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为 Ff，则此时箱子对地面压力大小为多少？ 【方法点拨】箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力因此，只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案求解某力时，如果直接研究其受力物体，因受力情况复杂或未知量太多，不能求解时，可以反过来求其反作用力，然后再根据牛顿第三定律求解 【变式练习 4】一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如图所示，在这一瞬间悬绳断了，设木杆足够长，由于小猫继续上爬，所以小猫离地 面高度不变，求此时木杆下降的加速度 (设小猫质量为 m，木杆的质量为 m)。 11 / 18 【方法点拨】当直接分析一个物体的受力比较困难时，我们可以利用牛顿第三定律转移研究对象，先分析另一物体的受力，再分析该物体的受力。 【同步作业】 1如图所示，一个劈形物 ABc 各面光滑，放在固定的斜面上， AB 成水平并放上一个光滑小球，把劈形物 ABc 从静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是 ( ) A沿斜面的直线 B竖直的直线 c弧形曲线 D折线 解析：因小球在劈形物 ABc 从静止释放的过程中， 水平方向不受力的作用，由于惯性，水平方向仍保持静止而没有运动，所以小球在碰到斜面前在支持力和重力作用下的运动轨迹是竖直的直线，故选 B 项 答案： B 2理想实验有时更能深刻地反映自然规律伽利略设想了一个理想实验，其中有一个是经验事实，其余是推论如图所示小球运动至斜面最低点时，没有速度损失 减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 12 / 18 如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动 在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论下列对理想实验各步骤顺序的排列以及关于事实和推论的分类正确的是 ( ) A顺序 ， 是事实， 是推论 B顺序 ， 是事实， 是推论 c顺序 ， 是事实， 是推论 D顺序 ， 是事实， 是推论 解析：伽利略的理想实验是以经验事实为基础，设想实验步骤和过程，运用分析推理得出结论的之所以 称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实际过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映本题实验的四个步骤中，只有 是经验事实，其余都是推理，实验步骤的正确顺序为 。分类正确的选项是 B 项 答案： B 3如图所示为杂技 “ 顶竿 ” 表演的示意图：一人站在地上，肩上扛一质量为 m 的竖直竹竿，当竿上一质量为 m 的人以加速度 a 加速下滑时，竿对 “ 底人 ” 的压力大小为 ( ) 13 / 18 A (m m)g B (m m)g ma c (m m)g ma D (m m)g 解析：对竿上的人分析：受重力 mg、摩擦力 Ff， 有 mg Ff ma； Ff m(g a) 竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力 摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力 mg、竿上的人对杆向下的摩擦力 Ff 、顶竿的人对竿的支持力 FN，有 mg Ff FN，又因为竿对 “ 底人 ” 的压力和 “ 底人 ” 对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到 FN mg Ff (m m)g ma。 B 项正确 答案： B 4 (XX广州模拟 )就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是 ( ) A采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了 c货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 14 / 18 D摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到急转弯的目 的 解析：采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度，原因是功率变大了，但惯性不变， A 错射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是子弹具有的速度过小，但惯性不变， B 错货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，列车的质量改变了，当然它的惯性也就改变了， c 正确摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，调控人和车的重心位置，但整体的惯性不变， D 错 答案： c 5一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了 对这一现象，下列说法正确的是 ( ) A榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎 B榔头受到的力的大小等于玻璃受到的力，只是由于玻璃能够承受的力比榔头能够承受的力小才碎裂 c榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 D因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法15 / 18 判断它们之间的相互作用力的大小 解析：这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题，因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反 作用力的大小关系故选项 c 正确 答案： Bc 6一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是 ( ) A车速越大，它的惯性越大 B质量越大，它的惯性越大 c车速越大，刹车后滑行的路程越长 D车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 解析：惯性是物体本身的固有属性，不随外界条件的变化而变化，只由本身的质量决定物体的质量越大，其惯性越大，运动状态越难改变，物体的质量越小，其惯性就越小，运动状态越容易改变， B 正确 ， A、 D 错物体的速度越大，运动过程中速度的改变量越大，刹车后滑行的路程越长， c正确 答案： Bc 7物体静止在斜面上，如图所示，下列说法正确的是( ) A物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平16 / 18 衡力 B物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 c物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 解析：作用力与反作用力作用在不同的物体上，平衡力作用在同一物体上，故 A 项错误， B、 c 两 项正确物体的分力和合力应是针对同一物体，效果相同，故 D 项错 答案： Bc 8 XX 年 9 月 25 日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心， “ 长征 ” 号火箭第 109 次发射，将 “ 神舟 ” 七号载人航天飞