xx届高考物理第一轮考纲知识复习-牛顿第一定律 牛顿第三定律

1 / 15 XX 届高考物理第一轮考纲知识复习 :牛顿第一定律 牛顿第三定律 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第 1 节牛顿第一定律牛顿第三定律 【高考目标导航】 考纲点击备考指导 1.牛顿运动定律、牛顿定律的应用 2.超重和失重 3.单位制 实验四：验证牛顿运动定律 1.理解牛顿第一定律、牛顿第三定律，认识惯性和作用力、反作用力的特点 2.熟练掌握牛顿第二定律，会用牛顿定律分析解决两类典型的动力学问题 【考纲知识梳理】 一、牛顿第一定律 1.内容：一切物体总保持 静止状态或者匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。 2.意义： 揭示了力与运动的关系：力不是使物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，从而推翻了亚里士多德 “ 没有力物体不能运动 ” 的错误观点。 2 / 15 揭示了任何物体都有保持静止或运动直线运动的性质-惯性 3.惯性 （ 1）定义：物体所具有的保持静止状态或匀速直线运动状态的性质叫惯性。 （ 2）说明： 惯性是物体本身的固有属性。与物体受力情况无关，与物体所处的地理位置无关，一切物体都具有惯性。 质量是物体惯性大小的唯一量度，质 量大惯性大。 惯性不是一种力，惯性不是一种力，惯性的大小反映了改变物体运动状态的难易程度。 二、牛顿第三定律 1.内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 2.表达式： 3.说明：作用力与反作用力有 “ 三同、三不同 ” 。 三同：大小相同、性质相同、同时存在消失具有同时性 三不同：方向不同、作用对象不同、作用的效果不同。 【要点名师透析】 一、牛顿第一定律 (即惯性定律 )的理解 1.明确了惯性的概念 牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性 惯 性，即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质 . 3 / 15 2.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，而不是维持物体运动的原因，物体的运动并不需要力来维持 . 3.揭示了不受力作用时物体的运动状态 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，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变 . 注意：在理解牛顿第一定律时，注意以下两点： (1)牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是通 过伽利略斜面实验等大量事实推理得出的 . (2)牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况 . 【例 1】伽利略在著名的斜面实验中，让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下，他通过实验观察和逻辑推理，得到的正确结论有 () A.倾角一定时，小球在斜面上的位移与时间成正比 B.倾角一定时，小球在斜面上的速度与时间成正比 c.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端时的速度与倾角无关 D.斜面长度一定时，小球从顶端滚到底端所需的时间与倾角4 / 15 无关 【答案】选 B. 【详解】 (1)倾角 一定时 ,小球位移与时间的关系 .当倾角一定时 ,分析位移、速度与时间的关系 ,由于斜面倾角一定 ,则小球下滑的加速度为定值 ,由 x=at2 可知位移与时间的平方成正比 ,又由 v=at 知速度与时间成正比 ,故 A 错 ,B 对 .(2)斜面长度一定时 ,小球运动时间与倾角的关系 .当斜面长度一定时 ,分析小球滚到底端的速度及所需时间与倾角的关系 ,由于斜面倾角越大 ,小球下滑的加速度越大 ,则由可知倾角越大 ,小球到达底端时的速度越大 ;又由得倾角越大 ,小球到底端所需时间越短 ,故 c、 D 均错 . 二、对牛顿第三定律的理解和应用 1.作用力与反作用力的 关系 作用力与反作用力的关系可总结为 “ 三同、三异、三无关 ”. 2.应用牛顿第三定律时应注意的问题 (1)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 . (2)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 . (3)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中 ,若一个产生5 / 15 或消失 ,则另一个必然同时产生或消失 ,否则就违背了 “ 相等关系 ”. 3.作用力与反作用力和一对平衡力的区别 【例证 2】 (XX深圳模拟 )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 () A.(m+m)gB.(m+m)g-ma c.(m+m)g+maD.(m-m)g 【答案】选 B. 【详解】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、竿上的人对竿向下的摩擦力 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) 项正确 . 【感悟高考真题】 1.（ XX江苏物理 T9）如图所示，倾角为 的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨6 / 15 过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为 m、 m(mm)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在 角取不 同值的情况下，下列说法正确的有 A两物块所受摩擦力的大小总是相等 B两物块不可能同时相对绸带静止 c m 不可能相对绸带发生滑动 D m 不可能相对斜面向上滑动 【答案】选 Ac. 【详解】当物块与丝绸之间的动摩擦因数时， m、 m 恰好相对于绸带静止， m 相对于斜面向下运动， m 相对于斜面向上运动，由于斜面光滑且不计绸带质量，此时绸带等效为一根轻绳；当时情况相同；当时， m 会相对于斜面向下滑动， m相对于绸带静止，沿斜面向下滑动，无论何种情况绸带绸带对两物体的摩擦力大小均相等，故 A、 c 正确， B、 D 错误。 2.（ 09安徽 17）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是（ c） 7 / 15 A.顾客始终受到三个力的作用 B.顾客始终处于超重状态 c.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下 D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下 解析：在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左，电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上，由牛 顿第三定律，它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下；在匀速运动的过程中，顾客与电梯间的摩擦力等于零，顾客对扶梯的作用仅剩下压力，方向沿竖直向下。 【考点模拟演练】 1.如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆 m 和 N,它们只能在图示平面上摆动 ,某一瞬时出现图示情景 ,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是 () A.车厢做匀速直线运动 ,m在摆动 ,N静止 B.车厢做匀速直线运动 ,m在摆动 ,N也在摆动 c.车厢做匀速直线运动 ,m静止 ,N 在摆动 【答案】 AB 【详解】由牛顿第一定律 ,当车厢做匀速直线运动时 ,相对于车厢静止的小球 ,其悬挂应在竖直方向上 ,故 m球一定不能在图示情况下相对车厢静止 ,说明 m正在摆动 ;而 N既有可能相8 / 15 对于车厢静止 ,也有可能是相对小车摆动恰好达到图示位置 ,知 A,B 正确 ,c 错 ,当车厢做匀加速直线运动时 ,物体运动状态改变 ,合外力一定不等于零 ,故不会出现 N球悬线竖直的情况 ,D错，故应选 A、 B. 2我国道路交通安全法中规定：各种小型车辆前排乘坐的人 (包括司机 )必须系好安全带，这是因为 ( ) A系好安全带可以减小惯性 B是否系好安全带对人和车的惯性没有影响 c系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 【答案】 D 【详解】根据惯性的定义知：安全带与人和车的惯性无关，A 错， B 选项不符合题目要求，故 B 项不对，系好安全带主要是防止因刹车时，人具有向前的惯性而造成伤害事故， c错 D 对 3如图 8 所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出 ( ) 图 8 A抛出方 向与奔跑方向相同，如图中箭头 1 所指的方9 / 15 向 B抛出方向指向乙的前方，如图中箭头 2 所指的方向 c抛出方向指向乙，如图中箭头 3 所指的方向 D抛出方向指向乙的后方，如图中箭头 4 所指的方向 【答案】 c 【详解】以乙为参考系，甲是相对静止的，相当于并排坐在汽车里的两个人甲要将球传给乙，只要沿 3 方向抛出就行了以地面为参考系时，不但要考虑乙向前的速度 v，还要考虑甲抛出球时，由于惯性，球有一个向前的速度分量 v，所以当甲向 3 方向抛出球时，正好可以到达乙的手中 4.(XX无锡模拟 )一列以速度 v 匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的 A 处有一小球 .若车厢内的旅客突然发现 (俯视图 )小球沿如图所示的虚线从 A 点运动到 B 点，则由此可以判断列车的运行情况是 () A.减速行驶，向北转弯 B.减速行驶，向南转弯 c.加速行驶，向南转弯 D.加速行驶，向北转弯 【答案】选 B. 【详解】小球具有惯性 ,相对于列车向前运动，故列车在减速，相对于列车向北运动，故列车向南转弯 . 5.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无10 / 15 线电与在家中上小学的儿子汤姆通 话 .宇航员： “ 汤姆，我们现在已关闭了所有发动机，正向月球飞去 .” 汤姆： “ 你们关闭了所有发电机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？ ” 宇航员犹豫了半天，说： “ 我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧 .” 若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是 () A.汤姆问话所体现的物理思想是 “ 力是维持物体运动的原因 ” B.宇航员答话所体现的物理思想是 “ 力是维持物体运动的原因 ” c.宇航员答话所体现的物理思想是 “ 物体运动不需要力来维持 ” D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行 【答案】 A 【详解】 上小学的汤姆，对于力和运动的认识，只能凭经验感觉，不会认识到力是改变物体运动的原因 . 6.如图所示，体积相同的小铁球（如图中黑色球所示）和小塑料球（如图中白色球所示）分别用细线系于两个带盖的盛水的瓶子中，当两瓶和车一起加速向右运动时，会发生的现象最接近图中的哪一种情景 () 【答案】 B 11 / 15 【详解】由于系统加速度向右，而水具有惯性，只会出现如题图 A、 B 所示的水面 .同样体积的铁球、水、塑料球中，铁球的惯性最大，塑料球的惯性最小，因而两球的相对位置如图 B 所示 . 7.(XX泉州模拟 )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，所以玻璃才碎裂 B.榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 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，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小 【答案】选 c. 【详解】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 . 8.(XX海口模拟 )用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验 ,点击实验菜单中 “ 力的相互作用 ”. 把两个力探头的挂钩钩在一起 ,向相反方向拉动 ,观察显示器屏12 / 15 幕上出现的结果如图所示 .观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线 ,可以得到以下实验结论 () A.作用力与反作用力同时存在 B.作用力与反作用力作用在同一物体上 c.作用力与反作用力大小相等 D.作用力与反作用力方向相反 【答案】选 A、 c、 D. 【详解】由题图可知：两个力传 感器的相互作用力属于作用力和反作用力，它们同时存在、大小相等、方向相反、作用在两个物体上，故 A、 c、 D 正确 . 9.(XX无锡模拟 )有人设计了一种交通工具 ,在平板车上装了一个电风扇 ,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上 ,靠风帆受力而向前运动 ,如图所示 .对于这种设计 ,下列分析中正确的是 () A.根据牛顿第二定律 ,这种设计能使小车运行 B.根据牛顿第三定律 ,这种设计能使小车运行 c.这种设计不能使小车运行 ,因为它违反了牛顿第二定律 D.这种设计不能使小车运行 ,因为它违反 了牛顿第三定律 【答案】选 D. 【详解】风扇吹出风时 ,风对风扇叶片产生向右的作用力 ,13 / 15 风扇运转时吹出的风打到风帆上时，风会给风帆一个向左的作用力，根据牛顿第三定律 ,对于整个装置而言，作用力和反作用力大小相等 ,属于内力，小车不会前进 . 10 (XX东北四校联考 ) 如右图所示，小车上有一直立木板，木板上方有一槽，槽内固定一定滑轮，跨过定滑轮的轻绳一端系一重球，另一端系在轻质弹簧测力计上，弹簧测力计固定在小车上，开始时小车处于静止状态，轻绳竖直且重球恰好紧挨直立木板，假设重球和小车始终保持 相对静止，则下列说法正确的是 ( ) A若小车匀加速向右运动，弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变 B若小车匀加速向左运动，弹簧测力计读数及小车对地面压力均不变 c若小车匀加速向右运动，弹簧测力计读数变大，小车对地面压力变小 D若小车匀加速向左运动，弹簧测力计读数变大，小车对地面压力不变 【答案】 B 【详解】小车匀加速向右运动时重球将飞离木板后与小车一起加速，二者保持相对静止，此时弹簧拉力大于重球重力，其读数