高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第1讲牛顿运动定律的理解课件.ppt

第1讲 牛顿运动定律的理解,知识梳理 一、牛顿第一定律 1.内容: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。,2.意义:揭示了力与运动的关系,即力不是 维持运动 的原因,力是 改变运动状态 的原因;表明了一切物体都具有 惯性 ,即保 持原来运动状态不变的性质。,3.惯性: 质量 是物体惯性大小的量度,即物体的惯性仅与 质量 有关。,二、牛顿第二定律,1.内容:物体的加速度与 所受的合力 成正比,与 物体的质量 成反比,加速度的方向与 合力 的方向相同。,2.表达式: F=ma 。,3.意义:定量地揭示了力和运动的关系,即物体 所受的合力 和 质量 决定了加速度。,三、牛顿第三定律,1.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 , 作用在同一直线上 。,2.意义:建立了相互作用的物体之间的联系及作用力和反作用力的相互依赖关系。,四、单位制,1.单位制: 基本单位 和 导出单位 一起组成了单位制。,2.力学中的基本单位:力学单位制中的基本单位有 千克(kg) 、米 (m)和秒(s)。,3.导出单位:导出单位有 N 、 m/s 、 m/s2 等。,1.下列对运动的认识不正确的是 ( ) A.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就静止 B.伽利略认为如果完全排除空气的阻力,所有的物体将下落得同样快 C.牛顿认为力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因 D.伽利略根据理想实验推出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保 持其速度继续运动下去,答案 A 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,选项A错。,A,2.下列说法正确的是 ( ) A.物体所受合力为零时,物体的加速度可以不为零 B.物体所受合力越大,速度越大 C.速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的 D.速度方向可与加速度方向成任意夹角,但加速度方向总是与合力方向 相同,答案 D 由牛顿第二定律F=ma 知,F合为零,加速度为零,由惯性定律知 速度不一定为零;对某一物体,F合越大,a越大,由a= 知,a大只能说明速 度变化率大,速度不一定大,故A、B项错误;F合、a、v三者方向一定相 同,而速度方向与这三者方向不一定相同,故C项错误,D项正确。,D,3.(多选)如图所示,质量为20 kg的物体,沿水平面向右运动,它与水平面 间的动摩擦因数为0.1,同时还受到大小为10 N的水平向右的力的作用, 则该物体(g取10 m/s2) ( ) A.受到的摩擦力大小为20 N,方向向左 B.受到的摩擦力大小为20 N,方向向右 C.运动的加速度大小为1.5 m/s2,方向向右 D.运动的加速度大小为0.5 m/s2,方向向左,答案 AD 受到的摩擦力大小为f=N=mg=20 N,方向向左;加速度大 小 a= =0.5 m/s2, 方向向左。,AD,4.汽车拉着拖车在平直的公路上运动,下列说法正确的是 ( ) A.汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉 力 B.汽车先对拖车施加拉力,然后才产生拖车对汽车的拉力 C.匀速前进时,汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力;加速前进 时,汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力 D.拖车加速前进,是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻 力,汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力,D,答案 D 汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对相互作用力, 而一对相互作用力总是大小相等,所以A、C均错误;因一对相互作用力 总是同时产生的,所以B错误;拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大 于地面对拖车的摩擦阻力,汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用 力大于拖车对它的拉力,所以D正确。,5.如图所示,A、B为两个质量相等的小球,由细线相连,再用轻质弹簧悬 挂起来,在A、B间细线烧断后的瞬间,A、B的加速度分别是 ( ) A.A、B的加速度大小均为g,方向都竖直向下 B.A的加速度为0,B的加速度大小为g、竖直向下 C.A的加速度大小为g、竖直向上,B的加速度大小为g、竖直向下 D.A的加速度大小g、竖直向下,B的加速度大小为g、竖直向下,C,答案 C 在细线烧断前,A、B两球的受力情况如图甲所示,由平衡条 件可得:,对B球有F线=mg 对A球有F弹=mg+F线 又F线=F线 在细线烧断后,绳的弹力立即消失,弹簧弹力及各球重力不变,两球的受 力情况如图乙所示。由牛顿第二定律可得: B球有向下的重力加速度g 对A球有F弹-mg=maA 解得aA=g,方向向上。 综上分析,选C。,深化拓展,考点一 对牛顿第一定律和惯性的理解,考点二 牛顿第二定律,考点三 相互作用力与平衡力的比较,深化拓展 考点一 对牛顿第一定律和惯性的理解 一、明确惯性的概念 一切物体都具有保持原有运动状态不变的性质,这就是惯性。 1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。惯性大小的唯一量度 是物体的质量。 2.惯性不是一种力。惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度。 物体的惯性越大,它的运动状态越难以改变。,二、揭示力的本质 力是改变物体运动状态的原因,有速度变化就一定有加速度,所以说力 是使物体产生加速度的原因。 【情景素材教师备用】,1-1 (2014北京理综,19,6分)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相 结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的 装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运 动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料 时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验 结果的对比,可以得到的最直接的结论是 ( ),A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置 B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态 C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变 D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小,答案 A 根据实验结果,得到的最直接的结论是如果斜面光滑,小球将 上升到与O点等高的位置,A项正确。而小球不受力时状态不变,小球受 力时状态发生变化,是在假设和逻辑推理下得出的结论,不是实验直接 得出的结论,所以B和C选项错误。而D项不是本实验所说明的问题,故 错误。,1-2 (多选)一汽车在各处路面情况相同的公路上沿直线行驶,下面关于 车速、惯性、质量和滑行位移的讨论,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,刹车后滑行的位移越长 D.车速越大,刹车后滑行的位移越长,所以惯性越大,BC,答案 BC 要理解质量是惯性大小的唯一决定因素,惯性是物体的固 有属性,其大小由物体的质量决定,质量越大,惯性越大,所以A错、B 对。滑行位移与刹车时的速度有关,因为刹车过程中,其加速度是一定 的,根据 v2- =2ax,知车速越大,其滑行位移越大,而与其惯性大小无关, 所以C对、D错。,1-3 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,某些一级方程式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 明它的惯性变小了 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 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转弯的目的,C,答案 C 质量是惯性大小的唯一量度,A、B、D选项所述情景里,研究 对象的质量均未改变,所以他们的惯性都不变。摘下或加挂一些车厢, 列车的质量改变了,所以它的惯性也随之改变,即C正确。,考点二 牛顿第二定律 一、理解牛顿第二定律中的“五性” 五性,2-1 给静止在光滑水平面上的物体,施加一个水平拉力,当拉力刚开始 作用的瞬间,下列说法正确的是 ( ) A.物体同时获得速度和加速度 B.物体立即获得加速度,但速度仍为零 C.物体立即获得速度,但加速度仍为零 D.物体的速度和加速度均为零,B,答案 B 根据牛顿第二定律,力和加速度是瞬时对应关系,拉力刚开始 作用的瞬间,物体立即获得一个加速度,但速度仍为零,因为速度的增加 需要时间,B正确。,2-2 物块以初速度v0从底端沿足够长的斜面上滑,该物块的速度图像不 可能是 ( ),答案 C 若斜面光滑,物块上滑时的加速度与下滑时的加速度大小一 样,因此v-t图线的斜率保持不变,A可能;若斜面粗糙,物块可能滑到顶端 时由于最大静摩擦力大于物块的重力沿斜面向下的分力,物块会静止在 最高点,D可能,也可能物块重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力再 从最高点滑下来,这时由于向下滑时摩擦力向上,物块加速度小于上滑 时的加速度,图像的斜率减小,B有可能,因此只有C不可能。,C,2-3 如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某 一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停 止下落。在小球下落的这一全过程中,下列说法中正确的是 ( ) A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的速度先增大后减小 D.从小球接触弹簧到到达最低点,小球的加速度先增大后减小,答案 C 小球的加速度大小决定于小球受到的合外力。从接触弹簧 到到达最低点,弹力从零开始逐渐增大,所以合力先减小后反向增大,因 此加速度先减小后反向增大,小球的速度先增大后减小,当小球所受弹 力和重力大小相等时速度最大。,C,二、瞬时加速度问题 分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的瞬时作用 力。 分析时要注意区分两种模型:,【情景素材教师备用】,2-4 (多选)如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为的 斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间, 下列说法正确的是 ( ) A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为g sin B.B球的受力情况未变,瞬时加速度为零 C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2g sin D.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬 时加速度都不为零,BC,答案 BC 细线烧断前后两球的受力如图所示,细线烧断瞬间,弹簧的形变量不能发生突变,弹簧弹力与原来相等,对B 球受力平衡,aB=0,细线在烧断瞬间弹力立刻消失,不需要形变恢复时间, 即发生突变,因此A球所受合力为mg sin +kx=2mg sin =maA,解得aA=2g sin ,方向沿斜面向下,故A、D错误,B、C正确。,2-5 如图甲所示,一质量为m的物体系于两根细线L1、L2上,L1的一端悬 挂在天花板上,与竖直方向夹角为,L2水平拉直,物体处于平衡状态。求 解下列问题:,(1)现将线L2剪断,求剪断L2的瞬间物体的加速度。 (2)若将图甲中的细线L1换成质量不计的轻弹簧,此时物体的位置不变, 如图乙所示,其他条件不变,求剪断L2的瞬间物体的加速度。 答案 (1)a=g sin ,方向垂直L1斜向下 (2)a=g tan ,方向水平向右,解析 (1)当细线L2被剪断的瞬间,因细线L2对物体的弹力突然消失,而引 起L1上的张力发生突变,使物体的受力情况改变,瞬时加速度沿垂直L1的 方向斜向下方,大小为a=g sin 。 (2)当线L2被剪断时,细线L2对物体的弹力突然消失,而弹簧的形变还来不 及变化(变化要有一个过程,不能突变),因而弹簧的弹力不变,它与重力 的合力与细线L2对物体的弹力是一对平衡力,等值反向,所以线L2剪断 时,物体的瞬时加速度大小为a=g tan ,方向水平向右。,考点三 相互作用力与平衡力的比较,A.以鸡蛋击石头,鸡蛋破而石头没损伤,是因为石头对鸡蛋的作用力大 于鸡蛋对石头的作用力 B.点电荷A的电荷量是点电荷B电荷量的10倍,所以A对B的库仑力是B对 A的库仑力的10倍 C.一本书静止在水平桌面上,书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一 对作用力和反作用力 D.一本书静止在水平桌面上,书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一 对平衡力,3-1 下列说法中正确的是 ( ),C,答案 C 鸡蛋对石头和石头对鸡蛋、点电荷A对点电荷B和点电荷B 对点电荷A、书对桌面和桌面对书的相互作用力均为一对作用力和反 作用力,大小相等、方向相反,所以A、B、D选项均错,C选项正确。,3-2 在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相 互猛推一下后分别向相反方向运动,假定两板与冰面间的动