（浙江专版）2019版高考物理大一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律创新学案.doc

第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律 考纲要求知识内容考试要求备考方略必考加试牛顿第一定律c1.本章内容在学考中常以单选题形式出现，考查以概念和规律的应用为主。2.本章内容也可与曲线运动、直线运动、能量知识相结合以计算题形式出现在学考中。3.本章内容也可与电磁场、曲线运动、能量知识结合在选考中以计算题形式出现。4.以实际生活、生产和科学实验为背景，突出表现物理知识的实际应用的命题趋势较强。牛顿第二定律dd力学单位制b牛顿第三定律cc牛顿运动定律应用dd超重与失重b实验4：探究加速度与力、质量的关系实验5：探究作用力与反作用力的关系一、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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2.意义(1)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)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。3.惯性(1)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。(2)量度：质量是物体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)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性。与物体的运动情况和受力情况无关。(4)理想实验：在可知的经验事实基础上，采用科学推理来展开的实验。二、牛顿第三定律1.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一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。2.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：大小相同；性质相同；变化情况相同。(2)“三异”：方向不同；受力物体不同；产生的效果不同。(3)“三无关”：与物体的种类无关；与物体的运动状态无关；与物体是否和其他物体存在相互作用无关。3.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，作用在同一条直线上。(2)表达式：ff【思考判断】1.速度大的物体惯性大，静止的物体惯性小( ) 2.物体的运动不需要力来维持( ) 3.牛顿第一定律是实验定律( ) 4.作用力与反作用力的作用效果可以抵消( ) 5.作用力与反作用力可以作用在同一物体上( ) 6.人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力( ) 考点一牛顿第一定律(c/)要点突破1.惯性定律与惯性的实质是不同的(1)惯性是物体保持原来运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关。(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律。2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系(1)牛顿第一定律不是实验定律，它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象、归纳推理而总结出来的；牛顿第二定律是通过探究加速度与力、质量的关系得出的实验定律。(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想情况，在此基础上，牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系。典例剖析【例1】 如图所示，一个劈形物体m各面均光滑，放在固定的斜面上，上面成水平，放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()a.沿斜面向下的直线b.竖直向下的直线c.无规则曲线d.抛物线解析对m进行受力分析可知m只受重力和劈形物体对它的支持力，如图所示，水平方向上不受力，即水平方向上运动状态不发生改变，原来静止，则以后水平方向没有速度，其轨迹一定是竖直向下的直线，选b。答案b【例2】 一天，下着倾盆大雨。某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了，列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的()解析列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项c一致。答案c【巧学妙记】牛顿第一定律的应用技巧1.应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。2.如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此，判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。针对训练1.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解析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，原因是功率变大了，但惯性不变，选项a错误；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，原因是子弹具有的动能过小，但惯性不变，选项b错误；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，选项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，选项d错误。答案c2.科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法。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，如图所示，其中有一个是经验事实，其余是推论。减小第二个斜面的倾角，小球在这个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；如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；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。请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(只填写序号即可)。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，下列有关事实和推论的分类正确的是()a.是事实，是推论b.是事实，是推论c.是事实，是推论d.是事实，是推论解析本题再现了伽利略理想实验法，即在可靠的物理事实的基础上进行科学合理外推，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确结论。其正确顺序为，其中是事实，是推论。答案b考点二牛顿第三定律(c/c)要点突破1.一对平衡力与作用力、反作用力的比较一对平衡力作用力与反作用力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上不同点作用对象同一物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消2.牛顿第三定律在受力分析中的作用转换研究对象法在受力分析中的应用：转换研究对象法是将a物体作为研究对象无法求解结果时，可以选与a相互作用的b物体为研究对象进行求解的方法，该方法往往用到牛顿第三定律。典例剖析【例1】 如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()a.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜b.当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小c.当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小d.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小解析物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，但由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同。甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大小大于绳子对甲的拉力大小；乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大小大于乙受到的地面的摩擦力大小；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。a、b、c错误，d正确。答案d【例2】 如图所示为杂技“顶竿”表演，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，竿对地面上的人的压力大小为()a.(mm)gma b.(mm)gmac.(mm)g d.(mm)g解析对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力f，则mgfma，所以fm(ga)；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mgffn。由牛顿第三定律得fnfnmgf(mm)gma，a正确。答案a【方法总结】区别作用力、反作用力与平衡力的简单方法一是看作用点，作用力和反作用力应作用在相互作用的两个物体上，平衡力作用在同一个物体上；二是看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同一种性质的力。针对训练1.家用吊扇对悬挂点有拉力作用，在正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比()a.变大 b.变小 c.不变 d.无法判断解析因为风扇在竖直方向是静止的，所以合力为零，在风扇不转时gf拉，在风扇转动时，风扇对空气有一个向下的力，根据作用力与反作用力，空气对风扇有一个向上的力，gf拉f空，因为g是不变的，因此在风扇转动时f拉会变小，所以正确选项为b。答案b2.(2017金华模拟)一根轻绳的上端悬挂在天花板上，下端挂一灯泡，则()a.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力b.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力c.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力d.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力解析灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力，选项a、b错误；灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力，绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对作用力和反作用力，选项c正确，选项d错误。答案c3.如图所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下列说法正确的是()a.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力b.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力c.若小车加速向右运动，表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力d.若小车加速向右运动，表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力解析甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上，不是作用力和反作用力，a错误；不计小车与地面之间的摩擦力，小车静止时受到两个拉力而处于平衡状态，这两个拉力是一对平衡力，b正确；小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力和反作用力，两力大小是相等的，c错误；同理，d错误。答案b1.下列有关现象，分析正确的是()a.草地上滚动的足球会停下来，是因为运动要靠力来维持b.汽车启动时乘客向后倒，是因为人在此刻才具有惯性的缘故c.100 m比赛中运动员跑到终点后会继续向前跑一段距离，这样做是为了减小惯性d.刷牙用力甩牙刷能把水甩走，是因为水具有惯性解析运动不是靠力来维持的，力是改变运动的原因，a错误；只要物体有质量，就会有惯性，质量大惯性大，质量不变，惯性不变，所以b、c错误，d正确。答案d2.跳伞是一项勇敢者的游戏，如图所示，下述说法正确的是()a.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对平衡力b.人受到的重力和气流对人向上的力是一对相互作用力c.人受到的重力和人对气流向下的力是同一个力d.人对气流向下的力和气流对人向上的力是一对相互作用力解析地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对相互作用力，人的重力和气流对人的作用力都作用在人上，不可能是一对相互作用力，人受到的重力和人对气流向下的力作用在不同物体上不可能是同一个力，a、b、c均错误；根据作用力与反作用力的特点，人对气流向下的力和气流对人向上的力是一对相互作用力，d正确。答案d3.一起重机通过一绳子将货物向上吊起的过程中(忽略绳子的重力和空气阻力)，以下说法正确的是()a.当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力与货物对绳子的拉力是一对平衡力b.无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小都等于货物对绳子的拉力大小c.无论货物怎么上升，绳子对货物的拉力大小总大于货物的重力大小d.若绳子质量不能忽略且货物匀速上升时，绳子对货物的拉力大小一定大于货物的重力大小解析绳子对货物的拉力和货物对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，不管货物匀速、加速还是减速，大小都相等，a错误，b正确；当货物匀速上升时，绳子对货物的拉力和货物重力是一对平衡力(与绳子的重力无关)，货物加速上升，绳子对货物的拉力大于货物的重力，货物减速上升，绳子对货物的拉力小于货物的重力，c、d错误。答案b4.(2017杭州模拟)手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是()a.锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂b.锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂c.锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂d.因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小解析锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，但因作用在不同的物体上，因物体的承受能力不同，产生不同的作用效果，故c正确，a、b、d错误。答案c5. (2017金华模拟)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()a.510 n b.490 nc.890 n d.910 n解析设绳子对物体的拉力为f1则f1mgmaf1m(ga)210 n绳子对人的拉力f2f1210 n人处于静止，则地面对人的支持力fnmgf2490 n，由牛顿第三定律知人对地面的压力fnfn490 n，故b项正确。答案b基础过关1.在研究力和运动的关系时，伽利略巧妙地设想了两个对接斜面的实验，假想让一个小球在斜面上滚动。伽利略运用了()a.理想实验方法 b.控制变量方法c.等效替代方法 d.建立模型方法解析在研究力和运动的关系时，伽利略运用理想实验方法，巧妙地设想了两个对接斜面的实验，a正确。答案a2.关于牛顿第一定律的说法不正确的是()a.牛顿第一定律不能在实验室中用实验验证b.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因c.惯性定律与惯性的实质是相同的d.物体的运动不需要力来维持解析牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以a正确；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则是反映物体在一定条件下的运动规律，故c错误；由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，所以b、d正确。答案c3.(2017温州期中)消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是()a.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力b.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力c.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力d.消防员对绳子的拉力大于儿童对绳子的拉力解析绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，大小相等，a项错误；消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力不是一对作用力与反作用力，b项错误；儿童加速上升，绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，c项正确；因为不计绳子的重力，消防员对绳子的拉力等于儿童对绳子的拉力，d项错误。答案c4.在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，他们都蕴含着丰富的物理知识，以下对他们的理解错误的是()a.“泥鳅黄鳝交朋友，滑头对滑头”泥鳅黄鳝的表面都比较光滑，摩擦力小b.“一只巴掌拍不响”力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其他物体上才能产生力的作用，才能拍响c.“鸡蛋碰石头，自不量力”鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力d.“人心齐，泰山移”如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各分力的大小之和解析减小接触面的粗糙程度，可以减小摩擦，泥鳅黄鳝的表面都光滑且润滑，摩擦力小，故a正确；力是物体对物体的作用，一只巴掌要么拍另一只巴掌，要么拍在其它物体上才能产生力的作用，才能拍响，选项b正确；根据牛顿第三定律可知，鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力等于鸡蛋撞击石头的力，选项c错误；如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和，选项d正确。故选c。答案c5.粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平拉力拉木箱匀速前进，则()a.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力b.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力c.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力d.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力解析拉力与地面对木箱的摩擦力作用在一个物体上，是一对平衡力，a错误；木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力分别作用在地面和木箱上，作用在两个物体上，不是一对平衡力，b错误；木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力，c正确；木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同，作用在两个物体上，不是一对平衡力，d错误。答案c6.卡车上放一木箱，车在水平路面上运动时，以下说法中正确的是()a.车启动时，卡车给木箱的摩擦力向后b.车做匀速直线运动时，车给木箱的摩擦力向前c.车做匀速直线运动时，车给木箱的摩擦力为零d.车突然制动时，木箱获得向前的摩擦力，使木箱向前滑动解析车启动时，卡车及木箱均有向前的加速度，故卡车应给木箱一个向前的摩擦力，故a项错误；匀速运动时，水平方向不受力或合力为零，故b项错误，c项正确；车突然制动时，减速运动，故加速度向后，木箱获得的摩擦力也向后，木箱向前减速滑行，d项错误。答案c7.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球()a.一定相碰 b.一定不相碰c.不一定相碰 d.无法确定解析因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰。答案b8.下列说法中正确的是()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的电荷量的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与反作用力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解析按照“a对b的作用力与b对a的作用力一定是一对作用力和反作用力”的道理可知，“鸡蛋对石头和石头对鸡蛋”、“点电荷a对点电荷b和b对a”、“书对桌面和桌面对书”的相互作用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选项均错误，c选项正确。 答案c 能力提升9.如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态，乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了。则()a.绳子对甲的拉力小于甲的重力b.绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力c.乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力d.乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力解析由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，a错误；由作用力与反作用力的关系可知绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，b错误；乙能把绳子拉断，对于具有同样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳