天之骄子高考物理一轮总复习 第3章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律课件 新人教版.ppt

2017高三一轮总复习 物理 必修一 第三章牛顿运动定律 第一节牛顿第一定律牛顿第三定律 栏目导航 基础知识整合 热门考点研析 方法技巧归纳 考题随堂演练 基础知识整合 作用力和反作用力总是成对出现的 现把木箱放在地面上 如果我们所研究的物体只有木箱和地球 涉及木箱和地球的作用力和反作用力有哪几对 木箱所受到的力是这几对中的哪几个 地球所受的力是其中哪几个 思路引导 相互作用力与平衡力的区别 解析 本题涉及牛顿第三定律知识的考查 注意相互作用力和平衡力的比较 作用力和反作用力大小相等 方向相反 作用在同一条直线上 它们同时产生 同时消失 同时变化 是一对相同性质的力 把木箱放在地面上 如果所研究的物体只有木箱和地球 则涉及木箱和地球的作用力和反作用力有两对 木箱受到的重力和木箱对地球的吸引力 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力 木箱受到的是平衡力 包括重力和地面的支持力 地球所受的力是其中木箱对地球的吸引力与木箱对地面的压力 牛顿第一定律1 惯性 1 定义 物体具有保持原来 状态或 状态的性质 2 量度 物体惯性大小的唯一量度是 的物体惯性大 的物体惯性小 3 普遍性 惯性是物体的 属性 一切物体都有惯性 与物体的运动情况和受力情况 知识点1 静止 匀速直线运动 质量 质量大 质量小 固有 无关 4 惯性的表现形式物体在不受外力或是所受外力为零时 惯性表现为 的性质 物体受到外力时 惯性表现为 惯性大 物体运动状态难以改变 惯性小 物体运动状态容易改变 使物体保持原来的运动 状态不变 运动状态改变的难易程度 2 牛顿第一定律 1 内容一切物体总保持 状态或 状态 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态 2 意义 指出力不是 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 的原因 指出了一切物体都有惯性 因此牛顿第一定律又称为 牛顿第一定律描述的只是一种理想状态 而实际中不受力作用的物体是不存在的 当物体受外力但所受合力为 时 其运动效果跟不受外力作用时相同 物体将保持静止或匀速直线运动状态 静止 匀速直线运动 维持 加速度 惯性定律 零 牛顿第三定律1 相互作用力一对相互作用力是 作用在 的两个物体上的 2 牛顿第三定律的内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 方向 作用在 知识点2 大小相等 方向相反 同一直线 相互作用 相等 相反 同一直线上 特别提醒1 牛顿第一定律不是实验定律 它是以伽利略的 理想斜面 为基础 通过科学归纳 合理外推总结出来的 牛顿第二定律和第三定律是实验定律 其中牛顿第二定律是通过探究加速度 力和质量的关系得出的实验定律 2 牛顿第一定律不是第二定律的特例 第一定律研究的是理想状态下 不受外力的情况 第二定律研究的是力与运动之间的定量关系 热门考点研析 牛顿第一定律的意义1 明确了惯性的概念 揭示了物体所具有的一个重要属性 惯性 即物体具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 定律指出 一切物体在任何情况下都具有惯性 正因为如此 牛顿第一定律又叫惯性定律 2 明确了力的含义 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 3 定性地揭示了力和运动的关系 任何物体 只要其运动状态保持不变 它所受的合力必然为零 反之 如果物体的运动状态发生了变化 那么该物体必受到不为零的合力作用 牛顿第一定律 考点1 2014年北京高考 伽利略创造出把实验 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减低的材料时 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 例1 思路引导 1 涉及力和运动的关系 哪些科学家做出了突出贡献 2 牛顿根据哪些理论总结出牛顿第一定律 牛顿第一定律的内容是什么 解析 如果斜面光滑 小球不会有能量损失 将上升到与o点等高的位置 a选项正确 如果小球不受力 它将一直保持匀速直线运动 b选项错误 根据题干的内容不能得出小球受力的作用 运动状态发生改变的结论 c选项错误 受到的力一定时 质量越大 它的加速度越小是牛顿第二定律的结论 本实验不能得出 d选项错误 答案 a 总结提升 牛顿第一定律的解题技巧1 应用牛顿第一定律分析实际问题时 不要被生活中的现象迷惑 更不能凭感觉去做判断 要深刻理解力和运动的关系 力不是维持物体运动状态的原因 2 物体的运动状态发生改变 一定是受到外力作用 可以根据物体受力情况判断运动情况 也可以根据物体的运动情况分析受力情况 一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面 桌面上a处有一相对桌面静止的小球 由于列车运动状态的改变 车厢中的旅客发现小球沿如图 俯视图 中的虚线从a点运动到b点 则说明列车是减速且在向南拐弯的图是 解析 车厢中旅客观察到的是小球相对于列车的运动 列车减速向东运动 则小球相对于列车向东加速运动 列车向南拐弯 则小球相对于列车向北加速运动 根据曲线运动规律 合力指向轨迹的内侧 a选项符合题意 答案 a 针对训练1 1 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 牛顿第三定律 考点2 2 一对相互作用力与一对平衡力的比较 1 作用对象相互作用力作用在相互作用的两个物体上 平衡力作用在同一物体上 2 力的性质相互作用力的性质一定相同 平衡力的性质不同 3 依赖关系相互作用力是同时存在 同时消失的 平衡力可以单独存在 4 叠加关系相互作用力不可叠加 不可求合力 平衡力可以叠加 合力为零 利用如图所示的器材探究作用力与反作用力的关系 a b两个弹簧测力计连接在一起 b的一端固定 用手拉弹簧测力计a 可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动 设弹簧测力计a受到b的拉力为f 弹簧测力计b受到a的拉力为f 则实验观察到f与f 的大小关系是 a f f b f f c f增大时 f 增大d f增大时 f 减小 例2 思路引导 1 作用力和反作用力具有哪些关系 2 牛顿第三定律的内容是什么 解析 根据牛顿第三定律可知 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 作用在一条直线上 f与f 即一对相互作用力 实验观察到f与f 的大小关系是f增大时 f 增大 c选项正确 答案 c 总结提升 牛顿第一 二定律的研究对象是单个物体 牛顿第三定律的研究对象是系统 应用牛顿第三定律时的注意问题 1 定律中的 总是 说明对于任何物体 在任何情况下牛顿第三定律都是成立的 2 作用力与反作用力虽然等大反向 但因所作用的物体不同 所产生的效果 运动效果或形变效果 往往不同 3 作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力 不能牵扯第三个物体 一物体静止于斜面上 则下列说法正确的是 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 物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力d 物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力解析 相互作用力是作用在两个物体上的 平衡力是作用在一个物体上的 物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对相互作用力 a选项错误 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 b选项正确 物体受到的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 c选项错误 力的合成中 合力和分力属于同性质的力 物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和垂直于斜面的力 这两个分力都属于重力 d选项错误 答案 b 针对训练2 方法技巧归纳 变换研究对象 牛顿第三定律在解题过程中的应用作用力与反作用力 二者一定等大反向 分别作用在两个物体上 在对物体进行受力分析时 如果当待求的某个力不容易求时 可先求它的反作用力 再反过来求待求力 比如求压力时 可先求支持力 在许多问题中 摩擦力的求解亦是如此 牛顿第三定律的出现使得我们对问题研究的思路更加开阔 灵活 解题步骤1 确定研究对象选择合适的研究对象 分析受力情况和运动情况 2 转换研究对象转换研究对象 求解待求力的反作用力 3 求解分析根据牛顿第三定律求出待求力 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料 质量为70kg的工人站在地面上 通过定滑轮将20kg的建筑材料以0 5m 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10m s2 a 510nb 490nc 890nd 910n 例3 思路引导 1 工人对地面的压力与地面对工人的支持力是什么关系 2 如何确定工人的受力情况 工人对绳子的拉力与绳子对建筑材料的拉力是什么关系 解析 求解工人对地面的压力大小 要先求地面对工人的支持力大小 即分析人的受力情况 要想求解绳子对人的拉力 需要分析建筑材料的受力 建筑材料受到重力和绳子的拉力 根据牛顿第二定律得 ft mg ma 解得ft 210n 分析人的受力 人受到重力 地面支持力和绳子拉力 mg ft fn 根据牛顿第三定律得ft ft 联立解得地面对人的支持力fn 490n 根据牛顿第三定律可知 工人对地面的压力大小为490n b选项正确 答案 b 如图所示为杂技 顶杆 表演 一人站在地上 肩上扛一质量为m的竖直杆 杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑 求 1 质量为m的人所受的摩擦力大小f 2 杆对站在地上的人的压力大小f 针对训练3 解析 1 分析杆上人的受力 重力和杆对他的摩擦力 根据牛顿第二定律得 mg f ma 解得摩擦力大小为f m g a 2 分析杆的受力 重力 杆上的人对它的摩擦力和地上的人对它的支持力 杆处于平衡状态 mg f fn 根据牛顿第三定律可知 杆对地上的人的压力f fn 联立各式解得 f m m g ma 答案 1 m g a 2 m m g ma 考题随堂演练 1 多选 2016届孝感高中调研 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法 利用这种方法伽利略发现的规律有 a 力不是维持物体运动的原因b 物体之间普遍存在相互吸引力c 忽略空气阻力 重物与轻物下落得同样快d 物体间的相互作用力总是大小相等 方向相反 解析 伽利略根据理想斜面实验 发现了力不是维持物体运动的原因 故a选项正确 牛顿发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律 b选项错误 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的方法 发现了忽略空气阻力 重物与轻物下落得同样快的规律 故c选项正确 物体间的相互作用力总是大小相等 方向相反的规律不是伽利略的发现 故d选项错误 答案 ac 2 2016届牡丹江月考 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 货车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车厢 这些会改变它的惯性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行驶目的 解析 采用了大功率的发动机后 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 这是由于功率增大的缘故 故a选项错误 射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透 是由于速度减小了 子弹的惯性没有变化 故b选项错误 货车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车厢 质量是惯性的唯一量度 质量改变了 会改变它的惯性 故c选项正确 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 改变向心力 防止侧滑 不是改变人和车的惯性 故d选项错误 答案 c 3 2012年11月25日12时26分 我国在酒泉卫星发射中心用 长征四号丙 运载火箭 成功将 遥感十六号 卫星发射升空并送入预定轨道 关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是 a 火箭尾部向外喷气 喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力 从而让火箭获得了向前的推力b 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力 空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 c 火箭飞出大气层后 由于没有了空气 火箭虽然向后喷气 但也无法获得前进的动力d 卫星进入预定轨道之后 与地球之间不存在相互作用解析 火箭尾部向外喷气 喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力 从而让火箭获得了向前的推力 a选项正确 b选项错误 火箭飞出大气层后 由于没有了空气 火箭虽然向后喷气 喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力 从而让火箭获得了向上的推力 故c选项错误 卫星进入预定轨道之后 与地球之间存在相互作用的引力 d选项错误 答案 a 4 2016届广东阳东月考 理想实验有时更能深刻地反映自然规律 如图所示 伽利略设计了一个理想实验 如果没有摩擦 小球将上升到原来的高度 继续减小右边斜面的倾角 最后使它成为水平面 小球要沿水平面做匀速直线运动 减小右边斜面的倾角 小球在这斜面上仍然要达到原来的高度 在两个对接的斜面上 让静止的小球沿左边的斜面滚下 小球将滚上右边的斜面 1 请将上述关于理想实验的描述按正确的