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

课标版物理 第1讲牛顿运动定律的理解 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 为止 2 意义 1 揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律 2 提出了一切物体都具有惯性 即保持原来运动状态的特性 3 揭示了力与运动的关系 说明力不是 物体运动状态的原因 而是 物体运动状态的原因 改变这种状态 维持 改变 自测1 辨析题 1 亚里士多德利用 理想实验 得出 力是改变物体运动状态的原因 的观点 2 英国科学家牛顿在 自然哲学的数学原理 著作中提出了 牛顿第一 第二 第三定律 3 牛顿第一定律不是实验定律 4 在水平面上运动的物体最终停下来 是因为水平方向没有外力维持其运动 答案 1 2 3 4 二 惯性1 定义 一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 这个性质叫做惯性 2 惯性大小的量度 1 是物体惯性大小的唯一量度 大的物体惯性大 小的物体惯性小 2 惯性与物体是否受力 怎样受力无关 与物体是否运动 怎样运动无关 与物体所处的地理位置无关 一切有质量的物体都有惯性 质量 质量 质量 自测2下列关于惯性的各种说法中 你认为正确的是 a 抛出去的标枪 手榴弹等是靠惯性向远处运动的b 在完全失重的情况下 物体的惯性将消失c 把手中的球由静止释放后 球能竖直加速下落 说明力是改变物体惯性的原因d 材料不同的两个物体放在地面上 用一个相同的水平力分别推它们 则难以推动的物体惯性大答案a抛出去的标枪 手榴弹等因具有惯性要继续向前运动 a正确 质量是物体惯性大小的唯一量度 b c均错误 因两物体材料不同 则物体与地面间的动摩擦因数不同 故用同样的水平力难以推动的 不一定是质量大的 d错误 三 牛顿第二定律1 内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比 跟它的质量成反比 加速度的方向跟作用力的方向相同 2 表达式 3 物理意义反映物体运动的加速度的大小 方向与其所受作用力的关系 且这种关系是瞬时的 4 力的单位 当质量单位为 加速度单位为 时 力的单位为n 即1n 1kg m s2 5 牛顿第二定律的适用范围 1 牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系 2 牛顿第二定律只适用于宏观 低速运动的物体 f ma kg m s2 自测3 辨析题 1 物体加速度的方向与合外力方向可以不同 2 合外力相同时 质量越大的物体 其加速度越小 3 物体的质量与加速度成反比 与合外力成正比 4 物体受到的合外力发生变化 其加速度同时对应变化 答案 1 2 3 4 四 牛顿第三定律1 内容 两个物体间的作用力和反作用力 大小相等 方向相反 作用在同一直线上 2 物理意义 1 体现力的作用的 2 建立了作用力与反作用力的相互依存关系 自测4下列说法正确的是 a 力是维持物体运动的原因 同一物体所受的力越大 它的速度越大b 以卵击石 鸡蛋 粉身碎骨 但石头却 安然无恙 是因为鸡蛋对石头的作用力小 而石头对鸡蛋的作用力大c 吊扇工作时向下压迫空气 空气对吊扇产生竖直向上的托力 减轻了吊杆对电扇的拉力 总是 相互性 d 两个小球a和b 中间用弹簧连接 并用细线悬于天花板上 则弹簧对a的力和弹簧对b的力是一对作用力和反作用力答案c力不是维持物体运动状态的原因 而是改变物体运动状态的原因 根据牛顿第二定律知 同一物体所受的力越大 加速度越大 但速度不一定越大 选项a错误 以卵击石 鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是一对作用力和反作用力 它们大小相等 选项b错误 选项d中弹簧对a的力和a对弹簧的力是一对作用力和反作用力 弹簧对b的力和b对弹簧的力是一对作用力和反作用力 选项d错误 只有c正确 五 单位制 基本单位 导出单位1 单位制 和 一起组成了单位制 1 基本量 只要选定几个物理量的单位 就能够利用这几个单位推导出其他物理量的单位 这些被选定的物理量叫做基本量 2 基本单位 基本物理量的单位 力学中的基本量有三个 它们是 它们的单位是基本单位 分别是 3 导出单位 由基本单位根据物理公式推导出来的其他物理量的单位 基本单位 导出单位 质量 长度 时间 kg m s 2 国际单位制中的基本物理量及其单位 自测5 2015北京海淀一模 20 2013年6月20日 女航天员王亚平在 天宫一号 目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课 授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应 在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性 脉动 中 假设液滴处于完全失重状态 液滴的上述 脉动 可视为液滴形状的周期性微小变化 振动 如图所示 已知液滴振动的频率表达式为f kr 其中k为一个无单位的比例系数 r为液滴半径 为液体密度 为液体表面张力系数 其单位为n m 是相应的待定常数 对于这几个待定常数的大小 下列选项可能正确的是 a b c 2 d 3 1 1答案b本题用量纲法解 根据题意 等式f kr 的量纲等式应为s 1 m kg m3 n m 又因为1n 1kg m s2 故量纲等式又可写为s 1 m kg m3 kg s2 将a b c d选项中数据代入验证 可得b选项可能正确 考点一牛顿第一定律一 对牛顿第一定律和惯性的理解1 惯性的表现形式 1 物体在不受外力或所受的合外力为零时 惯性表现为使物体保持原来的运动状态 静止或匀速直线运动 不变 2 物体受到外力时 惯性表现为运动状态改变的难易程度 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 2 惯性定律与惯性的实质是不同的 1 惯性是物体保持原有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 3 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和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联系 f ma 注意 1 惯性不是一种力 对物体受力分析时 不能把 惯性力 作为物体实际受到的力 2 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 典例1 2015湖北部分重点中学联考 伽利略和牛顿都是物理学发展史上伟大的科学家 巧合的是 牛顿就出生在伽利略去世后第二年 下列关于力和运动关系的说法中 不属于他们的观点的是 a 自由落体运动是一种匀变速直线运动b 力是使物体产生加速度的原因c 物体都具有保持原来运动状态的属性 即惯性d 力是维持物体运动的原因答案d伽利略通过斜面实验以及逻辑推理证明自由落体运动是一种匀变速直线运动 选项a不符合题意 牛顿第一定律表明力是产生加速度的原因 物体具有保持原来运动状态的性质 即惯性 选项b c不符合题意 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 选项d符合题意 1 1如图所示 某同学面向行车方向坐在沿平直轨道匀速行驶的列车车厢里 这位同学发现面前的水平桌面上一个原来静止的小球突然向他滚来 则可判断 a 列车正在刹车b 列车突然加速c 列车突然减速d 列车仍在做匀速直线运动 答案b原来小球相对列车静止 现在这位同学发现面前的小球相对列车突然向他滚来 说明列车改变了原来的运动状态 速度增加了 选项b正确 考点二牛顿第二定律1 牛顿第二定律的特性 2 应用牛顿第二定律的解题步骤 1 明确研究对象 根据问题的需要和解题的方便 选出被研究的物体 2 进行受力分析和运动状态分析 画好受力分析图 明确物体的运动性质和运动过程 3 选取正方向或建立坐标系 通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向 4 求选取的物体或系统所受的合外力f合 5 根据牛顿第二定律f合 ma或列方程求解 必要时还要对结果进行讨论 注意独立性原理是牛顿第二定律正交分解法的基础 根据独立性原理 把物体所受的各力分解在相互垂直的方向 在这两个方向分别列牛顿第二定律方程 典例2 2015海南单科 8 5分 多选 如图 物块a b和c的质量相同 a和b b和c之间用完全相同的轻弹簧s1和s2相连 通过系在a上的细线悬挂于固定点o 整个系统处于静止状态 现将细线剪断 将物块a的加速度的大小记为a1 s1和s2相对于原长的伸长分别记为 l1和 l2 重力加速度大小为g 在剪断的瞬间 a a1 3gb a1 0c l1 2 l2d l1 l2 答案ac剪断细线前 把a b c看成整体 细线中的拉力为t 3mg 因在剪断瞬间 弹簧未发生突变 因此a b c之间的作用力与剪断细线之前相同 则将细线剪断瞬间 对a隔离进行受力分析 由牛顿第二定律得 3mg ma1得a1 3g a正确 b错误 由胡克定律知 2mg k l1 mg k l2 所以 l1 2 l2 c正确 d错误 典例3 2013安徽理综 14 6分 如图所示 细线的一端系一质量为m的小球 另一端固定在倾角为 的光滑斜面体顶端 细线与斜面平行 在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中 小球始终静止在斜面上 小球受到细线的拉力t和斜面的支持力fn分别为 重力加速度为g a t m gsin acos fn m gcos asin b t m gcos asin fn m gsin acos c t m acos gsin fn m gcos asin d t m asin gcos fn m gsin acos 答案a对小球受力分析如图所示 建立坐标系 在x轴方向上 t mgsin macos 在y轴方向上 fn mgcos masin 解得 t mgsin macos fn mgcos masin 所以选项a正确 应用牛顿第二定律分析物理问题 受力分析和计算是解题的重要环节 通常根据研究对象的受力情况灵活处理 1 物体受两个非共线共点力时通过合成法计算合力 2 物体受共线共点力时可将力的运算转化为代数运算 3 物体受多个非共线共点力时通过正交分解法进行计算 2 1如图所示 弹簧左端固定 右端自由伸长到o点并系住物体m 现将弹簧压缩到a点 然后释放 物体一直可以运动到b点 如果物体受到的阻力恒定 则 a 物体从a到o先加速后减速b 物体从a到o加速运动 从o到b减速运动c 物体运动到o点时所受合力为零d 物体从a到o的过程中加速度逐渐减小 答案a物体从a到o的过程中 弹力一直减小直至为0 物体受到的滑动摩擦力不变 由牛顿第二定律得a 可知物体的加速度先向右减小再向左增大 物体先加速到速度最大 再减速 故a正确 b d错误 物体运动到o点时 受到地面摩擦阻力的作用 所受合力不为零 c错误 考点三牛顿第三定律1 作用力与反作用力的 三同 三异 三无关 2 一对相互作用力与一对平衡力的对比 典例4如图所示 甲 乙两人在冰面上 拔河 两人中间位置处有一分界线 约定先使对方过分界线者为赢 若绳子质量不计 冰面可看成光滑 则下列说法正确的是 a 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 b 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力c 若甲的质量比乙大 则甲能赢得 拔河 比赛的胜利d 若乙收绳的速度比甲快 则乙能赢得 拔河 比赛的胜利答案ca项中两力是一对作用力与反作用力 a错 b项中两力是一对平衡力 b错 因m甲 m乙 由a 知a甲x甲 c项正确 由x at2知x与收绳的速度无关 d项错 3 1 2015福建六校联考 2014年10月20日14时31分 我国在太原卫星发射中心用 长征四号丙 运载火箭 成功将 遥感二十二号 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