高考物理月刊专版 专题3 牛顿定律及其应用第一讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律课件.ppt

一 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 使用范围 宏观 低速运动的物体 物体处于参考系 匀速直线运动 静止 3 意义 1 指出了一切物体都有 因此牛顿第一定律又叫定律 2 指出力不是物体运动状态的原因 而是物体运动状态的原因 即产生加速度的原因 惯性 惯性 惯性 维持 改变 4 惯性 1 定义 物体具有的保持原来状态或状态的性质 2 惯性的性质 惯性是一切物体都具有的性质 是物体的属性 与物体的运动情况和受力情况 3 惯性的表现 物体不受外力作用时 有保持静止或匀速直线运动状态的性质 物体受到外力作用时 其惯性的大小表现在运动状态的难易程度上 4 惯性大小的量度 是惯性大小的唯一量度 的物体惯性大 的物体惯性小 匀速直线运动 静止 固有 无关 改变 质量 质量大 质量小 1 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 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 惯性大小仅由质量决定 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的 一个物体对另一个物体施加了力 后一个物体一定同时对前一物体也施加了力 力是物体与物体间的相互作用 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 内容 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 方向 作用在直线上 相互 相反 同一条 相等 1 牛顿第一定律演绎了力的概念力是改变物体运动状态的原因 运动状态指物体的速度 又根据加速度定义 a 有速度变化就一定有加速度 所以可以说 力是使物体产生加速度的原因 2 牛顿第一定律导出了惯性的概念一切物体都有保持原有运动状态的性质 这就是惯性 惯性反映了物体运动状态改变的难易程度 惯性大的物体运动状态不容易改变 质量是物体惯性大小的唯一量度 3 牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态 而不受外力的物体是不存在的 物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的 所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在f 0时的特例 4 惯性定律与惯性的不同 1 惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质 与物体的受力情况 运动快慢无关 惯性的大小反映了物体保持原来运动状态本领的大小 只与质量有关 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 1 牛顿第一定律是以伽利略的 理想实验 为基础 经过科学抽象 归纳推理而总结出来的 是一种理想状况下的规律 2 牛顿第一定律所说的不受任何外力是理想化情况 3 惯性不是力 它和力是两个不同的概念 1 下列说法中正确的是 a 物体所受的力越大 它的惯性越大b 物体匀速运动时 存在惯性 物体变速运动时 不存在惯性c 静止的火车启动时速度变化缓慢 是因为物体静止时惯性大d 物体的惯性大小只与物体的质量有关 与其他因素无关 解析 惯性是物体的固有属性 质量是物体惯性大小的唯一量度 与是否受力无关 与物体速度大小及变化都无关 d选项正确 答案 d 1 作用力和反作用力的关系 1 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 作用力与反作用力总是成对出现 同时产生 同时变化 同时消失 3 作用力和反作用力作用在两个不同的物体上 各自产生其效果 永远不会抵消 4 作用力和反作用力是同一性质的力 5 物体间的相互作用力既可以是接触力 也可以是 场 力 定律内容可归纳为 作用力与反作用力 三同三不同 三同 是 大小相同 性质相同 出现 存在 消失的时间相同 三不同 是 方向不同 作用的对象不同 作用的效果不同 2 相互作用力与平衡力的比较 比较内容 1 区别作用力和反作用力与平衡力 最直观的方法是看作用的物体 一对平衡力作用在同一个物体上 作用力和反作用力作用在两个物体上 2 大小相等 方向相反 作用在同一条直线上 作用在两个物体上的力 不一定是一对作用力和反作用力 2 跳高运动员蹬地后上跳 在起跳过程中 a 运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小b 运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小c 运动员所受的支持力和重力相平衡d 运动员所受的合力一定向上 解析 运动员蹬地的作用力与地面对他的支持力是作用力和反作用力 大小相等 方向相反 b正确 a错误 运动员起跳过程 是由静止获得速度的过程 因而有竖直向上的加速度 合力竖直向上 运动员所受的支持力大于重力 d正确 c错误 答案 bd 16世纪末 伽利略用实验和推理 推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论 开启了物理学发展的新纪元 在以下说法中 与亚里士多德观点相反的是 a 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快 这说明 物体受的力越大 速度就越大b 一个运动的物体 如果不再受力了 它总会逐渐停下来 这说明 静止状态才是物体不受力时的 自然状态 c 两物体从同一高度自由下落 较重的物体下落较快d 一个物体维持匀速直线运动 不需要力 思路点拨 牛顿第一定律指出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 课堂笔记 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 力越大 物体运动得越快 没有力的作用 物体将会逐渐停下来 故a b c均是亚里士多德的观点 只有d中说法与亚里士多德的观点相反 答案 d 通过牛顿第一定律进一步理解力的作用效果和物体惯性的意义 以及影响运动的因素 如图3 1 1所示 水平力f把一个物体紧压在竖直的墙壁上静止不动 下列说法中正确的是 a 作用力f跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力b 作用力f与物体对墙壁的压力是一对平衡力c 物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力d 物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 思路点拨 作用力和反作用力与平衡力的最显著区别是作用力 反作用力分别作用在相互作用的两个物体上 而平衡力是作用在同一物体上 且合力为零 课堂笔记 作用力f跟墙壁对物体的压力均作用在同一个物体上 是一对平衡力 a错误 物体对墙壁的压力的受力物体为墙壁 不可能与对物体的作用力f为一对平衡力 b错误 物体的重力与墙对物体的静摩擦力均作用在物体上 且等大反向 是一对平衡力 c正确 由作用力与反作用力的定义可知 d也正确 答案 cd 等大反向的两个力不一定是平衡力 也不一定是作用力与反作用力 这时还要判断是作用在同一物体上 还是作用在两个物体上 10分 一个箱子放在水平地面上 箱内有一固定的竖直杆 在杆上套着一个环 箱与杆的质量为m 环的质量为m 如图3 1 2所示 已知环沿杆匀加速下滑时 环与杆间的摩擦力大小为ff 则此时箱子对地面压力大小为多少 思路点拨 箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力 因此 只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案 解题样板 环在竖直方向上受力情况如图3 1 3 甲 所示 环受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力ff 根据牛顿第三定律 环应给杆一个竖直向下的摩擦力ff 故箱子在竖直方向上受力情况如图 乙 所示 受重力mg 地面对它的支持力fn 及环给它的摩擦力ff 由平衡条件知 fn mg ff 3分 ff ff 2分 再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为fn fn 3分 fn mg ff 2分 答案 mg ff 求解某力时 如果直接研究其受力物体 因受力情况复杂或未知量太多 不能求解时 可以反过来求其反作用力 然后再根据牛顿第三定律求解 1 下列关于牛顿第一定律的说法中 正确的是 a 牛顿第一定律是实验定律b 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因c 惯性定律和惯性的实质是相同的d 物体的运动不需要力来维持 解析 牛顿第一定律是根据客观事实 以实验为基础 通过科学抽象归纳推理总结出来的 而不是实验定律 故a项错 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 故b d项正确 惯性是物体的固有属性 惯性定律反映的是在一定条件下的运动规律 故c项错误 答案 bd 2 2010 临沂模拟 用计算机辅助实验系统 dis 做验证牛顿第三定律的实验 如图3 1 4所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起 向相反方向拉动 观察显示器屏幕上出现的结果 观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线 以下结论正确的是 a 作用力与反作用力是同时作用的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 方向相反d 作用力与反作用力的合力大小为零 解析 根据牛顿第三定律和图象判断 可知 a c正确 作用力和反作用力是两个物体之间的相互作用 分别作用在两个物体上 无法用一个等效的力及合力来代替这两个力 故b d错 答案 ac 3 2010 深圳模拟 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 将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 解析 抛出去的标枪 手榴弹等因有惯性要继续向前运动 a正确 质量是物体惯性大小的量度 不会因失重而改变 b c均错误 因两物体材料不同 物体与地面间的动摩擦因数不同 故用同样的水平力推不动的不一定是质量大的 d错误 答案 a 4 关于运动和力的关系 下列说法中正确的是 a 物体静止在水平桌面上 它必定不受任何力的作用b 如果没有受到任何力 运动的物体将以同一速度沿着一条直线运动 既不会停下来 也不会偏离原来的方向c 物体如果向正北方运动 其受外力方向必定指向正北d 力不是维持物体速度的原因 而是改变物体速度的原因 解析 由牛顿第一定律可知 当物体不受外力作用时 或所受合外力为零时 物体保持匀速直线运动状态或静止状态不变 当物体的运动状态发生改变时 必定是受到了外力的作用 故b d正确 物体静止在水平面上 所受合外力为零 并非不受任何力的作用 选项a错误 物体的运动并不靠力来维持 物体向北运动 并非一定受向北的外力作用 所以c错误 答案 bd 5 关于物体的惯性 下列说法正确的是 a 运动速度大的物体不能很快地停下来 是因为物体的速度越大 惯性也越大b 静止的火车启动时 速度变化慢 是因为静止的物体惯性大c 乒乓球可以快速抽杀 是因为乒乓球惯性很小的缘故d 物体受到的外力大 则惯性小 物体受到的外力