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 牛顿第三定律课件

第三章牛顿运动定律 统计考情 有的放矢明考情 第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律 回扣教材 考点扫描 真题在线 回扣教材 梳理知识夯基础 知识整合 一 牛顿第一定律1 内容一切物体总保持状态或静止状态 除非作用在它上面的力迫使它这种状态 2 意义 1 指出力不是物体运动的原因 而是物体运动状态的原因 即力是产生的原因 2 指出了一切物体都有 因此牛顿第一定律又称 3 惯性 1 定义 物体具有保持原来状态或静止状态的性质 匀速直线运动 改变 维持 改变 加速度 惯性 惯性定律 匀速直线运动 2 量度 是物体惯性大小的唯一量度 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无关 4 物理学史 对力和运动关系的认识 各物理学家的观点如下 1 亚里士多德 必须有力作用在物体上 物体才能 没有力的作用 物体就要静止在一个地方 2 伽利略 力维持物体运动的原因 通过理想斜面实验得出 3 笛卡儿 如果运动中的物体没有受到力的作用 它将继续以同一速度沿运动 既不停下来也不偏离原来的方向 4 牛顿 力是改变物体运动的原因 二 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 方向 作用在 2 表达式 F F 质量 质量大 质量小 固有 运动 不是 同一直线 状态 相等 相反 同一条直线上 问题思考 1 在一节火车车厢内有一个水平的光滑桌面 当火车在平直铁路上向右匀速行驶时 坐在座椅上的同学将一个小球轻轻地放在桌面上 必修1P70图4 1 3 解析 1 小球与桌面是相对静止 以地面为参考系 小球相对地面是运动的 1 轻轻地放上桌面时 小球与桌面是相对静止还是相对运动 小球与地面是相对静止还是相对运动 答案 1 相对静止 相对运动 2 若该同学发现小球突然向他运动过来 如图所示 这时小球有无受到水平方向的作用力 这时火车是加速运动还是减速运动 解析 2 水平桌面光滑 故小球在水平方向没有受力 小球保持匀速向右的运动状态 当火车减速运动时 小球相对火车向前移动 这是该同学看见小球向他运动过来的原因 答案 2 不受水平方向的力 火车减速运动 2 把A B两个弹簧测力计连接在一起 B的一端固定 用手拉测力计A 如图所示 可以看到两个测力计的指针同时移动 这时 测力计A受到B的拉力F 测力计B则受到A的拉力F 则 1 两个弹簧测力计的读数有什么关系 它们受力的方向有什么关系 2 F与F 在大小 方向及作用点上有什么关系 是否是一对平衡力 解析 1 两个弹簧测力计的读数是相等的 它们的方向相反 2 F与F 的大小相等 方向相反 力F的作用点在B上 力F 的作用点在A上 F与F 作用于两个物体上 是一对作用力和反作用力 不是一对平衡力 答案 见解析 必修1P81图4 5 3 考点扫描 重点透析通热点 考点一牛顿第一定律的理解与应用 要点透析 1 明确了惯性的概念 牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性 惯性 即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质 2 揭示了力的本质 力是改变物体运动状态的原因 而不是维持物体运动状态的原因 3 理想化状态 牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态 而物体不受外力的情形是不存在的 在实际情况中不受力作用的物体是不存在的 如果物体所受的合外力等于零 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 4 与牛顿第二定律的关系 牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的 力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答 牛顿第一定律是经过科学抽象 归纳推理总结出来的 而牛顿第二定律是一条实验定律 典例突破 例1 下列说法正确的是 A 在高速公路上高速行驶的小轿车的惯性比静止在货运场的集装箱大货车的惯性大B 牛顿第一定律可以用实验来验证C 在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球的惯性逐渐变为零D 物体的速度逐渐增大 表明一定有力在改变其运动状态 解析 惯性是物体的固有属性 质量是其唯一量度 A C错误 牛顿第一定律是牛顿在伽利略实验的基础上 加上理想化的推理得出的规律 不能用实验来验证 B错误 物体的速度增大 说明运动状态在不断改变 只能是由力作用的效果引起 选项D正确 答案 D 题后反思惯性的两种表现形式 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不变 静止或匀速直线运动 2 物体受到外力时 惯性表现为反抗运动状态的改变 惯性大 物体的运动状态较难改变 惯性小 物体的运动状态容易改变 1 物理学史 亚里士多德在其著作 物理学 中说 一切物体都具有某种 自然本性 物体由其 自然本性 决定的运动称之为 自然运动 而物体受到的推 拉 提 举等作用后的非 自然运动 称之为 受迫运动 伽利略 笛卡儿 牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法 建立了新物理学 新物理学认为一切物体都具有的 自然本性 是 惯性 下列关于 惯性 和 运动 的说法中不符合新物理学的是 A 一切物体的 自然运动 都是速度不变的运动 静止或者匀速直线运动B 作用在物体上的力 是使物体做 受迫运动 即变速运动的原因C 竖直向上抛出的物体 受到了重力 却没有立即反向运动 而是继续向上运动一段距离后才反向运动 是由于物体具有惯性D 可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时 放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去 这是由于 盘子受到的向外的力 超过了 桌面给盘子的摩擦力 导致的 即时巩固 D 解析 自然运动 指的是速度不变的运动 静止或者匀速直线运动 故选项A符合 外力是使物体做 受迫运动 即变速运动的原因 选项B符合 竖直向上抛出的物体 由于具有惯性 会继续向上运动一段距离后才反向运动 选项C符合 水平圆桌转得太快时 由于 盘子需要的向心力 超过了 桌面给盘子的摩擦力 导致盘子向桌子边缘滑去 故选项D不符合 2 导学号00622144 生活中的惯性现象 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 由于列车原来做匀速运动 小球和列车保持相对静止 现在列车要减速 由于惯性小球必向前运动 又因列车要向南拐弯 桌面向南移动 由于惯性小球相对桌面向北运动 故选项A正确 A 考点二牛顿第三定律的理解 要点透析 1 作用力与反作用力的 六同 三异 二无关 1 六同 2 三异 3 二无关 2 一对相互作用力 与 一对平衡力 的比较 典例突破 例2 某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁 小磁铁被吸在黑板上可以用于 贴 挂图或试题答案 如图所示 关于小磁铁 下列说法中正确的是 A 小磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B 小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力C 小磁铁受到五个力的作用D 小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力 核心点拨 1 对小磁铁进行受力分析 小磁铁受到了多少个力的作用 就存在多少对作用力与反作用力 2 一对平衡力一定是作用在同一物体上 即平衡力必须是共点力 解析 小磁铁受到的磁力与受到的弹力是一对平衡力 选项A错误 小磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力 黑板对磁铁的吸引力与磁铁对黑板的吸引力 黑板对磁铁的弹力与磁铁对黑板的弹力 选项B正确 小磁铁受到四个力的作用 竖直方向的重力和摩擦力 水平方向黑板对小磁铁的吸引力和黑板对小磁铁的弹力 选项C错误 磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是相互作用力 选项D错误 答案 B 1 对作用力和反作用力的理解 牛顿在总结前人的研究结果后 提出了著名的牛顿第三定律 阐述了作用力和反作用力的关系 从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系 下列关于作用力和反作用力的说法正确的是 A 物体先对地面产生压力 然后地面才对物体产生支持力B 物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C 人推车前进 人对车的作用力大于车对人的作用力D 物体在地面上滑行 不论物体的速度多大 物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等 即时巩固 解析 作用力和反作用力同时产生 同时消失 选项A错误 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力 作用在两个不同物体上 不能相互平衡 选项B错误 人推车前进时 人对车的作用力和车对人的作用力是一对作用力和反作用力 大小相等 选项C错误 物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力 大小相等 选项D正确 D 2 导学号00622145 应用牛顿第三定律分析生活中的实例 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 D 解析 甲在空中处于静止状态 绳子对甲的拉力与甲的重力是一对平衡力 故选项A错误 由牛顿第三定律可知 绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力大小相等 故选项B错误 因乙能把绳子拉断 说明乙拉断绳子前瞬间 绳子上的拉力一定大于乙的重力 选项C错误 D正确 考点三牛顿第三定律的应用 要点透析 在对物体进行受力分析时 如果直接求解物体受到的某个力比较困难时 可先求它的反作用力 或平衡力 如求压力时可先求支持力 摩擦力的求解有时也会如此 典例突破 核心点拨 1 先应用牛顿第二定律求出绳子对建筑材料的拉力 然后应用平衡条件求出地面对工人的支持力 2 求出地面对工人的支持力后 应用牛顿第三定律求工人对地面的压力 例3 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 0kg的工人站在地面上 通过定滑轮将20 0kg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 解析 设绳子对建筑材料的拉力为F1 由牛顿第二定律有F1 mg ma 得出F1 m g a 210N 则绳子对人的拉力F2 F1 210N 人处于静止状态 则由平衡条件知地面对人的支持力FN Mg F2 490N 由牛顿第三定律知人对地面的压力FN FN 490N 故选项B正确 答案 B 题后反思牛顿第三定律的应用在解决物体受某力的问题时 可能会因该物体的状态 某些因素不明确无法求该力时 可研究施加该力的物体 利用相关规律求出该力 1 用牛顿第三定律分析压力 如图所示 家用吊扇对悬挂点有拉力作用 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 即时巩固 解析 吊扇不转动时 吊扇对悬挂点的拉力等于吊扇的重力 吊扇旋转时对空气有向下的压力 根据牛顿第三定律 则空气对吊扇有一个向上的反作用力 使得吊扇对悬挂点的拉力减小 故选项B正确 B 2 导学号00622146 用牛顿第三定律分析摩擦力 如图所示 质量为m的木块在质量为M的长木板上水平以加速度a向右加速滑行 长木板与地面间的动摩擦因数为 1 木块与长木板间的动摩擦因数为 2 若长木板仍处于静止状态 则长木板对地面摩擦力大小一定为 A 1 m M gB 2mgC 2mg maD 1mg 2Mg 解析 木块m在M上向右滑行过程中 受到M对m水平向左的滑动摩擦力 由牛顿第三定律可知 m对M有水平向右的滑动摩擦力 大小为 2mg 由于M处于静止状态 水平方向合力为零 故地面对M的静摩擦力方向水平向左 大小为 2mg 由牛顿第三定律可知 长木板对地面的摩擦力大小为 2mg 故选项B正确 B 真题在线 体验高考提素能 1 2012 全国新课标卷 14 多选 伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验 提出了惯性的概念 从而奠定了牛顿力学的基础 早期物理学家关于惯性有下列说法 其中正确的是 A 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B 没有力的作用 物体只能处于静止状态C 行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D 运动物体如果没有受到力的作用 将继续以同一速度沿同一直线运动 AD 解析 物体的惯性指物体本身要保持运动状态不变的性质 或者说是物体抵抗运动状态变化的性质 A正确 没有力的作用物体将保持静止状态或匀速直线运动状态 B错误 行星在圆周轨道上做匀速圆周运动 而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态 不符合惯性的定义 C错误 运动物体如果没有受到力的作用 根据惯性定律可知 物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去 D正确 2 2014 北京卷 19 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 A 解析 由于斜面上先后铺垫粗糙程度逐渐降低的材料 可理解为斜面越来越光滑 小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1 2 3 即依次升高 所以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 选项A正确 B C D选项都不能根据三次实验结果的对比直接得到 选项B C D