2019版高考物理大一轮复习牛顿运动定律第1讲牛顿运动三定律力学单位制学案.docx

第1讲牛顿运动三定律力学单位制考试标准知识内容必考要求加试要求说明牛顿第一定律c1.不要求区别惯性质量与引力质量2.不要求分析非惯性系中物体的运动情况3.不介绍其他单位制.牛顿第二定律dd力学单位制b牛顿第三定律cc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为惯性定律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自测1下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是()A沿水平方向匀速飞行的飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标B地球自西向东自转，你向上跳起来后，不会落到原地C摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险，应该后轮先着地D有的同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力答案C二、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：Fma.3适用范围：只适用于物体低速运动的情况自测2牛顿第二定律的表达式可以写成m，对某个物体来说，它的质量m()A跟合外力F成正比B跟合外力F与加速度a都无关C跟它的加速度a成反比D跟合外力F成反比，跟它的加速度a成正比答案B解析m只是一个计算式，物体质量与合外力和加速度均无关三、力学单位制1力学中的基本物理量及单位(1)力学中的基本物理量是长度、质量、时间(2)力学中的基本单位：基本物理量的所有单位都是基本单位如：毫米(mm)、克(g)、毫秒(ms)等等三个基本物理量的单位在国际单位制中分别为米(m)、千克(kg)、秒(s)2单位制(1)基本单位和导出单位一起组成了单位制(2)国际单位制(SI)：国际计量大会制定的国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制自测3(2017杭州市四校联考)同学们知道物理学中力的单位是“N”，但“N”是一个导出单位，如果用国际制基本单位表示，下列正确的是()Akgm/s2 Bkgm/sCkg2m/s Dkgm2/s答案A四、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，后一物体一定同时对前一物体也施加了力2牛顿第三定律：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上自测4关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是()A物体相互作用时，先有作用力而后才有反作用力B作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，因此它们的合力为零C弹力的反作用力一定是弹力D马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力答案C命题点一牛顿第一定律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惯性的特性(1)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性(2)无关性：惯性与物体的运动状态无关，与物体所处的位置无关，无论物体处于怎样的运动状态、处于何处，惯性总存在(3)唯一性：质量是惯性大小的唯一量度3惯性的表现形式(1)在物体不受外力时，惯性表现为保持原来的静止状态或匀速直线运动状态(2)在物体所受合外力不为零时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变例1科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用下列说法不符合历史事实的是()A亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C笛卡儿指出：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同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案A变式1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答案C变式2下列关于惯性的说法正确的是()A开车系安全带可防止由于人的惯性而造成的伤害B子弹飞出枪膛后，因惯性受到向前的力而继续飞行C飞机起飞时飞得越来越快，说明它的惯性越来越大D物体在粗糙水平面上比在光滑水平面上难推动，说明物体在粗糙水平面上惯性大答案A解析若开车时不系安全带，刹车时由于惯性，人会继续向前运动，可能会对人造成伤害，A对；子弹离开枪膛后向前飞行是由于它的惯性，但它并不受到向前的力，B错；物体的惯性只与它的质量有关，与物体的运动状态、受不受摩擦力等因素无关，C、D错变式3如图1所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”这里所指的“本领”是冰壶的惯性，惯性的大小取决于()图1A冰壶的速度 B冰壶的质量C冰壶受到的推力 D冰壶受到的阻力答案B解析一个物体惯性的大小，与其运动状态、受力情况是没有任何关系的，衡量物体惯性大小的唯一因素是质量，故B正确命题点二牛顿第二定律1牛顿第二定律的“五性”(1)矢量性：a与F方向相同(2)瞬时性：a与F对应同一时刻(3)因果性：F是产生a的原因(4)同一性：a、F、m对应同一物体，应用时统一使用国际单位制单位(5)独立性：每一个力都产生各自的加速度2a是加速度的决定式，a是加速度的定义式，物体的加速度是由合外力决定的，与速度无关例2如图2所示，位于水平地面上的质量为m的小木块，在大小为F，方向与水平方向成角的拉力作用下沿地面做匀加速运动若木块与地面之间的动摩擦因数为，则木块的加速度为()图2A. B.C. D.答案D解析对木块受力分析，如图所示，在竖直方向上合力为零，即Fsin FNmg，在水平方向上由牛顿第二定律有Fcos FNma.联立可得a，故选项D正确变式4下列对牛顿第二定律的表达式Fma及其变形公式的理解正确的是()A由Fma可知，物体所受的合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比B由m可知，物体的质量与其所受合力成正比，与其运动的加速度成反比C由a可知，物体的加速度与其所受合力成正比，与其质量无关D由m可知，物体的质量可以通过测量它的加速度和它所受的合力求出答案D解析牛顿第二定律的表达式Fma表明了各物理量之间的数量关系，即已知两个量，可求第三个量但物体的质量是由物体本身决定的，与物体的加速度和物体的受力无关；作用在物体上的合力，是由和它相互作用的物体作用产生的，与物体的质量和加速度无关；但物体的加速度与其质量和其所受合力都有关，故排除A、B、C，选D.变式5如图3所示，质量m10 kg的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的推力F20 N的作用，则物体产生的加速度是(g取10 m/s2)()图3A0 B4 m/s2，水平向右C2 m/s2，水平向左 D2 m/s2，水平向右答案B解析物体水平向左运动，所受滑动摩擦力水平向右，Ffmg20 N，故物体所受合外力F合FfF40 N，方向水平向右，由牛顿第二定律可得：a4 m/s2，方向水平向右，B正确拓展点牛顿第二定律的瞬时性牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型：刚性绳(或接触面)不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即消失，不需要形变恢复时间；弹簧(或橡皮绳)两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳)，特点是形变量大，其形变恢复需要较长时间，在瞬时性问题中，其弹力的大小往往可以看成保持不变例3如图4所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量均为m，物块2、4质量均为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有()图4Aa1a2a3a40Ba1a2a3a4gCa1a2g，a30，a4gDa1g，a2g，a30，a4g答案C解析在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻质杆连接处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1a2g；而物块3、4间的轻质弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为Fmg，因此a30，由牛顿第二定律得a4g，所以C正确变式6两个质量均为m的小球，用两条轻绳连接，处于平衡状态，如图5所示现突然迅速剪断轻绳OA，让小球下落，在剪断轻绳的瞬间，设小球A、B的加速度分别用a1和a2表示，则()图5Aa1g，a2g Ba10，a22gCa1g，a20 Da12g，a20答案A解析绳子的张力可以突变，剪断OA后小球A、B只受重力，其加速度a1a2g，故A正确命题点三牛顿第三定律1作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(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2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3作用力与反作用力虽然等大反向，但因作用的物体不同，所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同4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5区别作用力、反作用力与平衡力的简单方法是看作用点，作用力和反作用力应作用在相互作用的两个物体上，平衡力作用在一个物体上例4如图6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()图6A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答案D解析甲拉住绳子悬在空中处于静止状态，绳子对甲的拉力等于甲的重力，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，B错误；因乙能把绳子拉断，说明乙拉断绳子前瞬间，绳子的拉力一定大于甲拉绳子的力，也一定大于乙的重力，故C错误，D正确变式7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答案D解析作用力与反作用力同时产生，同时变化，同时消失，物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力，选项A错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力作用在不同的物体上，作用效果不能平衡，不能合成，选项B错误；人推车前进，人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，选项C错误；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，选项D正确变式8(2017温州市十校期末联考)如图7所示为我国的“长征七号”运载火箭刚发射时的情景则下列说法正确的是()图7A火箭受到地面对它的弹力作用而升空B火箭受到下部空气对它的作用而升空C火箭受到向下喷射的气体对它的作用而升空D在没有空气的环境中这类火箭无法升空答案C解析火箭升空利用的是喷出的气体对火箭的反冲作用，不是地面对它的弹力作用，也不是下部空气对它的作用，故A、B错误，C正确；因为气体的反冲作用，这类火箭在没有空气的环境中仍可以获得前进的动力，仍可以升空，故D错误. 变式9如图8所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是()图8A水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对平衡力答案B解析水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力，选项D错误变式10如图9所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N则细线的拉力及B对地面的压力分别是()图9A8 N和0 N B5 N和7 NC5 N和3 N D7 N和7 N答案C解析对A由平衡条件得FTGAkx0，解得FTGAkx3 N1000.02 N5 N，对B由平衡条件得kxFNGB0，解得FNGBkx5 N1000.02 N3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确1关于物理量或单位，下列说法中正确的是()A加速度、时间、力等均为矢量B质量、位移、速度等均为标量C长度、质量、时间为国际单位制的三个力学基本物理量D后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位答案C2下列关于惯性的说法中，正确的是()A物体只有在突然运动或突然停止时才有惯性B物体的质量越大或速度越大，其惯性也就越大C在太空中飞行的航天飞机内的物体，其惯性消失D惯性是物体的属性，与物体是否受力和运动无关答案D3一天，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()答案C4.(2017温州市十校期末联考)如图1所示是教师上课做的一个演示实验，将中间开孔的两块圆饼状磁铁用一根木棒穿过，手拿住木棒(保持水平)使磁铁保持静止，当手突然释放，让木棒和磁铁一起下落时，发现两块磁铁向中间靠拢并吸在一起了下列说法中正确的是()图1A手拿住木棒保持静止时，任意一块磁铁所受的磁力小于木棒对它的静摩擦力B手拿住木棒保持静止时，任意一块磁铁所受的重力大于木棒对它的弹力C放手下落时，由于失重现象，使木棒与磁铁间弹力发生变化D放手下落时，磁铁惯性减小答案C解析手拿住木棒使磁铁保持静止时，说明磁铁处于平衡状态，故任意一块磁铁所受的磁力等于木棒对它的静摩擦力，任意一块磁铁所受的重力等于木棒对它的弹力，故A、B错误；放手下落时，加速度向下，故磁铁处于失重状态，由于失重现象，使木棒与磁铁间弹力发生变化，故C正确；由于下落时磁铁质量不变，故惯性不变，故D错误5关于力、运动状态及惯性的说法，不正确的是()A伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去B伽利略对牛顿第一定律的建立做出了贡献C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，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”D牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度答案C解析伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上运动的物体将以恒定的速度运动下去，选项A正确；伽利略对牛顿第一定律的建立做出了巨大的贡献，选项B正确；一个运动的物体，如果不再受力了，它将以原来的速度做匀速直线运动，选项C错误；力是改变物体运动状态的原因，选项D正确6用手托着一块砖，开始时静止不动，后来手突然向上加速运动，下列判断不正确的是()A静止时，砖受到的支持力等于砖的重力B加速时，砖对手的压力大于砖的重力C静止时，砖受到的支持力等于砖对手的压力D加速时，砖受到的支持力大于砖对手的压力答案D解析静止时，砖的重力与其受到的支持力是一对平衡力，大小相等，A正确；不论静止还是加速，砖受到的支持力和其对手的压力都是一对相互作用力，大小相等，故C正确，D错误；加速时，砖受到的支持力大于砖的重力，则砖对手的压力大于砖的重力，故B正确7某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是()A只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力答案C8如图2所示，有人用一簇气球使一座小屋成功升空当小屋加速上升时，它受到的拉力与重力的关系是()图2A一对平衡力 B作用力和反作用力C拉力小于重力 D拉力大于重力答案D解析因加速上升，所以拉力大于重力9.(2017浙江名校协作体模拟)如图3所示是我国一种传统的民族体育项目 “押加”，实际上相当于两个人拔河，如果绳的质量不计，且保持水平，甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜，则下列说法中正确的是()图3A甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力B甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力C只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等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，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力答案D解析由作用力与反作用力的关系知，D正确10下列说法中正确的是()A人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走B只有你站在地上不动时，你对地面的压力和地面对你的支持力才是大小相等、方向相反C物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，而A作用于B的力的大小等于B作用于A的力的大小D以卵击石，石头没损坏而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力答案C11如图4所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、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，设车足够长，则两个小球()图4A一定相碰B一定不相碰C不一定相碰D条件不足，难以确定是否相碰答案B解析两个小球放在表面光滑的小车上，又不考虑其他阻力，故水平方向上不受外力，由牛顿第一定律可知两个小球将以原来的速度运动下去，即两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，一定不相碰只有B选项正确12在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止时，它受到的磁力()A小于受到的弹力B大于受到的弹力C和受到的弹力是一对作用力与反作用力D和受到的弹力是一对平衡力答案D13雨滴在空气中下落，当速度比较大时，它受到的空气阻力与其速度的二次方成正比，与其横截面积成正比，即FfkSv2，则比例系数k的单位是()Akg/m4 Bkg/m3Ckg/m2 Dkg/m答案B解析表达式FfkSv2中：Ff、S、v的单位分别为N、m2、m/s，又1 N1 kgm/s2，则得1 kgm/s21 km2m2/s2，所以k的单位为kg/m3.故选B.14.(2017宁波市九校高三上学期期末)如图5所示，质量为m的儿童在玩蹦极跳床，当其静止悬挂时，拴在腰间的两弹性橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若右侧橡皮绳突然断裂，则此时该儿童()图5A加速度为零，速度为零B加速度ag，沿原断裂橡皮绳的方向斜向下C加速度ag，沿未断裂橡皮绳的方向斜向上D加速度ag，方向竖直向下答案B解析右侧橡皮绳断裂时，左侧橡皮绳拉力不突变，故合力沿原断裂橡皮绳的方向斜向下，大小为mg，由牛顿第二定律可知只有B项正确15.(