2011高考物理 牛顿第三定律讲义 新人教版

20112011 高考物理高考物理 牛顿第三定律讲义牛顿第三定律讲义 新人教版新人教版 力与运动的关系温故自查力与运动的关系温故自查 1 运动状态及运动状态的改变 运动状态及运动状态的改变 是描述物体运动状态的改变的物理量 是描述物体运动状态的改变的物理量 运动状态的改变运动状态的改变 是指物体的是指物体的 发生改变 发生改变 2 力是物体产生加速度的原因 力是物体产生加速度的原因 外力的作用使物体的速度发生改外力的作用使物体的速度发生改变 而速度发生改变一定有变 而速度发生改变一定有 所以力是使物体产生加速度的原因 所以力是使物体产生加速度的原因 速度速度 运动速度运动速度 加速度加速度 考点精析考点精析 运动状态是否发生改变的判断运动状态是否发生改变的判断 由于速度是矢量 所以速度的改变有三个情形 由于速度是矢量 所以速度的改变有三个情形 1 速度大小改变 方向不变 如火车在平直轨道上受牵引力作用做匀变速直线运动 速度大小改变 方向不变 如火车在平直轨道上受牵引力作用做匀变速直线运动 2 速度大小不变 方向变化 如 在绳的拉力下一小球在水平面上做匀速圆周运动 速度大小不变 方向变化 如 在绳的拉力下一小球在水平面上做匀速圆周运动 3 速度大小和方向都改变 如 将一物体斜抛出去后 在重力作用下物体的运动 速度大小和方向都改变 如 将一物体斜抛出去后 在重力作用下物体的运动 出现上述三种情况之一 我们就称物体的运动状态出现上述三种情况之一 我们就称物体的运动状态 即速度即速度 发生了改变发生了改变 温故自查温故自查 1 牛顿第一定律的内容 一切物体总保持 牛顿第一定律的内容 一切物体总保持 状态或状态或 状态 直到有外力迫使它改变这种状态为止 状态 直到有外力迫使它改变这种状态为止 2 惯性的定义 一切物体都有保持 惯性的定义 一切物体都有保持 状态或状态或 状态的性质 状态的性质 3 惯性的量度 质量是物体惯性大小的惟一量度 质量大的物体 惯性的量度 质量是物体惯性大小的惟一量度 质量大的物体 质量小的物体 质量小的物体 匀速直线匀速直线 运动运动 静止静止 匀速直线运动匀速直线运动 静止静止 惯性大惯性大 惯性小惯性小 考点精析考点精析 1 牛顿第一定律的理解要点牛顿第一定律的理解要点 1 牛顿第一定律不像其他定律一样是由实验直接总结出来的 它是牛顿以伽利略的理想实验为基础 总结前人的研究成果 加之丰富的想象而提出来的 牛顿第一定律不像其他定律一样是由实验直接总结出来的 它是牛顿以伽利略的理想实验为基础 总结前人的研究成果 加之丰富的想象而提出来的 2 牛顿第一定律成立的条件是物体不受外力或所受的合外力为零 牛顿第一定律成立的条件是物体不受外力或所受的合外力为零 3 牛顿第一定律是独立的一条规律 绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例 牛顿第一定律是独立的一条规律 绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例 4 牛顿第一定律的意义在于 指出了一切物体都有惯性 指出力不是维持物体速度的原因 而是改变物体速度的原因 即产生加速度牛顿第一定律的意义在于 指出了一切物体都有惯性 指出力不是维持物体速度的原因 而是改变物体速度的原因 即产生加速度的原因 的原因 2 惯性的理解要点 惯性的理解要点 1 惯性是物惯性是物体的固有属性 与物体的受力情况及运动状态无关 因此人们只能体的固有属性 与物体的受力情况及运动状态无关 因此人们只能 利用利用 惯性而不能惯性而不能 克服克服 惯性 惯性 2 物体惯性的大小是由其质量决定的 物体惯性的大小是由其质量决定的 质量大的物体惯性大 质量小的惯性小 质量是物体惯性大小的量度 质量大的物体惯性大 质量小的惯性小 质量是物体惯性大小的量度 3 惯性不是力 惯性不是力 4 惯性与受力情况和运动状态无关惯性与受力情况和运动状态无关 温故自查温故自查 1 牛顿第三定律的内容 两物体之间的作用力和反作用力总是 牛顿第三定律的内容 两物体之间的作用力和反作用力总是 2 作用力与反作用力的特点 同时产生 同时消失 同时变化 同性质 分别作用在相互作用的 作用力与反作用力的特点 同时产生 同时消失 同时变化 同性质 分别作用在相互作用的 效果不能抵消 效果不能抵消 大小相等 方向相反 作用在同一条直线上大小相等 方向相反 作用在同一条直线上 两物体上两物体上 考点精析考点精析 1 作用力和反作用力与平衡力的比较作用力和反作用力与平衡力的比较 内容内容作用力和反作用力作用力和反作用力平衡力平衡力 受力物体受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上作用在同一物体上 依赖关系依赖关系 同生 同灭 同变化 不可单独同生 同灭 同变化 不可单独 存在存在 无依赖关系 撤除一个 另一无依赖关系 撤除一个 另一 个可依然存在 只是不再平衡个可依然存在 只是不再平衡 叠加性叠加性 两个作用效果不可抵消 不可叠两个作用效果不可抵消 不可叠 加 不可求合力加 不可求合力 两力作用效果可低消 可叠加 两力作用效果可低消 可叠加 可求合力且合力为零可求合力且合力为零 力的性质力的性质一定相同一定相同可以相同 也可以不同可以相同 也可以不同 2 判断一对力是否是作用力和反判断一对力是否是作用力和反作用力 主要从两方面入手作用力 主要从两方面入手 1 看作用点 作用力与反作用力应作用在两个物体上 看作用点 作用力与反作用力应作用在两个物体上 2 看产生原因 作用力和反作用力是由于相互作看产生原因 作用力和反作用力是由于相互作用而产生的 用而产生的 3 作用力与反作用力具有相互性和异体性 与物体作用力与反作用力具有相互性和异体性 与物体运动状态无关 而平衡力具有同体性 是指物体在某方向上处于平衡状态时 该方向才会有平衡力 运动状态无关 而平衡力具有同体性 是指物体在某方向上处于平衡状态时 该方向才会有平衡力 命题规律命题规律 结合物理学史对物理规律 定律及定理的理解及应用 常以选择题形式出现 结合物理学史对物理规律 定律及定理的理解及应用 常以选择题形式出现 考例考例 1 做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子 瓶内有一气泡 如图所示 当小车突然停止运动时 气泡相对于瓶子怎样运动 做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子 瓶内有一气泡 如图所示 当小车突然停止运动时 气泡相对于瓶子怎样运动 解析解析 从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水 显然水的质量远大于气泡的质量 故水的惯性比气泡的惯性大 当小车突然停止时 水保持向前运动的趋势从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水 显然水的质量远大于气泡的质量 故水的惯性比气泡的惯性大 当小车突然停止时 水保持向前运动的趋势 远大于气泡向前运动的趋势 于是水由于惯性继续向前运动 水将挤压气泡 使气泡相对瓶子向后运动 远大于气泡向前运动的趋势 于是水由于惯性继续向前运动 水将挤压气泡 使气泡相对瓶子向后运动 答案答案 气泡相对瓶子向后运动气泡相对瓶子向后运动 总结评述总结评述 分别考虑水和气泡的惯性是解决本题的关键 抓住惯性只与质量有关 质量越大 惯性越大 也就是运动状态不易改变 同体积的水和气泡比分别考虑水和气泡的惯性是解决本题的关键 抓住惯性只与质量有关 质量越大 惯性越大 也就是运动状态不易改变 同体积的水和气泡比 较 水的质量大于气泡的质量 所较 水的质量大于气泡的质量 所以水的惯性大 以水的惯性大 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 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 静止状态才是物体长时间不受力时的 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 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 不需要受力 一个物体维持匀速直线运动 不需要受力 解析解析 由牛顿运动定律可知 力是物体运动状态发生变化的原因 而不是维持物体运动的原因 故由牛顿运动定律可知 力是物体运动状态发生变化的原因 而不是维持物体运动的原因 故 A B 错误 两物体从同一高度自由下落 物体下落的速错误 两物体从同一高度自由下落 物体下落的速 度与物体的质量无关 由力的平衡知识可知 物体处于静止或匀速直线运动时 度与物体的质量无关 由力的平衡知识可知 物体处于静止或匀速直线运动时 所受合外力为零 故一个物体维持匀速直线运动 不需要外力 选项所受合外力为零 故一个物体维持匀速直线运动 不需要外力 选项 D 正正 确 确 答案答案 D 命题规律命题规律 常结合生活实际现象考查对惯性的理解及应用 能利用惯性解释生活中的一些现象 一般以选择题形式出现 常结合生活实际现象考查对惯性的理解及应用 能利用惯性解释生活中的一些现象 一般以选择题形式出现 考例考例 2 2009 山东荷泽阶段性测试山东荷泽阶段性测试 下列说法中正确的是下列说法中正确的是 A 物体在不受外力作用时 保持原有运动状态不变的性质叫惯性 故牛顿运动定律又叫惯性定律 物体在不受外力作用时 保持原有运动状态不变的性质叫惯性 故牛顿运动定律又叫惯性定律 B 牛顿第一定律仅适用于宏观物体 只可用于解决物体的低速运动问题 牛顿第一定律仅适用于宏观物体 只可用于解决物体的低速运动问题 C 牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度 牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度 a 0 条件下的特例条件下的特例 D 伽利略根据理想实验推论出 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 伽利略根据理想实验推论出 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 解析解析 牛顿第一定律表明 物体在不受外力作用时 保持原有运动状态不变的性质叫惯性 故牛顿第一定律又叫惯性定律 牛顿第一定律表明 物体在不受外力作用时 保持原有运动状态不变的性质叫惯性 故牛顿第一定律又叫惯性定律 A 错误 牛顿运动定律都是在错误 牛顿运动定律都是在 宏观 低速的情况下得出的结论 在微观 高速的情况下不成立 宏观 低速的情况下得出的结论 在微观 高速的情况下不成立 B 正确 牛顿第一定律说明了两点含义 一是所有物体都有惯性 二是物体不受力时的运正确 牛顿第一定律说明了两点含义 一是所有物体都有惯性 二是物体不受力时的运 动状态是静上或匀速直线运动 牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义 动状态是静上或匀速直线运动 牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义 C 错误 伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础 错误 伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础 D 正确 正确 答案答案 BD 在地球赤道上的在地球赤道上的 A 处静止放置一个小物体 现在设想地球对小物体的万有引力突然消失 则在数小时内 小物体相对于处静止放置一个小物体 现在设想地球对小物体的万有引力突然消失 则在数小时内 小物体相对于 A 点处的地面来说 将点处的地面来说 将 A 水平向东飞去 水平向东飞去 B 原地不动 物体对地面的压力消失 原地不动 物体对地面的压力消失 C 向上并渐偏向西飞去 向上并渐偏向西飞去 D 向上并渐偏向东飞去 向上并渐偏向东飞去 解析解析 如果地球对小物体的万有引力突然消失 小物体不受力 由于惯性将沿切线如果地球对小物体的万有引力突然消失 小物体不受力 由于惯性将沿切线 AC 方向飞出 做匀速直线运动 设经过时间方向飞出 做匀速直线运动 设经过时间 t 到达到达 B 点 同一时间内点 同一时间内 A 点处地面将转到点处地面将转到 A 处 如图所示 由于处 如图所示 由于 A 点的线速度等于小物体的速度 故点的线速度等于小物体的速度 故 AB 小物体相对于小物体相对于 A 点处点处 已转到已转到 A 处了处了 的地面来说 将向上并的地面来说 将向上并 渐偏向西飞去 渐偏向西飞去 C 正确正确 答案答案 C 命题规律命题规律 利用牛顿第三定律解释有关生活中的一些现象 利用牛顿第三定律分析物体受力情况 及与平衡力的区别 常以选择题出现或在一些受力分析题利用牛顿第三定律解释有关生活中的一些现象 利用牛顿第三定律分析物体受力情况 及与平衡力的区别 常以选择题出现或在一些受力分析题 中运用 中运用 考例考例 3 在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子 其内部刚好放入一质量一定的金属球 如图所示 现在从斜面顶部释放箱子 在其加速下滑过程中 下列在一粗糙的斜面上放置一正方形的箱子 其内部刚好放入一质量一定的金属球 如图所示 现在从斜面顶部释放箱子 在其加速下滑过程中 下列 关于球对箱子的作用力 说法正确的是关于球对箱子的作用力 说法正确的是 A 球对箱子 球对箱子 a 面有压力面有压力 B 球对箱子 球对箱子 b 面有压力面有压力 C 球对箱子 球对箱子 c 面有压力面有压力 D 球对箱子 球对箱子 d 面有压力面有压力 解析解析 整个木箱受到三个力作用 重力整个木箱受到三个力作用 重力 G 支持力 支持力 FN和摩擦力和摩擦力 Ff 如图 木箱的加速度 如图 木箱的加速度 a gsin gcos 由于小球与木箱一起运动 所以小球的加速由于小球与木箱一起运动 所以小球的加速 度与木箱的加速度相同 要产生相同的加速度 小球受力应如左图 即受重力度与木箱的加速度相同 要产生相同的加速度 小球受力应如左图 即受重力 G c 面的支持力面的支持力 FN b 面的支持力面的支持力 FN 由于力的独立性原