导学教程高考物理总复习 第三章 牛顿运动定律 第一节 牛顿第一定律 牛顿第三定律课件 新人教版.ppt

第三章牛顿运动定律 2017高考备考导航 第一节牛顿第一定律牛顿第三定律 一 牛顿第一定律1 内容 一切物体总保持 运动状态或 状态 除非作用在它上面的力使它改变这种状态 主干回顾 匀速直线 静止 f f 惯性 维持 改变 静止 匀速直线运动 无关 相等 相反 同一直线 1 判断下列说法的正误 1 有力物体就运动 无力时物体就静止 因此力是维持物体运动的原因 2 运动速度大的物体的惯性大 速度小的物体的惯性小 3 两个大小相等 方向相反 作用在同一直线上的力一定是相互作用力 4 作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化 5 作用力与反作用力大小相等 方向相反 因此其合力为零 自我检测 2 多选 2013 山东理综 伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法 利用这种方法伽利略发现的规律有a 力不是维持物体运动的原因b 物体之间普遍存在相互吸引力c 忽略空气阻力 重物与轻物下落得同样快d 物体间的相互作用力总是大小相等 方向相反 解析伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持 a正确 伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时 重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢 轻的物体会因重的物体拖动而下落变快 即二者一起下落快慢应介于单独下落时之间 而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快 从而由逻辑上否定了重物比轻的物体下落快的结论 并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律 c正确 物体间普遍存在相互吸引力 物体间相互作用力的规律是牛顿总结的 对应于万有引力定律与牛顿第三定律 故b d皆错误 答案ac 3 多选 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验 点击实验菜单中 力的相互作用 把两个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如图3 1 1所示 观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线 可以得到以下实验结论 图3 1 1a 作用力与反作用力同时存在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d 作用力与反作用力方向相反答案acd 4 2016 长沙检测 如图3 1 2所示 用细绳把小球悬挂起来 当小球静止时 下列说法中正确的是图3 1 2 a 小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力b 小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力c 小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力d 小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力答案c 5 一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了 对这一现象 下列说法正确的是a 榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力 所以玻璃才碎裂b 榔头受到的力大于玻璃受到的力 只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂c 榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的 只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂d 因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况 所以无法判断它们之间的相互作用力的大小答案c 考点一牛顿第一定律的理解与应用1 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 惯性表现为运动状态改变的难易程度 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 2 牛顿第一定律的意义 1 指出了物体的一种固有属性牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性 惯性 即物体总保持原来运动状态不变的一种性质 2 揭示了力的本质牛顿第一定律明确了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 物体的运动不需要力来维持 3 揭示了不受力作用时物体的运动状态牛顿第一定律描述的只是一种理想状态 而实际中不受力作用的物体是不存在的 当物体受外力作用但所受合力为零时 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 1 多选 2012 全国 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 解析惯性是物体保持原来运动状态不变的性质 故a对 根据惯性定律可知 没有力的作用 物体将保持原来的状态 即静止状态或者匀速直线运动状态 故b错 行星在圆轨道上的运动是变速运动 是在万有引力作用下的运动 所以c错 运动物体如果不受力作用 将保持原来的运动状态 即继续以同一速度沿着同一直线运动 d对 答案ad 2 就一些实际生活中的现象 某同学试图从惯性角度加以解释 其中正确的是a 采用了大功率的发动机后 某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度 这表明 可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性b 射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透 这表明它的惯性变小了 c 货运列车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车厢 这会改变它的惯性d 摩托车转弯时 车手一方面要控制适当的速度 另一方面要将身体稍微向里倾斜 通过调控人和车的惯性达到转弯的目的 解析采用了大功率的发动机后 某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度 原因是功率变大了 但惯性不变 选项a错误 射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透 原因是子弹具有的动能过小 但惯性不变 选项b错误 货运列车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车厢 列车的质量改变了 当然它的惯性也就改变了 选项c正确 摩托车转弯时 车手一方面要控制适当的速度 另一方面要将身体稍微向里倾斜 调控人和车的重心位置 但整体的惯性不变 选项d错误 答案c 考点二牛顿第三定律的理解及应用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 相互作用力与平衡力的比较 考向1作用力与反作用力的特点 例1 牛顿在总结c 雷恩 j 沃利斯和c 惠更斯等人的研究结果后 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 从而与牛顿第一和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 解析 由牛顿第三定律可知 作用力和反作用力同时产生 同时消失 选项a错误 压力和支持力作用在两个不同的物体上 而平衡力是作用在同一个物体上 选项b错误 作用力与反作用力等大反向 故人对车的作用力等于车对人的作用力 选项c错误 物体对地面的摩擦力大小等于地面对物体的摩擦力 选项d正确 答案 d 考向2作用力 反作用力与平衡力的区别 例2 如图3 1 3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 图3 1 3a 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 c 考点三 转移研究对象法 分析物体受力问题 思想方法 在对物体进行受力分析时 如果不便于分析物体受到的某些力 则可以通过分析其反作用力来解决问题 牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用 使得我们对问题的分析思路更灵活 更宽阔 例3 2016 厦门模拟 如图3 1 4所示为杂技 顶竿 表演 一人站在地上 肩上扛一质量为m的竖直竹竿 当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时 竿对 底人 的压力大小为 图3 1 4a m m gb m m g mac m m g mad m m g 解析 对竿上的人分析 受重力mg 摩擦力ff 有mg ff ma 得ff m g a 竿对人有摩擦力 人对竿也有反作用力 摩擦力 且大小相等 方向相反 对竿分析 受重力mg 竿上的人对竿向下的摩擦力ff 顶竿的人对竿的支持力fn 有mg ff fn 又因为竿对 底人 的压力和 底人 对竿的支持力是一对作用力与反作用力 由牛顿第三定律 得到fn fn mg ff m m g ma b项正确 答案 b 规律总结利用转换对象法解题的思路 1 选择合适的研究对象 分析受力情况 判断物体的受力是否可以直接求出 2 转换研究对象 分析待求力的反作用力 3 由牛顿第三定律求出待求力 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 5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 则此时箱对地面的压力大小为 图3 1 5a mg ffb mg ffc mg mgd mg mg 解析环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力ff 受力情况如图甲所示 根据牛顿第三定律 环应给杆一个竖直向下的摩擦力ff 故箱子竖直方向上受重力mg 地面对它的支持力fn及环给它的摩擦力ff 受力情况如图乙所示 由于箱子处于平衡状态 可得fn ff mg ff mg 根据牛顿第三定律 箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力 即fn mg ff 故选项a正确 答案a 1 2014 北京理综 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3 1 6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 随堂巩固 图3 1 6a 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 解析根据实验结果 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 a项正确 而小球不受力时状态不变 小球受力时状态发生变化 是在假设和逻辑推理下得出的结论 不是实验直接结论 所以b c选项错误 而d项不是本实验所说明的问题 故错误 答案a 2 多选 2016 昆明模拟 如图3 1 7所示 我国有一种传统的民族体育项目叫作 押加 实际上相当于两个人拔河 如果甲 乙两人在 押加 比赛中 甲获胜 则下列说法中正确的是图3 1 7 a 甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力 所以甲获胜b 当甲把乙匀速拉过去时 甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小c 当甲把乙加速拉过去时 甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力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 所以甲获胜答案bd 3 2016 淮安月考 双人滑冰比赛表演刚开始时两人静止不动 随着优美的音乐响起在相互猛推一下之后他们分别向相反方向运动 假定两人与冰面间的动摩擦因数相同 已知甲在冰上滑行的距离比乙远 这是由于a 在推的过程中 甲推乙的力小于乙推甲的力b 在推的过程中 甲推乙的时间小于乙推甲的时间c 在刚分开时 甲的初速度大于乙的初速度d 在刚分开时 甲的加速度小于乙的加速度 解析根据牛顿第三定律 在推的过程中 作用力和反作用力总是等大 反向 共线的 它们总是同时产生 同时消失 同时变化的 所以推力大小相等 作用时间相同 由于两人和冰面的动摩擦因数相同 根据牛顿第二定律求得两人的加速度相同 均为 g 由运动学公式v2 2ax可知 加速度相同 甲在冰上滑行的距离比乙远 说明在刚分开时 甲的初速度大于乙的初速度 故选c 答案c 4 在平直轨道上 匀速向右行驶的封闭车厢内 悬挂着一个带滴管的盛油容器 滴管口正对车厢地板上的o点 如图3 1 8所示 当滴管依次滴下三滴油 且这三滴油都落在车厢的地板上 则下列说法中正确的是图3 1 8 a 这三滴油依次落在oa之间 而且后一滴比前一滴离o点远些b 这三滴油依次落在oa之间 而且后一滴比前一滴离o点近些c 这三滴油依次落在oa之间同一位置上d 这三滴油都落在o点上 解析在匀速行驶的封闭车厢内 车厢和油滴在水平方向上具有相同的速度 油滴落下的时候 车厢和油滴在水平方向上的位移相同 油滴一定落在滴管口正下方的o点 选项d正确 答案d 5 20