第3章第1节 牛顿第一定律牛顿第三定律

本部分内容在高考中占15%左右，题型全面，命题形式既有选择题、实验题，也有计算题，命题方式既有单独命题，也有和运动学、能量、电磁学结合命题，题目难度以中等难度为主，若与能量、电磁学结合，多为难度较大的压轴题，例如2010年浙江卷第14题主要考查超重、失重问题，2010年山东卷23(1)题、2010年安徽卷第22题考查了运动学公式、牛顿运动定律，2010年福建卷第22题考查了运动学公式、牛顿运动定律、功率、动能定理等相关知识，综合考查了考生的分析能力、理解能力、知识迁移能力及综合运用数学知识解决物理实际问题的能力.,温故自查1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“运动状态的改变”是指物体的发生改变2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,速度,运动速度,加速度,考点精析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：(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(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(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出现上述三种情况之一，我们就称物体的运动状态(即速度)发生了改变.,温故自查1牛顿第一定律的内容：一切物体总保持状态或状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止2惯性的定义：一切物体都有保持状态或状态的性质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，质量小的物体,匀速直,线运动,静止,匀速直线运动,静止,惯性大,惯性小,考点精析1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(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(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,(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，即产生加速度的原因,2惯性的理解要点(1)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“利用”惯性而不能“克服”惯性(2)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(3)惯性不是力(4)惯性与受力情况和运动状态无关.,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，效果不能抵消,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,两物,体上,考点精析1作用力和反作用力与平衡力的比较,2.判断一对力是否是作用力和反作用力，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(2)看产生原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的(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？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气泡相对瓶子向后运动,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较，水的质量大于气泡的质量，所以水的惯性大,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，静止状态才是物体长时间不受力时的“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，不需要受力答案D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A、B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，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正确.,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,考例2(2010上海宝山期末)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A它表明了力是维持物体运动状态的原因B它表明了物体具有保持原有运动状态的性质C它表明了改变物体的运动状态并不需要力D由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程，所以牛顿第一定律没有用处解析牛顿第一定律揭示运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持运动状态的原因，故选项B正确答案B,如图所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球m，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A沿斜面方向的直线B竖直向下的直线C无规则的曲线D抛物线,答案B解析对小球进行受力分析可知：小球所受的重力和支持力均沿竖直方向，小球在水平方向上不受力根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向的运动状态不变，又因楔形物体由静止释放，故小球在水平方向上无运动，只能沿竖直方向向下做直线运动故B正确.,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中运用,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，下列关于球对箱子的作用力，说法正确的是()A球对箱子a面有压力B球对箱子b面有压力C球对箱子c面有压力D球对箱子d面有压力,解析整个木箱受到三个力作用：重力G、支持力FN和摩擦力Ff，如图所示，木箱的加速度agsingcos.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G，c面的支持力FN，b面的支持力FN，由于力的独立性原理，表达式agsingcos中gsin是由重力G产生的，gcos是由FN产生的根据牛顿第三定律，B、C正确答案BC,2010年2月16日，在加拿大温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛落下帷幕，中国选手申雪、赵宏博获得冠军在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起，他俩在相互猛推一下后，分别向相反方向运动如图假定两人与冰面间的动摩擦因数相同，如果申雪在冰上滑行的距离比赵宏博远，这是由于(),A在推的过程中，申雪推赵宏博的力小于赵宏博推申雪的力B在推的过程中，申雪推赵宏博的时间小于赵宏博推申雪的时间C在刚分开时，申雪的初速度大于赵宏博的初速度D在分开后，申雪的加速度大小小于赵宏博的加速度大小,答案C解析根据牛顿第三定律，在推的过程中，作用力和反作用力等大、