第1讲 牛顿运动定律的理解

1、栏目索引物理北京版第1讲牛顿运动定律的理解栏目索引一、牛顿第一定律知识梳理知识梳理1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。2.意义:揭示了力与运动的关系,即力不是维持运动的原因,力是改变运动状态的原因;表明了一切物体都具有惯性,即保持原来运动状态不变的性质。3.惯性:质量是物体惯性大小的量度,即物体的惯性仅与质量有关。栏目索引二、牛顿第二定律1.内容:物体的加速度与所受的合力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合力的方向相同。2.表达式:F=ma。3.意义:定量地揭示了力和运动的关系,即物体所受的合力和质量决定了加速度。三、牛顿第三定律1.内

2、容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。2.意义:建立了相互作用的物体之间的联系及作用力和反作用力的相互依赖关系。栏目索引四、单位制1.单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制。2.力学中的基本单位:力学单位制中的基本单位有千克(kg)、米(m)和秒(s)。3.导出单位:导出单位有N、m/s、m/s2等。栏目索引1.下列对运动的认识不正确的是()A.必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就静止B.伽利略认为如果完全排除空气的阻力,所有的物体将下落得同样快C.牛顿认为力不是维持物体速度的原因,而是改变物体速度的原因D.伽利略根据理想实验推出,

3、若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去答案答案A力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因,选项A错,B、C、D对,故A符合题意。栏目索引2.下列关于惯性的说法中正确的是()A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明速度越大惯性越大C.宇宙飞船中的物体处于完全失重状态,所以没有惯性D.乒乓球可以被快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小答案答案 D惯性是物体的固有属性,与物体的运动状态无关,A错误;惯性的大小仅取决于质量,与其速度的大小无关,B错误;处于完全失重状态的物体,其质量不变,故仍有惯性,C错误;乒乓球可以被快速抽杀,是由于它的

4、质量小,即惯性小,D正确。栏目索引3.下列说法正确的是()A.物体所受合力为零时,物体的加速度可以不为零B.物体所受合力越大,速度越大C.速度方向、加速度方向、合力方向总是相同的D.速度方向可与加速度方向成任意夹角,但加速度方向总是与合力方向相同答案答案D由牛顿第二定律F=ma知,F合为零,加速度为零,由惯性定律知速度不一定为零;对某一物体,F合越大,a越大,由a=知,a大只能说明速度变化率大,速度不一定大,故A、B项错误;F合、a、v三者方向一定相同,而速度方向与这三者方向不一定相同,故C项错误,D项正确。vt栏目索引4.汽车拉着拖车在平直的公路上运动,下列说法正确的是()A.汽车能拉着拖车

5、前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B.汽车先对拖车施加拉力,然后才产生拖车对汽车的拉力C.匀速前进时,汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力;加速前进时,汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力D.拖车加速前进,是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力,汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力栏目索引答案答案D汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对相互作用力,而一对相互作用力总是大小相等,所以A、C均错误;因一对相互作用力总是同时产生的,所以B错误;拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力,汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对

6、它的拉力,所以D正确。栏目索引5.如图所示,A、B为两个质量相等的小球,由细线相连,再用轻质弹簧悬挂起来,在A、B间细线烧断后的瞬间,A、B的加速度分别是()A.A、B的加速度大小均为g,方向都竖直向下B.A的加速度为0,B的加速度大小为g、竖直向下C.A的加速度大小为g、竖直向上,B的加速度大小为g、竖直向下D.A的加速度大小g、竖直向下,B的加速度大小为g、竖直向下答案答案C在细线烧断前,A、B两球的受力情况如图甲所示,由平衡条件可得:栏目索引对B球有F绳=mg对A球有F弹=mg+F绳在细线烧断后,绳的弹力立即消失,弹簧弹力及各球重力不变,两球的受栏目索引力情况如图乙所示。由牛顿第二定律可

7、得:B球有向下的重力加速度g对A球有F弹-mg=maA解得aA=g,方向向上。综上分析,选C。栏目索引考点考点一对牛顿第一定律和惯性的理解一对牛顿第一定律和惯性的理解一、明确惯性的概念一切物体都具有保持原有运动状态不变的性质,这就是惯性。深化拓展深化拓展1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性。惯性大小的唯一量度是物体的质量。2.惯性不是一种力。惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度。物体的惯性越大,它的运动状态越难以改变。栏目索引二、揭示力的本质力是改变物体运动状态的原因,有速度变化就一定有加速度,所以说力是使物体产生加速度的原因。【情景素材】栏目索引1-1(2014北京理综,19,6

8、分)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栏目索引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,它的加速度越小答案答案A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

9、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,不是实验直接得出的结论,所以B和C选项错误。而D项不是本实验所说明的问题,故错误。栏目索引1-2(多选)一汽车在路面情况相同的公路上沿直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行位移的讨论,正确的是()A.车速越大,它的惯性越大B.质量越大,它的惯性越大C.车速越大,刹车后滑行的位移越长D.车速越大,刹车后滑行的位移越长,所以惯性越大答案BC要理解质量是惯性大小的唯一决定因素,惯性是物体的固有属性,其大小由物体的质量决定,质量越大,惯性越大,所以A错、B正确。滑行位移应由刹车时的速度决定,因

10、为刹车过程中,其加速度是相同的,根据v2-=2ax,知车速越大,其滑行位移越大,而与其惯性大小无关,所以C对、D错。20v栏目索引1-3(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车的运动情况,下列叙述正确的是()A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加速C.小车可能突然向左减速D.小车可能突然向右减速答案BD原来水和小车相对静止以共同速度运动,水突然向右洒出栏目索引有两种可能:原来小车向左运动,突然加速,碗中水由于惯性保持原速度不变,故相对碗向右洒出。原来小车向右运动,突然减速,碗中水由于惯性保持原速度不变,相对碗向

11、右洒出,故B、D正确。栏目索引一、理解牛顿第二定律中的“五性”五性考点二牛顿第二定律考点二牛顿第二定律栏目索引2-1-1一物块静止在粗糙的水平桌面上。从某时刻开始,物块受到一方向不变的水平拉力作用。假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以a表示物块的加速度大小,F表示水平拉力的大小。能正确描述F与a之间关系的图像是()答案答案C栏目索引物块的受力如图所示,当F不大于最大静摩擦力时,物块仍处于静止状态,故其加速度为0;当F大于最大静摩擦力后物体由静止开始滑动,设物块对桌面的正压力为FN,则FN=FN,由牛顿第二定律得F-FN=ma,即F=FN+ma,F与a成线性关系。选项C正确。栏目索引

12、2-1-2(2014北京四中期中,3)物块以初速度v0从底端沿足够长的斜面上滑,该物块的速度图像不可能是()答案答案C若斜面光滑,物块上滑时的加速度与下滑时的加速度大小一样,因此v-t图线的斜率保持不变,A可能;若斜面粗糙,物块可能滑到顶端时由于最大静摩擦力大于物块的重力沿斜面向下的分力,物块会静止在最高点,D可能,也可能物块重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力再从最高点滑下来,这时由于向下滑时摩擦力向上,物块加速度小于上滑时的加速度,图像的斜率减小,B有可能,因此只有C不可能。栏目索引二、瞬时性问题的两种模型刚性绳模型弹簧模型代表物轻绳、轻杆、接触面轻弹簧、橡皮绳不同点是一种不发生明显形变就

13、能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,弹力立即消失,不需要形变恢复的时间(一般题目中所给的轻绳、轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理)此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬间问题中,其弹力的大小不能发生突变,往往可以看成是不变的相同点都是质量可忽略的理想化模型,都会发生形变而产生弹力,同一时刻内部弹力处处相等且与运动状态无关栏目索引【情景素材】栏目索引2-2-1(多选)如图所示,A、B球的质量相等,弹簧的质量不计,倾角为的斜面光滑,系统静止时,弹簧与细线均平行于斜面,在细线被烧断的瞬间,下列说法正确的是()A.两个小球的瞬时加速度均沿斜面向下,大小均为gsinB.B球的受

14、力情况未变,瞬时加速度为零C.A球的瞬时加速度沿斜面向下,大小为2gsinD.弹簧有收缩的趋势,B球的瞬时加速度向上,A球的瞬时加速度向下,瞬时加速度都不为零答案答案 BC细线烧断前后两球的受力如图所示栏目索引栏目索引细线烧断瞬间,弹簧的形变量不能发生突变,弹簧弹力与原来相等,对B球受力平衡,aB=0,细线在烧断瞬间弹力立刻消失,不需要形变恢复时间,即发生突变,因此A球所受合力为mgsin+kx=2mgsin=maA,解得aA=2gsin,故A、D错误,B、C正确。栏目索引2-2-2(多选)质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧,放在光滑的台面上,A紧靠墙壁,如图所示,今用恒力F将

15、B球向左挤压弹簧,达到平衡时,突然将力撤去,此瞬间()A.A球的加速度为B.A球的加速度为零C.B球的加速度为D.B球的加速度为2Fm2FmFm栏目索引答案答案 BD恒力F作用时,A和B都受力平衡,它们的合力都为零,且弹簧弹力为F。突然将力F撤去,对A来说水平方向依然受弹簧弹力和墙壁的弹力,二力平衡,所以A球的合力为零,加速度为零,A项错、B项对,而B球在水平方向只受水平向右的弹簧弹力作用,加速度a=,故C项错、D项对。Fm栏目索引规律规律总结总结“瞬时性”问题是高考常考要点之一,解答中一定要把弹簧弹力和细绳弹力区别开。栏目索引对应名称比较内容相互作用力平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上

16、作用在同一物体上依赖关系同时产生,同时变化,同时消失,相互依存,不可单独存在无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力,也可以不是同性质的力大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上考点三相互作用力与平衡力的比较考点三相互作用力与平衡力的比较栏目索引3-1如图所示,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()A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力

17、B.甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力栏目索引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”比赛的胜利答案答案 CA项中两力是一对作用力与反作用力,A错;B项中两力是一对平衡力,B错;因m甲m乙,由a=知a甲x甲,C项正确;由x=at2知x与收绳的速度无关,D项错。Fm1212栏目索引3-2下列说法中正确的是()A.以鸡蛋击石头,鸡蛋破而石头没损伤,是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力B.点电荷A的电荷量是点电荷B电荷量的10倍,所以A对B的库仑力是B对A的库仑力的10倍C.一本书静止在水平桌面上,书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对作用力和反作用力D.一本书静止在水平桌面上,书对桌面的压力和桌面对书的支持力是一对平衡力栏目索引答案答案C按照A对B的作用力与B对A的作用力一定是一对作用力和反作用力的道理可知,鸡蛋