高中物理第三章牛顿运动定律力学单位制牛顿第三定律知识梳理学案教科版必修1

力学单位制、牛顿第三定律【学习目标】明确国际单位制及七个基本物理量和力学中的三个基本物理量清楚力的作用是互相的，清楚作使劲和反作使劲的观点理解牛顿第三定律确实切含义，会用它解决简单的问题会划分均衡力与作使劲和反作使劲【重点梳理】重点一、单位制与国际单位制1．单位制基本单位：所选定的基本物理量的单位．①物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位．②在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位．长度的单位有：厘米(cm)、米(m)、千米(km)等．质量的单位有：克(g)、千克(kg)等．时间的单位有：秒(s)、分(min)、小时(h)等．导出单位：依据物理公式中其余物理量和基本物理量的关系，推导出的物理量单位．从根本上说，全部的物理量都是由基本物理量构成的，在力学范围内，全部的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量构成的，所以基本物理量的单位选定也就决定了其余导出物理量的单位．单位制：基本单位和导出单位的总和叫做单位制．因为基本单位的选择不一样，历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不一样的单位制，工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制．．国际单位制国际单位制：1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包含全部计量领域的单位制，叫做国际单位制，其法文简称为SI．以下是国际单位制中的七个基本物理量和相应的国际单位制中的基本单位．重点二、牛顿第三定律定律内容：两个物体间的作使劲和反作使劲老是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．这里的“老是”是重申对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立．对此，能够从以下几个方面理解：①不论物体大小形状怎样，比如大物体与大物体之间，或大物体与小物体之间，仍是任何形状的物体之间，其互相作使劲老是大小相等．②不论物体的运动状态怎样．比如静止的物体之间，运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的互相作使劲老是大小相等的．③作使劲与反作使劲的产生和消逝是同时的．因为二者中如有一个产生或消逝，则另一个一定同时产生或消逝．不然此间的相等关系就不行立了．以为作使劲与反作使劲的产生有先后的说法是不对的．均衡力与作使劲和反作使劲的差别是：①一个力与它的反作使劲必定是同种性质的力，比如作使劲假如弹力，则反作使劲也必定是弹力；若作使劲是摩擦力，则反作使劲也必定是摩擦力等．而一个力与它的均衡力能够是同样性质的力，也能够是不一样性质的力．②一个力与它的反作使劲分别作用在发生互相作用的两个物体上，即受力物体不一样；而一个力与它的均衡力一定同时作用在同一个物体上，即受力物体同样．③一个力必有其反作使劲，作使劲与反作使劲是同时产生、同时存在、同时消逝的；而一对均衡力能够是此中一个力消逝，另一个力仍存在．④作使劲与反作使劲所产生的成效不可以互相抵消；而一对均衡力作用在同一物体上产生的成效恰巧是互相抵消的．牛顿第三定律揭露了力的作用的互相性，即两个物体间只需有力的作用，就必然成对出现作使劲和反作使劲．同学们在学习中应注意领会甲对乙、乙对甲的这类对应的互相作用关系．求解某力的大小与方向时，能够经过变换研究对象剖析该力的反作使劲来求解．重点三、作使劲、反作使劲与均衡力的比较定义：假如作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其协力为零，则此二力即为一对均衡力．而作使劲与反作使劲则是指发生在两个互相作用的物体之间的互相作使劲．作使劲、反作使劲与一对均衡力的比较表．内容作使劲和反作使劲二力均衡受力物体作用在两个互相作用的物体上作用在同一物体上依靠关系互相依靠，不行独自存在，同时产生，同时无依靠关系，撤掉一个，另一个可依旧存在，变化，同时消逝不过不再均衡叠加性两力作用成效不行叠加，不行求协力两力作用成效可互相抵消，可叠加，可求协力，协力为零力的性质必定是同性质的力能够是同性质的力，也能够不是同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上重点四、应用牛顿第三定律解说现象①如下图，瘦小的男子与一个鼎力士“掰手段”，两手之间的作使劲和反作使劲同样大吗?若二者同样大，鼎力士怎么会赢呢?剖析：同样大，瘦小男子与鼎力士“掰手段”时，两手之间的互相作使劲是一对作使劲和反作使劲，依据牛顿第三定律，两手之间的这对力是大小相等的，可是为何鼎力士会赢，是因为两人手段能承受的力不一样，鼎力士手段能承受的力大于瘦小男子能承受的力，所以在大小相等的力的作用下鼎力士的手段还可以承受，而瘦小男子的手段已经承受不了，所以败下阵来．“掰手段”比的是手段能承受的力的大小，所以“山东体育频道”的“掰手段”竞赛称为“腕力王挑战赛”．所以同学们不要试试与鼎力士角力，因为手段能承受的力假如差距太大，很简单造成承受能力差的手段遇到损害，甚至骨折．②螳臂挡车，鸡蛋“赴汤蹈火”，但石头却“平安无事”，能否是鸡蛋对石头的力小，而石头对鸡蛋的力大呢?剖析：不是的，鸡蛋与石头相撞击时，它们之间的互相作使劲是一对作使劲和反作使劲，据牛顿第三定律知，应是大小相等的，而之所以出现“蛋碎”而“石全”的结果，是因为蛋壳所能承受的力远小于石2头所能承受的力．③你知道鸟是怎样飞翔的吗?鸟翅膀的形状上表层凸、下表层凹，当窄气流过时就会产生升力．当鸟的肌肉牵动翅膀上下扇动时，空气的反作使劲就为鸟的飞翔供给了向上的升力和向前的推进力．如下图．④拔河中物理学原理．拔河是一项常有的集体性体育活动，其两队输赢的结果深含着物理学原应自然，环绕两队的输赢原由剖析也存在许多的模糊认识．其实，决定拔河输赢的原由是多方面的，如地面的摩擦力、队员的体重、个人的力量、集体的合作等．甲、乙两队拔河的时候，此中力的关系比较复杂．如下图，在剖析甲队拉乙队与乙队拉甲队的力的大小时，一定运用牛顿第三定律——因为甲、乙两队是一对互相作用的物体；在剖析两队的输赢原由时，一定运用牛顿第二定律——因为要分别以甲、乙两队为研究对象．对甲队而言，假如F地甲F地乙，则两队输赢不决；假如F地甲F地乙，则甲队胜而乙队负；假如F地甲F地乙，则甲队负而乙队胜．同理，对乙队而言也存在同样的关系．自然，不论是甲队仍是乙队，要想获取地面对本队的尽可能大的力，就一定尽可能地使劲蹬地，这就要采纳体重较大的队员，且穿鞋底粗拙的鞋子．别的，身体后倾、重心放低、同心协力更是必不行少的条件．重点五、牛顿三个运动定律的差别与联系牛顿第必定律牛顿第二定律牛顿第三定律公式F合maFF意义加深了对力的认识，指出了力揭露了加快度是力作用的结揭露了物体间力的作用的相区是物体运动状态发生改变的原果，揭露了力、质量、加快互性，明确了互相作使劲的关别因，即力是产生加快度的原由度的定量关系系研究依据理想实验概括总结得出，用控制变量法研究F、m、a由实验现象概括总结得出，可方法不可以直接用实验考证之间的关系，可用实验考证用实验考证联牛顿三个定律是一个整体，是动力学的基础，牛顿第二定律以牛顿第必定律为基础，由实验总结得出系【说明】牛顿第三定律成立的物理意义：牛顿第一、第二定律是对单个物体(质点)而言的，只解决了一个物体运动规律的问题．但自然界中物体是互相联系、互相影响、互相作用的，一个物体在受其余物体力的作用的同时也会对其余物体有力的作用，不议论物体间的互相作用就不可以较全面地认识物体的运动规律，也就没法解决现实中的很多问题．所以，只有牛顿第一、第二定律还不够，一定加上牛顿第三定律才能构成比较全面地反应机械运动的一套定律．【典型例题】种类一、力学单位制3例1、声音在空气中的流传速度v与空气的密度、压强p相关，以下速度的表达式(k为比率系数，无单位)中正确的选项是()A．vkPB．vkpC．vk/pD．vkp【答案】B【分析】由各物理量的单位之间的关系确立表达式能否正确．压强p可由公式p＝F/s求得，则其单位为kgm/s2223m2kg/(ms)kg/(m·s)．密度ρ可由公式ρ＝m/V，求得，则ρ的单位为kg/m．因为题中k无单位，则kp的单位为22kp的单位为m/s，B正确．又k/pm/s，明显不是速度的单位，A错．而的单位为s/m，也不是速度的单位，C错．kp的单位为kg/(m2·s)，不是速度的单位，D错误．综上所述，正确选项应为B．【总结升华】采纳国际单位制，为我们供给了一种比较简易的考证法．例2、现有以下一些物理量和单位，按下边的要求选择填空．(填写字母的代号)A．密度B．米/秒C．牛顿D．加快度E．质量F．秒G．厘米H．长度I．时间J．千克属于物理量的是________________．在国际单位制中，作为基本单位的物理量有________________．在国际单位制中的基本单位是________________，属于导出单位的是________________．【答案】(1)A、D、E、H、I(2)E、H、I(3)F、JB、C【分析】(1)题中全部各项中，属于物理量的是：密度、加快度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”．(2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有质量、长度、时间．故此空填“E、H、I”．(3)本题中给定的选项内是国际单位制的基本单位的有：“千克、秒”；属于导出单位的是：“米/秒、牛顿”．故第一个空填“F、J”，第二个空填“B、C”．【总结升华】只有理解题意，明确物理量和单位的基本特色，才能作出正确判断．同时，一定把物理量与物理量的单位严格划分开来，不可以混杂．例3、一辆质量为4×103kg的汽车在水平川面上匀速行驶．某个时刻封闭发动机，经过20s滑行40m而停下来，求汽车所受阻力为多大?【答案】800N【分析】依据题意可判断汽车封闭发动机后在阻力作用下做匀减速运动，联合运动学公式求出汽车运动的加快度，再依据牛顿第二定律求出阻力F．选汽车为研究对象，则依据速度公式和位移公式可得：0＝v0-at．依据位移公式，得xv0t1at2．2由以上两式解得a2x2，v02x．tt这时，只需正确确立已知量单位(要一致)，能够不把各量单位代入：a2402m/s20.2m/s2，v0240m/s4m/s．(20)20依据牛顿第二定律知汽车所受阻力：F＝ma＝4×103×0.2N＝800N．【总结升华】在物理计算中，为了使计算过程简短、清楚，全部的已知量都用国际单位制的单位来表示，4那么只需正确地应用物理公式，计算结果必然是用国际单位制的单位来表示的．贯通融会【变式】以下相关力学单位制的说法中，正确的选项是()A．在力学的剖析计算中，只好采纳国际单位，不可以采纳其余单位B．力学单位制中，选为基本单位的物理量有：长度、时间、质量C．力学单位制中，采纳国际单位制的基本单位有：千克、米、秒D．单位制中的导出单位能够用基本单位来表示【答案】B、C、D【分析】在国际单位制中共有七个物理量的单位被作为基本单位，此中力学部分的有长度的单位：m；质量的单位：kg；时间的单位：s．而其余物理量的单位都在这些基本物理量的基础上应用公式推导而得出，即其余物理量的单位(导出单位)由基本单位来表达．国际单位制不过诸多单位制中的一种，在实质生活中还存在有其余的单位制．在剖析和计算时可采纳其余单位，A错．B、C、D正确．种类二、作使劲、反作使劲的特色例4、如下图，一个大人(甲)跟一个儿童(乙)站在水平川面上手拉手比力气，结果大人把儿童拉过来了．对这个过程中作用于两方的力的关系，不正确的说法是()A．大人拉儿童的力必定比儿童拉大人的力大B．大人与儿童间的拉力是一对作使劲与反作使劲C．大人拉儿童的力与儿童拉大人的力必定相等D．只有在大人把儿童拉动的过程中，大人的力才比儿童的力大，在可能出现的短暂对持过程中，两人的拉力同样大【答案】A、D【分析】作使劲与反作使劲老是大小相等的．大人与儿童手拉手比力气时，不论是在对持阶段仍是在儿童被大人拉过来的过程中，大人拉儿童的力与儿童拉大人的力的大小老是相等的，所以B、C正确．【总结升华】既然大人拉儿童与儿童拉大人的力同样大，大人为何能把儿童拉过来呢?重点在于地面对二者的最大静摩擦力不一样，如下图，分别画出二者在水平方向上的受力状况．明显，只有当F甲F乙时，儿童才会被大人拉过来，假如让大人穿上滑冰鞋站在水泥地上，两人再比力气时，儿童就能够易如反掌地把大人拉过来．例5、鸡蛋碰石头，鸡蛋碎，石头完整无缺，以下判断正确的选项是()A．鸡蛋碎了，说明鸡蛋遇到的撞击力大B．石头完整无缺，说明石头遇到的撞击力小C．鸡蛋和石头遇到的撞击力同样大D．一定用仪器检测才知道谁受的撞击力大【答案】C【分析】鸡蛋碰石头，鸡蛋碎，石头完整无缺，不是因为鸡蛋遇到的力大，而是因为鸡蛋的硬度小，它们遇到的力是作使劲和反作使劲，大小必定相等，方向相反。应选择C。【总结升华】当一个物体对另一个物体有力的作用，另一个物体同时也必定对这个物体有力的作用，且大小必定相等，即作使劲与反作用的特色就是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。贯通融会【变式1】如图甲为传感器显示变速运动中两物体的作使劲与反作使劲的实验装置，图乙为两个钩子的受5力状况，横坐标是时间，纵坐标是力的大小，假定桌面是圆滑的．则从图象上能够获取的信息有()A．任何时刻作使劲与反作使劲大小相等，方向相反B．任何时刻作使劲与反作使劲大小相等，方向同样C．作使劲与反作使劲同时产生但不一样时消逝D．作使劲与反作使劲同时产生同时消逝【答案】A、D【分析】从图乙两力的图象可发现两钩子的拉力老是大小相等，方向相反，同时产生，同时变化，同时消逝．应选项A、D正确．【变式2】马拉车由静止开始做直线运动，先加快行进，后匀速行进.以下说法正确的选项是（）A．加快行进时，马向前拉车的力，大于车向后拉马的力B．只有匀速行进时，马向前拉车和车向后拉马的力大小相等C．不论加快或匀速行进，马向前拉车与车向后拉马的力大小都是相等的D．车或马是匀速行进仍是加快行进，不取决于马拉车和车拉马这一对力【答案】CD【分析】作使劲和反作使劲永久大小相等、方向相反，与物体所处的状态没相关系。不论加快或匀速行进，马向前拉车与车向后拉马的力大小都是相等的，这是一对作使劲与反作使劲；车或马是匀速行进仍是加快行进，不取决于马拉车和车拉马这一对力，而取决于车马系统与外界的作使劲，即车轮、马蹄与地面的作使劲。【变式3】一个人在沼泽地光脚行走时，简单下陷，下陷时()A．这人对沼泽地地面的压力大于沼泽地地面对他的支持力B．这人对沼泽地地面的压力等于沼泽地地面对他的支持力C．这人对沼泽地地面的压力小于沼泽地地面对他的支持力D．没法确立【答案】B种类三、作使劲、反作使劲与均衡力的比较例6、一桌子静止在水平川面上，对于桌子的受力与施力状况，以下说法中正确的选项是()A．桌子遇到的重力与桌子对地面的压力是一对均衡力B．桌子遇到的重力与地面对桌子的支持力是一对均衡力C．桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对作使劲和反作使劲D．桌子遇到的重力与地面对桌子的支持力是一对作使劲和反作使劲【答案】BC【分析】A、桌子遇到的重力与桌子对地面的压力作用在两个不一样的物体上，A错误；B、桌子遇到的重力与地面对桌子的支持力是一对均衡力，故B正确；C、桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对作使劲和反作使劲，故C正确；D、桌子遇到的重力与地面对桌子的支持力是一对均衡力，故D错误。【总结升华】作使劲与反作使劲是作用在不一样的物体上，必定是同样性质的力，必定同时产生，同时消逝；而均衡力是作用在同一个物体上，力的性质不必定同样，不必定同时产生，同时消逝。要注意作使劲反作使劲与均衡力的差别。6贯通融会【变式】在天花板上用悬绳吊一重为G的电电扇，电电扇静止时受几个力作用?如下图，这些力的反作使劲是哪些力?这些力的均衡力是哪些力?假如电电扇在匀速转动呢?当电电扇转动时与静止时对比较，对天花板的拉力是变大仍是变小?为何?【分析】电电扇静止时受力剖析如图甲所示，受重力G、悬绳拉力F．重力G的反作使劲是电电扇对地球的吸引力，拉力F的反作使劲是电电扇对悬绳的拉力．G与F是一对均衡力．电电扇匀速转动时受力剖析如图乙所示，受重力G、悬绳的拉力F1和空气对电电扇向上的作使劲F2．重力G的反作使劲是电电扇对地球的吸引力，拉力F1的反作使劲是电电扇对悬绳的拉力，F2的反作使劲是电电扇对空气向下的作使劲．G与F1和F2的协力是一对均衡力．因为G＝F，G＝F1+F2．故F1＜F，即电电扇转动时相对于静止时，对天花板的拉力变小了．种类四、牛顿第三定律的理解在计算中的应用例7、一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直木杆，如下图，在这一瞬时悬绳断了，设木杆足够长，因为小猫持续向上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆降落的加快度为_____