第1課時(shí) 牛頓第一定律 牛頓第二定律.ppt

第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1課時(shí)牛頓第一定律牛頓第二定律考點(diǎn)自清一 牛頓第一定律1 內(nèi)容 一切物體總保持狀態(tài)或狀態(tài) 除非作用在它上面的力迫使它 2 意義 1 指出力不是物體運(yùn)動(dòng)的原因 而是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 即力是產(chǎn)生的原因 勻速直線運(yùn)動(dòng) 靜止 改變這種狀態(tài) 維持 改變 加速度 2 指出了一切物體 因此牛頓第一定律又稱 3 慣性 1 定義 物體具有保持原來狀態(tài)或狀態(tài)的性質(zhì) 2 量度 是物體慣性大小的唯一量度 的物體慣性大 的物體慣性小 3 普遍性 慣性是物體的屬性 一切物體都有慣性 都有慣性 慣性定律 勻速直線運(yùn)動(dòng) 靜止 質(zhì)量 質(zhì)量大 質(zhì)量小 固有 名師點(diǎn)撥1 物體的慣性總是以保持 原狀 或反抗 改變 兩種形式表現(xiàn)出來 2 慣性與物體是否受力 怎樣受力無關(guān) 與物體是否運(yùn)動(dòng) 怎樣運(yùn)動(dòng)無關(guān) 與物體所處的地理位置無關(guān) 慣性大小僅由質(zhì)量決定 二 牛頓第三定律1 作用力和反作用力 兩個(gè)物體之間的作用的 一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力 另一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)這一個(gè)物體也施加了力 2 內(nèi)容 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小 方向 作用在 總是相互 相等 相反 同一條直線上 熱點(diǎn)聚焦熱點(diǎn)一牛頓第一定律的意義1 牛頓第一定律詮釋了力的概念力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的速度 又根據(jù)加速度的定義 有速度變化就一定有加速度 所以可以說 力是使物體產(chǎn)生加速度的原因 2 牛頓第一定律導(dǎo)出了慣性的概念一切物體都有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì) 這就是慣性 1 慣性是物體的固有屬性 一切物體都具有慣性 慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量 物體的質(zhì)量越大 慣性就越大 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變 慣性與物體是否受力 怎樣受力無關(guān) 與物體是否運(yùn)動(dòng) 怎樣運(yùn)動(dòng)無關(guān) 與物體所處的地理位置無關(guān) 2 慣性不是一種力 慣性大小反映了改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度 物體的慣性越大 它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變 3 外力作用于物體上能使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 但不能認(rèn)為克服或改變了物體的慣性 3 牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài) 而不受外力的物體是不存在的 物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的 所以不能把牛頓第一定律當(dāng)成牛頓第二定律在F 0時(shí)的特例 4 慣性與慣性定律的實(shí)質(zhì)是不同的 1 慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì) 與物體是否受力 受力的大小無關(guān) 2 慣性定律 牛頓第一定律 則是反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 熱點(diǎn)二對(duì)牛頓第三定律的理解1 作用力與反作用力的關(guān)系作用力與反作用力的關(guān)系可總結(jié)為 三同 三異 三無關(guān) 1 三同 同大小同時(shí)產(chǎn)生 變化 消失同性質(zhì) 2 三異 反向異體不同效果 3 三無關(guān) 與物體的種類無關(guān)與相互作用的兩物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)與是否與另外物體相互作用無關(guān) 2 相互作用力與平衡力的比較 特別提示1 區(qū)別作用力 反作用力與平衡力 最直觀的方法是看作用點(diǎn)的位置 一對(duì)平衡力作用在同一個(gè)物體上 作用力與反作用力作用在兩個(gè)物體上 2 大小相等 方向相反 作用在同一條直線上 作用在兩個(gè)物體上的力 不一定是一對(duì)作用力與反作用力 題型探究題型1慣性的應(yīng)用就一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象 某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋 其中正確的是 A 采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后 某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度 這表明 可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B 射出槍膛的子彈在運(yùn)動(dòng)相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透 這表明它的慣性小了C 貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí) 經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂 這些會(huì)改變它的慣性 D 摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí) 車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?另一方面要將身體稍微向里傾斜 通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到行駛目的解析采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后 某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度 原因是功率變大了 但慣性不變 選項(xiàng)A錯(cuò) 射出槍膛的子彈在運(yùn)動(dòng)相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透 原因是子彈具有的動(dòng)能過小 但慣性不變 選項(xiàng)B錯(cuò) 貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí) 經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂 列車的質(zhì)量改變了 當(dāng)然它的慣性也就改變了 選項(xiàng)C正確 摩托車轉(zhuǎn) 彎時(shí) 車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?另一方面要將身體稍微向里傾斜 調(diào)控人和車的重心位置 但整體的慣性不變 選項(xiàng)D錯(cuò) 答案C解決關(guān)于慣性概念理解的題目時(shí) 要緊緊抓住 物體的慣性只和物體的質(zhì)量有關(guān) 這一關(guān)鍵點(diǎn) 理解物體的慣性與地理位置 運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 是否受力 速度大小等因素均無關(guān) 方法提煉 變式練習(xí)1如圖1所示 在瓶內(nèi)裝滿水 將乒乓球用細(xì)線拴住并按入水中 線的另一端固定在瓶蓋上 蓋上瓶蓋并將瓶子翻轉(zhuǎn) 乒乓球?qū)⒏≡谒?用手托著瓶子在水平方向做加速直線運(yùn)動(dòng) 乒乓球在瓶中的位置會(huì)如何變化 解釋你所觀察到的現(xiàn)象 解析若瓶中只有水 當(dāng)瓶加速向右運(yùn)動(dòng)時(shí) 由于慣性 水相對(duì)瓶向左側(cè)移動(dòng) 只有乒乓球時(shí) 乒乓球也會(huì)相對(duì)瓶向左移動(dòng) 和乒乓球體積相同的水與乒乓 圖1 球相比 因?yàn)樗馁|(zhì)量大于乒乓球的質(zhì)量 所以水的慣性大于乒乓球的慣性 若瓶中既有水又有球 由于水慣性大 當(dāng)水相對(duì)瓶向左移動(dòng)時(shí) 將擠壓球 使球相對(duì)瓶向右移動(dòng) 答案見解析 題型2牛頓第三定律的理解有人做過這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn) 如圖2所示 把雞蛋A快速向另一個(gè)完全一樣的靜止的雞蛋B撞去 用同一部分撞擊 結(jié)果每次都是被撞擊的雞蛋B被撞破 則下面說法正確的是 A A對(duì)B的作用力的大小等于B對(duì)A的作用力的大小B A對(duì)B的作用力的大小大于B對(duì)A的作用力的大小C A蛋碰撞瞬間 其內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性會(huì)對(duì)A蛋殼產(chǎn)生向前的作用力 圖2 D A蛋碰撞部位除受到B對(duì)它的作用力外 還受到A蛋中蛋黃和蛋白對(duì)它的作用力 所以所受合力較小解析A對(duì)B的作用力和B對(duì)A的作用力為作用力與反作用力 一定大小相等 A正確 B錯(cuò)誤 在撞擊瞬間 A蛋內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性 會(huì)產(chǎn)生對(duì)A蛋殼向前的作用力 使A蛋殼接觸處所受的合力比B蛋殼的小 因此B蛋殼易被撞破 故C D正確 答案ACD 規(guī)律總結(jié)應(yīng)用牛頓第三定律分析問題時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn) 1 不要憑日常觀察的直覺印象隨便下結(jié)論 科學(xué)問題需嚴(yán)格依據(jù)科學(xué)理論分析才行 2 理解應(yīng)用牛頓第三定律時(shí) 一定抓住 總是 二字 即作用力與反作用力的這種關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 3 與平衡力區(qū)別時(shí) 抓住作用點(diǎn)是兩個(gè)物體 變式練習(xí)2在天花板上用懸繩吊一重力為G的電風(fēng)扇 電風(fēng)扇靜止時(shí)受幾個(gè)力作用 如圖3所示 這些力的反作用力是哪些力 這些力的平衡力是哪些力 如果電風(fēng)扇在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)呢 當(dāng)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)與靜止時(shí)相比較 對(duì)天花板的拉力是變大還是變小 為什么 解析對(duì)靜止的電風(fēng)扇受力分析如圖甲所示 電風(fēng)扇受兩個(gè)力 重力G 懸繩拉力F 對(duì)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的電風(fēng)扇受力分析如圖乙所示 電風(fēng)扇受三個(gè)力作用 重力G 懸繩的拉力F1及空氣對(duì)電風(fēng)扇向上的作用力F2 圖3 據(jù)牛頓第三定律可知 重力的施力物體是地球 那么G的反作用力就是電風(fēng)扇對(duì)地球的吸引力 F的施力物體是懸繩 F的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)懸繩的拉力 電風(fēng)扇受到的重力G和懸繩的拉力F正好是一對(duì)平衡力 根據(jù)牛頓第三定律 重力的施力物體是地球 那么重力G的反作用力就是電風(fēng)扇對(duì)地球的吸引力 F1的施力物體是懸繩 所以F1的反作用力是電風(fēng)扇對(duì)懸繩的拉力 F2的施力物體是空氣 所以F2的反作用力是電風(fēng)扇 對(duì)空氣向下的作用力 電風(fēng)扇受到的重力G與繩的拉力F1和空氣對(duì)電風(fēng)扇向上的作用力F2的合力是一對(duì)平衡力 當(dāng)電風(fēng)扇靜止時(shí)F G 當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)F1 F2 G F1 G F2 由以上兩式可知 當(dāng)風(fēng)扇靜止時(shí)懸繩的拉力大 答案見解析 題型3牛頓第三定律在受力分析中的應(yīng)用一只小貓?zhí)饋碜プ覓煸谔旎ò迳系呢Q直木桿 如圖4所示 在這一瞬間懸繩斷了 設(shè)木桿足夠長 由于小貓繼續(xù)上爬 所以小貓離地面高度不變 求此時(shí)木桿下降的加速度 設(shè)小貓質(zhì)量為m 木桿的質(zhì)量為M 解析先對(duì)貓進(jìn)行分析 由于貓相對(duì)地面高度不變 即貓?zhí)幱谄胶鉅顟B(tài) 而貓受重力G1 mg和木桿對(duì)貓向 圖4 上的摩擦力Ff的作用 如圖所示 故G1與Ff二力平衡 即Ff G1 mg再對(duì)木桿進(jìn)行受力分析 木桿受重力G2 Mg作用 由于木桿對(duì)貓有向上的摩擦力Ff 由牛頓第三定律可知 貓對(duì)桿有向下的摩擦力Ff 且Ff Ff由牛頓第二定律 桿的加速度為a 由 式可得a 即桿下降的加速度為 方向向下 答案向下 方法提煉當(dāng)直接分析一個(gè)物體的受力比較困難時(shí) 我們可以利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)移研究對(duì)象 先分析另一物體的受力 再分析該物體的受力 變式練習(xí)3如圖5所示 位于水平地面上的木板P 由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連 從滑輪傳輸線到P和到Q的兩段繩都是水平的 已知Q與P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是 P與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)是2 木板P與物塊Q的質(zhì)量都是m 滑輪的質(zhì)量 滑輪軸上的摩擦都不計(jì) 若用一水平向右的力F拉P使它做勻速運(yùn)動(dòng) 則F的大小為 圖5 A 3 mgB 4 mgC 5 mgD 6 mg解析令繩中張力為FT 先隔離Q 對(duì)Q勻速運(yùn)動(dòng)有FT FfP Q 再隔離Q 對(duì)P勻速運(yùn)動(dòng)有F FfQ P FT Ff地 P 其中FfP Q FfQ P mg Ff地 P 2 2mg 4 mg 代入上式有F 6 mg 答案D 素能提升1 一天 下著傾盆大雨 某人乘坐列車時(shí)發(fā)現(xiàn) 車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了 列車進(jìn)站過程中 他發(fā)現(xiàn)水面的形狀是下圖中的 解析列車進(jìn)站時(shí)剎車 速度減小 而水由于慣性仍要保持原來較大的速度 所以水向前涌 液面形狀和選項(xiàng)C一致 C 2 關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 下列選項(xiàng)中正確的是 A 物體的速度不斷增大 表示物體必受力的作用B 物體的位移不斷增大 表示物體必受力的作用C 若物體的位移與時(shí)間t2成正比 表示物體必受力的作用D 物體的速率不變 則其所受合力必為零解析力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 物體速度不斷增大 表示運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有所改變 故必受力的作用 A選項(xiàng)正確 物體位移增大 但物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一定改變 如勻速直線運(yùn)動(dòng) 因此不一定受力的 作用 B選項(xiàng)錯(cuò) 物體位移與時(shí)間t2成正比 說明物體不是做勻速直線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有變化 必受力的作用 C選項(xiàng)正確 物體速率不變但速度方向可能發(fā)生變化 即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能發(fā)生變化 就會(huì)受到力的作用 D選項(xiàng)錯(cuò) 答案AC 3 下列關(guān)于慣性的各種說法中 你認(rèn)為正確的是 A 材料不同的兩個(gè)物體放在地面上 用一個(gè)相同的水平力分別推它們 則難以推動(dòng)的物體慣性大B 在完全失重的情況下 物體的慣性將消失C 把手中的球由靜止釋放后 球能豎直加速下落 說明力是改變物體慣性的原因D 拋出去的標(biāo)槍 手榴彈等是因?yàn)閼T性向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)的解析由于兩物體材料不同 摩擦力可能不同 因此不能判斷其質(zhì)量關(guān)系 A選項(xiàng)錯(cuò) 慣性由質(zhì)量決定 跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān) 力也不能改變物體的慣性 B C錯(cuò) 選D 考查慣性的概念 D 4 如圖6所示 將兩彈簧測力計(jì)a b連結(jié)在一起 當(dāng)用力緩慢拉a彈簧測力時(shí) 發(fā)現(xiàn)不管拉力F多大 a b兩彈簧測力計(jì)的示數(shù)總是相等 這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明 A 這是兩只完全相同的彈簧測力計(jì)B 彈力的大小與彈簧的形變量成正比C 作用力與反作用力大小相等 方向相反D 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因解析實(shí)驗(yàn)中兩彈簧測力計(jì)的拉力互為作用力與反作用力 它們一定大小相等 方向相反 選項(xiàng)C正確 圖6 C 5 沼澤地的下面蘊(yùn)藏著豐富的泥炭 泥炭是沼澤地積累的植物殘?bào)w 它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其上面行走時(shí)容易下陷 設(shè)在下陷過程中 泥炭對(duì)人的阻力不計(jì) 如果整個(gè)下陷的過程是先加速再減速最后勻速運(yùn)動(dòng) 那么 下列說法中正確的是 A 當(dāng)在加速向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 人對(duì)沼澤地的壓力大于沼澤地對(duì)人的支持力B 當(dāng)在減速向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 人對(duì)沼澤地的壓力小于沼澤地對(duì)人的支持力C 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中 人對(duì)沼澤地的壓力是先大于后等于沼澤地對(duì)他的支持力D 在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中 人對(duì)沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對(duì)他的支持力 D 6 用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn) 點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)菜單中 力的相互作用 如圖7 a 所示 把兩個(gè)力探頭的掛鉤鉤在一起 向相反方向拉動(dòng)