2023屆高三物理大一輪復(fù)習(xí)講義第3章第1節(jié)牛頓第第3定律

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2023高考導(dǎo)航

考綱展示

1．牛頓運(yùn)動(dòng)定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用Ⅱ2．超重和失重Ⅰ

3．單位制：要知道中學(xué)物理中涉及的國(guó)際單位制的基本單位和其他物理量的單位，包括小時(shí)、分、升、電子伏特(eV)Ⅰ試驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律

說明：知道國(guó)際單位制中規(guī)定的單位符號(hào)．熱點(diǎn)視角

1．高考對(duì)本章知識(shí)的考察依舊是重點(diǎn)，特別是牛頓運(yùn)動(dòng)定律與曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力及電磁學(xué)等相結(jié)合的題目出現(xiàn)的可能性較大．

2．對(duì)牛頓其次定律的考察依舊會(huì)放在瞬時(shí)關(guān)系、兩類基本問題及連接體問題等內(nèi)容上．3．對(duì)基本概念的考察主要涉及力和運(yùn)動(dòng)、超重、失重等方面．應(yīng)當(dāng)注意牛頓第三定律的知識(shí)可能會(huì)在高考中出現(xiàn)．

第一節(jié)牛頓第一、第三定律

[學(xué)生用書P40]

一、牛頓第一定律

1．內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．

2．意義

(1)透露了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律．(2)透露了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因．

1.(多項(xiàng)選擇)關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是()

A．牛頓第一定律不能在試驗(yàn)室中用試驗(yàn)驗(yàn)證B．牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因C．物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)

D．物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持答案：ABD二、慣性

1．定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．

3．量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小．3．普遍性：慣性是物體的本質(zhì)屬性，一切物體都有慣性．與物體的運(yùn)動(dòng)狀況和受力狀況無關(guān)．

2.(多項(xiàng)選擇)伽利略根據(jù)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)和理想試驗(yàn)，提出了慣性的概

念，從而奠定了牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)．早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有以下說法，其中正確的是()

A．物體抗?fàn)庍\(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性

B．不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性，速度不變的物體有慣性，速度改變的物體沒有慣性

C．行星在圓周軌道上保持勻速率運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是慣性

D．運(yùn)動(dòng)物體假使沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)

答案：AD

三、牛頓第三定律

1．內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，而且在一條直線上．

2．表達(dá)式：F＝－F′.

特別提醒：(1)作用力和反作用力同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，同種性質(zhì)，作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生的效果，不會(huì)相互抵消．

(2)作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)．

3.(單項(xiàng)選擇)在日常生活中，小巧美觀的冰箱貼使用廣泛．一磁性冰箱貼貼在冰

箱的豎直表面上靜止不動(dòng)時(shí)，它受到的磁力()

A．小于受到的彈力B．大于受到的彈力

C．和受到的彈力是一對(duì)作用力與反作用力D．和受到的彈力是一對(duì)平衡力答案：D

考點(diǎn)一牛頓第一定律[學(xué)生用書P41]

1．明確了慣性的概念．2．透露了力的本質(zhì)．

3．透露了不受力作用時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．

(單項(xiàng)選擇)以下關(guān)于牛頓第一定律以及慣性概念的說法中，正確的是()

A．牛頓第一定律說明，只有不受外力的物體才保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)B．物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化則物體一定受到力的作用C．慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是一致的

D．物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，但物體的運(yùn)動(dòng)速度越大時(shí)其慣性也越大

[解析]當(dāng)物體所受的合力為零時(shí)，物體也可以處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，故

A項(xiàng)錯(cuò)誤．由牛頓第一定律可知，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，故B項(xiàng)正確．慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，C項(xiàng)錯(cuò)誤．雖然物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，但物體的慣性與運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤．

[答案]B

[總結(jié)提升](1)牛頓第一定律并非試驗(yàn)定律．它是以伽利略的“理想試驗(yàn)〞為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來的．

(2)慣性是物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種固有屬性，與物體是否受力、受力的大小無關(guān)，與物體是否運(yùn)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)速度的大小也無關(guān)．

1.(單項(xiàng)選擇)關(guān)于慣性的大小，以下說法中正確的是()

A．高速運(yùn)動(dòng)的物體不簡(jiǎn)單停下來，所以物體運(yùn)動(dòng)速度越大，慣性越大

B．用一致的水平力分別推放在地面上的兩個(gè)材料不同的物體，則難以推動(dòng)的物體慣性大

C．兩個(gè)物體只要質(zhì)量一致，那么慣性大小就一定一致

D．在月球上舉重比在地球上簡(jiǎn)單，所以同一個(gè)物體在月球上比在地球上慣性小解析：選C.慣性是物體的固有屬性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度、受力狀況和地理位置均無關(guān)，C正確．

考點(diǎn)二牛頓第三定律的理解與應(yīng)用

[學(xué)生用書P41]

1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)〞

(1)“三同〞：①大小一致；②性質(zhì)一致；③變化狀況一致．(2)“三異〞：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生效果不同．

(3)“三無關(guān)〞：①與物體的種類無關(guān)；②與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)；③與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān)．

2．相互作用力與平衡力的比較作用力和反作用力一對(duì)平衡力作用在兩個(gè)相互作用的物受力物體作用在同一物體上體上依靠關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失不同點(diǎn)兩力作用效果不可抵消，兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可疊加性不可疊加，不可求合力求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定一致一致大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上點(diǎn)(單項(xiàng)選擇)(2023·南寧模擬)手拿一個(gè)錘頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了．對(duì)于這一

現(xiàn)象，以下說法正確的是()

A．錘頭敲玻璃的力大于玻璃對(duì)錘頭的作用力，所以玻璃才碎裂

B．錘頭受到的力大于玻璃受到的力，只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂

C．錘頭和玻璃之間的作用力應(yīng)當(dāng)是等大的，只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂

D．由于不明白錘頭和玻璃的其他受力狀況，所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小

[解析]錘頭敲玻璃的力與玻璃對(duì)錘頭的力是作用力與反作用力的關(guān)系，不管力的作用

效果如何，兩者總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．故C正確．

[答案]C

2.(多項(xiàng)選擇)用手托著一塊磚，開始時(shí)靜止不動(dòng)，后來手突然向上加速運(yùn)動(dòng)，下

列判斷正確的是()

A．靜止時(shí)，磚受到的支持力等于磚的重力B．加速時(shí)，磚對(duì)手的壓力大于磚的重力

C．靜止時(shí)，磚受到的支持力等于磚對(duì)手的壓力D．加速時(shí)，磚受到的支持力大于磚對(duì)手的壓力

解析：選ABC.靜止時(shí)，重力與支持力是一對(duì)平衡力，大小相等，A正確；不管靜止還是加速，支持力和壓力都是一對(duì)相互作用力，大小相等，故C正確，D錯(cuò)誤；加速時(shí)，支持力大于重力，則壓力大于重力，故B正確．

[學(xué)生用書P42]

物理思想——用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象

作用力與反作用力，二者一定等大反向，分別作用在兩個(gè)物體上．當(dāng)待求的某個(gè)力不簡(jiǎn)單求時(shí)，可先求它的反作用力，再反過來求待求力．如求壓力時(shí)，可先求支持力．在大量問題中，摩擦力的求解亦是如此．

建筑工人用如下圖的定滑輪裝置運(yùn)輸建筑材料．質(zhì)量為70.0kg的工人站在

水平地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及兩者間的摩擦，求：地面受到的壓力和摩擦力大?。?g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)

轉(zhuǎn)換研究對(duì)象

人受力―→平衡條件

[審題點(diǎn)睛](1)求地面受力

牛頓第三定律

(2)繩受力―→建筑材料―→牛頓其次定律[解析]建筑材料受力如圖：由牛頓其次定律得：F1－mg＝ma代入數(shù)據(jù)解得：F1＝220N因此繩對(duì)人的拉力F2＝F1＝220N

人受力如下圖由平衡條件得：

?cos53°＝Ff?F2·

?

F·sin53°＋F＝Mg?2N?

代入數(shù)據(jù)解得：FN＝524N，F(xiàn)f＝132N

由牛頓第三定律得：人對(duì)地面的壓力大小為524N，地面受到的摩擦力大小為132N.

[答案]524N132N

3.(單項(xiàng)選擇)一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一

個(gè)環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如下圖．已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí)，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時(shí)箱對(duì)地面的壓力大小為()

A．Mg＋FfC．Mg＋mgB．Mg－FfD．Mg－mg

解析：選A.環(huán)在豎直方向上受重力及箱子的桿給它的豎直向上的摩擦力Ff，受力狀況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力F′f，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對(duì)它的支持力FN及環(huán)給它的摩擦力F′f，受力狀況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg.根據(jù)牛頓第三定律，箱子對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)箱子的支持力，即F′N＝Mg＋Ff，應(yīng)選項(xiàng)A正確．

[學(xué)生用書P42]

1.(單項(xiàng)選擇)(2023·高考北京卷)伽利略創(chuàng)造的把試驗(yàn)、假設(shè)和規(guī)律推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展．利用如下圖的裝置做如下試驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，并沿右側(cè)斜面上升．斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí)，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，可以得到的最直接的結(jié)論是()

A．假使斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置B．假使小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)C．假使小球受到力的作用，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變D．小球受到的力一定時(shí)，質(zhì)量越大，它的加速度越小

解析：選A.此題考察伽利略試驗(yàn)，選項(xiàng)之間有一定的規(guī)律性．需要考生有一定的思維分辯能力．先分析題目本身，題目給出斜面上鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料，小球的位置依次為1、2、3，細(xì)心審題，題目要求是得到的直接結(jié)論．由題目試驗(yàn)，我們不難想象當(dāng)斜面絕對(duì)光滑時(shí)，在斜面上沒有能量損失，因此可以上升到與O點(diǎn)等高的位置．而B