2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1講牛頓三定律的理解教案

PAGE9-第1講牛頓三定律的理解eq\x(學(xué)問(wèn)點(diǎn)一)牛頓第確定律1．牛頓第確定律(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變更這種狀態(tài)。(2)適用條件。①宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體。②物體處于慣性參考系中。2．牛頓第確定律的意義(1)指出了一切物體都有慣性。(2)指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，而是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，即產(chǎn)生加速度的緣由。3．慣性(1)特點(diǎn)：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體的固有屬性，與物體的運(yùn)動(dòng)狀況和受力狀況無(wú)關(guān)。(2)表現(xiàn)：物體不受外力作用時(shí)，有保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)；物體受到外力作用時(shí)其慣性大小表現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變更的難易程度上。eq\x(學(xué)問(wèn)點(diǎn)二)牛頓其次定律力學(xué)單位制1．牛頓其次定律(1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。(2)表達(dá)式：F＝ma。(3)適用范圍①牛頓其次定律只適用于慣性參考系，即相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系。②牛頓其次定律只適用于宏觀物體(相對(duì)于分子、原子等)、低速運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)小于光速)的狀況。2．力學(xué)單位制(1)單位制：由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。(2)基本單位：基本物理量的單位?；疚锢砹抗财邆€(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，是長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間，SI制中單位分別是米、千克、秒。(3)導(dǎo)出單位：由基本物理量依據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位。eq\x(學(xué)問(wèn)點(diǎn)三)牛頓第三定律1．牛頓第三定律的內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上。2．牛頓第三定律的意義：建立了相互作用物體之間的聯(lián)系，揭示了作用力與反作用力的相互依靠關(guān)系。3．牛頓第三定律的表達(dá)式：F′＝－F。1．(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的探討對(duì)樹(shù)立正確的自然觀具有重要作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是()A．亞里士多德認(rèn)為，必需有力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)變更B．伽利略通過(guò)“志向試驗(yàn)”得出結(jié)論：運(yùn)動(dòng)必具有某一速度，假如它不受力，它將以這一速度恒久運(yùn)動(dòng)下去C．笛卡兒指出：假如運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運(yùn)動(dòng)，既不停下來(lái)也不偏離原來(lái)的方向D．牛頓認(rèn)為，物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)BCD[亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的；伽利略通過(guò)試驗(yàn)與推理證明白力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，假如沒(méi)有力作用在運(yùn)動(dòng)的物體上，物體將以原來(lái)的速度恒久運(yùn)動(dòng)下去；同時(shí)期的笛卡兒也得出了類(lèi)似的結(jié)論；牛頓在伽利略和笛卡兒的基礎(chǔ)上，提出了慣性定律，即認(rèn)為物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。B、C、D正確。]2．(人教版必修1·P70·T1改編)(多選)下面對(duì)牛頓第確定律和慣性的分析正確的是()A．飛機(jī)投彈時(shí)，當(dāng)目標(biāo)在飛機(jī)的正下方時(shí)投下炸彈，能擊中目標(biāo)B．地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來(lái)后，還會(huì)落到原地C．平安帶的作用是防止汽車(chē)剎車(chē)時(shí)，人由于慣性作用發(fā)生危急D．有的同學(xué)說(shuō)，向上拋出的物體，在空中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，確定受到了向上的作用力BC[飛機(jī)在目標(biāo)正上方投彈時(shí)，由于慣性，炸彈會(huì)落在目標(biāo)的前方，A錯(cuò)誤；地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起后，由于慣性，還會(huì)落在原地，B正確；汽車(chē)剎車(chē)時(shí)，由于慣性，人會(huì)向前沖，平安帶可以防止人的前沖，C正確；物體被向上拋出后，在空中向上運(yùn)動(dòng)是由于慣性，D錯(cuò)誤。]3．(人教版必修1·P70·科學(xué)閑逛改編)(多選)小華坐在一列正在行駛的火車(chē)車(chē)廂里，突然看到原來(lái)靜止在水平桌面上的小球向后滾動(dòng)，假設(shè)桌面是光滑的，則下列說(shuō)法正確的是()A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后運(yùn)動(dòng)B．小球所受的合力為零，以地面為參考系，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并沒(méi)有變更C．火車(chē)確定是在向前加速D．以火車(chē)為參考系，此時(shí)牛頓第確定律已經(jīng)不能適用BCD4．(多選)在探討勻變速直線運(yùn)動(dòng)的試驗(yàn)中，取計(jì)數(shù)時(shí)間間隔為0.1s，測(cè)得相鄰相等時(shí)間間隔的位移差的平均值Δx＝1.2cm，若還測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量為500g，則關(guān)于加速度、合外力大小及單位，既正確又符合一般運(yùn)算要求的是()A．a(chǎn)＝eq\f(Δx,t2)＝eq\f(1.2,0.12)m/s2＝120m/s2B．a(chǎn)＝eq\f(Δx,t2)＝eq\f(1.2×10－2,0.12)m/s2＝1.2m/s2C．F＝ma＝500×1.2N＝600ND．F＝ma＝0.5×1.2N＝0.60NBD[在應(yīng)用公式進(jìn)行數(shù)量運(yùn)算的同時(shí)，也要把單位代入運(yùn)算。代入單位運(yùn)算時(shí)，單位換算要精確，可以把題中已知量的單位都用國(guó)際單位表示，計(jì)算結(jié)果的單位就是用國(guó)際單位表示的。這樣在統(tǒng)一已知量的單位后，就不必一一寫(xiě)出各個(gè)量的單位，只在數(shù)字后面寫(xiě)出正確單位即可。選項(xiàng)A中Δx＝1.2cm，沒(méi)換算成國(guó)際單位，C項(xiàng)中的小車(chē)質(zhì)量m＝500g，沒(méi)換算成國(guó)際單位，所以均錯(cuò)誤，故正確答案為B、D。]5．(粵教版必修1·P71·T1)沼澤的下面隱藏著豐富的泥炭，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)致人在其表面行走時(shí)簡(jiǎn)單下陷。若人下陷的過(guò)程是先加速后勻速運(yùn)動(dòng)，下列推斷正確的是()A．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力大于沼澤地對(duì)他的支持力B．加速運(yùn)動(dòng)時(shí)人對(duì)沼澤地的壓力小于沼澤地對(duì)他的支持力C．人對(duì)沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對(duì)他的支持力D．人對(duì)沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對(duì)他的支持力D[人對(duì)沼澤地的壓力與沼澤地對(duì)人的支持力為作用力與反作用力，故二力大小確定相等，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。]考點(diǎn)一對(duì)牛頓第確定律和慣性的理解1．牛頓第確定律是在牢靠的試驗(yàn)事實(shí)(如伽利略斜面試驗(yàn))基礎(chǔ)上采納科學(xué)的邏輯推理得出的結(jié)論，物體不受外力是牛頓第確定律的志向條件，所以，牛頓第確定律不是試驗(yàn)定律。2．慣性是物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，與物體是否受力、是否運(yùn)動(dòng)及所處的位置無(wú)關(guān)，物體的慣性只與其質(zhì)量有關(guān)，物體的質(zhì)量越大則其慣性越大；牛頓第確定律揭示了力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由。3．慣性的兩種表現(xiàn)形式(1)物體的慣性總是以保持“原狀”或抗拒“變更”兩種形式表現(xiàn)出來(lái)。(2)物體在不受外力或所受的合外力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng))。(2024·上海單科·6)一碗水置于火車(chē)車(chē)廂內(nèi)的水平桌面上。當(dāng)火車(chē)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水面形態(tài)接近于圖()A[當(dāng)火車(chē)向右做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)，碗內(nèi)的水由于慣性，保持原來(lái)較大的速度向右運(yùn)動(dòng)，故只有圖A所示的情形符合要求，A正確。]1．(多選)17世紀(jì)，意大利物理學(xué)家伽利略依據(jù)斜面試驗(yàn)指出：在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體之所以會(huì)停下來(lái)，是由于受到摩擦阻力的原因，你認(rèn)為下列陳述正確的是()A．該試驗(yàn)是一志向試驗(yàn)，是在思維中進(jìn)行的，無(wú)真實(shí)的試驗(yàn)基礎(chǔ)，故其結(jié)果是荒謬的B．該試驗(yàn)是以牢靠的事實(shí)為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)抽象思維，抓住主要因素，忽視次要因素，從而更深刻地反映自然規(guī)律C．該試驗(yàn)證明白亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由”的結(jié)論D．該試驗(yàn)為牛頓第確定律的提出供應(yīng)了有力的試驗(yàn)依據(jù)BD[“伽利略斜面試驗(yàn)”是一志向試驗(yàn)，但是建立在真實(shí)的試驗(yàn)基礎(chǔ)之上，經(jīng)過(guò)抽象思維，抓住主要因素，忽視次要因素，從而更深刻地反映自然規(guī)律，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；該試驗(yàn)說(shuō)明亞里士多德“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由”的結(jié)論是錯(cuò)誤的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；該試驗(yàn)為牛頓第確定律的提出供應(yīng)了有力的試驗(yàn)依據(jù)，選項(xiàng)D正確。綜上本題選B、D。]2.(多選)我國(guó)《道路交通平安法》中規(guī)定，各種小型車(chē)輛乘員(包括司機(jī))必需系好平安帶。下列說(shuō)法正確的是()A．系好平安帶可以減小慣性B．是否系好平安帶對(duì)人和車(chē)的慣性沒(méi)有影響C．系好平安帶可以防止因車(chē)的慣性而造成的損害D．系好平安帶可以防止因人的慣性而造成的損害BD3．如圖所示是一種汽車(chē)平安帶限制裝置的示意圖，當(dāng)汽車(chē)處于靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)，平安帶能被拉動(dòng)。當(dāng)汽車(chē)突然剎車(chē)時(shí)，擺錘由于慣性而繞軸搖擺，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，平安帶不能被拉動(dòng)。若擺錘從圖中實(shí)線位置擺到虛線位置，汽車(chē)的可能運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A．向右行駛、突然剎車(chē)B．向左行駛、突然剎車(chē)C．向左行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng)D．向右行駛、勻速直線運(yùn)動(dòng)A[依據(jù)平安帶限制裝置的示意圖和慣性學(xué)問(wèn)可知選項(xiàng)A正確。]考點(diǎn)二對(duì)牛頓其次定律的理解1．牛頓其次定律的五個(gè)特征2．動(dòng)力學(xué)中的三個(gè)確定關(guān)系(1)力與物體的質(zhì)量確定加速度。(2)加速度與時(shí)間確定速度的變更量。(3)速度方向與加速度方向(或合力方向)確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。(多選)關(guān)于速度、加速度、合力的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A．原來(lái)靜止在光滑水平面上的物體，受到水平推力的瞬間，物體立即獲得加速度B．加速度的方向與合力的方向總是一樣的，但與速度的方向可能相同，也可能不同C．在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，速度、加速度與合力的方向總是一樣的D．合力變小，物體的速度確定變小ABC[加速度與力同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝、同時(shí)變更，選項(xiàng)A正確：加速度的方向由合力方向確定，但與速度方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B正確；在初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，合力方向確定加速度方向，加速度方向確定末速度方向，選項(xiàng)C正確；合力變小，物體的加速度確定變小，但速度不確定變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]4．(2024·安徽皖中名校聯(lián)盟聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是()A．牛頓認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由B．牛頓第確定律、牛頓其次定律都可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證C．國(guó)際單位制中，kg、m、N是三個(gè)基本單位D．依據(jù)速度定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt→0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度D[本題考查對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的相識(shí)。亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的緣由，牛頓認(rèn)為力是變更物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的緣由，A錯(cuò)誤；牛頓其次定律可以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，牛頓第確定律不行以通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，該定律來(lái)源于志向斜面試驗(yàn)的合理外推，B錯(cuò)誤；國(guó)際單位制中有7個(gè)基本單位，為kg、m、s、A、K、mol、cd，其余均為導(dǎo)出單位，如N，C錯(cuò)誤；依據(jù)速度定義式v＝eq\f(Δx,Δt)，可知當(dāng)Δt→0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，D正確。]5．(2024·福建寧德期末)我國(guó)自主研制的水陸兩棲飛機(jī)“鯤龍”AG600已試飛勝利。當(dāng)“鯤龍”AG600在水面上加速滑行時(shí)，其受到的合力()A．大小為零B．方向豎直向上C．方向與滑行方向相同D．方向沿滑行方向斜向上C[“鯤龍”AG600在水面上做加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向與滑行方向相同，由牛頓其次定律知合外力方向與加速度方向相同，所以合外力方向與滑行方向相同，故選項(xiàng)C正確。]6．(2024·江西贛州期末)電梯頂上懸掛一根勁度系數(shù)為200N/m的彈簧，彈簧的原長(zhǎng)為20cm，在彈簧下端掛一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的砝碼。當(dāng)電梯運(yùn)動(dòng)時(shí)，測(cè)出彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?3cm，g取10m/s2，則電梯的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及加速度大小為()A．勻加速上升，a＝2.5m/s2B．勻減速上升，a＝2.5m/s2C．勻加速上升，a＝5m/s2D．勻減速上升，a＝5m/s2C[由胡克定律可知，彈簧的彈力F＝kx＝200×(0.23－0.20)N＝6N，由牛頓其次定律知F－mg＝ma，解得a＝5m/s2，物體加速度向上，可能是加速上升，也可能是減速下降，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。]考點(diǎn)三牛頓第三定律的理解與應(yīng)用1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無(wú)關(guān)”(1)eq\x(“三同”)大小相同變更狀況相同性質(zhì)相同(2)eq\x(“三異”)方向不同產(chǎn)生效果不同受力物體不同(3)eq\x(“三無(wú)關(guān)”)與物體的種類(lèi)無(wú)關(guān)與是否與另外物體相互作用無(wú)關(guān)與相互作用的兩物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)2．一對(duì)平衡力與一對(duì)相互作用力的比較類(lèi)別一對(duì)平衡力一對(duì)相互作用力不同點(diǎn)作用在同一個(gè)物體上分別作用在兩個(gè)不同的物體上力的性質(zhì)不確定相同力的性質(zhì)確定相同不確定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝確定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消逝相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同始終線上(2024·浙江杭州模擬)電動(dòng)平衡車(chē)是一種時(shí)尚代步工具。當(dāng)人駕駛平衡車(chē)在水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．平衡車(chē)勻速行駛時(shí)，相對(duì)于平衡車(chē)上的人，車(chē)是運(yùn)動(dòng)的B．平衡車(chē)的重力與地面對(duì)平衡車(chē)的支持力是一對(duì)平衡力C．平衡車(chē)在加速過(guò)程中也是平衡的D．關(guān)閉電機(jī)，平衡車(chē)還會(huì)接著行駛一段路程是由于慣性D[本題依據(jù)平衡車(chē)考查平衡力、慣性等。平衡車(chē)勻速行駛時(shí)，平衡車(chē)與人的相對(duì)位置不變，相對(duì)于平衡車(chē)上的人，車(chē)是靜止的。故A項(xiàng)錯(cuò)誤；人駕駛平衡車(chē)在水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，平衡車(chē)的重力加上人的重力等于地面對(duì)平衡車(chē)的支持力，所以平衡車(chē)的重力與地面對(duì)平衡車(chē)的支持力不是一對(duì)平衡力，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡車(chē)在加速過(guò)程中不是平衡的，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；關(guān)閉電機(jī)，平衡車(chē)還會(huì)接著行駛一段路程是由于平衡車(chē)具有慣性，故D項(xiàng)正確。]7.(2024·浙江卷·6)如圖所示，小明撐桿使船離岸，則下列說(shuō)法正確的是()A．小明與船之間存在摩擦力B．桿的彎曲是由于受到桿對(duì)小明的力C．桿對(duì)岸的力大于岸對(duì)桿的力D．小明對(duì)桿的力和岸對(duì)桿的力是一對(duì)相互作用力A[小明與船之間存在靜摩擦力，A正確；桿的彎曲是由于受到小明對(duì)桿的作用力，B錯(cuò)誤；桿對(duì)岸的力與岸對(duì)桿的力是作用力與反作用力，大小相等，C錯(cuò)誤；小明對(duì)桿的力和岸對(duì)桿的力受力物體都是桿，兩者不是作用力與反作用力，故D錯(cuò)誤。]8．(多選)牛頓在總結(jié)C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的探討結(jié)果后，提出了聞名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關(guān)系，從而與牛頓第確定律和牛頓其次定律形成了完整的牛頓力學(xué)體系。下列關(guān)于作用力和反作用力的說(shuō)法正確的是()A．物體先對(duì)地面產(chǎn)生壓力，然后地面才對(duì)物體產(chǎn)生支持力B．物體對(duì)地面的壓力和地面對(duì)物體的支持力相互平衡C．人推車(chē)前進(jìn)，人對(duì)車(chē)的作用力大小等于車(chē)對(duì)人的作用力大小D．物體在地面上滑行，不論物體的速度多大，物體對(duì)地面的摩擦力與地面對(duì)物體的摩擦力始終大小相等CD[由作用力和反作用力的同時(shí)性知，壓力與支持力同時(shí)產(chǎn)生，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B項(xiàng)中兩力為作用力和反作用力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；作用力和反作用力大小相等，所以人對(duì)車(chē)的作用力大小等于車(chē)對(duì)人的作用力大小，物體對(duì)地面的摩擦力與地面對(duì)物體的摩擦力始終大小相等，選項(xiàng)C、D正確。]9．(2024·江蘇連云港市聯(lián)考)(多選)如圖為《天工開(kāi)物》里名為“北耕兼種”的農(nóng)具，“其服牛起土者，耒不用耜，并列兩鐵于橫木之上，其具方語(yǔ)曰耩。耩中間盛一小斗，儲(chǔ)麥種