（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 第三章 第1節(jié) 牛頓第一定律 牛頓第三定律講義（含解析）.doc

《（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 第三章 第1節(jié) 牛頓第一定律 牛頓第三定律講義（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（江蘇專版）2020版高考物理一輪復習 第三章 第1節(jié) 牛頓第一定律 牛頓第三定律講義（含解析）.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

牛頓第一定律 牛頓第三定律 (1)牛頓第一定律是實驗定律。() (2)在水平面上運動的物體最終停下來，是因為水平方向沒有外力維持其運動的結果。() (3)運動的物體慣性大，靜止的物體慣性小。() (4)物體的慣性越大，運動狀態(tài)越難改變。(√) (5)作用力與反作用力可以作用在同一物體上。() (6)作用力與反作用力的作用效果不能抵消。(√) (1)伽利略利用“理想實驗”得出“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”的觀點，推翻了亞里士多德的“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點。 (2)英國科學家牛頓在《自然哲學的數(shù)學原理》著作中提出了“牛頓第一、第二、第三定律”。 突破點(一)　牛頓第一定律的理解 1．對牛頓第一定律的理解 (1)提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性。 (2)揭示力的本質：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因。 2．慣性的兩種表現(xiàn)形式 (1)物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變(靜止或勻速直線運動)。 (2)物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為抗拒運動狀態(tài)改變的能力。慣性大，物體的運動狀態(tài)較難改變；慣性小，物體的運動狀態(tài)容易改變。 3．與牛頓第二定律的對比 牛頓第一定律是經過科學抽象、歸納推理總結出來的，而牛頓第二定律是一條實驗定律。 [題點全練] 1．(2018西安期末)關于牛頓第一定律的說法，正確的是(　　) A．由牛頓第一定律可知，物體在任何情況下始終處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài) B．牛頓第一定律只是反應慣性大小的，因此也叫慣性定律 C．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律，因此，物體在不受力時才有慣性 D．牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態(tài)的原因，又揭示了物體運動狀態(tài)改變的原因 解析：選D　由牛頓第一定律可知，物體在不受力作用時始終處于靜止狀態(tài)和勻速直線運動狀態(tài)，故A項錯誤。牛頓第一定律揭示了兩個方面：①物體在任何時候都具有慣性，不受力時，慣性表現(xiàn)為物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)；受力時，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易。②揭示了力和運動間關系即力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故B項錯誤。物體在任何時候都具有慣性，故C項錯誤。牛頓第一定律既揭示了物體保持原有運動狀態(tài)的原因，又揭示了運動狀態(tài)改變的原因，故D項正確。 2.[多選]同學們到中國科技館參觀，看到了一個有趣的科學實驗：如圖所示，一輛小火車在平直軌道上勻速行駛，當火車將要從“∩”形框架的下方通過時，突然從火車頂部的小孔中向上彈出一小球，該小球越過框架后，又與通過框架的火車相遇，并恰好落回原來的孔中。下列說法中正確的是(　　) A．相對于地面，小球運動的軌跡是直線 B．相對于地面，小球運動的軌跡是曲線 C．小球能落回小孔是因為小球在空中運動的過程中受到水平向前的力 D．小球能落回小孔是因為小球具有慣性，在水平方向保持與火車相同的速度 解析：選BD　相對于地面，小球豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做勻速運動，軌跡是曲線，A錯誤，B正確；能落回小孔是因為小球具有慣性，在水平方向保持與火車相同的速度，故C錯誤，D正確。 3.(2018江都月考)在水平的路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一盛滿水的碗?，F(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出，水灑出的情況如圖所示，則關于小車在此種情況下的運動敘述正確的是(　　) A．小車勻速向左運動 B．小車可能突然向左加速運動 C．小車可能突然向左減速運動 D．小車可能突然向右加速運動 解析：選B　若小車勻速向左運動，則水也勻速運動，速度相等，碗中的水不會灑出，故A錯誤；小車突然向左加速，由于慣性，水還沒有來得及加速，所以碗向左的速度大于水向左的速度，可以出現(xiàn)圖示情況，故B正確；小車突然向左減速，由于慣性，水還沒有來得及減速，所以小車向左的速度小于水向左的速度，水應向左灑出，故C錯誤；小車突然向右加速，由于慣性，水還沒有來得及加速，所以碗向右的速度大于水向右的速度，水應向左灑出，故D錯誤。 突破點(二)　牛頓第三定律的理解 1．作用力與反作用力的“六同、三異、二無關” (1)六同 (2)三異 (3)二無關 2．作用力、反作用力與一對平衡力的比較 作用力和反作用力 一對平衡力 不同點 作用在兩個物體上 作用在同一物體上 力的性質一定相同 對力的性質無要求 作用效果不可抵消 作用效果相互抵消 相同點 大小相等、方向相反，作用在同一直線上 [題點全練] 1.氣球冒險家利用一簇氣球使一座房屋成功升空。圖示時刻房屋正在加速上升，此時(　　) A．繩對房屋的拉力與房屋對繩的拉力大小相等 B．房屋對繩的拉力與房屋所受的重力大小相等 C．房屋受到的繩的拉力與房屋所受的重力是一對平衡力 D．房屋對繩的拉力與房屋所受的重力是一對作用力和反作用力 解析：選A　繩對房屋的拉力與房屋對繩的拉力是一對作用力和反作用力，則大小相等，選項A正確；房屋對繩的拉力與繩對房屋的拉力大小相等，因加速上升，則繩對房屋的拉力大于房屋所受的重力，則房屋對繩的拉力大于房屋所受的重力，選項B錯誤；因加速上升，則房屋受到的繩的拉力與房屋所受的重力不是一對平衡力，選項C錯誤；房屋對繩的拉力與房屋所受的重力不是一對作用力和反作用力，選項D錯誤。 2．(2018天津模擬)物體靜止于水平桌面上，則(　　) A．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力 B．物體的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力 C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同性質的力 D．桌面對物體的支持力大小等于物體的重力大小，這兩個力是一對平衡力 解析：選D　物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故A錯誤；物體的重力和物體對地球的吸引力是一對作用力與反作用力，故B錯誤；壓力不是重力，它們的施力物體、受力物體、作用點都不相同，故C錯誤；物體的重力是作用在物體上的力，支持力也是作用在這個物體上的力，這兩個力大小相等、方向相反且作用在同一直線上，所以這兩個力是一對平衡力，故D正確。 3．甲、乙兩隊進行拔河比賽，結果甲隊獲勝，若考慮繩子質量，則比賽過程中，下列說法正確的是(　　) A．甲、乙兩隊與地面之間的摩擦力大小相等、方向相反 B．甲隊與地面之間的摩擦力和乙隊與地面之間的摩擦力是一對相互作用力 C．甲、乙兩隊拉繩子的力大小相等、方向相反 D．甲隊拉繩子的力大于乙隊拉繩子的力 解析：選D　對甲、乙兩隊及繩子為一整體進行研究，水平方向的外力就是地面分別對甲、乙兩隊的摩擦力。整體從靜止到運動起來產生了加速度，故受外力不平衡，因甲隊獲勝，由此可判斷甲隊所受摩擦力大于乙隊所受摩擦力，故A錯誤； 由于兩隊受到的摩擦力不是相互作用引起的，故不是作用力與反作用力，故B錯誤；對甲、乙兩隊及繩子為一整體進行研究，整體從靜止到運動起來產生了加速度，若考慮繩子的質量，則甲隊拉動繩子和乙隊的作用力一定大于繩子對乙的拉力，故甲、乙兩隊拉繩子的力不相等，故C錯誤，D正確。 突破點(三)　應用牛頓第三定律轉換研究對象 [典例]　(2018?？谀M)建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料。一質量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)(　　) A．510 N　　　　　 　B．490 N C．890 N D．910 N [思路點撥] (1)明確物體間的相互作用： (2)轉換研究對象： ①求地面所受壓力時，由于地面無其他信息，因此轉換到求人受地面的支持力。 ②求繩對人的拉力時，人的受力情況復雜，因此轉換到求建材所受繩的拉力。 (3)根據牛頓第三定律，轉換研究對象后所求的力與待求力是“等大”的，因此問題得以巧妙地解出。 [解析]　設繩子對物體的拉力為F1，F(xiàn)1－mg＝ma F1＝m(g＋a)＝210 N 繩子對人的拉力F2＝F1＝210 N 人處于靜止狀態(tài)，則地面對人的支持力 FN＝Mg－F2＝490 N， 由牛頓第三定律知：人對地面的壓力 FN′＝FN＝490 N 故B項正確。 [答案]　B [方法規(guī)律] 如果不能直接求解物體受到的某個力時，可先求它的反作用力，如求壓力時可先求支持力。在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉換研究對象，可以使我們分析問題的思路更靈活、更開闊。 [集訓沖關] 1.如圖所示，用彈簧測力計懸掛一個重G＝10 N的金屬塊，使金屬塊一部分浸在臺秤上的水杯中(水不會溢出)。若彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)镕T＝6 N，則臺秤的示數(shù)比金屬塊沒有浸入水前(　　) A．保持不變 B．增加10 N C．增加6 N D．增加4 N 解析：選D　對金屬塊受力分析，由平衡條件可知，水對金屬塊的浮力為F＝G－FT＝4 N，方向豎直向上，則由牛頓第三定律可得，金屬塊對水的作用力大小為F′＝4 N，方向豎直向下，所以臺秤的示數(shù)比金屬塊沒有浸入水前增加了4 N，選項D正確。 2.[多選]如圖所示，斜面體M放在水平地面上，物塊m靜止在斜面上。若用平行于斜面向下的推力F推物塊，但物塊靜止，而斜面體亦靜止不動，則斜面體(　　) A．對地面的壓力增大　 　 　B．對地面的壓力不變 C．受到地面的摩擦力向左 D．受到地面的摩擦力為零 解析：選AC　以M和m整體為研究對象，無推力F時，整體受重力(m＋M)g、支持力FN1而處于平衡狀態(tài)，則有FN1＝(m＋M)g。施加推力F后，整體受重力(m＋M)g、地面的支持力FN2和推力F的作用，設斜面的傾角為θ，則豎直方向，有FN2＝(m＋M)g＋Fsin θ，故FN2>FN1，根據牛頓第三定律可知，斜面體對地面的壓力也要增大，選項A正確，B錯誤；推力F在水平方向上存在向右的分力，若整體平衡，地面一定對斜面體有向左的摩擦力，選項C正確，D錯誤。 3.[多選]木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如圖所示，則有(　　) A．人對木箱底的壓力大小為(G2＋F) B．人對木箱底的壓力大小為(G2－F) C．木箱對地面的壓力大小為(G2＋G2－F) D．木箱對地面的壓力大小為(G2＋G2) 解析：選AD　對人分析，人受到重力G2、箱子對人的支持力N，箱頂對人的壓力F，根據平衡有：N＝G2＋F，由牛頓第三定律可知A正確，B錯誤；對木箱和人整體分析，受總重力和支持力N′，有：N′＝G1＋G2，由牛頓第三定律可知木箱對地面的壓力大小為G1＋G2，故C錯誤，D正確。 慣性的“相對性” (一)空氣中的鐵球和乒乓球 1.如圖所示，一容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛一只鐵球和一只乒乓球，容器中鐵球和乒乓球都處于靜止狀態(tài)，當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動情況是(以小車為參考系)(　　) A．鐵球向左，乒乓球向右　 　B．鐵球向右，乒乓球向左 C．鐵球和乒乓球都向左 D．鐵球和乒乓球都向右 解析：選C　由于慣性，當容器隨小車突然向右運動時，鐵球和乒乓球都相對容器向左運動，C正確。 (二)水中的鐵球和乒乓球 2.如圖所示，一盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓球。容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止狀態(tài)。當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動狀況是(以小車為參考系)(　　) A．鐵球向左，乒乓球向右 B．鐵球向右，乒乓球向左 C．鐵球和乒乓球都向左 D．鐵球和乒乓球都向右 解析：選A　因為小車突然向右運動，鐵球和乒乓球都有向右運動的趨勢，但由于與同體積的“水球”相比，鐵球質量大、慣性大，鐵球的運動狀態(tài)難改變，即速度變化慢，而同體積的“水球”的運動狀態(tài)容易改變，即速度變化快，而且水和車一起向右運動，所以小車向右運動時，鐵球相對小車向左運動。同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質量小，慣性小，乒乓球相對小車向右運動。 (1)質量是物體慣性大小的唯一量度，物體的質量越大，慣性越大，狀態(tài)越難改變。 (2)懸掛在空氣中的鐵球和乒乓球的慣性都比對應的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中的乒乓球的慣性沒有對應的“水球”的慣性大?！?