【高考复习强化】2019高考物理一轮总复习 3.1牛顿第一定律 牛顿第三定律随堂集训
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专题3.1 牛顿第一定律牛顿第三定律考点精讲一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.1.牛顿第一定律的意义(1)揭示了物体的一种固有属性:牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性.(2)揭示了力的本质:牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,物体的运动不需要力来维持.(3)揭示了物体不受力作用时的运动状态:物体不受力时(实际上不存在),与所受合外力为零时的运动状态表现是相同的.二、惯性1.定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.2.量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.3.普遍性:惯性是物体的本质属性,一切物体都有惯性.与物体的运动情况和受力情况无关.4.惯性的两种表现形式(1)物体不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动).(2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态容易改变.三、牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的.一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力.物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力.2.牛顿第三定律(1)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.(2)表达式:F=-F′3.相互作用力与平衡力的比较考点精练题组1 牛顿第一定律1.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因【答案】D2.科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。
高考物理一轮复习讲义—牛顿运动三定律考点一牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义:①揭示了物体的固有属性:一切物体都具有惯性,因此牛顿第一定律又被叫作惯性定律;②揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.2.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关.1.牛顿第一定律是实验定律.(×)2.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小.(×)3.物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态.(√)1.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动).(2)物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态的改变,惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态较易改变.2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的.(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力,力是如何改变物体运动状态的问题则由牛顿第二定律来回答.(2)牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的,而牛顿第二定律是一条实验定律.例1(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:如果物体不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质答案BCD解析亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,故A错误;伽利略通过“理想实验”得出结论:力不是维持运动的原因,如果物体不受力,它将以这一速度永远运动下去,故B正确;笛卡儿指出如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,故C正确;牛顿认为物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,故D正确.例2水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管,液体中有一气泡,水平静止时,气泡位于玻璃管中央,如图甲所示.一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪,一个沿车头方向,一个垂直于车头方向.某时刻,气泡位置如图乙所示,则此时关于火车运动的说法可能正确的是()A.加速行驶,且向左转弯B.加速行驶,且向右转弯C.减速行驶,且向左转弯D.减速行驶,且向右转弯答案B解析由题意可知,水平静止或匀速直线运动时,气泡位于玻璃管中央,由题图乙可以看出:沿车头方向的气泡向车头方向移动,当火车加速时,气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速,还会以原来的速度运动,相对火车向后运动,因为气泡密度小于液体密度,所以气泡在液体作用下就向前运动,故C、D错误;垂直于车头方向的装置中气泡处于右端,因原来火车做直线远动,气泡位于中心位置,当火车向右转弯时,气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转,还会沿直线运动,所以气泡和液体就相对火车向左运动,因为气泡密度小于液体密度,所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动;所以此时刻火车应是加速运动且向右转弯,故B正确.考点二牛顿第二定律1.牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式:F=ma.2.力学单位制(1)单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.(2)基本单位:基本物理量的单位.国际单位制中基本物理量共七个,其中力学有三个,是长度、质量、时间,单位分别是米、千克、秒.(3)导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.1.物体加速度的方向一定与合外力方向相同.(√)2.由m=Fa可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比.(×) 3.可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况.(×)4.物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小.(√)5.千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位.(×)1.对牛顿第二定律的理解2.解题的思路和关键(1)选取研究对象进行受力分析;(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力;(3)根据F合=ma求物体的加速度a.考向1对牛顿第二定律的理解例3(多选)下列说法正确的是()A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用C.F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关D.物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小答案ACD解析由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系,由此可知当力作用瞬间,物体会立即产生加速度,选项A正确;根据因果关系,合外力是产生加速度的原因,即物体由于受合外力作用,才会产生加速度,选项B错误;牛顿第二定律F=ma是矢量式,a的方向与F的方向相同,与速度方向无关,选项C正确;由牛顿第二定律可知物体所受合外力减小,加速度一定减小,如果物体做加速运动,其速度会增大,如果物体做减速运动,速度会减小,选项D 正确.例4某型号战斗机在某次起飞中,由静止开始加速,当加速度a不断减小至零时,飞机刚好起飞.关于起飞过程,下列说法正确的是()A.飞机所受合力不变,速度增加越来越慢B.飞机所受合力减小,速度增加越来越快C.速度方向与加速度方向相同,速度增加越来越快D.速度方向与加速度方向相同,速度增加越来越慢答案D解析根据牛顿第二定律可知,当加速度a不断减小至零时合力逐渐减小到零,速度增加得越来越慢,故A、B项错误;飞机做加速运动,加速度方向与速度方向相同,加速度减小,即速度增加得越来越慢,故C项错误,D项正确.考向2牛顿第二定律的简单应用例52021年10月16日0时23分,“神舟十三号”成功发射,顺利将三名航天员送入太空并进驻空间站.在空间站中,如需测量一个物体的质量,需要运用一些特殊方法:如图所示,先对质量为m 1=1.0kg 的标准物体P 施加一水平恒力F ,测得其在1s 内的速度变化量大小是10m/s ,然后将标准物体与待测物体Q 紧靠在一起,施加同一水平恒力F ,测得它们1s 内速度变化量大小是2m/s.则待测物体Q 的质量m 2为()A .3.0kgB .4.0kgC .5.0kgD .6.0kg 答案B 解析对P 施加F 时,根据牛顿第二定律有a 1=F m 1=Δv 1Δt=10m/s 2,对P 和Q 整体施加F 时,根据牛顿第二定律有a 2=F m 1+m 2=Δv 2Δt=2m/s 2,联立解得m 2=4.0kg ,故选B.例6(多选)如图甲所示,一竖直放置的足够长的固定玻璃管中装满某种液体,一半径为r 、质量为m 的金属小球,从t =0时刻起,由液面静止释放,小球在液体中下落,其加速度a 随速度v 的变化规律如图乙所示.已知小球在液体中受到的阻力F f =6πηvr ,式中r 是小球的半径,v 是小球的速度,η是常数.忽略小球在液体中受到的浮力,重力加速度为g ,下列说法正确的是()A .小球的最大加速度为gB.小球的速度从0增加到v0的过程中,做匀变速运动C.小球先做加速度减小的变加速运动,后做匀速运动D.小球的最大速度为mg6πηr答案ACD解析当t=0时,小球所受的阻力F f=0,此时加速度为g,A正确;随着小球速度的增加,加速度减小,小球的速度从0增加到v0的过程中,加速度减小,B错误;根据牛顿第二定律有mg-F f=ma,解得a=g-6πηvrm,当a=0时,速度最大,此后小球做匀速运动,最大速度v m=mg6πηr,C、D正确.考点三牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体同时对前一个物体也施加力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.3.表达式:F=-F′.1.作用力与反作用力的效果可以相互抵消.(×)2.人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.(×)3.物体静止在水平地面上,受到的重力和支持力为一对作用力和反作用力.(×)一对平衡力与作用力和反作用力的比较名称一对平衡力作用力和反作用力项目作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛顿第三定律的理解例7(多选)如图所示,用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上,物体保持静止,下列说法中正确的是()A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力答案BD解析水平力F与墙壁对物体的弹力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,是一对平衡力,选项A错误;物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用,因物体处于静止状态,这两个力是一对平衡力,选项B正确;水平力F作用在物体上,而物体对墙壁的压力作用在墙壁上,这两个力不是平衡力,也不是相互作用力,选项C错误;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力,是一对作用力与反作用力,选项D正确.考向2相互作用力与一对平衡力的比较例8(2022·广东深圳市红岭中学高三月考)“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具.如图,人笔直站在“电动平衡车”上,在某水平地面上沿直线匀速前进,下列说法正确的是()A.“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力B.人的重力与车对人的支持力是一对相互作用力C.地面对车的摩擦力与人(含车)所受空气阻力平衡D.在行驶过程中突然向右转弯时,人会因为惯性向右倾斜答案C解析根据牛顿第三定律,“电动平衡车”对人的作用力等于人对“电动平衡车”的作用力,故A错误;人的重力与车对人的支持力的受力物体都是人,不可能是相互作用力,故B错误;地面对车的摩擦力与人(含车)所受空气阻力平衡,所以人与车能够匀速运动,故C正确;在行驶过程中突然向右转弯时,人会因为惯性向左倾斜,故D错误.考向3转换研究对象在受力分析中的应用例9如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行,长木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与长木板间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,若长木板仍处于静止状态,则长木板对地面摩擦力的大小和方向为()A.μ1(m+M)g,向左B.μ2mg,向右C.μ2mg+ma,向右D.μ1mg+μ2Mg,向左答案B解析对木块分析可知,长木板对它水平向左的摩擦力大小为F f1=μ2mg,由牛顿第三定律可知,木块对长木板的摩擦力向右,大小也为F f1;由于长木板仍处于静止状态,对长木板受力分析可知,地面对它的静摩擦力方向向左,大小为F f2=F f1=μ2mg,由牛顿第三定律可知,长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg,方向向右,故B正确.在对物体进行受力分析时,如果不便于直接分析求出物体受到的某些力时,可先求它的反作用力,再反过来求待求力.如求压力时,可先求支持力,在许多问题中,摩擦力的求解亦是如此.可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用,使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔.课时精练1.对一些生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以分析.其中正确的是()A.太空中处于失重状态的物体没有惯性B.“安全带,生命带,前排后排都要系”.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害C.“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了D.战斗机作战前抛掉副油箱,是为了增大战斗机的惯性答案B解析惯性只与质量有关,所以处于失重状态的物体还是具有惯性,A错误;系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害,B正确;“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的速度减小了,惯性不变,C错误;战斗机作战前抛掉副油箱,是为了减小战斗机的惯性,增加灵活性,D错误.2.(2021·浙江1月选考·4)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运动时,长木板保持静止,此时()A.小车只受重力、支持力作用B.木板对小车的作用力方向水平向左C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等答案D解析小车在木板上水平向左加速运动时,受重力、支持力、水平向左的摩擦力,而木板对小车的作用力是支持力与摩擦力的合力,方向指向左上方,并不是水平向左,故A、B错误;根据牛顿第三定律,木板对小车的作用力与小车对木板的作用力一定大小相等,方向相反,故C错误,D正确.3.(多选)如图所示,体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是()A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜答案BD解析甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力,大小相等,与二者的运动状态无关,即不管哪个获胜,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,甲才能获胜,故A、C错误,B、D正确.4.在研究运动和力的关系时,伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图所示),将可靠的事实和逻辑推理结合起来,能更深刻地反映自然规律.下面给出了伽利略斜面实验的五个事件,请对事件的性质进行判断并正确排序:在A点由静止释放的小球,①若没有摩擦时,能滚到另一斜面与A点等高的C点;②当减小斜面动摩擦因数时,滚到另一斜面的最高位置,更接近等高的C点;③若没有摩擦时减小斜面BC的倾角,小球将通过较长的路程,到达与A点等高的D点;④若没有摩擦,且另一斜面水平放置时,小球将沿水平面一直运动下去;⑤不能滚到另一斜面与A点等高的C点.以下正确的是()A.事实⑤→事实②→推论①→推论③→推论④B.事实⑤→事实②→推论③→事实①→推论④C.事实⑤→事实②→事实①→推论③→推论④D.事实⑤→事实②→推论①→事实③→推论④答案A解析根据实验事实⑤斜面不光滑,在A点由静止释放的小球不能滚到另一斜面与A点等高的C点,事实②当减小斜面动摩擦因数时,滚到另一斜面的最高位置,更接近与A点等高的C点,得出实验推论:如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度,即①,进一步假设若减小第二个斜面的倾角,小球在这斜面上仍然要达到原来的高度,即得出③,没有摩擦时减小斜面BC的倾角,小球将通过较长的路程,到达与A点等高的D点,最后使它成水平面,小球将沿水平面做持续匀速直线运动,即④,故A正确,B、C、D错误.5.一辆装满石块的货车在某段平直道路上遇到险情,司机以加速度a=3g紧急刹车.货箱中4石块B的质量为m=400kg,g=10m/s2,则石块B周围与它接触的物体对石块B的作用力为()A.3000N B.4000NC.5000N D.7000N答案C解析当货车刹车时,在竖直方向,其他物体对石块B的作用力F y=mg=4000N,在水平方向,其他物体对石块B的作用力F x=ma=3000N,故作用力F=F x2+F y2=5000N,故选C.6.一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断,例如从解得物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果、实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性,举例如下:声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关,下列速度表达式中,k为比例系数,无单位,则这四个表达式中可能正确的是()A.v=kpρB.v=kpρC.v=kρpD.v=kpρ答案B解析速度的单位是m/s,密度的单位是kg/m3,压强的单位是kg/(m·s2),所以kpρ的单位是m2/s2,kpρ的单位是m/s,kρp的单位是s/m,kpρ的单位是kg/(m2·s),选项B正确,A、C、D错误.7.一个物体在多个力的作用下处于静止状态,如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又逐渐从零恢复到原来大小,那么,图中能正确描述该过程中物体速度与时间关系的是()答案D 解析原来物体在多个力的作用下处于静止状态,物体所受的合力为零,使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中,物体的合力从零开始逐渐增大,又逐渐减小到零,则物体的加速度先增大后减小,物体先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动.根据v -t 图象的斜率表示加速度可知,v -t 图象的斜率先增大后减小,故A 、B 、C 错误,D 正确.8.如图甲所示,水平地面上轻弹簧左端固定,右端通过小物块压缩0.4m 后锁定,t =0时解除锁定释放小物块.计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的v -t 图线如图乙所示,其中Oab 段为曲线,bc 段为直线,倾斜直线Od 是t =0时图线的切线,已知小物块的质量为m =2kg ,重力加速度g =10m/s 2,则下列说法正确的是()A .小物块与地面间的动摩擦因数为0.3B .小物块与地面间的动摩擦因数为0.4C .弹簧的劲度系数为175N/mD .弹簧的劲度系数为150N/m答案C 解析根据v -t 图线的斜率大小表示加速度大小,由题图乙知,物块脱离弹簧后的加速度大小a =Δv Δt = 1.50.55-0.25m/s 2=5m/s 2,由牛顿第二定律得,摩擦力大小为F f =μmg =ma ,所以μ=a g =0.5,A 、B 错误;刚释放时物块的加速度为a ′=Δv ′Δt ′=30.1m/s 2=30m/s 2,由牛顿第二定律得kx-F f=ma′,代入数据解得k=175N/m,C正确,D错误.9.(2022·河北邢台市质检)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度a匀加速下滑,则此时箱子对地面的压力大小为()A.Mg+mg-ma B.Mg-mg+maC.Mg+mg D.Mg-mg答案A解析环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力F f,受力情况如图甲所示,根据牛顿第三定律,环应给杆一个竖直向下的摩擦力F f′,故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力F N及环给它的摩擦力F f′,受力情况如图乙所示.以环为研究对象:mg-F f=ma,以箱子为研究对象,F N=F f′+Mg=F f+Mg=Mg+mg-ma.根据牛顿第三定律,箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小,即F N′=Mg+mg-ma,故选项A正确.10.(多选)如图所示,一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于箱子上的A点和B点,OA 与水平方向的夹角为θ,OB水平,开始时箱子处于静止状态,下列说法正确的是()A.若使箱子水平向右加速运动,则绳1、2的张力均增大B.若使箱子水平向右加速运动,则绳1的张力不变,绳2的张力增大C.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1、2的张力均增大D.若使箱子竖直向上加速运动,则绳1的张力增大,绳2的张力不变答案BC解析箱子静止时,对小球,根据平衡条件得F OA sinθ=mg,F OB=F OA cosθ,若使箱子水平向右加速运动,则在竖直方向上合力为零,有F OA′sinθ=mg,F OB′-F OA′cosθ=ma,所以绳1的张力不变,绳2的张力增大,选项A错误,B正确;若使箱子竖直向上加速运动,则F OA″sin θ-mg=ma′,F OB″=F OA″cosθ,所以绳1的张力增大,绳2的张力也增大,选项C正确,D 错误.11.如图为用索道运输货物的情景,已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°,质量为m的货物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3.当载重车厢沿索道向上加速运动时,货物与车厢仍然保持相对静止状态,货物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍,连接索道与车厢的杆始终沿竖直方向,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,那么这时货物对车厢地板的摩擦力大小为()A.0.35mg B.0.3mgC.0.23mg D.0.2mg答案D解析将a沿水平和竖直两个方向分解,对货物受力分析如图所示水平方向:F f=ma x竖直方向:F N-mg=ma yF N=1.15mg又a y a x =34联立解得F f =0.2mg ,故D 正确.12.(多选)如图所示,水平地面上固定一斜面,初始时物体A 沿斜面向下做匀变速运动,其加速度大小为a 1;若在物体A 上施加一竖直向下的恒力F ,其加速度大小变为a 2,已知斜面倾角为θ,A 与斜面间的动摩擦因数为μ,则()A .若μ>tan θ,则a 1>a 2B .若μ>tan θ,则a 1<a 2C .若μ<tan θ,则a 1<a 2D .若μ<tan θ,则a 1>a 2答案BC 解析若μ>tan θ,即μmg cos θ>mg sin θ,重力沿斜面向下的分力小于滑动摩擦力,物体原来是向下做匀减速运动,加速度大小为a 1=μmg cos θ-mg sin θm=μg cos θ-g sin θ,施加F 后μF cos θ>F sin θ,加速度大小为a 2=μF +mgcos θ-F +mg sin θm =μg cos θ-g sin θ+μF cos θ-F sin θm>a 1,故A 错误,B 正确;若μ<tan θ,即μmg cos θ<mg sin θ,重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力,物体原来是向下做匀加速运动,加速度大小为a 1=mg sin θ-μmg cos θm=g sin θ-μg cos θ,施加F 后μF cos θ<F sin θ,加速度大小为a 2=F +mg sin θ-μF +mg cos θm =g sin θ-μg cos θ+F sin θ-μF cos θm>a 1,故C 正确,D 错误.。
第9讲牛顿第一定律和牛顿第三定律【考点整合】一、牛顿第一定律:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.二、惯性1.定义:一切物体都有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质.2.惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度.质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.3.普遍性:惯性是物体固有的属性,一切物体都有惯性.三、牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上.2.表达式:F甲对乙=-F乙对甲,负号表示方向相反.3.意义:揭示了相互作用力的关系.【要点探究&典例探究】►要点一历史上对力和运动关系的认识1、历史上对力和运动关系的认识过程:①亚里士多德的观点:两千多年前,古希腊哲学家亚里士多德凭直觉观察的经验事实得出结论,力是维持物体运动的原因,直到伽利略才用理想实验否认了这一观点。
②伽利略的想实验:否定了亚里士多德的观点,他指出:如果没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。
③笛卡儿的结论:如果没有加速或减速的原因,运动物体将保持原来的速度一直运动下去。
④牛顿的总结:牛顿第一定律2、伽利略的理想实验(1)程序内容① (事实) 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面② (推论) 如果没有摩擦,小球将上升到释放的高度。
③ (推论) 减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
④(推论) 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平,小球沿水平面做持续的匀速直线运动。
⑤ (推断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。
(2)此实验揭示了力与运动的关系:力不是..改变物体运动状态..维持物体运动的原因,而是的原因,物体的运动并不需要力来维持。
(3)理想实验以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,略去次要因素,从而更深刻地揭示了自然规律,它是科学研究中的一种重要方法例1、在物理学发展史上,伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献.以下选项中符合他们观点的是()A.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上跳起后,将落在起跳点的后方B.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快,这说明:物体受的力越大则速度就越大C.两物体从同一高度做自由落体运动,较轻的物体下落较慢D.一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体不受力时的“自然状态”►要点二对牛顿第一定律及惯性的理解1.牛顿第一定律的意义(1)明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性,即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)揭示了力的本质力是改变运动状态的原因,不是维持运动状态的原因.例如,运动的物体逐渐减速直至停止,不是因为不受力,而是因为受到了阻力.(3)指出了不受力作用时物体的运动规律该定律揭示了物体不受任何外力时的运动状态,而不受外力的物体是不存在的,因此该定律描述的是一种理想情况.物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把它当成牛顿第二定律在F=0时的特例.2.对惯性的理解(1)惯性的表现形式①物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)②物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.惯性大,物体运动状态难以改变;惯性小,物体运动状态容易改变(2)惯性的量度:质量是惯性的唯一量度,惯性与物体的受力情况、运动状态等其他因素无关.温馨提示:(1)牛顿第一定律是以伽利略理想实验为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来的,它不是实验定律.(2)惯性不是力,它和力是两个不同的概念.(3)惯性定律与惯性不同.惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,与物体的受力情况、运动快慢无关,惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律.例2、一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是()A.车速越大,它的惯性越大B.质量越大,它的惯性越大C.车速越大,刹车后滑行的路程越长D.车速越大,刹车后滑行的路程越长,所以惯性越大例3、、火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为()A.人跳起后,车厢内空气给他以向前的力,带着他随同火车一起向前运动.B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动.C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必是偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已.D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终有相同的速度.►要点三对牛顿第三定律的理解例4、如图所示,一个大人(甲)跟一个小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力气,结果大人把小孩拉过来了.对这个过程中作用于双方的力的关系,下列说法正确的是()A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大B.先产生大人拉小孩的力,后产生小孩拉大人的力C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对平衡力D.在大人把小孩拉动的过程中,两人的拉力一样大例5、一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图所示,已知环沿杆匀加速下滑时,环与杆间的摩擦力大小为f,则此时箱子对地面压力大小为多少?本讲习题精练1、汽车牵引拖车前进,关于两者之间的作用力,下列说法中正确的是( )A .汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B .汽车牵引拖车加速前进时,汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力C .汽车牵引拖车匀速前进时,汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力才相等D .汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力总是大小相等2、下面摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章:阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员:“汤姆,我们现在已关闭火箭上所有推动机,正向月球飞去.”汤姆:“你们关闭了所有推动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动飞船向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知下列说法错误的是 ( )A .汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B .宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C .宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D .宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行3、就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是 ( ) A .采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B .射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性变小了C .货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D .摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到转弯的目的4、如右图所示,以速度v 匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面,桌面上的A 处有一小球.若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A 向B 运动由此可判断列车( )A .减速行驶,向南转弯B .减速行驶,向北转弯C .加速行驶,向南转变D .加速行驶,向北转弯5、一个重500N 的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为50kg 的人站在小磅秤上.如右图所示如果人用力推木箱顶部,则小磅秤和大磅秤上的示数1F 、2F 的变化情况为 ( )A .1F 增大、2F 减小B .1F 增大、2F 增大C .1F 减小、2F 不变D .1F 增大、2F 不变。
第三章牛顿运动定律第7讲牛顿第一、第三定律(1)内容一切物体总保持___________状态或_______状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.(2)意义①指出了一切物体具有_______,因此牛顿第一定律又称_______②指出力不是_______物体运动状态的原因,而是_______物体运动状态的原因,即力是产生_______的原因.③当物体不受力时,物体总保持______________状态或_______状态.(3)惯性①定义:物体具有保持原来______________状态或_______状态的性质.②量度:_______是物体惯性大小的唯一量度,与物体的运动状态、受力情况、地理位置均无关,_______的物体惯性大,_______的物体惯性小.③普遍性:惯性是物体的_______属性,一切物体都有惯性.2.牛顿第三定律(1)作用力和反作用力两个物体之间的作用总是_______的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力.(2)内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_______、方向_______、作用在_______(3)表达式:_______(4)意义建立了相互作用物体之间的联系及作用力与_______的相互依赖关系.一牛顿第一定律的应用技巧[例1]伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展,利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是()A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小二对牛顿第三定律的理解及应用[例2]手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了.对于这一现象,下列说法正确的是()A.锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力,所以玻璃才碎裂B.锤头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C.锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D.因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系课时达标1.在地球赤道上的A处静止放置一个小物体.现在设想地球对小物体的万有引力突然消失,则在数小时内,小物体相对A点处的地面来说,将()A.水平向东飞去B.原地不动,物体对地面的压力消失C.向上并渐偏向西方飞去D.向上并渐偏向东方飞去2.如图所示,一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上,上表面水平,在上表面上放一光滑的小球B,劈形物体A从静止开始释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则曲线D.抛物线3.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是() A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度.这表明,可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B .射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性变小了C .货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D .摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到转弯的目的4.(多选)关于运动状态与所受外力的关系,下面说法中正确的是( )A .物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变B .物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变C .物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态D .物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同5.月球表面上的重力加速度为地球表面重力加速度的16.对于同一个飞行器,在月球表面上时与在地球表面上时相比较( )A .惯性减小为在地球表面时的16,重力不变B .惯性和重力都减小为在地球表面时的16C .惯性不变,重力减小为在地球表面时的16D .惯性和重力都不变6.(多选)抖空竹是人们喜爱的一项体育活动.最早的空竹是两个如同车轮的竹筒,中间加一个转轴,由于外形对称,其重心在中间位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡.随着制作技术的发展,如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在的空竹大多是塑料制成的,也有天然竹木制成的.关于抖空竹,在空气阻力不可忽略的情况下,下列说法中正确的是( )A .空竹启动前用绳子拉住提起,要保证支持力和重力在同一条直线上B .空竹的转动是依靠绳子的拉动,绳子与转轴之间的摩擦力越小越好C .空竹抛起后由于惯性而继续向上运动,在空中受重力和惯性作用D .空竹从抛起到接住,转速会减小,表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动7.关于惯性的大小,下列说法中正确的是( )A .高速运动的物体不容易停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大B .用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大C .两个物体只要质量相同,那么惯性大小就一定相同D .在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小8.如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上,当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时,两个人都会向相反方向运动,这是因为A推B时()A.A与B之间有相互作用力B.A对B的作用在先,B对A的作用在后C.B对A的作用力小于A对B的作用力D.A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力9.(多选)用手托着一块砖,开始时静止不动,后来手突然向上加速运动,下列判断正确的是()A.静止时,砖受到的支持力等于砖的重力B.加速时,砖对手的压力大于砖的重力C.静止时,砖受到的支持力等于砖对手的压力D.加速时,砖受到的支持力大于砖对手的压力10.如图所示,人站立在体重计上,下列说法正确的是()A.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B.人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C.人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D.人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力11.(多选)搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升空,下面关于卫星与火箭升空的情形叙述正确的是()A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进的动力D.卫星进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力12.沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中,泥炭对人的阻力不计).如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动,那么,下列说法中正确的是() A.在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力B.在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力C.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力。
2019年高考物理一轮复习精品资料1.理解牛顿第一定律的内容和惯性,会分析实际问题.2.理解牛顿第三定律的内容,会区分相互作用力和平衡力.一、牛顿第一定律的理解与应用1.内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称为惯性定律.(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态,而实际中不受力作用的物体是不存在的,当物体受外力但所受合力为零时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体将保持静止或匀速直线运动状态.3.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关.二、牛顿第三定律的理解与应用1.牛顿第三定律的内容两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.2.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同.(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同.(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.3.相互作用力与平衡力的比较对应名称作用力和反作用力一对平衡力比较内容不同点作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上高频考点一 牛顿第一定律的理解与应用例1、关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( ) A .它表明了力是维持物体运动状态的原因 B .它表明了物体具有保持原有运动状态的性质 C .它表明了改变物体的运动状态并不需要力D .由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程,所以牛顿第一定律没有用处【答案】B【感悟提升】1.对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念:牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。
【金版教程】2016高考物理一轮总复习 3.1牛顿第一定律牛顿第三
定律随堂集训
【高考题组——明考向】
作用。
下列说法符合历史事实的是( )
A. 亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变
B. 伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去
C. 笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向
D. 牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
解析:亚里士多德认为物体的运动需要力来维持,A错误;伽利略通过“理想实验”得出:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去,B正确;笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向,C正确;由牛顿第一定律知,D正确。
答案:BCD
2. [2013·山东高考](多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有( )
A. 力不是维持物体运动的原因
B. 物体之间普遍存在相互吸引力
C. 忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快
D. 物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反
解析:伽利略的斜面实验表明物体的运动不需要外力来维持,A正确;伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时,重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢,轻的物体会因重的物体拖动而下落变快,即二者一起下落快慢应介于单独下落时两者之间。
而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应该更快,从而由逻辑上否定了重的物体比轻的物体下落快的结论,并用实验证明了轻重物体下落快慢相同的规律,C正确;物体间普遍存在相互吸引力,物体间相互作用力的规律是牛顿总结的,对应于万有引力定律与牛顿第三定律,故BD皆错误。
答案:AC
冰箱的竖直表面上静止不动时,它受到的磁力( )
A. 小于受到的弹力
B. 大于受到的弹力
C. 和受到的弹力是一对作用力与反作用力
D. 和受到的弹力是一对平衡力
解析:因磁性冰箱贴静止不动,在水平方向上受到两个力,磁力与弹力,两者为平衡力,选项D正确,A、B、C错误。
答案:D
【模拟题组——提考能】
1. [2015·揭阳模拟]在物理学史上,正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )
A. 亚里士多德、伽利略
B. 伽利略、牛顿
C. 伽利略、爱因斯坦
D. 亚里士多德、牛顿
解析:伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系,从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点;牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家的结论基础上得出了经典的牛顿第一定律,即惯性定律,故选项B正确。
答案:B
2. [2014·鹤壁模拟](多选)关于运动状态与所受外力的关系,下面说法中正确的是( )
A. 物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变
B. 物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变
C.物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态
D. 物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同
解析:力是改变物体运动状态的原因,只要物体受力(合力不为零),它的运动状态就一定会改变,A错误,B正确;物体不受力或合力为零,其运动状态一定不变,处于静止或匀速直线运动状态,C错误;物体的运动方向与它所受合力方向可能相同,也可能相反,还可能不在一条直线上,D正确。
答案:BD
3. [2015·内江模拟]沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭,泥炭是沼泽地积累的植物残体,它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中,泥炭对人的阻力不计)。
如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动,那么,下列说法中正确的是( )
A. 在加速向下运动时,人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力
B. 在减速向下运动时,人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力
C. 在整个运动过程中,人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力
D.在整个运动过程中,人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力
解析:人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律可知,无论人加速下陷还是减速下陷,人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力大小总是相等的,故D正确。
答案:D。