2018高考物理第三章 牛顿运动定律 第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律

第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律考纲解读 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．1．[对运动和力的关系的理解]下面是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，飞船内的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，我们现在已关闭了所有发动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员思考了一会儿，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法中正确的是( )A．汤姆的问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”B．宇航员的答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C．宇航员的答话所体现的物理思想是“物体的运动不需要力来维持”D．宇航员的答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行答案ACD解析上小学的汤姆，对于力和运动的认识，只能凭经验感觉，不会认识到力是改变物体运动状态的原因，故A正确；宇航员的答话所体现的物理思想是“物体的运动不需要力来维持”，即火箭依靠惯性飞行，故B错误，C、D正确．2．[对牛顿第一定律和惯性的理解]一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A 处有一相对桌面静止的小球．由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图(俯视图)中的虚线从A点运动到B点，则说明列车是减速且在向南拐弯的图是()答案 A解析由于列车原来做匀速运动，小球和列车保持相对静止，现在列车要减速，由于惯性小球必向前运动，C、D错；又因列车要向南拐弯，由做曲线运动的条件知列车要受到向南的力的作用，即桌子受到向南的力的作用，所以小球相对桌面向北运动，A对，B错．3．[对牛顿第三定律的理解]关于两个物体间的作用力和反作用力，下列说法正确的是() A．作用力和反作用力一定同时产生、同时消失B．作用力和反作用力可以不同时产生C．作用力和反作用力一定是相同性质的力D．作用力和反作用力的效果会相互抵消答案AC解析作用力和反作用力一定是同时产生、同时变化、同时消失，力的性质一定相同，由于二者分别作用在两个物体上，力的作用效果不能相互抵消，故A、C对，B、D错．4．[相互作用力与平衡力的区别]某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案，如图1所示．关于小磁铁，下列说法中正确的是()图1A．磁铁受到的磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上B．磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力C．磁铁受到五个力的作用D．磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力答案 B解析磁铁受到重力、磁吸引力、黑板的弹力和静摩擦力共四个力的作用，其中重力与静摩擦力、磁吸引力与弹力分别是一对平衡力，它们大小相等、方向相反，故A、C错；磁铁与黑板间在水平方向上存在着相互的磁吸引力和弹力这样两对作用力与反作用力，故B正确；磁铁受到的支持力与黑板受到的压力都是弹力，施力物体与受力物体互换，是一对作用力与反作用力，而不是一对平衡力，一对平衡力必须是同一个物体受到的两个力，故D错．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．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．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．相互作用力与平衡力的区别：判断平衡力和相互作用力时，若为A物体B物体的关系，则为相互作用力；若为A物体→B物体←C物体的关系则为平衡力.考点一牛顿第一定律的理解与应用1．明确了惯性的概念．2．揭示了力的本质．3．揭示了不受力作用时物体的运动状态．例1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解析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，原因是功率变大了，但惯性不变，选项A错误；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，原因是子弹具有的动能过小，但惯性不变，选项B错误；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，列车的质量改变了，当然它的惯性也就改变了，选项C正确；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，调控人和车的重心位置，但整体的惯性不变，选项D错误．答案 C突破训练1如图2所示，在沿东西方向直线运动的小车上，放一竖直木块，突然发现木块向西倒，则小车可能的运动情况()图2A．向东做匀速运动B．向东做减速运动C．向东做加速运动D．向西做减速运动答案CD解析由于惯性，木块倒的方向与加速度相反方向倒，所以C、D对．考点二牛顿第三定律的理解与应用1．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．2．相互作用力与平衡力的比较A．支撑脚蹬地的瞬间，地面对脚的支持力大于脚对地面的压力B．支撑脚蹬地的瞬间，地面受到向后的摩擦力C．支撑脚离地后，他还受到向前冲的力，以至于能很快地通过栏架D．运动到最高处时，速度达到最大值，方向沿水平方向向前解析刘翔在跨越栏架的过程中，支撑脚蹬地的瞬间，地面对脚的支持力等于脚对地面的压力，脚受到向前的摩擦力，地面受到向后的摩擦力，脚离地后，他只受到重力作用，做减速运动，故B正确．答案 B突破训练2用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力() A．一定小于手对砖的支持力B．一定等于手对砖的支持力C．一定大于手对砖的支持力D．一定大于砖的重力答案BD解析由牛顿第三定律知砖对手的压力与手对砖的支持力是作用力和反作用力，二者等大反向，B项对．对砖受力分析，则F N－mg＝ma，F N>mg，D项对．10.牛顿第三定律的应用——用“转移对象法”进行受力分析作用力与反作用力，二者一定等大反向，分别作用在两个物体上．当待求的某个力不容易求时，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．例3一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，箱与杆的总质量为M，环的质量为m，如图3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 f，则此时箱对地面的压力大小为多少？图3审题与关联解析环在竖直方向上受力情况如图甲所示，其受重力mg和杆对它竖直向上的摩擦力F f，根据牛顿第三定律，环应对杆一个竖直向下的摩擦力F f′.故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，其受重力Mg、地面对它的支持力F N及环对它的摩擦力F f′.由于箱子处于平衡状态，可得：F N＝F f′＋Mg＝F f＋Mg.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弹力大小，则F N′＝F N ＝F f＋Mg答案F f＋Mg高考题组1．(2013·新课标Ⅰ·14)如图4是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据．伽利略可以得出的结论是()图4AB．斜面倾角一定时，加速度与质量无关C．物体运动的距离与时间的平方成正比D．物体运动的加速度与重力加速度成正比答案 C解析由题表可知，伽利略研究的是物体沿斜面运动的距离与时间的关系．由计算可得每一组数据中第三列数据大约总是第一列数据的33倍左右，故可以得出物体运动的距离与时间的平方成正比，所以C选项正确．2．(2013·山东·14)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、方向相反答案AC解析伽利略利用理想斜面实验得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．伽利略利用实验和归谬法得到在忽略空气阻力的情况下，轻的物体和重的物体下落的同样快．故选项A、C正确．模拟题组3．一根轻质弹簧竖直悬挂在天花板上，下端悬挂一小球，弹簧和小球的受力如图5所示，下列说法正确的是()图5A．F1的施力者是弹簧B．F2的反作用力是F3C．F3的施力者是地球D．F4的反作用力是F1答案 B解析首先对小球受力分析，重力是竖直向下的，故F1为重力，则F2为弹簧对小球的弹力，F1施力者应为地球，A错．对弹簧：F3为小球对它的拉力，F4为天花板对它的向上的拉力，故F2与F3是一对作用力与反作用力，B对．F3施力者为小球，F4的反作用力为弹簧对天花板的弹力，C、D错．4．放在水平面上的物体受到一个水平向右的拉力F作用处于静止状态，下列说法中正确的是() A．物体对水平面的压力就是物体的重力B．拉力F和水平面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体受到的合外力为零D．物体受到四对平衡力的作用答案 C5．如图6所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为()图6A．(M＋m)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋maD．(M－m)g答案 B解析对竿上的人受力分析：其受重力mg、摩擦力F f，且有mg－F f＝ma竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿受力分析：其受重力Mg、摩擦力F f，方向向下、支持力F N，且有Mg＋F f＝F N，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律得F N′＝F N＝(M＋m)g－ma，B项正确．(限时：30分钟)►题组1对力和运动关系的理解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．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是() 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．两物体从同一高度自由下落，轻的物体下落慢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”答案 A解析人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上跳起后，由于惯性，人在水平方向具有起跳时车的速度，但由于车是加速的，故人将落在起跳点的后方，这正是伽利略、牛顿的观点，亚里士多德却认为力是维持物体运动的原因，物体受力大运动就快，所以才有轻的物体下落慢及静止状态才是物体不受力时的“自然状态”等错误观点．只有A选项是伽利略、牛顿的观点，故选A.2．伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图1所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明()图1A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒C．维持物体做匀速直线运动并不需要力D．如果物体不受到力，就不会运动答案 C解析在伽利略理想斜面实验中，“小球从两个对接的斜面中的固定斜面滚下后将滚上另一个斜面”是经验事实；“如果没有摩擦小球将运动到与释放时相同的高度”是推论；“减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上滑行的距离更长”也是推论；“当第二个斜面的倾角为零时，小球将沿水平面做匀速直线运动而不需要力来维持”是外推的结果．本实验是为了否定亚里士多德的观点，揭示物体的运动不需要力来维持，所以C 正确，A、B、D均错误．3．下列对运动的认识错误的是() A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止B．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快C．牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因D．伽利略根据理想实验推出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去答案 A解析对于力和运动的关系，亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止，即力是产生和维持物体运动的原因，这种观点是不正确的，A符合题意；伽利略通过斜面实验分析并推理，如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快，B不符合题意；牛顿第一定律指出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因，C不符合题意；伽利略根据理想实验并通过科学推理得到，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去，D不符合题意．4．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答案 BD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；物体不受力或所受合力为零，其运动状态一定不变，处于静止状态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的方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D 正确．►题组2 对惯性的理解和应用5．下列关于惯性的各种说法中，你认为正确的是 ( )A ．抛出去的标枪、手榴弹等是靠惯性向远处运动的B ．在完全失重的情况下，物体的惯性将消失C ．把手中的球由静止释放后，球能竖直加速下落，说明力是改变物体惯性的原因D ．材料不同的两个物体放在地面上，用一个相同的水平力分别推它们，则难以推动的物体惯性大答案 A6．月球表面上的重力加速度为地球表面的重力加速度的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 ．惯性和重力都不变答案 C解析 因同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关．所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变．物体的重力发生变化，这个飞行器在月球表面上的重力为G 月＝mg 月＝m ·16g 地＝16G 地．选C. 7．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2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 ( )图2A．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答案AD解析本题考查牛顿第一定律．空竹启动前用绳子拉住提起，此时要选择恰当的位置，保证支持力和重力在同一条直线上，满足二力平衡的条件，否则空竹就要翻倒从绳子上落下，选项A正确；空竹是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动的，因此绳子选用比较粗糙、摩擦力比较大的比较好，选项B错误；空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和空气阻力的作用，空竹的运动状态发生改变，速度越来越小，然后下落，选项C错误；空竹从抛起到接住，由于空气阻力的作用，转速比抛出前减小，因此表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动，选项D正确．►题组3对牛顿第三定律及平衡力的考查8．消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是() A．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力C．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力D．消防员对绳子的拉力大于儿童对绳子的拉力答案 C解析绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，大小相等，A 项错误；消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力不是一对作用力与反作用力，B项错误；儿童加速上升，绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，C项正确；因为不计绳子的重力，消防员对绳子的拉力等于儿童对绳子的拉力，D项错误．9．一物体静止于斜面上，如图3所示，则下列说法正确的是()图3A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力答案 B解析根据作用力和反作用力及平衡力的特点可知物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力，分别作用在斜面和物体上，因此它们是两对作用力和反作用力，故A错，B对．物体所受的重力是地球施加的，它的反作用力应作用在地球上，由此可知C错．对重力分解，其分力也是作用在物体上的，不可能分解为对斜面的压力，D错．10．一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改为匀速运动，再改做减速运动，则下列说法中正确的是() A．加速前进时，绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力B．减速前进时，绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力C．只有匀速前进时，绳子拉物体的力才与物体拉绳子的力大小相等D．不管物体如何前进，绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等答案 D解析绳拉物体的力与物体拉绳子的力是一对作用力和反作用力．根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，分别作用在物体上和绳子上，作用力和反作用力的关系与物体的运动状态和作用效果无关．加速前进、匀速前进或减速前进时，绳子拉物体的力都等于物体拉绳子的力，故A、B、C均错，D正确．11．如图4所示，质量为60 kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40 kg的重物送入井中．当重物以2 m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()图4A．200 N B．280 NC．320 N D．920 N答案 B解析由牛顿第二定律得：mg－F＝ma，F＝m(g－a)＝40×(10－2) N＝320 N，绳子对人的拉力F′＝320 N，由平衡条件得：F N＝Mg－F′＝(60×10－320) N＝280 N．由牛顿第三定律知，人对地面的压力大小为280 N，故B正确．。

第1节牛顿第一定律牛顿第三定律一、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．意义(1)揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律．(2)揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因．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．表现：物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态；物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的改变．3．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．三、牛顿第三定律1．内容：两物体之间的作用力与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′.[自我诊断]1．判断正误(1)物体不受外力时一定处于静止状态．(×)(2)惯性即惯性定律．(×)(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小．(×)(4)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力．(×)(5)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化．(√)(6)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．(×)2．(多选)关于牛顿第三定律，下列说法正确的是()A．对重力、弹力、摩擦力等都适用B．当相互作用的两个物体相距很远时不适用C．当相互作用的两个物体做加速运动时不适用D．相互作用的两个物体没有直接接触时也适用解析：选AD.对于牛顿第三定律，适用于重力、弹力、摩擦力等所有的力，而且不管相互作用的两物体的质量如何、运动状态怎样、是否相互接触都适用，例如，地球吸引地球表面上的石块，石块同样以相同大小的力吸引地球，且不管接触不接触，都互相吸引，所以B、C错误，A、D正确．3．关于惯性，下列说法中正确的是()A．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了B．卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了C．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性，使铁饼飞得更远D．月球上物体的重力只有在地球上的1/6，但是惯性没有变化解析：选D.惯性只与质量有关，与速度无关，A、C错误；失重或重力加速度发生变化时，物体质量不变，惯性不变，所以B错误、D正确．4．一个榔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．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚榔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解析：选 C.榔头对玻璃的作用力和玻璃对榔头的作用力为作用力与反作用力关系，大小一定相等，但相同大小的力作用在不同物体上的效果往往是不同的，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系，C正确．考点一对牛顿第一定律的理解1．指出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固有属性——惯性，即物体总保持原有运动状态不变的一种性质．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．揭示了不受力作用时物体的运动状态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，当物体受外力作用但所受合力为零时，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．1．(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动解析：选AD.物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，A正确．没有力的作用，物体也可能保持匀速直线运动状态，B错误，D正确．行星在圆周轨道上保持匀速率运动而不是匀速直线运动，所以不能称为惯性，C错误．2．在一次交通事故中，一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的摩托车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室．关于这起事故原因的物理分析正确的是()A．由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，钢材继续向前运动，压扁驾驶室B．由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动C．由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以继续向前运动D．由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材继续向前运动解析：选A.由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，钢材继续向前运动，压扁了驾驶室，惯性只与质量有关，与运动状态、受力情况无关，A正确．牛顿第一定律的“三点注意”(1)牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是通过伽利略斜面实验等大量事实推理得出的．(2)牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况．(3)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来．考点二对牛顿第三定律的理解1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”2．应用牛顿第三定律时应注意的问题(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的．(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失．(3)作用力、反作用力不同于平衡力1．(2016·吉林实验中学二模)两人的拔河比赛正在进行中，两人均保持恒定拉力且不松手，而脚下开始移动．下列说法正确的是()A．两人对绳的拉力大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力B．两人对绳的拉力是一对平衡力C．拔河的胜利与否取决于谁的力量大D．拔河的胜利与否取决于地面对人的摩擦力大小解析：选D.人拉绳的力与绳拉人的力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项A错误；两人对绳的拉力不一定是一对平衡力，要根据绳子所处的运动状态进行判断，选项B错误；拔河的胜利与否取决于地面对人的摩擦力大小，选项D正确，C错误．2. 物体静止于一斜面上，如图所示，则下列说法正确的是()A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力解析：选 B.根据作用力和反作用力及平衡力的特点可知：物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力，分别作用在斜面和物体上，因此它们是两对作用力和反作用力，故A错，B对．物体的重力是地球施加的，它的反作用力应作用在地球上，由此可知C错．对重力分解，其分力也是作用在物体上的，不可能分解为斜面上的压力，D错．3. 如图所示，两块小磁铁质量均为0.5 kg，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长L0＝10 cm，劲度系数k＝100 N/m.当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L＝11 cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力，求B对地面的压力大小．(g取10 m/s2)解析：A受力如图甲所示，由平衡条件得：k(L－L0)－mg－F＝0解得：F＝－4 N故B对A的作用力大小为4 N，方向竖直向上．由牛顿第三定律得A对B的作用力F′＝－F＝4 N，方向竖直向下B受力如图乙所示，由平衡条件得：F N－mg－F′＝0解得：F N＝9 N由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N.答案：9 N正确认识作用力和反作用力的“两点技巧”(1)抓住特点：无论物体的运动状态、力的作用效果如何，作用力和反作用力总是等大、反向、共线的．(2)明确力的作用点：要区别作用力和反作用力与平衡力，最直观的方法是看作用点的位置，一对平衡力的作用点在同一物体上，作用力和反作用力的作用点在两个物体上．课时规范训练[基础巩固题组]1．伽利略创造的把实验、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，它的加速度越小解析：选 A.根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，A项正确．而小球不受力时状态不变，小球受力时状态发生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，不是实验直接结论，所以B 和C选项错误；而D项不是本实验所说明的问题，故错误．2．(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：选AC.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得快的结论，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B、D皆错误．3．(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：一旦物体具有某一速度，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：选BCD.亚里士多德认为物体的运动需要力来维持；伽利略通过实验推翻了亚里士多德的错误结论，笛卡儿对伽利略的实验结果进行了完善，牛顿总结了伽利略和笛卡儿的理论，得出了牛顿第一定律．4．(多选)用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力()A．一定小于手对砖的支持力B．一定等于手对砖的支持力C．一定大于手对砖的支持力D．一定大于砖的重力解析：选BD.由牛顿第三定律知砖对手的压力与手对砖的支持力是作用力和反作用力，二者等大反向，B项对；对砖受力分析，则F N－mg＝ma，F N＞mg，D项对．5．如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”，两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利解析：选 C.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误；设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲>m乙，则由a＝Fm得，a甲<a乙，由x＝12at2得，在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C正确；收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误．6．(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车的运动情况，下列叙述正确的是()A．小车匀速向左运动B．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速D．小车可能突然向右减速解析：选BD.原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出．②原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对碗向右洒出，故B、D正确．7．图为杂技“顶竿”表演的示意图，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为()A．(M＋m)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋maD．(M－m)g解析：选B.对竿上的人进行受力分析：其受重力mg、摩擦力F f，有mg－F f＝ma，则F f＝m(g－a)．竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反．对竿进行受力分析：其受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力F f′、顶竿的人对竿的支持力F N，有Mg＋F f′＝F N，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力和反作用力，由牛顿第三定律，得到F N′＝Mg＋F f′＝(M＋m)g－ma，故选项B正确．[综合应用题组]8．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的()解析：选 C.列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．9．火车在长直的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，车厢内空气给他一向前的力，带着他随同火车一起向前运动B．人跳起的瞬间，车厢的底板给他一向前的力，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，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离很小，不明显而已D．人跳起后直到落地，在水平方向上始终具有和车相同的速度解析：选 D.力是改变物体运动状态的原因，人竖直跳起时，在水平方向上没有受到力的作用，因此，人将保持和火车相同的水平速度，向前做匀速直线运动，落地时仍在车上原处，故正确选项为D.10．(多选)如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动解析：选BC.列车加(减)速时，小球由于惯性保持原来的运动状态不变，相对于车向后(前)滚动，选项B、C正确．11．(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解析：选AD.空竹启动前用绳子拉住提起，此时要选择恰当的位置，保证支持力和重力在同一条直线上，满足二力平衡的条件，否则空竹就要翻倒从绳子上落下，选项A正确；空竹是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动的，因此绳子选用比较粗糙、摩擦力比较大的比较好，选项B错误；空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和空气阻力的作用，空竹的运动状态发生改变，速度越来越小，然后下落，选项C错误；空竹从抛起到接住，由于空气阻力的作用，转速比抛出前减小，因此表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动，选项D 正确．12．如图所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦．初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮．下列说法中正确的是()A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮解析：选A. 由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，若甲的质量大，则由甲拉绳子的力等于乙受到的绳子拉力．得甲攀爬时乙的加速度大于甲的加速度，所以乙会先到达滑轮，选项A正确，选项B错误；若甲、乙的质量相同，甲用力向上攀爬时，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙应同时到达滑轮，选项C、D错误．13．如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是()A．8 N和0B．5 N和7 NC．5 N和3 N D．7 N和7 N解析：选C.对A由平衡条件得F T－G A－kx＝0，解得F T＝G A＋kx＝3 N＋100×0.02 N＝5 N，对B由平衡条件得kx＋F N－G B＝0，解得F N＝G B－kx＝5 N －100×0.02 N＝3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，C正确．14. 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 f，则此时箱对地面的压力大小为()A．Mg＋F f B．Mg－F fC．Mg＋mg D．Mg－mg解析：选A.环在竖直方向上受力情况如图甲所示，其受重力mg和杆对它竖直向上的摩擦力F f，根据牛顿第三定律，环应对杆有一个竖直向下的摩擦力F f′.故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，其受重力Mg、地面对它的支持力F N 及环对它的摩擦力F f′.由于箱子处于平衡状态，可得：F N＝F f′＋Mg＝F f＋Mg.根据牛顿第三定律可知，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的弹力大小，则F N′＝F N＝F f＋Mg，故应选A.。

高考物理第一轮复习第3章牛顿运动定律第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识归纳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)牛顿第一定律的意义①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律、②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、(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、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相等，方向相反，作用在同一条直线上、(3)物理意义：建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系、4、作用力与反作用力的“四同”和“三不同”四同：(1) 大小相同(2) 方向在同一直线上(3) 性质相同(4) 出现、存在、消失的时间相同三不同：(1) 方向不同(2) 作用对象不同(3) 作用效果不同重点难点突破一、如何理解牛顿第一定律1、建立惯性的概念，即一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质，叫做惯性、是物体固有的一种属性，与物体是否受力及物体的运动状态无关、2、对力的概念更加明确、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，即力是物体产生加速度的原因、3、牛顿第一定律不是实验定律，即不能由实验直接加以验证，它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的、二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较1、力不是维持物体运动的原因，牛顿第一定律指出“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止”、因此物体在不受力时仍可以匀速运动，并不需要力来维持，力是改变这种状态的原因，也就是力是产生加速度的原因、2、惯性是一切物体保持原来运动状态的性质，而力是物体间的相互作用、因此惯性不是一种力，力是使物体运动状态发生改变的外部因素，惯性则是维持物体运动状态，阻碍物体运动状态发生改变的内部因素、3、惯性的表现：物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来，物体不受外力时，惯性表现在维持原运动状态不变，即反抗加速度产生，且在外力一定时，质量越大的物体运动状态越难改变，加速度越小、4、牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的、牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系：F＝ma、三、作用力和反作用力与平衡力1、作用力和反作用力与平衡力的比较内容作用力和反作用力平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力，也可以是不同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上2、判断一对力是否是作用力和反作用力(1)看作用点，作用力与反作用力应作用在两个物体上、(2)看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的、(3)作用力与反作用力具有相互性和异体性，与物体运动状态无关、典例精析1、牛顿第一定律的应用【例1】如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球()A、一定相碰B、一定不相碰C、不一定相碰D、难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向【解析】两个小球放在光滑的小车表面上，又不考虑其他阻力，故水平方向不受外力，由牛顿第一定律可知，两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，永远不相碰，只有B对、【答案】 B 【思维提升】运用牛顿第一定律解决问题时，正确的受力分析是关键，如果物体不受力或所受合外力为零，物体的运动状态将保持不变，同理可知，如果物体在某一方向上不受力或所受合外力为零，则物体在这一方向上的运动状态(即速度)保持不变、2、对惯性概念的理解【例2】做匀速直线运动的小车上，水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？【解析】从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水，显然水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大、当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶子向后运动、【思维提升】分别考虑水和气泡的惯性是解决本题的关键，抓住惯性只与质量有关，质量越大，惯性越大，也就是运动状态更不易改变、【拓展1】在上题中：(1)若在瓶内放一小软木块，当小车突然停止时，软木块相对于瓶子怎样运动？(2)若在瓶内放一小铁块，又如何？【解析】(1)由于木块的密度小于水的密度，所以同体积的水质量大于木块的质量，水的惯性比木块大，木块将相对于瓶子向后运动、(2)由于同体积的铁块质量大于水的质量，铁块的惯性比水大，所以铁块相对于瓶子将向前运动、3、作用力与反作用力和平衡力的区别【例3】如图所示，在台秤上放半杯水，台秤示数为G′＝50 N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a＝10 cm的金属块，金属块的密度ρ＝3103 kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b＝4 cm时，弹簧秤和台秤示数分别为多少？(水的密度是ρ水＝103 kg/m3，取g＝10 m/s2)【解析】金属块的受力分析如图所示，因金属块静止，故有FT＝G－F 浮又因G＝ρa3g＝30 N，F浮＝ρ水gV排＝ρ水ga2b＝4 N由牛顿第三定律知水对金属块的力与金属块对水的力都为4 N，FT＝30 N－4 N＝26 N台秤的示数由于浮力的作用力增加了F′＝4 N，所以台秤的示数为FN＝G′＋F′＝54 N【思维提升】类似此类问题要紧抓一对平衡力以及一对作用力和反作用力的特点，结合它们的区别、联系一一分析、易错门诊【例4】关于马拉车时马与车的相互作用，下列说法正确的是()A、马拉车而车未动，马向前拉车的力小于车向后拉马的力B、马拉车只有匀速前进时，马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C、马拉车加速前进时，马向前拉车的力大于车向后拉马的力D、无论车是否运动、如何运动，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力【错解】C；马拉车加速前进，就像拔河一样，甲方胜一定是甲方对乙方的拉力大，所以甲对乙的拉力比乙对甲的拉力大，由此而得出结论：马向前拉车的力大于车向后拉马的力、【错因】产生上述错解原因是学生凭主观想象，而不是按物理规律分析问题、按照物理规律我们知道物体的运动状态不是由哪一个力决定的而是由合外力决定的，车随马加速前进是因为马对车的拉力大于地面对车的摩擦力、【正解】马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力、根据牛顿第三定律，物体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，故不管在什么情况下，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，而与马车的运动状态无关，故A、B、C错误，D正确、【答案】 D【思维提升】生活中有一些感觉是不正确的，不能把生活中的经验、感觉当成规律来用，要运用物理规律来解决问题、第2 课时牛顿第二定律力学单位制基础知识归纳1、牛顿第二定律(1)内容：物体的加速度与所受合外力成正比，跟物体的质量成反比、(2)表达式：F＝ma 、(3)力的单位：当质量m的单位是kg 、加速度a的单位是m/s2 时，力F的单位就是N，即1 kg•m/s2＝1 N、(4)物理意义：反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系，且这种关系是瞬时的、(5)适用范围：①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)、②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况、2、单位制(1)单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制、①基本单位：基本物理量的单位、力学中的基本物理量有三个，它们是长度、质量、时间；它们的国际单位分别是米、千克、秒、②导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位、(2)国际单位制中的基本物理量和基本单位国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l 米m 质量m 千克kg 时间t 秒s 电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n摩[尔]mol发光强度I坎[德拉]cd重点难点突破一、牛顿第二定律的理解牛顿第二定律明确了物体的受力情况和运动情况之间的定量关系、联系物体的受力情况和运动情况的桥梁是加速度、可以从以下角度进一步理解牛顿第二定律、因果关系力是产生加速度的原因，力是因，加速度是果、只能描述为物体运动的加速度与物体所受的外力成正比，反之不行同体性F、a、m三者都针对同一个物体，其中F是该物体所受的合外力，m是该物体的质量，a是在F作用下该物体的加速度瞬时性F与a 是瞬时对应的，它们同时存在，同时变化，同时消失、物体在每一时刻的瞬时加速度是跟那一时刻所受的合外力成正比的，恒力产生恒定的加速度，变力产生变化的加速度，某一方向上合外力不为零，就在这一方向上产生加速度同向性F与a的方向永远是一致的，也就是说合外力的方向决定了物体加速度的方向，加速度的方向反映了物体所受合外力的方向独立性作用于物体上的每一个力各自独立产生加速度也遵从牛顿第二定律，与其他力无关、物体实际的加速度则是每个力单独作用时产生的加速度的矢量和适用范围惯性参考系，宏观低速运动的物体二、应用牛顿运动定律解题的基本方法1、当物体只受两个力作用而做变速运动时，通常根据加速度和合外力方向一致，用平行四边形定则先确定合外力后求解，称为合成法、2、当物体受多个力作用时，通常采用正交分解法、为减少矢量的分解，建立坐标系，确定x轴正方向有两种方法：(1)分解力不分解加速度，此时一般规定a方向为x轴正方向、(2)分解加速度不分解力，此种方法以某种力的方向为x轴正方向，把加速度分解在x轴和y轴上、三、力和运动关系的分析分析力和运动关系问题时要注意以下几点：1、物体所受合力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F合＝ma，只要有合力，不管速度是大还是小，或是零，都有加速度，只有合力为零时，加速度才能为零，一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系、2、合力与速度同向时，物体加速，反之则减速、3、物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件(即初速度)，尤其是初始条件是很多同学最容易忽视的，从而导致不能正确地分析物体的运动过程、典例精析1、瞬时性问题分析【例1】如图甲所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态、(1)现将L2线剪断，求剪断瞬间物体的加速度；(2)若将图甲中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变，如图乙所示，求剪断L2线瞬间物体的加速度、【解析】(1)对图甲的情况，L2剪断的瞬间，绳L1不可伸缩，物体的加速度只能沿切线方向，则mgsin θ＝ma1所以a1＝gsin θ，方向为垂直L1斜向下、(2)对图乙的情况，设弹簧上拉力为FT1，L2线上拉力为FT2、重力为mg，物体在三力作用下保持平衡，有FT1cos θ＝mg，FT1sin θ＝FT2，FT2＝mgtan θ剪断线的瞬间，FT2突然消失，物体即在FT2反方向获得加速度、因为mgtan θ＝ma2，所以加速度a2＝gtan θ，方向与FT2反向，即水平向右、【思维提升】(1)力和加速度的瞬时对应性是高考的重点、物体的受力情况应符合物体的运动状态，当外界因素发生变化(如撤力、变力、断绳等)时，需重新进行运动分析和受力分析，切忌想当然；(2)求解此类瞬时性问题，要注意以下四种理想模型的区别：特性模型质量内部弹力受外力时的形变量力能否突变产生拉力或压力轻绳不计处处相等微小不计可以突变只有拉力没有压力橡皮绳较大一般不能突变只有拉力没有压力轻弹簧较大一般不能突变既可有拉力也可有压力轻杆微小不计可以突变既有拉力也可有支持力【拓展1】如图所示，弹簧S1的上端固定在天花板上，下端连一小球A，球A与球B之间用线相连、球B与球C之间用弹簧S2相连、A、B、C的质量分别为mA、mB、mC，弹簧与线的质量均不计、开始时它们都处于静止状态、现将A、B间的线突然剪断，求线刚剪断时A、B、C的加速度、【解析】剪断A、B间的细线前，对A、B、C三球整体分析，弹簧S1中的弹力：F1＝(mA＋mB＋mC)g①方向向上、对C分析，S2中的弹力：F2＝mCg②方向向上、剪断A、B间的细线时，弹簧中的弹力没变、对A分析：F1－mAg＝mAaA③对B分析：F2′＋mBg＝mBaB④对C分析：F2－mCg＝mCaC⑤F2′＝F2由①③式解得aA＝g，方向向上、由②④式解得aB＝g，方向向下、由②⑤式解得aC＝02、应用牛顿第二定律解题的基本方法【例2】一物体放置在倾角为θ的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为a，如图所示，在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法正确的是()A、当θ一定时，a越大，斜面对物体的正压力越小B、当θ一定时，a越大，斜面对物体的摩擦力越大C、当a一定时，θ越大，斜面对物体的正压力越小D、当a一定时，θ越大，斜面对物体的摩擦力越小【解析】解法一：用合成法，根据平行四边形定则求解、对物体作受力分析，如图所示、(设物体质量为m，斜面对物体的正压力为FN，斜面对物体的摩擦力为Ff)物体具有向上的加速度a，由牛顿第二定律及力的合成有－mg＝ma－mg＝ma当θ一定时，a越大，FN越大，A不正确；当θ一定时，a越大，Ff越大，B正确；当a一定时，θ越大，FN越小，C正确；当a一定时，θ越大，Ff 越大，D不正确、解法二：应用正交分解法求解、物体受重力、支持力、摩擦力的作用、由于支持力、摩擦力相互垂直，所以把加速度a在沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，如图所示、沿斜面方向，由牛顿第二定律得：Ff－mgsin θ＝masin θ①垂直于斜面方向，由牛顿第二定律得：FN－mgcos θ＝macos θ②当θ一定时，由①得，a越大，Ff越大，B正确、由②得，a越大，FN越大，A错误、当a一定时，由①得，θ越大，Ff越大，D错误、由②得，θ越大，FN越小，C正确、【答案】 BC【思维提升】解题方法要根据题设条件灵活选择、本题的解法二中，要分析的支持力和摩擦力相互垂直，所以分解加速度比较简单，但是当多数力沿加速度方向时，分解力比较简单、【拓展2】风洞实验中可产生水平方向的、大小可以调节的风力，先将一套有小球的细杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径，如图所示、(1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动，这时所受风力为小球所受重力的0、5倍，求小球与杆的动摩擦因数；(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离x 的时间为多少、(sin37＝0、6，cos37＝0、8)【解析】(1)设小球所受的风力为F，支持力为FN、摩擦力为Ff、小球质量为m，作小球受力图，如图所示，当杆水平固定，即θ＝0时，由题意得F＝μmg所以μ＝F/mg＝0、5mg/mg＝0、5(2)沿杆方向，由牛顿第二定律得Fcos θ＋mgsin θ－Ff＝ma①在垂直于杆的方向，由共点力平衡条件得FN＋Fsin θ－mgcos θ＝0②又Ff＝μFN③联立①②③式解得a=＝将F＝0、5mg代入上式得a＝g④由运动学公式得x＝at2⑤由④⑤式解得t＝易错门诊3、力和运动的关系【例3】如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的摩擦力恒定，则()A、物体从A到O加速，从O到B减速B、物体从A到O速度越来越小，从O到B加速度不变C、物体从A到O间先加速后减速，从O到B一直减速运动D、物体运动到O点时所受合力为零【错解】A；物体在O点附近来回运动，因此物体在O点的速度最大，则A选项正确、【错因】犯以上错误的客观原因是思维定势，好像是弹簧振子的平衡位置O具有最大速度，这是盲目的模仿，主要是没有好的解题习惯，没有弄清楚力和运动的关系，另外有些同学是忽略了摩擦力、【正解】在A点，弹簧弹力F大于摩擦力μmg，合外力向右，物体加速运动；在O点，弹簧弹力减小到零，只受摩擦力μmg，方向向左，物体在A到O之间一定存在某点弹力等于摩擦力，此时物体所受到的合外力为零，速度最大、故从A到O，物体先加速后减速，加速度先减小后增大、从O到B，合外力向左，物体一直减速运动，加速度一直增大，故C选项正确、【答案】 C 【思维提升】要正确理解力和运动的关系，物体运动方向和合外力方向相同时物体做加速运动，当弹力减小到等于摩擦力，即合外力为零时，物体的速度最大，小球的加速度决定于小球受到的合外力、第3 课时牛顿运动定律的应用重点难点突破一、动力学两类基本问题的求解思路两类基本问题中，受力分析是关键，求解加速度是桥梁和枢纽，思维过程如下：二、用牛顿定律处理临界问题的方法1、临界问题的分析思路解决临界问题的关键是：认真分析题中的物理情景，将各个过程划分阶段，找出各阶段中物理量发生突变或转折的“临界点”，然后分析出这些“临界点”应符合的临界条件，并将其转化为物理条件、2、临界、极值问题的求解方法(1)极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理此类问题时，应把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的、(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答此类题目，一般采用假设法、此外，我们还可以应用图象法等进行求解、三、复杂过程的处理方法程序法按时间的先后顺序对题目给出的物体运动过程(或不同的状态)进行分析(包括列式计算)的解题方法可称为程序法、用程序法解题的基本思路是：1、划分出题目中有多少个不同的过程或多少个不同的状态、2、对各个过程或各个状态进行具体分析，得出正确的结果、3、前一个过程的结束就是后一个过程的开始，两个过程的分界点是关键、典例精析1、动力学基本问题分析【例1】在光滑的水平面上，一个质量为200 g的物体，在1 N的水平力F作用下由静止开始做匀加速直线运动，2 s后将此力换为相反方向的1 N的力，再过2 s将力的方向再反过来……这样物体受到的力大小不变，而力的方向每过2 s改变一次，求经过30 s 物体的位移、【解析】物体在1 N的水平力F作用下，产生的加速度的大小为a＝m/s2＝5 m/s2物体在2 s内做匀加速运动，2 s内位移为s1＝at2＝522 m＝10 m方向与力的方向相同、t＝2 s末的速度为v1＝at ＝52 m/s＝10 m/s从第3 s初到第4 s末，在这2 s内，力F的方向变成反向，物体将以v1＝10 m/s的初速度做匀减速运动，4 s末的速度为v2＝v1－at＝(10－52)m/s＝0在此2 s内物体的位移为s2＝2 m＝10 m方向与位移s1的方向相同、从上述分段分析可知，在这4 s内物体的位移为s1＋s2＝20 m，物体4 s末的速度为零、以后重复上述过程，每4 s物体前进20 m、在30 s内有7次相同的这种过程，经过4 s7＝28 s，最后2 s物体做初速度为零的匀加速运动，位移为10 m、所以经过30 s物体的总位移为s＝(207＋10)m＝150 m【思维提升】本题属已知物体的受力情况求其运动情况、我们也可以作出物体运动的v-t图象，然后由图象形象地分析物体的运动情况并求出位移、【拓展1】质量为40 kg的雪橇在倾角θ＝37的斜面上向下滑动(如图甲所示)，所受的空气阻力与速度成正比、今测得雪橇运动的v-t 图象如图乙所示，且AB是曲线的切线，B点坐标为(4,15)，CD是曲线的渐近线、试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ、【解析】由牛顿运动定律得mgsin θ－μFN－kv＝ma由平衡条件得FN ＝mgcos θ由图象得A点，vA＝5 m/s，加速度aA＝2、5 m/s2；最终雪橇匀速运动时最大速度vm＝10 m/s，a＝0代入数据解得μ＝0、125，k＝20 kg/s2、临界、极值问题【例2】如图所示，一个质量为m＝0、2 kg的小球用细绳吊在倾角为θ＝53的光滑斜面上，当斜面静止时，绳与斜面平行、当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳子的拉力及斜面对小球的弹力、【解析】先分析物理现象、用极限法把加速度a推到两个极端：当a 较小(a→0)时，小球受到三个力(重力、拉力、支持力)的作用，此时绳平行于斜面；当a增大(足够大)时，小球将“飞离”斜面，不再受支持力，此时绳与水平方向的夹角未知、那么，当斜面以加速度a＝10 m/s2向右加速度运动时，必须先求出小球离开斜面的临界值a0才能确定小球受力情况、小球刚要离开斜面时，只受重力和拉力，根据平行四边形定则作出其合力如图所示，由牛顿第二定律得mgcot θ＝ma0代入数据解得a0＝gcot θ＝7、5 m/s2因为a＝10 m/s2>7、5 m/s2，所以在题给条件下小球离开斜面向右做加速运动，T＝＝2、83 N，FN＝0【思维提升】物理问题要分析透彻物体运动的情景、而具体情景中存在的各种临界条件往往会掩盖问题的实质，所以有些问题挖掘隐含条件就成为解题的关键、【拓展2】如图所示，长L＝1、6 m，质量M＝3 kg的木板静放在光滑水平面上，质量m＝1 kg的小物块放在木板的右端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0、1、现对木板施加一水平向右的拉力F，取g＝10 m/s2，求：(1)使物块不掉下去的最大拉力F；(2)如果拉力F＝10 N恒定不变，小物块的所能获得的最大速度、【解析】(1)求物块不掉下时的最大拉力，其存在的临界条件必是物块与木板具有共同的最大加速度a1对物块，最大加速度a1＝＝μg ＝1 m/s2对整体，F＝(M＋m)a1＝(3＋1)1 N＝4 N(2)当F＝10 N 时，木板的加速度a2＝m/s2＝3 m/s2由a2t2-a1t2=L得物块滑过木板所用时间t＝s物块离开木板时的速度v1＝a1t＝ m/s＝1、26 m/s 易错门诊3、多过程问题分析【例3】如图，有一水平传送带以2 m/s的速度匀速运动，现将一物体轻轻放在传送带上，若物体与传送带间的动摩擦因数为0、5，。