高三第一轮复习-牛顿运动定律第3讲

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专题（五）牛顿运动定律

2 一、牛顿第一定律的物理意义

1. 演绎了“力”的概念：力是改变运动状态的原因，或力是产生加速度的原因（可结合加速度的定义式推导）

2. 给出了“惯性”的概念，所以牛顿第一定律又叫惯性定律

3. 牛顿第一定律描述的是物体不受任何外力时的状态，是一种理想化的状态，不受外力和物体所受的合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在合力F=0时的特例。

4. 它明确了力和运动的关系。物体的运动不需要力来维持，力是改变运动状态的原因

5. 牛顿第一定律是作为牛顿力学体系的一条规律，它具有特殊意义，是三大定律中不可缺少的独立定律。不能将第一定律看作牛顿第二定律的特例。

二、伽利略的贡献

理想斜面实验

得出距离与时间的2次方成正比的关系

三、牛顿第三定律的物理意义及其应用

转换研究对象

典例分析

1.如图4所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同一方奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么方向抛出( )

2.如图2所示，一个劈形物ABC各面光滑，放在固定的斜面上，AB成水平并放上一个光滑小球，把劈形物ABC从静止开始释放，则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是 ( )

A．沿斜面的直线

B．竖直的直线

C．弧形曲线

D．折线

3.如图3所示(俯视图)，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．则由此可判断列车( )

A．减速行驶，向南转弯 B．减速行驶，向北转弯

C．加速行驶，向南转弯 D．加速行驶，向北转弯 3 4.（2013新课标）右图是伽利略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（ ）

第3讲 牛顿运动定律 转动定律

一、质心力学（牛二定律）：CFma

质心运动定律：质点系质心运动的加速度与质点系所受全部外力的合力成正比，与质点系各质点的总质量成反比，这一定律称质心运动定律．CFma，Ca为质点系质心运动的加速度．该定理表明：不管物体的质量如何分布，也不管外力作用点在物体的哪个位置，质心的运动总等效于物体的质量全部集中在此、外力亦作用于此时应有的运动．

运动关联：绳、杆约束物系或接触物系各部分加速度往往有相关联系，称为约束．每个约束条件可用一个运动方程描写，称为约束方程．可用小量分析方法（微元法）确定它们的大小关系：设想物系各部分从静止开始匀加速运动极短时间t，由212xat可知，加速度与位移大小成正比，确定了相关物体在同时间内的位移比，便确定了两者加速度的大小关系．

加速度关联举例：

（1）如图a所示A和B的加速度的关系：

aB=aAcot．

（2）如图b所示A、B、C间的加速度关系：aC=21(aA+aB) ．

（3）如图c所示的加速度关系：

当A不动时，aB=aC，方向向上；当C不动时，aB=21aA，方向向下．

则B的加速度是A和C的叠加，即aB=caaa2．

1．质量为M的不光滑三角形木块ABC，放在粗糙的地面上，如图所示，已知角度θ1和θ2，在AB和BC上分别有质量为m1和m2的两个滑块，它们分别以加速度a1和a2滑下，而三角形木块保持静止不动．试求：地面对三角形木块的支持力和摩擦力．

2．如图所示，用一细绳跨过光滑的定滑轮，而在绳的两端各悬质量为m1和m2的物体，且有m1＞m2，求它们的加速度以及绳子两端的张力F1和F2． M

3．如图所示的系统中滑轮与细绳质量均可忽略不计，细绳不可伸长，且它与滑轮间无摩擦．图中三个物体A、B、C的质量分别为m1、m2、m3，它们的加速度方向按图示设取，试求这三个加速度量的大小．

4．如图，质量为M，倾角为θ的光滑斜面，放置在光滑水平面上，另有质量为m的小物块沿斜面下滑．试求：斜面在水平桌面上运动的加速度的大小．

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- 1 - 第3讲 牛顿运动定律

知识点梳理

一、牛顿第一定律

1．牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总是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。

2．惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。对于惯性理解应注意以下三点：

（1）惯性是物体本身固有的属性，跟物体的运动状态无关，跟物体的受力无关，跟物体所处的地理位置无关；

（2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大则惯性大，其运动状态难以改变；

二、牛顿第二定律

1．牛顿第二定律的表述：物体的加速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同，即F=ma （其中的F和m、a必须相对应）

2．对定律的理解：

（1）F=ma中的F为物体所受到的合外力；

（2）F＝ma中的 F与a有瞬时对应关系， F变a则变，F大小变，a则大小变，F方向变a也方向变。

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，而且在一条直线上。

2．一对作用力反作用力和一对平衡力的比较：

一对作用力和反作用力 一对平衡力

作用对象 两个物体 同一个物体

作用时间 同时产生，同时消失 不一定同时产生或消失

力的性质 一定是同性质的力 不一定是同性质的力

力的大小 大小相等 大小相等

力的方向 方向相反且共线 方向相反且共线

四、力学单位制

1．物理量：

（1）基本物理量：在物理学中基本物理量有：质量、时间、长度、物质的量、温度、电流强度、光强七个。

（2）导出物理量：是由基本物理量通过一定的公式推导出的物理量，如速度、加速度、动能、力、电量、电场强度、电势、磁感应强度等等。

第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律

(建议用时：40分钟)

1．在研究力和运动的关系时，伽利略巧妙地设想了两个对接斜面的实验，假想让一个小球在斜面上滚动．伽利略运用了( )

A．理想实验方法

B．控制变量方法

C．等效替代方法

D．建立模型方法

A [在研究力和运动的关系时，伽利略运用理想实验方法，巧妙地设想了两个对接斜面的实验，A正确．]

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0，如图3­1­10所示．伽利略设计这个实验的目的是说明( )

【导学号：81370094】

图3­1­10

A．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

C [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0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．关于惯性，下列说法正确的是( )

A．静止的火车启动时速度变化缓慢，是因为火车静止时惯性大

B．战斗机投入战斗时，必须抛掉副油箱，是要减小惯性，保证其运动的灵活性

C．在绕地球运转的宇宙飞船内的物体处于失重状态，因而不存在惯性

D．乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球惯性大的缘故

B [静止的物体启动缓慢是因为物体质量大，从而惯性大，不是因为静止，故A错误；抛掉副油箱，减小了飞机的质量，从而减小惯性，保证其运动的灵活性，故B正确；物体在失重状态下仍有惯性，故C错误；乒乓球质量小，故惯性小，可以快速抽杀，故D错误．]