单元检测:牛顿第一定律 牛顿第三定律
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专题三:牛顿定律一、基础知识填空1.牛顿三定律(1)牛顿第一定律的内容:一切物体在不受外力的时候总保持_____________或__________状态;①惯性的决定因素是________;②牛顿第一定律是在___________的基础上,通过推理概括得来;(2)牛顿第三定律①一对相互作用力的特点:_________、_________、_________、__________;②一对平衡力的特点:___________、___________、__________、__________;(3)牛顿第二定律:①公式:____________②实验验证F=ma 中1)图像II 表示____________________;2)图像III 表示___________________;3)图像III 会无限趋近于___________;4)该实验中砝码质量m 和小车质量M 应满足的关系:___________;5)验证a —M 关系时应该以______为纵坐标,_______为横坐标;2.超重和失重①超重的条件:加速度_______(包括____________、____________)②失重的条件:加速度________(包括___________、____________)③完全失重的条件:____________④常见的完全失重的运动________运动、__________运动(含______、__________、__________)二、典题练习题型一:牛顿一、三定律1.在沿水平路面行驶的火车车厢中的水平桌面上放着一个小球,当车厢里的人看到小球突然在桌面上向右运动,说明()A .火车在向左拐弯.B .火车在向右拐弯.C .火车速率一定在变化.D .火车可能在做匀速运动.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 .抛物线图9a F ⅢⅡⅠ3.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4.(多选)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.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力题型二:力和运动的定性分析1.如图1所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于()A.接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零B.接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零C.接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D.接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方2.(多选)设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f和其速度v成正比.则雨滴的运动情况是()A.先加速后减速,最后静止B.先加速后匀速C.先加速后减速直至匀速D.加速度逐渐减小到零3.一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F的值逐渐减小到零,又马上使其恢复到原值(方向不变),则()A.物体始终向西运动B.物体先向西运动后向东运动C.物体的加速度先增大后减小D.物体的速度先增大后减小4.如图所示,处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上,质量为m 的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放,设小球和弹簧一直处于竖直方向,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g.在小球将弹簧压缩到最短的过程中,下列叙述中不正确的是()A .小球的速度先增大后减小B .小球的加速度先减小后增大C.小球速度最大时弹簧的形变量为mg k D .弹簧的最大形变量为mg k 题型三:牛顿第二定律基本应用——瞬时问题1.如图所示,A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为A.都等于2gB.2g 和0C.2g M M M B B A ⋅+和0 D.0和2g M M M B B A ⋅+2.如图所示,在光滑的水平面上,质量分别为m1和m2的木块A 和B 之间用轻弹簧相连,在拉力F 作用下,以加速度a 做匀加速直线运动,某时刻突然撤去拉力F ,此瞬时A 和B 的加速度为a 1和a 2,则()A 、a 1=a 2=0B 、a 1=a ,a 2=0C 、a a a a m m m m m m 21221121,++==D 、a a a a m m 2121,-==3.如图所示,两根完全相同的弹簧下挂一质量为m 的小球,小球与地面间有细线相连,处于静止状态,细线竖直向下的拉力大小为2mg .若剪断细线,则在剪断细线的瞬间,小球的加速度a ()A 、a =g 方向向上B 、a =g 方向向下C 、a =2g 方向向上D 、a =3g 方向向上4.如图所示,质量为m 的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为()A .0B .233g C .g D .33g FA B m5.如图所示,轻弹簧上端与一质量为m 的木块1相连,下端与另一质量为M 的木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为a 1、a 2.重力加速度大小为g.则有()A .a 1=0,a 2=g B .a 1=g ,a 2=g C .a 1=0,a 2=m +M M g D .a 1=g ,a 2=m +M Mg 6.如图所示,质量分别为m 、2m 的球A 、B 由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀减速运动的电梯内,细线承受的拉力为F ,此时突然剪断细线,在绳断的瞬间,弹簧的弹力大小和小球A 的加速度大小分别为()A.2F32F 3m +g B.F32F 3m +g C.2F3F 3m +g D.F3F 3m+g 题型四:牛顿第二定律应用——超重和失重1.如图所示,固定在水平面上的斜面体C 上放有一个斜劈A ,A 的上表面水平且放有物块B .若A 、B 运动过程中始终保持相对静止.以下说法正确的是()A .若C 斜面光滑,A 和B 由静止释放,在向下运动时,B 物块可能只受两个力作用B .若C 斜面光滑,A 和B 以一定的初速度沿斜面减速上滑,则B 处于超重状态C .若C 斜面粗糙,A 和B 以一定的初速度沿斜面减速上滑,则B 受水平向左的摩擦力D .若C 斜面粗糙,A 和B 以一定的初速度沿斜面加速下滑,则B 处于超重状态2.如图所示,A 、B 两物体叠放在一起,以相同的初速度上抛(不计空气阻力).下列说法正确的是()A .在上升和下降过程中A 对B 的压力一定为零B .上升过程中A 对B 的压力大于A 物体受到的重力C .下降过程中A 对B 的压力大于A 物体受到的重力D .在上升和下降过程中A 对B 的压力等于A 物体受到的重力3.跳水运动员从10m 跳台腾空跃起,先向上运动一段距离达到最高点后,再自由下落进入水池,不计空气阻力,关于运动员在空中上升过程和下落过程以下说法正确的有()A .上升过程处于超重状态,下落过程处于失重状态B .上升过程处于失重状态,下落过程处于超重状态C .上升过程和下落过程均处于超重状态D .上升过程和下落过程均处于完全失重状态4.(多选)某人在地面上用弹簧秤称得体重为490N .他将弹簧秤移至电梯内称其体重,t 0至t 3时间段内,弹簧秤的示数如图11所示,电梯运行的v -t 图可能是(取电梯向上运动的方向为正)()5.如图所示,试管中有一根弹簧,一个质量为m 的小球压在弹簧上.开始时手握住试管处于静止状态,现在突然放手,则小球在开始阶段的运动,在地面上的人看来是()A.自由落体运动B.向上升起一定高度后落下C.向下做加速度小于g 的运动D.向下做加速度大于g 的运动题型五:动力学两类基本问题1.质量m =4kg 的物块,在一个平行于斜面向上的拉力F =40N 作用下,从静止开始沿斜面向上运动,如图所示,已知斜面足够长,倾角θ=37°,物块与斜面间的动摩擦因数µ=0.2,力F 作用了5s ,求物块在5s 内的位移及它在5s 末的速度。
人教版物理必修1第三章第1节:牛顿第一定律牛顿第三定律一、选择题。
1. 下列说法正确的是()A.牛顿第一定律又称惯性定律,所以惯性定律与惯性的实质相同B.牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情形,它们都可通过实验来验证C.牛顿运动定律既适用于低速、宏观的物体,也适用于高速、微观的粒子D.伽利略通过理想斜面实验,说明物体的运动不需要力来维持2. 牛顿在总结雷恩、沃利斯和惠更斯等人的研究结果后,提出了著名的牛顿第三定律,阐述了作用力和反作用力的关系,从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系.下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A.物体先对地面产生压力,然后地面才对物体产生支持力B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力相互平衡C.人推车前进,人对车的作用力大小大于车对人的作用力大小D.物体在地面上滑行,不论物体的速度多大,物体对地面的摩擦力大小与地面对物体的摩擦力大小始终相等3. 鸡蛋与桌面相碰,蛋壳破裂.关于鸡蛋与桌面间的相互作用力,下列说法中正确的是()A.桌面对鸡蛋的力的大小大于鸡蛋对桌面的力的大小B.桌面对鸡蛋的力的大小小于鸡蛋对桌面的力的大小C.桌面对鸡蛋的力的大小与鸡蛋对桌面的力的大小相等D.桌面对鸡蛋的力的方向与鸡蛋对桌面的力的方向相同4. 如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在水平冰面上,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,则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5. 如图所示,将两个相同的条形磁铁吸在一起,置于水平桌面上,下列说法中正确的是()A.甲对乙的压力的大小小于甲的重力的大小B.甲对乙的压力的大小等于甲的重力的大小C.乙对桌面的压力的大小等于甲、乙的总重力大小D.乙对桌面的压力的大小小于甲、乙的总重力大小6. 如图所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()A.μ1MgB.μ1(m+M)gC.μ2mgD.μ1Mg+μ2mg7. 下列说法中正确的是()A.惯性是只有物体做匀速直线运动或静止时才表现出来的性质B.物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质C.物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态,有惯性;受到外力作用时,不能保持匀速直线运动状态或静止状态,此时就无惯性D.惯性是物体的固有属性,与运动状态和是否受力无关8. 远在春秋战国时代,我国杰出学者墨子认为:“力,刑之所以奋也.”“刑”同“形”,即物体;“奋,动也”,即开始运动或运动加快.对墨子这句关于力和运动观点的理解,下列说法不正确的是()A.墨子认为力是改变物体运动状态的原因B.墨子认为力是使物体产生加速度的原因C.此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同D.此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同9. 下列有关牛顿运动定律的说法,正确的是()B.一对作用力和反作用力的作用效果总相同C.物体运动状态改变的难易程度就是加速度D.力的单位“牛顿”是根据牛顿第二定律定义的10. 本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程.下列各选项是从物理的角度去解释此情境的,其中正确的是()A.这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大,而使人和车一起倒地的B.骑车人与自行车原来处于运动状态,车前轮陷入水坑后前轮立刻静止,但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态,因此人和车摔倒C.因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车还能加速运动,所以人和车一起倒地D.因为自行车的前轮陷入水坑后,自行车的惯性立即消失,而人由于惯性将保持原有的运动状态,故人向原来的运动方向倒下了11. 小巧美观的冰箱贴利用磁性贴在冰箱的竖直表面上.静止不动时,冰箱贴()A.受到的磁力大小小于受到的弹力大小B.与冰箱间有四对作用力与反作用力C.受到的磁力和弹力是一对作用力与反作用力D.受到冰箱的作用力的合力一定竖直向上12. 身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行顶牛比赛,迫使对方后退即胜利.设甲、乙对杆的推力分别为F1、F2.甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、α2,倾角越大,此刻人手和杆的接触点位置就越低,如图所示,若甲获胜,则下列关系式正确的是()13. 将木块放在小车上,使木块与小车一起向右匀速运动,当小车被挡板挡住时,下列实验现象正确的是()A.假设小车上表面光滑,木块将如图甲所示向前倾倒B.假设小车上表面光滑,木块将如图乙所示向前滑动C.假设小车上表面粗糙,木块将如图丙所示向后倾倒D.假设小车上表面粗糙,木块将如图乙所示向前滑动14. 我们经常接触到的一些民谚、俗语,都蕴含着丰富的物理知识,以下理解错误的是()A.“泥鳅黄鳝交朋友,滑头对滑头”——泥鳅和黄鳝的表面都比较光滑,摩擦力小B.“一只巴掌拍不响”——力是物体对物体的作用,一只巴掌要么拍另一只巴掌,要么拍在其他物体上才能产生力的作用,才能拍响C.“鸡蛋碰石头,自不量力”——鸡蛋和石头相碰时石头撞击鸡蛋的力大于鸡蛋撞击石头的力D.“人心齐,泰山移”——如果各个分力的方向一致,则合力的大小等于各个分力的大小之和15. 如图所示,质量为M的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿斜劈的粗糙面向上滑动,至速度为零后又加速返回,而物体M始终保持静止.则在物块m上、下滑动的整个过程中()A.地面对物体M的摩擦力方向先向左后向右B.地面对物体M的摩擦力大小不变C.地面对物体M的摩擦力方向不变D.地面对物体M的支持力总等于(M+m)g二、多选题。
1.牛顿运动定律及其应用Ⅱ2.超重和失重Ⅰ试验四:验证牛顿运动定律1.应用牛顿运动定律和运动学规律解决两类动力学问题.2.运用失重和超重学问定性或定量分析问题.3.运用整体法和隔离法求解简洁的连接体问题.一、牛顿第肯定律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转变这种状态.2.意义.(1)指出力不是维持物体运动状态的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,即力是产生加速度的缘由.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第肯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,与物体的运动状况和受力状况无关.二、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,另一个物体肯定同时对这个物体施加了力.力是物体与物体间的相互作用,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.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.1.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小.(×)2.做匀速直线运动的物体和静止的物体均没有惯性.(×)3.作用力与反作用力肯定是同种性质的力.(√)4.作用力与反作用力的作用效果可以相互抵消.(×)5.人走在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.(×) 6.物体所受合外力变小,物体的速度肯定变小.(×)7.物体所受合外力大,其加速度就肯定大.(√)1.(多选)(2022·枣庄模拟)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.现突然发觉碗中的水洒出,水洒出的状况如图所示,则关于小车的运动状况,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: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.答案:BD2.下列关于力和运动关系的说法中正确的是()A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第肯定律的体现B.物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第肯定律的C.物体所受合外力为零,则速度肯定为零;物体所受合外力不为零,则其速度也肯定不为零D.物体所受的合外力最大时,速度却可以为零;物体所受的合外力最小时,速度却可以最大解析:由牛顿第肯定律可知,力是转变物体运动状态的缘由,而不是维持物体运动状态的缘由,故正确选项为D.答案:D3.(多选)(2022·郑州模拟)用计算机帮助试验系统做验证牛顿第三定律的试验,点击试验菜单中“力的相互作用”.把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,显示器屏幕上消灭的结果如图所示.观看分析两个力传感器间的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下试验结论()A.作用力与反作用力同时存在B.作用力与反作用力作用在同一物体上C.作用力与反作用力大小相等D.作用力与反作用力方向相反解析:由题图可知:两个力传感器间的相互作用力属于作用力和反作用力,它们同时存在,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,故A、C、D正确.答案:ACD4.粗糙的水平地面上有一只木箱,现用一水平拉力拉木箱匀速前进,则() A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力解析:拉力与地面对木箱的摩擦力作用在同一个物体上,是一对平衡力,A 错;木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力分别作用在地面和木箱上,作用在两个物体上,不是一对平衡力,应是一对作用力与反作用力,B错,C对;木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同,作用在两个物体上,不是一对平衡力,D错.答案:C5.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽视绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N解析:设人对绳子的拉力大小为F,对建筑材料m应用牛顿其次定律得F-mg=ma.由牛顿第三定律可知,绳子对人向上的拉力F′与人对绳子的拉力F等大反向,设地面对人的支持力为F N,对人应用平衡条件可得:F′+F N=Mg,可解得F N=Mg-mg-ma=490 N.由牛顿第三定律可知,人对地面的压力大小与地面对人的支持力大小相等,故人对地面的压力大小为490 N,B正确.答案:B一、单项选择题1.(2021·沈阳模拟)科学思维和科学方法是我们生疏世界的基本手段.在争辩和解决问题过程中,不仅需要相应的学问,还需要运用科学的方法.抱负试验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个抱负试验,如图所示,其中有一个是阅历事实,其余是推论.①减小其次个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍旧要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③假如没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④连续减小其次个斜面的倾角,最终使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.在上述的设想步骤中,有的属于牢靠的事实,有的则是抱负化的推论,下列有关事实和推论的分类正确的是()A.①是事实,②③④是推论B.②是事实,①③④是推论C.③是事实,①②④是推论D.④是事实,①②③是推论解析:本题再现了伽利略抱负试验法,即在牢靠的物理事实的基础上进行科学合理外推,将试验抱负化,并符合物理规律,得到正确结论,其中②是事实,①③④是推论,故选项B正确.答案:B2.(2022·孝感模拟)如图所示,某同学面对行车方向坐在沿平直轨道匀速行驶的列车车厢里.这位同学发觉面前的水平桌面上一个原来静止的小球突然向他滚来,则可推断()A.列车正在刹车B.列车突然加速C.列车突然减速D.列车仍在做匀速直线运动解析:原来小球相对列车静止,现在这位同学发觉面前的小球相对列车突然向他滚来,说明列车转变了原来的运动状态,速度增加了,因此B正确.答案:B3.我们都难以遗忘刘翔那美丽的跨栏姿势.在他跨越栏架的过程中() 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,B正确.答案:B4.下列说法正确的是()A.力是维持物体运动的缘由,同一物体所受的力越大,它的速度越大B.以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“平稳无恙”,是由于鸡蛋对石头的作用力小,而石头对鸡蛋的作用力大C.吊扇工作时向下压迫空气,空气对吊扇产生竖直向上的托力,减轻了吊杆对电扇的拉力D.两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细线悬于天花板上,则弹簧对A 的力和弹簧对B的力是一对作用力和反作用力解析:力不是维持物体运动状态的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,依据牛顿其次定律,同一物体所受的力越大,加速度越大,但速度不肯定越大,选项A错误;以卵击石,鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是一对作用力和反作用力,它们大小相等,选项B错误;选项D中弹簧对A的力和A对弹簧的力才是一对作用力和反作用力,选项D错误,只有选项C正确.答案:C5.如图所示是一种汽车平安带把握装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,平安带能被拉动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摇摆,使得锁棒锁定棘轮的转动,平安带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的运动方向和运动状态可能是()A.向左行驶、突然刹车B.向右行驶、突然刹车C.向左行驶、匀速直线运动D.向右行驶、匀速直线运动解析:由题意简化分析如图所示,当小球在虚线位置时,小球、车具有向左的加速度,车的运动状况可能为:向左加速行驶或向右减速行驶,A错误,B正确;当车匀速运动时,无论向哪个方向运动,小球均处于竖直位置不摇摆,C、D 错误.答案:B6.如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力计时,发觉不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个试验说明()A.这是两只完全相同的弹簧测力计B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比C.作用力与反作用力大小相等、方向相反D.力是转变物体运动状态的缘由解析:试验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力,它们肯定大小相等、方向相反,选项C正确.答案:C二、多项选择题7.(2022·潍坊模拟)抖空竹是人们宠爱的一项体育活动.最早的空竹是两个犹如车轮的竹筒,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.随着制作技术的进展,如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在大多是塑料制成的,也有自然竹木制成的.关于抖空竹,在空气阻力不行忽视的状况下,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连续向上运动,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,表演时还要连续牵拉绳子使其加速转动解析: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;空竹的转动是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动,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连续向上运动,在空中受重力和空气阻力的作用,空竹的运动状态发生转变,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,因此表演时还要连续牵拉绳子使其加速转动,选项D正确.答案:AD8.(2022·秦皇岛模拟)如图所示,用质量不计的轻细绳L1和L2将M、N两重物悬挂起来,则下列说法正确的是()A.L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力B.L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对作用力和反作用力D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力解析:L1对M的拉力和L2对M的拉力既不是一对平衡力,也不是一对作用力和反作用力,选项A错误;L2对M的拉力和L2对N的拉力不是一对作用力和反作用力,故选项B错误;作用力和反作用力肯定是两物体之间的相互作用力,作用在两个不同的物体上,故选项C、D正确.答案:CD9.下面关于飞船与火箭起飞的情形,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,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍旧存在一对作用力和反作用力解析:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即火箭上升的推力,此推力并不是由四周的空气对火箭的反作用力供应的,因而与是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关,故选项B、C错误,A正确;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间仍旧存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故选项D正确.答案:AD三、非选择题10.(2022·新乡模拟)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:对A受力分析如图甲所示,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.对B受力分析如图乙所示,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 N11.(2022·唐山模拟)如图所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ,A 与地面的摩擦不计.(1)当卡车以a 1=12g 的加速度运动时,绳的拉力为56mg ,则A 对地面的压力为多大?(2)当卡车的加速度a 2=g 时,绳的拉力为多大?解析:(1)卡车和A 的加速度全都.由图知绳的拉力的分力使A 产生了加速度, 故有:56mg cos α=m·12g ,解得:cos α=35,sin α=45.设地面对A 的支持力为F N ,则有: F N =mg -56mg sin α=13mg ,由牛顿第三定律得:A 对地面的压力为13mg.(2)设地面对A 弹力为零时,物体的临界加速度为a 0,则a 0=g cot θ=34g ,故当a 2=g>a 0时,物体已飘起.此时物体所受合力为ma 2=mg ,则由三角形学问可知,拉力F 2=(mg )2+(mg )2=2mg.答案:(1)13mg (2)2mg。
中学物理牛顿三大定律1.牛顿第一定律内容:任何物体在不受外力或所受外力之和为零的情况下,总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
理解:物体具有保持原有运动状态的性质,即惯性。
比如,当汽车突然刹车时,乘客的身体会向前倾,这是因为乘客的身体在刹车前随汽车一起向前运动,刹车时,由于惯性,身体仍要保持原来的运动状态继续向前运动。
应用:可用于解释许多常见的物理现象,如为什么跳远运动员在起跳前要助跑,助跑是为了使运动员在起跳时具有较大的速度,由于惯性,运动员起跳后会在空中保持向前的运动状态,从而跳得更远。
2.牛顿第二定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,其数学表达式为合。
理解:力是产生加速度的原因,加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的质量成反比。
当合外力增大时,加速度增大;质量增大时,加速度减小。
例如,用相同的力推不同质量的物体,质量小的物体加速度大,更容易被推动。
应用:在解决动力学问题时经常用到,如已知物体的受力情况,可根据牛顿第二定律求出物体的加速度,进而确定物体的运动情况;已知物体的运动情况,也可通过运动学公式求出加速度,再根据牛顿第二定律求出物体所受的合外力。
3.牛顿第三定律内容:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反,数学表达式为。
理解:力的作用是相互的,有作用力就必有反作用力,且这两个力同时产生、同时消失、性质相同。
比如,当你用手拍桌子时,手给桌子一个向下的作用力,桌子同时会给手一个向上的反作用力,手会感到疼痛。
应用:可用于解释一些相互作用的现象,如火箭发射时,火箭向下喷出高温高压的气体,气体对火箭产生一个向上的反作用力,推动火箭向上运动;人走路时,脚向后蹬地,地面对脚有一个向前的反作用力,使人能够向前行走。
第10天牛顿第一定律和牛顿第三定律(复习篇)1.理解牛顿第一定律的内容和意义.2.明确惯性的概念,会用惯性解释有关现象,知道质量是惯性大小的唯一量度.3.理解作用力和反作用力的概念,知道一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别.4.能对一些简单的问题进行受力分析.1. (多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是()A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块的运动D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案ABD解析牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态,A、B正确;牛顿第一定律揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于摩擦力的作用改变了木块的运动状态;奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改变了原来的运动状态,C错误,D 正确.2.如图所示,甲、乙两人正在进行掰手腕比赛.下列说法正确的是()A.若甲赢了乙,则甲对乙的力大于乙对甲的力B.若甲赢了乙,则甲对乙的力等于乙对甲的力C.只有甲、乙相持不下时,甲对乙的力才等于乙对甲的力D.甲、乙各自既是施力物体又是受力物体,所以无法判断谁的力大答案B解析甲对乙的力与乙对甲的力是一对相互作用力,不论谁赢,这两个力始终大小相等,方向相反,作用在两个不同物体上,B正确.一、对牛顿第一定律的理解1.运动状态改变即速度发生变化,有三种情况:(1)速度的方向不变,大小改变.(2)速度的大小不变,方向改变.(3)速度的大小和方向同时改变.2.对牛顿第一定律的理解(1)定性揭示了力和运动的关系:①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.②物体不受外力时的运动状态:匀速直线运动状态或静止状态.(2)揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性.因此牛顿第一定律也叫惯性定律.(3)牛顿第一定律是牛顿在总结前人工作的基础上得出的,是在理想实验的基础上加以科学抽象和逻辑推理得到的,但其得到的一切结论经过实践证明都是正确的.(4)牛顿第一定律无法用实验直接验证.它所描述的是一种理想状态,即不受外力的状态.二、惯性1.惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.2.物体惯性的大小由质量决定,与物体的运动状态无关,与是否受力无关,与物体的速度大小无关.3.惯性的表现(1)在不受力的条件下,惯性表现出维持其原来运动状态的“能力”,有“惰性”的意思.(2)在受力的条件下,惯性的大小表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越难改变.三、对牛顿第三定律的理解1.作用力和反作用力的三个性质2.作用力和反作用力的四个特征等值作用力和反作用力的大小总是相等的反向作用力和反作用力的方向总是相反的共线作用力和反作用力总是作用在同一条直线上同性质作用力和反作用力总是同一种类的力(即同一性质的力) 3.一对作用力和反作用力与一对平衡力的比较内容比较一对作用力和反作用力一对平衡力不同点作用对象两个相互作用的物体同一物体依赖关系相互依存,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,另一个依然可存在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种性质的力可以是同种性质的力,也可以是不同种性质的力相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上一、伽利略理想实验例题1.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.如图所示,伽利略设想了一个理想实验,其中有一个是实验事实,其余是推论.①减小第二个斜面的倾角,小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度;②两个斜面对接,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动.(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列:________(填数字序号).(2)在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列关于事实和推论的分类正确的是________(填选项前的字母).A.①是事实,②③④是推论B.②是事实,①③④是推论C.③是事实,①②④是推论D.④是事实,①②③是推论答案(1)②③①④(2)B解析步骤②是理想实验的实验基础,属于可靠的事实,在此基础上利用推理,先得到小球不受阻力作用将上升到原来释放时的高度的推论,再设想减小第二个斜面的倾角,小球在这一斜面上仍然要达到原来的高度,继续减小第二个斜面的倾角直至第二个斜面成为水平面,得到小球将匀速运动的推论.所以正确的顺序排列是②③①④,②是事实,①③④是推论.解题归纳:1.理想实验的推论一切运动着的物体在没有受到外力的时候,它的速度将保持不变,并且一直运动下去.2.理想实验的意义(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地揭示了自然规律.(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法.二、正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义例题2.如图所示,一匹马拉着车前行,关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系,下列说法中正确的是()A.马拉车的力总是大于车拉马的力B.马拉车的力总是等于车拉马的力C.加速运动时,马拉车的力大于车拉马的力D.减速运动时,马拉车的力小于车拉马的力答案B解析马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力和反作用力,它们总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,与运动状态无关.加速运动或者减速运动时,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力,故A、C、D错误,B正确.解题归纳:正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义“总是”是强调对于任何物体,在任何情况下,作用力和反作用力的关系都成立.(1)不管物体的大小、形状如何,任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反.(2)不管物体的运动状态如何,例如,静止的物体之间,运动的物体之间,静止与运动的物体之间,其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反.(3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的.(建议用时:30分钟)一、单选题1.关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是()A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的B.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义C.牛顿第一定律表明,力是维持物体运动的原因D.物体不受力的作用一定处于静止状态答案A解析牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的,故A正确;不受力作用的物体是不存在的,合力为零的物体也适用于牛顿第一定律,故B错误;牛顿第一定律表明,力是改变物体运动状态的原因,故C错误;物体不受力的作用也可能处于匀速直线运动状态,故D错误.2.关于惯性,下列说法正确的是()A.汽车的速度越大,它的惯性就越大B.同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性C.各种机床的底座做得很笨重,目的是增大惯性D.“嫦娥五号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性不同(燃料消耗忽略不计)答案C解析物体的惯性大小与物体的质量有关,质量不变惯性不变,与运动状态无关,与所处的地理位置无关,A、B、D错误;各种机床的底座做得很笨重,目的是增大惯性,使其静止的状态不易改变,C正确.3.关于两个物体间的作用力与反作用力,下列说法中正确的是()A.有作用力才有反作用力,因此先产生作用力后产生反作用力B.若相互作用的两个物体处于加速运动状态,则作用力与反作用力的大小不相等C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D.作用力与反作用力的性质一定相同答案D解析作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,A错误;作用力和反作用力始终等大反向,与物体所处的状态无关,B错误;作用力和反作用力可以存在于不相互接触的两个物体之间,如磁铁之间的相互作用力,C错误;作用力与反作用力一定是同性质的力,D正确.4.越野滑雪是冬奥会比赛项目之一,如图为运动员在训练中的照片,运动员在赛道上滑行时,关于滑雪板与赛道之间的相互作用力,下列说法正确的是()A.滑雪板对赛道的作用力大于赛道对滑雪板的作用力B.滑雪板对赛道的作用力小于赛道对滑雪板的作用力C.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力大小相等D.滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力方向相同答案C解析滑雪板对赛道的作用力与赛道对滑雪板的作用力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反,故C正确,A、B、D错误.二、多选题5.在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,小车上固定着盛满水的碗.若突然发现碗中的水向右洒出,如图所示,则关于小车在此种情况下的运动,下列描述正确的是()A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加速运动C.小车可能突然向左减速运动D.小车可能突然向右减速运动答案BD解析若小车匀速向左运动,小车、碗、水速度相同且不变,三者无相对运动,水不会洒出,选项A 错误;若小车原来向左匀速运动,突然开始向左加速运动,碗随小车开始向左加速,根据牛顿第一定律可知,碗中的水由于惯性仍保持原来的匀速运动状态,水相对于碗向右运动,水向右洒出,选项B正确;若小车突然向左减速运动,碗随小车一起开始向左减速,根据牛顿第一定律可知,水由于惯性,仍保持向左的匀速运动状态,水相对于碗向左运动,水向左洒出,选项C错误;若小车原来向右匀速运动,突然向右减速运动,碗随小车开始向右减速,根据牛顿第一定律可知,水由于惯性仍要保持向右的匀速运动状态,水相对于碗向右运动,水将向右洒出,选项D正确.6.如图所示,水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止不动,下列说法中正确的是()A.力F与墙壁对物体的支持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.力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力答案BD解析力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力,故A错误;物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力,故B正确;力F与物体对墙壁的压力方向相同,但作用在不同物体上,所以两个力不是一对平衡力,故C错误;物体对墙壁的压力与墙壁对物体的支持力是一对作用力与反作用力,故D正确.7.如图所示,两楔形物块A、B两部分靠在一起,物块A、B之间的接触面光滑,物块B放置在水平地面上,物块A上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,A、B两物块均保持静止,则()A.绳子的拉力等于物块A的重力B.地面受的压力大于物块B的重力C.物块B与地面间不存在摩擦力D.物块B受到地面的摩擦力水平向左答案AC解析绳子处于竖直伸直状态,对物块A分析知,物块A受到重力和绳子的拉力,二力平衡,绳子的拉力等于物块A的重力,物块A、B接触面光滑,物块A、B间没有摩擦力,物块B对A没有支持力,否则三个力不可能平衡,A正确;对物块B分析知,物块B受到重力、地面的支持力,根据牛顿第三定律得知,地面受的压力等于物块B的重力,地面对物块B没有摩擦力,B、D错误,C正确.8.如图,竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上,另一端与斜面体P连接,P与斜放的固定挡板MN 接触且处于静止状态,则斜面体P受到的外力个数可能是()A.2个B.3个C.4个D.5个答案AC解析若F N=G,对P受力分析如图甲所示,故P可能受2个力的作用;若F N<G,P不可能在此位置受力平衡;若F N>G,P会受到挡板MN的弹力F和摩擦力F f,受力分析如图乙所示,故P可能受4个力的作用.综上所述,P可能的受力个数是2个或4个.。
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题14 牛顿三大定律导练目标导练内容目标1牛顿第一定律和惯性目标2牛顿第三定律目标3牛顿第二定律及瞬时加速度问题【知识导学与典例导练】一、牛顿第一定律和惯性1.牛顿第一定律: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。
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的理解(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变。
惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度和受力情况无关。
3.牛顿第一、第二定律的关系(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
【例1】如图所示,小华坐在一列正在行驶的火车车厢里,突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,假设桌面是光滑的,则下列说法错误..的是()A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B.小球所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变C .火车一定是在向前加速D .以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用【答案】A【详解】A .小球在水平方向上没有施力物体,所以不受力。
A 错误,符合题意;B .小球水平方向不受力,所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变。
B 正确,不符合题意;C .小球因为有惯性,要保持原来的匀速直线运动状态,若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,是小球相对于火车向后运动,说明火车正在向前做加速运动。
单元评价测试卷答案下册一、选择题(每题2分,共20分)1. A2. B3. C4. D5. A6. B7. C8. D9. A10. B二、填空题(每题2分,共20分)1. 牛顿2. 光年3. 细胞4. 氧气5. 地壳6. 氧化7. 光合作用8. 等离子体9. 热力学10. 质量守恒三、简答题(每题5分,共30分)1. 简述牛顿的三大定律。
答:牛顿的三大定律包括:第一定律(惯性定律)、第二定律(加速度定律)、第三定律(作用与反作用定律)。
2. 什么是光年?答:光年是天文学上用来表示距离的单位,指光在真空中一年内传播的距离。
3. 细胞的基本功能是什么?答:细胞的基本功能包括能量转换、物质合成、信息传递和细胞分裂。
4. 氧气在人体中的作用是什么?答:氧气在人体中主要参与呼吸作用,是细胞进行有氧呼吸的必要元素。
5. 地壳的主要成分是什么?答:地壳主要由氧、硅、铝、铁等元素组成。
四、计算题(每题10分,共20分)1. 已知一个物体的质量为5kg,求其在地球表面受到的重力。
答:重力G = mg = 5kg × 9.8m/s² = 49N。
2. 一个物体从高度h = 10m的自由落体运动,求其落地时的速度。
答:v² = u² + 2gh,其中u为初速度,g为重力加速度,h为高度。
因为初速度u = 0,所以v² = 2 × 9.8m/s² × 10m,解得v =√(2 × 9.8m/s² × 10m) = √196m/s ≈ 14m/s。
五、论述题(每题10分,共20分)1. 论述热力学第一定律。
答:热力学第一定律也称为能量守恒定律,它指出在一个封闭系统中,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
2. 论述光合作用的过程。
答:光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
自主复习知识点1 牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总或,直到有为止.2.物理意义:(1)揭示了物体在不受外力或受合外力为零时的运动规律.(2)提出了,即保持原来运动状态的特性.(3)揭示了力与运动的关系,说明____________________________________________________.二、惯性1. 定义:物体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.2. 惯性大小的量度:______________________________.物体的质量越大,惯性越大;物体的质量越小,惯性越小.3. 惯性的表现形式:(1)物体不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态.(2)物体受到外力时,惯性表现为物体运动状态改变的难易程度.惯性越大,物体的运动状态越难改变.4. 辨析惯性与惯性定律:(1)惯性是物体的固有属性,而惯性定律是涉及物体运动的一条动力学规律.(2)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关;而牛顿第一定律是有条件的,其成立的条件是物体不受外力的作用,或所受合外力为零.(3)惯性的大小决定于物体的质量,而牛顿第一定律所描述的物体的匀速直线运动状态或静止状态,则决定于物体是否受力或所受合外力是否为零.知识点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. 意义:建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.4. 相互作用力与平衡力的比较:考点1 对牛顿第一定律的理解1. 指出了物体的一种固有性质牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性,即物体总是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. 揭示了物体不受力作用时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,当物体受外力但所受外力的合力为零时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体都将保持静止状态或匀速直线运动状态不变.4.牛顿第一定律应用技巧中有很日常生活多与惯性相关的运动现象,如人乘车时的前倾后仰、跑步时的跌跟头、用铁锤钉钉子等,运用惯性知识解释这些现象的思路是:(1)明确要研究的是哪个物体或物体的哪一部分,它原来处于什么运动状态.(2)确定外力作用在此物体的什么位置,物体在此位置的运动状态发生了怎样的变化.(3)由于惯性的原因,物体上没受力的部分保持原运动状态.(4)物体的不同部分运动状态不同,引起了惯性现象的出现.如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力作用.因此,判断物体的运动状态是否改变,以及如何改变,应分析物体的受力情况.例题: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.斜面上先后辅垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时,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.如图斜面光滑,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【☆答案☆】A考点2 牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的比较四同同大小无论在任何情况下,作用力和反作用力必定大小相等同直线作用力和反作用力一定在同一条直线上同性质作用力和反作用力一定是同一性质的力同存在作用力和反作用力总是同时产生,同时变化,同时消失三不不同向作用力和反作用力的方向相反不同点作用力和反作用力作用在两个物体上,力的作用点不同同不同效果作用力和反作用力在两个物体上的作用效果不同三无关与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否与另外的物体相互作用无关2.应用牛顿第三定律应注意的问题①定律中的“总是”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牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立,受力物体是两个不同的物体.③作用力和反作用力同性、共存、等大、反向.3.牛顿第三定律的应用方法(1)合理选取研究对象,一般以受力较少、分析起来较容易的物体为研究对象,有时“整体法”与“隔离法”综合应用.(2)做好对研究对象的受力分析和运动情况分析,确定哪些力是作用力和反作用力.(3)利用牛顿第三定律把已知力或所求力转移至研究对象上,求合力.(4)对于不宜直接分析的物体,如地面,可转而分析与之接触的物体,解出作用力后,再利用牛顿第三定律说明反作用力的大小和方向.例题:如图所示,物体A放在水平桌面上,被水平细绳拉着处于静止状态,则( )A. 绳子对A的拉力小于A受的静摩擦力B. A受的重力和桌面对A的支持力是一对作用力和反作用力C. A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的D. A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的【解析】物体A处于平衡状态,故物体A所受绳子水平向右的拉力等于所受桌面水平向左的静摩擦力,选项A错误;A对桌面的摩擦力与桌面对A的摩擦力是一对作用力和反作用力,故A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的,选项D正确;A对桌面的压力和桌面对A的支持力是一对相互作用力,选项C错误;A受的重力和桌面对A的支持力是一对平衡力,选项B错误.【☆答案☆】D巩固练习1. (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2. (多选)一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图所示,下列说法正确的是( )A. F1的施力者是弹簧B. F2的反作用力是F3C. F3的施力者是小球D. F4的反作用力是F13.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,在水平方向上和车始终具有相同的速度4.如图所示,用质量不计的轻细绳l1和l2将A、B两重物悬挂起来,下列说法正确的是 ( )A. l1对A的拉力和l2对A的拉力是一对平衡力B.l2对A的拉力和l2对B的拉力是一对作用力与反作用力C.l1对A的拉力和A对l1的拉力是一对平衡力D.l2对B的拉力和B对l2的拉力是一对作用力和反作用力5.(多选)如图所示,在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时磁铁对水平面的压力为N1,现在磁铁左上方位置固定一导体棒,当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后,磁铁对水平面的压力为N2,则以下说法正确的是( )A.弹簧长度将变长 B.弹簧长度将变短C.N1>N2D.N1<N2参考☆答案☆与解析:1.AC【解析】伽利略利用“理想斜面实验”,否定了亚里士多德的“要维持物体的运动就需要外力”的观点,A 正确.伽利略将逻辑推理和科学实验相结合,否定了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的观点,C 正确.物体间普遍存在的相互吸引力及物体间相互作用力的特点是由牛顿发现或研究的规律,B 、D 错误.2.BC【解析】F 1即为球的重力、施力者为地球,A 选项错;F 2是弹簧对小球的拉力,其反作用力是小球对弹簧的拉力F 3,选项B 、C 正确;F 4是天花板对弹簧的拉力,其反作用力是弹簧对天花板的拉力.3.D【解析】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前进速度,向前做匀速直线运动,落地时仍在车上原处,故正确☆答案☆为D.4.D5.BC【解析】画出导体棒所在处的磁感线方向,用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下,由牛顿第三定律可知,导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上,所以弹簧长度将变短,N 1>N 2,B 、C 对.。
牛顿第一定律牛顿第三定律
1.一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了.对这一现象,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
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.因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小
解析:这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题,因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同,所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系.故选项C正确.答案:C
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1所示,当小车突然停止运动时,气泡相对
于瓶子将() 图1
A.向前运动B.向后运动
C.无相对运动D.无法判断
解析:用惯性知识来分析.由于惯性的大小与质量有关,而水的质量远大于气泡的质量,因此水的惯性远大于气泡的惯性,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,水相对瓶子向前运动,水将挤压气泡,使气泡相对瓶向后运动.B项正确.
答案:B
3.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.竖直的直线图2
C.弧形曲线D.折线
解析:因小球在劈形物ABC从静止释放的过程中,水平方向不受力的作用,由于惯性,水平方向仍保持静止而没有运动,所以小球在碰到斜面前在向上的支持力和重力作用下的运动轨迹是竖直的直线,故选B项.
答案:B
4.理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个理想
实验,其中有一个是经验事实,其余是推论.如图3所示.小球
运动至斜面最低点时,没有速度损失.图3
①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.
②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面.
③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度.
④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.
在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列对理想实验各步骤顺序的排列以及关于事实和推论的分类正确的是()
A.顺序②①③④,①是事实,②③④是推论
B.顺序②③①④,②是事实,①③④是推论
C.顺序③②①④,③是事实,①②④是推论
D.顺序③①②④,④是事实,①②③是推论
解析:伽利略的理想实验是以经验事实为基础,设想实验步骤和过程,运用分析推理得出结论的.之所以称之为理想实验,是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的.但是,分析推理的过程是合乎逻辑的,是严密的,是对实际过程的科学的抽象,因此得出的结论是对客观世界真实的反映.本题实验的四个步骤中,只有②是经验事实,其余都是推理,实验步骤的正确顺序为②③①④.分类正确的选项是B项.
答案:B
5.一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
解析:惯性是物体本身的固有属性,不随外界条件的变化而变化,只由本身的质量决定.物体的质量越大,其惯性越大,运动状态越难改变,物体的质量越小,其惯性就越小,运动状态越容易改变,B正确,A、D错.物体的速度越大,运动过程中速度的改变量越大,刹车后滑行的路程越长,C正确.
答案:BC
6.双人滑冰比赛表演刚开始时两人静止不动,随着优美的音乐响起
在相互猛推一下之后他们分别向相反方向运动.假定两人与冰面
间的动摩擦因数相同.已知甲在冰上滑行的距离比乙远,这是由
于()
A.在推的过程中,甲推乙的力小于乙推甲的力
B.在推的过程中,甲推乙的时间小于乙推甲的时间
C.在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度
D.在刚分开时,甲的加速度小于乙的加速度图4
解析:根据牛顿第三定律,在推的过程中,作用力和反作用力是等大、反向、共线的,它们总是同时产生、同时消失、同时变化的,所以推力相等,作用时间相同.由于两人和冰面的动摩
擦因数相同,根据牛顿第二定律求得两人的加速度相同(均为μg),由运动学公式v2=2ax可知,加速度相同,甲在冰上滑行的距离比乙远,说明在刚分开时,甲的初速度大于乙的初速度,故选C.
答案:C
7.如图5所示为杂技“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)g
B.(M+m)g-ma 图5
C.(M+m)g+ma
D.(M-m)g
解析:对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力F f,有
mg-F f=ma 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,对竿分析:受重力Mg、竿上的人对杆向下的摩擦力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与反作用力,由牛顿第三定律,得到F N′=Mg+F f′=(M+m)g-ma.B项正确.
答案:B
8.物体静止在斜面上,如图6所示,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
反作用力图6 C.物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D.物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力
解析:作用力与反作用力作用在不同的物体上,平衡力作用在同一物体上,故A、C两项错误,B项正确.物体的分力和合力应是针对同一物体,效果相同,故D项错.
答案:B
9.(2010·广州模拟)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急转弯的目的
解析:采用了大功率的发动机后,某些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,A错.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,原因是子弹具有的速度过小,但惯性不变,B错.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,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,D错.
答案:C
10.2008年9月25日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心,“长征”号火箭第109次发射,将“神舟”七号载人航天飞船发射到太空,并成功完成了中国宇航员第一次太空行走.下面关于飞船与火箭起飞的情形,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,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力
D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力
解析:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层,是否在空气中飞行无关,因而B、C选项错误,A项正确;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间依然存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故D项正确.答案:AD
11.如图7所示,轻质弹簧上端拴一质量为m的小球,平衡时弹簧的压缩
量为x,在某次振动过程中,当小球运动到最低点时,弹簧的压缩量为
2x,试求此时小球的加速度和弹簧对地面的压力.
解析:平衡时有:mg=kx,图7
在最低点,取向上为正方向,有:
2kx-mg=ma
解得:a=g
弹簧对地面的压力等于其弹力,故F N=2kx=2mg.
答案:g,方向竖直向上2mg,方向竖直向下
12.如图8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边长a=10 cm的正方体金属块,金属块的密度ρ=3×103 kg/m3,当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水深b=4 cm时,弹
=103 kg/m3,g取10 簧测力计和台秤的示数分别为多少?(水的密度是ρ
水
m/s2) 图8
解析:金属块的重力为:
G金=ρga3=3×103×10×0.13 N=30 N
金属块所受水的浮力为
F浮=ρ水ga2b=103×10×0.12×0.04 N=4 N
弹簧测力计的示数为F T=G
金-F
浮
=26 N
台秤的示数为F N=G′+F
浮
=54 N 答案:26 N54 N。