高考物理一輪復習 3.1牛頓第一定律 牛頓第三定律課件 滬科版必修1.ppt

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第三章 牛頓運動定律 第1講 牛頓第一定律 牛頓第三定律,知識點1 牛頓第一定律 Ⅱ 【思維激活1】在向前行駛的客車上,某時 刻駕駛員和乘客的身體姿勢如圖所示,則 對客車運動情況的判斷正確的是( ) A.客車一定做勻加速直線運動 B.客車一定做勻速直線運動 C.客車可能是突然減速 D.客車可能是突然加速,【解析】選C。由圖中可以看出,駕駛員和乘客向前傾,說明駕駛員和乘客相對于車廂有向前運動的趨勢,所以客車可能突然減速、剎車或由靜止狀態(tài)突然倒車,故選項C正確。,【知識梳理】 1.牛頓第一定律： (1)內(nèi)容：一切物體總保持_____________狀態(tài)或_____狀態(tài), 除非作用在它上面的力迫使它_____這種狀態(tài)。 (2)意義。 ①揭示了物體的固有屬性：一切物體都有_____,因此牛頓第 一定律又叫_________。 ②揭示了力與運動的關(guān)系：力不是_____物體運動的原因,而是 _____物體運動狀態(tài)的原因,即力是產(chǎn)生_______的原因。,勻速直線運動,靜止,改變,慣性,慣性定律,改變,加速度,維持,2.慣性： (1)定義：物體具有保持原來_____________狀態(tài)或_____狀態(tài) 的性質(zhì)。 (2)慣性的兩種表現(xiàn)。 ①物體不受外力作用時,其慣性表現(xiàn)在保持靜止或_________ _____狀態(tài)。 ②物體受外力作用時其慣性表現(xiàn)在反抗運動狀態(tài)的_____。 (3)量度：_____是慣性大小的唯一量度,_______的物體慣性 大,_______的物體慣性小。 (4)普遍性：慣性是物體的_________,一切物體都具有慣性,與 物體的運動情況和受力情況_____(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。,勻速直線運動,靜止,勻速直線,運動,改變,質(zhì)量,質(zhì)量大,質(zhì)量小,無關(guān),固有屬性,知識點2 牛頓第三定律 Ⅱ 【思維激活2】如圖是利用計算機記錄的“嫦娥二號”發(fā)射時,火箭和地面的作用力和反作用力變化圖線,根據(jù)圖線可以得出的結(jié)論是( ) A.作用力大時,反作用力小 B.作用力和反作用力的方向總是相反的 C.作用力和反作用力是作用在同一個物體上的 D.牛頓第三定律在物體處于非平衡狀態(tài)時不再適用,【解析】選B。作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上,選項A、C錯誤,B正確;牛頓第三定律反映的規(guī)律與運動狀態(tài)無關(guān),選項D錯誤。,【知識梳理】 1.作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是_____的,一 個物體對另一個物體施加了力,另一個物體同時對這個物體也 施加了力。 2.作用力和反作用力的特點： (1)大小_____; (2)方向_____; (3)作用在_____________。,相互,相等,相反,同一條直線上,3.表達式：_______。 4.意義：建立了相互作用物體之間的聯(lián)系及作用力與_________ 的相互依賴關(guān)系。,F=-F′,反作用力,【微點撥】 1.對慣性的三點提醒： (1)慣性的有無與運動狀態(tài)和受力情況無關(guān)。 (2)慣性不是慣性定律,慣性是物體的固有屬性,而慣性定律是涉及物體運動的一條動力學規(guī)律。 (3)慣性取決于物體的質(zhì)量,慣性定律取決于物體是否受力。,2.作用力與反作用力的三個易混點： (1)兩個大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力不一定是作用力與反作用力。 (2)作用力與反作用力的關(guān)系不隨運動狀態(tài)的變化而變化。 (3)作用力與反作用力不是一對平衡力。平衡力是作用在同一物體上的力,作用力與反作用力是作用在兩個不同物體上的同一性質(zhì)的力。,考點1 對牛頓第一定律的理解 1.揭示了物體的一種固有屬性：牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性。 2.揭示了力的本質(zhì)：牛頓第一定律明確了力是改變物體運動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運動的原因,物體的運動不需要力來維持。,深化 理解,3.揭示了物體不受力作用時的運動狀態(tài)：牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài),而實際中不受力作用的物體是不存在的,當物體受外力但所受合力為零時,其運動效果跟不受外力作用時相同,物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)。,【題組通關(guān)方案】 【典題1】(多選)(2013·海南高考)科學家關(guān)于物體運動的研 究對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實 的是( ) A.亞里士多德認為,必須有力作用在物體上,物體的運動狀態(tài)才 會改變 B.伽利略通過“理想實驗”得出結(jié)論：一旦物體具有某一速度, 如果它不受力,它將以這一速度永遠運動下去 C.笛卡兒指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用,它將繼續(xù) 以同一速度沿同一直線運動,既不停下來也不偏離原來的方向 D.牛頓認為,物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài) 的性質(zhì),【解題探究】 (1)亞里士多德對物體運動的認識是怎樣的? 提示：亞里士多德認為物體的運動需要力來維持。 (2)牛頓第一定律是在哪些理論基礎(chǔ)上得出的? 提示：伽利略通過實驗推翻了亞里士多德的錯誤結(jié)論,笛卡兒對伽利略的實驗結(jié)果進行了完善,牛頓總結(jié)了伽利略和笛卡兒的理論,得出了牛頓第一定律。,【典題解析】選B、C、D。亞里士多德認為物體的運動需要力來維持,A錯誤;牛頓根據(jù)選項B中伽利略的正確觀點和選項C中笛卡兒的正確觀點,得出了選項D的正確觀點,選項B、C、D正確。,【通關(guān)1+1】 1.伽利略用兩個對接的斜面,一個斜面 固定,讓小球從固定斜面上滾下,又滾 上另一個傾角可以改變的斜面,斜面傾 角逐漸改變至零,如圖所示。伽利略設(shè)計這個實驗是為了說明 ( ) A.如果沒有摩擦,小球?qū)⑦\動到與釋放時相同的高度 B.如果沒有摩擦,物體運動時機械能守恒 C.維持物體做勻速直線運動并不需要力 D.如果物體不受到力,就不會運動,【解析】選C。伽利略設(shè)計這個實驗是為了說明維持物體做勻速直線運動并不需要力,選項C正確。,2.(多選)(2012·新課標全國卷)伽利略根據(jù)小球在斜面上運動 的實驗和理想實驗,提出了慣性的概念,從而奠定了牛頓力學的 基礎(chǔ)。早期物理學家關(guān)于慣性有下列說法,其中正確的是( ) A.物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B.沒有力的作用,物體只能處于靜止狀態(tài) C.行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性 D.運動物體如果沒有受到力的作用,將繼續(xù)以同一速度沿同一 直線運動,【解析】選A、D。物體不受外力時,將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài),物體具有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性,也可以說物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性,故A、D選項正確。沒有力的作用,即物體處于平衡狀態(tài)——靜止或勻速直線運動狀態(tài),選項B錯誤。行星在圓周軌道上做勻速圓周運動時要受到萬有引力的作用產(chǎn)生向心加速度,選項C錯誤。,【加固訓練】 1.在物理學史上,正確認識運動和力的關(guān)系且推翻“力是維持物體運動的原因”這個觀點的物理學家及建立慣性定律的物理學家分別是( ) A.亞里士多德、伽利略 B.伽利略、牛頓 C.伽利略、愛因斯坦 D.亞里士多德、牛頓,【解析】選B。伽利略通過斜面實驗正確認識了運動和力的關(guān)系,從而推翻了亞里士多德“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點;牛頓在歸納總結(jié)伽利略、笛卡兒等科學家的結(jié)論基礎(chǔ)上得出了經(jīng)典的牛頓第一定律,即慣性定律,故選項B正確。,2.下列關(guān)于慣性的各種說法中,你認為正確的是( ) A.拋出去的標槍、手榴彈等是靠慣性向遠處運動的 B.在完全失重的情況下,物體的慣性將消失 C.物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性 D.材料不同的兩個物體放在地面上,用一個相同的水平力分別推它們,則難以推動的物體慣性大,【解析】選A。任何物體都具有慣性,慣性是物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì),A正確。物體在任何情況下都有慣性,慣性的有無與物體運動狀態(tài)無關(guān),B、C錯誤。放在地面上的物體難以推動是地面對物體的靜摩擦力造成的,D錯誤。,【學科素養(yǎng)升華】 牛頓第一定律的應(yīng)用技巧 (1)應(yīng)用牛頓第一定律分析實際問題時,要把生活感受和理論問題聯(lián)系起來深刻認識力和運動的關(guān)系,正確理解力不是維持物體運動狀態(tài)的原因,克服生活中一些錯誤的直觀印象,建立正確的思維習慣。 (2)如果物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變,則物體必然受到不為零的合外力作用。因此,判斷物體的運動狀態(tài)是否改變,以及如何改變,應(yīng)分析物體的受力情況。,考點2 牛頓第三定律的理解與應(yīng)用 1.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”： (1)“三同”：①大小相同;②性質(zhì)相同;③變化情況相同。 (2)“三異”：①方向不同;②受力物體不同;③產(chǎn)生效果不同。 (3)“三無關(guān)”：①與物體的種類無關(guān);②與物體的運動狀態(tài)無關(guān);③與是否和另外物體相互作用無關(guān)。,拓展 延伸,2.一對平衡力與作用力、反作用力的比較：,【題組通關(guān)方案】 【典題2】(2014·南寧模擬)手拿一個錘頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了。對于這一現(xiàn)象,下列說法正確的是( ) A.錘頭敲玻璃的力大于玻璃對錘頭的作用力,所以玻璃才碎裂 B.錘頭受到的力大于玻璃受到的力,只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂 C.錘頭和玻璃之間的作用力應(yīng)該是等大的,只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂 D.因為不清楚錘頭和玻璃的其他受力情況,所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小,【解題探究】 (1)錘頭敲玻璃的力與玻璃對錘頭的作用力是什么關(guān)系? 提示：錘頭敲玻璃的力與玻璃對錘頭的作用力是作用力與反作用力,大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。 (2)能根據(jù)力的作用效果比較作用力與反作用力的大小關(guān)系嗎? 提示：作用力與反作用力的效果往往是不同的,不能根據(jù)作用效果比較作用力與反作用力的大小關(guān)系。,【典題解析】選C。錘頭對玻璃的作用力和玻璃對錘頭的作用力為作用力與反作用力關(guān)系,大小一定相等,但相同大小的力作用在不同物體上的效果往往是不同的,所以不能從效果上去比較作用力與反作用力的大小關(guān)系,故選項C正確。,【通關(guān)1+1】 1.(拓展延伸)結(jié)合【典題2】回答下列問題： (1)錘頭敲在玻璃上,先有錘頭對玻璃的作用力,后有玻璃對錘頭的作用力嗎? 提示：錘頭敲玻璃的力與玻璃對錘頭的作用力是作用力與反作用力,而作用力與反作用力是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失的。 (2)錘頭敲玻璃的力與玻璃對錘頭的力是同一性質(zhì)的力,還是不同性質(zhì)的力? 提示：作用力和反作用力一定是同一性質(zhì)的力。,2.(多選)(2014·茂名模擬)跳高運動員從地面起跳的瞬間,下列說法中正確的是( ) A.運動員對地面的壓力大于運動員受到的重力 B.地面對運動員的支持力大于運動員受到的重力 C.地面對運動員的支持力大于運動員對地面的壓力 D.運動員對地面的壓力大小等于運動員受到的重力 【解析】選A、B。運動員起跳的瞬間向上做加速運動,由牛頓第二定律得N-mg=ma,故地面對運動員的支持力大于運動員的重力,由牛頓第三定律得運動員對地面的壓力等于地面對運動員的支持力,選項A、B正確,C、D錯誤。,【加固訓練】 1.汽車拉著拖車在平直的公路上運動,下列說法中正確的是 ( ) A.汽車能拉著拖車前進是因為汽車對拖車的拉力大于拖車對汽車的拉力 B.汽車先對拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉力 C.勻速前進時,汽車對拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力;加速前進時,汽車對拖車的拉力大于拖車向后拉汽車的力 D.拖車加速前進是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力,汽車加速前進是因為地面對汽車向前的作用力大于拖車對它的拉力,【解析】選D。汽車對拖車的拉力與拖車對汽車的拉力是一對相互作用力,而一對相互作用力總是大小相等的,所以A、C均錯誤;因一對相互作用力總是同時產(chǎn)生的,所以B錯誤;拖車加速前進是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力,汽車加速前進是因為地面對汽車向前的作用力大于拖車對它的拉力,所以D正確。,2.如圖所示,物塊P與木板Q疊放在水平 地面上,木板Q對物塊P的支持力的反作 用力是( ) A.物塊P受到的重力 B.地面對木板Q的彈力 C.物塊P對木板Q的壓力 D.地球?qū)δ景錛的吸引力 【解析】選C。兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,所以Q對P的支持力的反作用力是P對Q的壓力,選項C正確。,【學科素養(yǎng)升華】 應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的問題 (1)對于任何物體,在任何條件下牛頓第三定律都是成立的。不能錯誤地認為只有物體受力平衡時,牛頓第三定律才成立。 (2)作用力與反作用力雖然等大反向,但因所作用的物體不同,所產(chǎn)生的效果往往不同。 (3)作用力與反作用力只能是一對物體間的相互作用力,不能牽扯第三個物體。,【資源平臺】作用力、反作用力與一對平衡力的區(qū) 別如圖所示,人站立在體重計上,下列說法正確的 是( ) A.人對體重計的壓力和體重計對人的支持力是一對 平衡力 B.人對體重計的壓力和體重計對人的支持力是一對作用力和反作用力 C.人所受的重力和人對體重計的壓力是一對平衡力 D.人所受的重力和人對體重計的壓力是一對作用力和反作用力,【解析】選B。人對體重計的壓力與體重計對人的支持力是一對作用力和反作用力,選項B正確、A錯誤;人所受重力和人對體重計的壓力大小相等,方向相同,既不是一對作用力與反作用力,也不是一對平衡力,選項C、D錯誤。,思想方法之3 轉(zhuǎn)換對象法在受力分析中的妙用 1.方法概述：轉(zhuǎn)換研究對象法是當將A物體作為研究對象無法求解結(jié)果時,可以選與A相互作用的物體B為研究對象進行求解的方法,該方法往往用到牛頓第三定律。 2.一般解題思路： (1)選擇合適的研究對象,分析受力情況,判斷物體的受力是否可以直接求出; (2)轉(zhuǎn)換研究對象,分析待求力的反作用力; (3)由牛頓第三定律求出待求力。,【案例剖析】典題例證 深度剖析 【典題1】一個箱子放在水平地面上,箱內(nèi)有一固定的豎直桿,在桿上套著一個環(huán),箱與桿的質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為m,如圖所示。已知環(huán)沿桿勻加速下滑時,環(huán)與桿間的摩擦力大小為f,則此時箱對地面的壓力大小為( ) A.Mg+f B.Mg-f C.Mg+mg D.Mg-mg,【精講精析】選A。環(huán)在豎直方向上受重力及箱子的桿給它的豎直向上的摩擦力f,受力情況如圖甲所示,根據(jù)牛頓第三定律,環(huán)應(yīng)給桿一個豎直向下的摩擦力f′,故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對它的支持力N及環(huán)給它的摩擦力f′,受力情況如圖乙所示,由于箱子處于平衡狀態(tài),可得N=f′+Mg=f+Mg。根據(jù)牛頓第三定律,箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力,即N′=Mg+f,故選項A正確。,【典題2】(2014·天水模擬)如圖所示,傾角為θ的斜面體放在水平地面上,質(zhì)量為m的光滑小球放在墻與斜面體之間處于平衡狀態(tài),求小球?qū)π泵骟w的壓力大小和地面對斜面體的摩擦力大小。,【精講精析】小球?qū)π泵骟w的壓力和斜面體對小球的支持力是一對作用力和反作用力,由于斜面體的受力情況難以確定,故以小球為研究對象分析小球?qū)π泵骟w壓力的反作用力;地面對斜面體的摩擦力,可選小球和斜面體整體為研究對象分析求得。,小球受力如圖甲所示,由平衡條件得： 豎直方向： N1cosθ-mg=0 水平方向： N2-N1sinθ=0 對整體受力分析如圖乙所示,由平衡條件得：,水平方向：f-N2=0 解得：N1= f=mgtanθ 由牛頓第三定律得小球?qū)π泵骟w的壓力為 N1′=N1= 答案： mgtanθ,【自我小測】小試身手 固本強基 1.(多選)用手托著一塊磚,開始靜止不動,當手突然向上加速運動時,磚對手的壓力( ) A.一定小于手對磚的支持力 B.一定等于手對磚的支持力 C.一定大于手對磚的支持力 D.一定大于磚的重力,【解析】選B、D。磚對手的壓力與手對磚的支持力是一對相互作用力,大小相等,故B正確,A、C錯誤;由于手托磚向上加速,則手對磚的支持力一定大于磚的重力,即磚對手的壓力一定大于磚的重力,故D正確。,2.如圖所示,用細線將A物體懸掛在頂板上,B物體放在 水平地面上。A、B間有一勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧, 此時彈簧伸長了2cm。已知A、B兩物體的重力分別是 3N和5N。則細線的拉力及B對地面的壓力分別是( ) A.8N和0N B.5N和7N C.5N和3N D.7N和7N 【解析】選C。對A由平衡條件得T-GA-kx=0,解得T=GA+kx =3N+100×0.02N=5N,對B由平衡條件得kx+N-GB=0,解得N=GB-kx=5N-100×0.02N=3N,由牛頓第三定律得B對地面的壓力是3N,故選項C正確。,