【强烈推荐】高考物理第三章--牛顿运动定律

1第三章牛顿运动定律考纲要览主题内容要求说明牛顿运动定律牛顿第一定律，惯性Ⅱ知道国际单位制中规定的单位符号牛顿第二定律，质量Ⅱ牛顿第三定律Ⅱ牛顿力学的适用范围Ⅰ牛顿定律的应用牛顿定律的应用Ⅱ超重和失重Ⅰ单位制，中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位：小时、分、摄氏度（℃）、标准大气压、毫米汞柱、升、电子伏特（eV）Ⅰ考向预测牛顿运动定律是力学中重中之重的部分，纵观近年的高考考察内容，注重对牛顿运动定律尤其是牛顿第二定律的理解和应用，并能解决实际生活、生产和科学中的力学问题.与本章内容相关的考题知识覆盖面宽，如牛顿第二定律应用到圆周运动和天体运动,还经常与电学进行综合,特别是与电场、电磁感应现象的综合应用.旧题、常规题推出有新意，加强了信息图象题的考察，考察从图象中挖取有效信息的能力.第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识回顾１．牛顿第一定律（1）牛顿第一定律的内容：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.（２）对牛顿第一定律的理解①牛顿第一定律不是实验直接总结出来的,是牛顿以伽利略的理想实验为基础,加之高度的抽象思维概括总结出来的.②揭示了力和运动的关系: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，即牛顿第一定律确定了力的含义．③牛顿第一定律不能看着牛顿第二定律的特殊情况,牛顿第一定律是定性描述物体运动规律的一种物理思想，而不是进行定量计算和求解的具体方法，是一条独立的基本规律.但牛顿第一定律为牛顿第二定律提供了建立的基础.④明确了惯性的概念:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性．２．惯性的理解要点（1）惯性的性质：惯性是一切物体都有的性质，是物体的固有属性，与物体的受力情况和运动状态无关．（２）惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质；物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态改变的难易程度上．（３）惯性的量度：质量是惯性大小的唯一量度．质量大的物体惯性大．３．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，而且作用在同一条直线上．2（２）特点：作用力与反作用力同时产生、同时消失、同时变化、同性质、分别作用在相互作用的两个物体上，作用效果不能抵消．（３）作用力与反作用力和一对平衡力的比较内容作用力与反作用力平衡力受力情况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同生、同灭、同变化，相互依存，不可单独存在无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力的作用效果不可抵消、不可叠加两力作用效果可以抵消、可叠加，可求合力且合力为零力的性质一定是同性质的力相同可以相同也可以不同重点难点例析一、怎样判断物体运动状态是否发生变化？1．从条件出发进行判断当物体所受合外力不为零时，物体的运动状态必发生变化．2．从结果出发进行判断（1）当速度的大小发生了变化时，物体的运动状态也随之发生变化．（２）当速度的方向发生了变化时，物体的运动状态也随之发生变化．（３）当速度的大小、方向同时发生变化时，物体的运动状态也随之发生变化．３．从运动的状态进行判断只要不是静止或匀速直线运动状态，则物体的运动状态必定发生变化．【例1】关于运动状态的改变，下列说法正确的是（）A．速度方向不变，速度大小改变的物体，运动状态发生了变化B．速度大小不变，速度方向改变的物体，运动状态发生了变化C．速度大小和方向同时改变的物体，运动状态一定发生了变化D．做匀速圆周运动的物体，运动状态没有改变【解析】运动状态是否改变是指速度是否改变.因为速度是矢量,既有大小,又有方向,只要大小和方向两个因素中有一个因素改变,速度就发生改变,运动状态就发生改变.故A、B、C项都正确.做匀速圆周运动的物体,速度的大小不变,而速度的方向时刻发生变化,故运动状态不断改变,所以D选项错误.【答案】ABC【点拨】判断物体运动状态是否发生变化就是要判断物体的速度是否发生变化，而速度是矢量，因此只要是速度的大小变化或是速度的方向发生了变化，则物体的运动状态就发生了改变.拓展在以下各种情况中，物体运动状态发生了改变的有（）A．静止的物体B．物体沿着圆弧运动，在相等的时间内通过相同的路程C．物体做竖直上抛运动，到达最高点过程D．跳伞运动员竖直下落过程，速率不变【解析】只有静止或匀速直线运动的物体其运动状态不变，故A、D选项错误；除此之外的其它的运动其运动状态就一定改变，故B、C选项正确.【答案】BC二、对惯性的理解1.惯性是物体的固有属性，与物体的受力情况和运动状态无关．因此人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.2.物体惯性的大小是由其质量决定的,凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来，可以减少出错.3.惯性不是力4.惯性在不同的情况下,表现形式不同,当物体不受外力或所受合外力为零时,惯性表现为维持物体运动状态不变,当物体所受合外力不为零时,其惯性表现在改变运动状态的难易程度上．【例2】如图3-1-1所示做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的水槽，水槽内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于水槽怎么运动？【解析】从惯性的角度去考虑水槽内的气泡和水，显然同体积的水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大.当小车突然停止运动时，水保持向前的运动趋势远大于气泡向前移动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动v图3-1-13并挤压气泡，使气泡相对水槽向后运动.【答案】气泡相对水槽向后运动.【点拨】一切物体都有惯性，它是物体的固有属性，只与物体的质量，因此凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来，就会减少错误.拓展一天，下着倾盆大雨.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，他发现水面的现状如图3-1-2中的（）【解析】列车进站时要刹车，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.【答案】C三、对牛顿第三定律的理解和应用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.作用力与反作用力的关系与物体所处运动状态无关,与物体被作用的效果也无关.易错门诊【例3】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法中正确的是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像，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.【点悟】生活中有一些感觉不总是正确的，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.课堂自主训练1.下面关于作用力和反作用力的说法中,正确的()A．先有作用力,后有反作用力B只有物体处于静止状态时,物体间才存在作用力和反作用力C只有物体接触时,物体间才存在作用力和反作用力D．两物体间的作用力和反作用力一定是同性质的力【解析】作用力和反作用力同时产生，同时消失，A错；作用力和反作用力与运动状态无关，也不需要相互接触，故B、C错；作用力与反作用力一定是同性质的力，故D选项正确.【答案】D2．如图3-1-3所示在向右匀速行驶的车厢内，用细线悬挂一小球，其正下方为a点，b、c两点分别在a点的左右两侧，如图l所示，烧断细绳，球将落在(不计空气阻力）A．一定落在a点B．可能落在b点C．可能落在c点D．不能确定【解析】细绳烧断后,小球下落过程中,由于惯性水平方向速度不变,因此小球一定落在a点,故A选项正确.【答案】A3．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（）A．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用B．物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用图3-l-3图3-1-2A列车行驶方向列车行驶方向CB列车行驶方向D列车行驶方向4C．物体朝什么方向运动，则这个方向上必受力的作用D．物体的速度不变，则其所受合外力必为零【解析】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．故B、C错，A、D正确.【答案】AD课后创新演练1.火车在平直轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回车上原处,这是因为（D）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,所以人落下后必定偏后一些,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2.列车沿东西方向直线运动,车里桌面上有一小球,乘客看到小球突然沿桌面向东滚动,则列车可能是(CD)A．以很大的速度向西做匀速运动B．向西做减速运动C．向西做加速运动D．向东做减速运动3.如图3-1-4所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定斜面上，上面成水平，水平面上放一光滑小球B，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（B）A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线4.如图3—1—5所示,在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两小球（m1m2）随车一起匀速运动，当车突然停止时，如不考虑其它阻力，设车无限长，则两个小球(B)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5．如图3-1-6所示,P和Q叠放在一起,静止在水平桌面上,下列各对力中属于作用力和反作用力的是(C)A.P所受的重力和Q对P的支持力B.Q所受的重力和Q对P的支持力C.P对Q的压力和Q对P的支持力D.P所受的重力和P对Q的压力6．伽利略理想实验将可靠的事实和抽象思维结合起来，能更深刻地反映自然规律．如图3-1-7所示，有关的实验程序内容如下：（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，小球沿水平面做持续的匀速运动请按程序先后次序排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是（括号内数字表示上述程序的号码）（C）A．事实（2）→事实（1）→推论（3）→推论（4）B．事实（2）→推论（1）→推论（3）→推论（4）C．事实（2）→推论（3）→推论（1）→推论（4）D．事实（2）→推论（1）→推论（4）→推论（3）7．以下说法中错误的是（B）A．力是使物体产生加速度的原因B．力是改变物体惯性大小的原因C．力是改变物体运动状态的原因D．力是使物体速度发生改变的原因8.以下有关惯性的说法中正确的是（BD）A．在水平轨道上滑行的两节车厢质量相同，其中行驶速度较大的不容易停下来，说明速度较大图3-1-4图3-1-6m2m1图3-1-5图3-1-75图3-1-11FfmgFf′′f图3-1-12MgFN的物体惯性大B．在水平轨道上滑行的两节车厢速度相同，所受阻力也相同，其中质量较大的车厢不容易停下来，说明质量大的物体惯性大C．推动原来静止在水平轨道上的车厢，比推另一节相同的、正在滑行的车厢所需要的力大，说明静止的物体惯性大D．物体的惯性的大小与物体的运动情况及受力情况无关9.如图3-1-8所示，小球m用细线悬挂在水平向左运动的火车车厢内，以下说法正确