2012年高考一轮复习优化方案第3章牛顿运动定律第一节

第一节牛顿第一、第三定律课堂互动讲练经典题型探究第一节牛顿第一、第三定律基础知识梳理知能优化演练一、牛顿第一定律1．内容：一切物体总保持_____________状态或_____状态，除非作用在它上面的力迫使它_____这种状态．2．成立条件：宏观、低速运动的物体，物体处于_____参考系．3．牛顿第一定律的意义(1)指出了一切物体都有_____，因此牛顿第一定律又叫_____定律．(2)指出力不是____物体运动状态的原因，而是____物体运动状态的原因，即产生加速度的原因．基础知识梳理匀速直线运动静止惯性惯性惯性维持改变改变二、惯性1．定义：物体具有保持原来_____________状态或_____状态的性质．2．实质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的_____属性，与物体的运动情况和受力情况_____．3．表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动状态的性质；物体受到外力作用时其惯性大小表现在运动状态_____的难易程度上．4．量度：_____是惯性大小的唯一量度，_____大的物体惯性大，_____小的物体惯性小．匀速直线运动静止固有无关改变质量质量质量特别提示：(1)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．(2)惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关，惯性大小仅由质量决定．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_____，方向_____，而且在一条直线上．2．表达式：F＝－F′.相等相反特别提示：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性质，作用在不同的物体上，各自产生的效果，不会相互抵消．(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关．(3)借助于牛顿第三定律，可以变换研究对象，把对一个物体的受力分析过渡到对另一个物体的受力分析．思考感悟“以卵击石”，鸡蛋“粉身碎骨”，而石头却“安然无恙”，鸡蛋与石头之间的相互作用力等大吗？提示：等大一、对惯性的理解1．惯性的表现形式：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．(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)．(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度．惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变．课堂互动讲练2．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性就越大．惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关．3．惯性不是一种力．惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度．物体的惯性越大，它的运动状态越难以改变．4．外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体的惯性．即时应用(即时突破，小试牛刀)1.(2011年芜湖模拟)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惯性，飞得更远D．月球上物体的重力只有在地面上的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不正确；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D对．二、对牛顿第一定律的理解1．明确惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．2．揭示了力的本质牛顿第一定律对力的本质进行了定义：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因．例如，运动的物体逐渐减速直至停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力．3．揭示了不受力作用时物体的运动规律牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外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，其作用效果跟不受外力作用时相同．因此，我们可以把理想情况下的“不受外力作用”理解为实际情况中的“所受合外力为零”．4．惯性与惯性定律的实质是不同的(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关．(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律．特别提醒：(1)牛顿第一定律并非实验定律．它是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的．(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．即时应用(即时突破，小试牛刀)2.下列说法中正确的是()A．物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿运动定律又叫惯性定律B．牛顿第一定律仅适用于宏观物体的低速运动，也可用于解决微观粒子高速运动的问题C．牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0条件下的特例D．伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去解析：选D.牛顿第一定律表明，物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律，A错误．牛顿运动定律都是在宏观、低速的情况下得出的结论，在微观、高速的情况下不成立，B错误．牛顿第一定律说明了两点含义，一是所有物体都有惯性，二是物体不受力时的运动状态是静止或匀速直线运动，牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义，C错误．伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，D正确．三、对牛顿第三定律的理解1．作用力和反作用力的关系(1)四同同大小同时产生、变化、消失同性质同一直线(2)三异反向异体不同效果(3)三无关与物体形态无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否有另外的物体相互作用无关2．一对相互作用力与一对平衡力的区别内容作用力和反作用力二力平衡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，不可单独存在无依赖关系，撤除一个，另一个依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可抵消，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，合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同种性质的力，也可以不是即时应用(即时突破，小试牛刀)3.(2011年浙江金华模拟)跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中()A．运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小B．运动员蹬地的作用力大小小于地面对他的支持力大小C．运动员所受的支持力和重力相平衡D．运动员所受的合力一定向上解析：选D.运动员蹬地的作用力与地面对他的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，A、B错误；运动员起跳过程，是由静止获得速度的过程，因而有竖直向上的加速度，合力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，D正确、C错误．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是()A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大B．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，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”对牛顿第一定律的理解例1经典题型探究C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力【思路点拨】理解牛顿第一定律，知道力不是物体运动的原因是解答此题的关键．【解析】亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大；力是物体运动的原因，静止是不受力的自然状态；从同一高度较重的物体下落得较快．物体做匀速直线运动不需要受力与亚里士多德的观点相反，所以本题选D.【答案】D【规律总结】通过牛顿第一定律进一步理解力的作用效果和物体惯性的意义，以及影响运动的因素．变式训练1根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是()A．人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置B．人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方C．人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方D．人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方解析：选C.依据牛顿定律可知，人竖直跳起离开车厢的瞬时，人与车在水平方向上的速度相同，如果车子静止或匀速直线运动，则依据牛顿第一定律，人都将落回原地；如果车加速前进，则在相同时间内人的水平位移比车子的水平位移小，故落在起跳点后方，选项C正确；反之，如果车子减速前进，则在相同时间内人的水平位移将比车子的水平位移大，故将落在起跳点前方．(2011年山东济南模拟)有人做过这样一个实验：如图3－1－1所示，把鸡蛋A快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋B撞去(用同一部分撞击)，结果每次都是被撞击的鸡蛋B被撞破．则下列说法错误的是()作用力与反作用力的关系例2图3－1－1A．A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小B．A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小C．A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力D．A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小【解析】A对B的作用力和B对A的作用力为作用力与反作用力，一定大小相等，A正确，B错误；在撞击瞬间，A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对A蛋壳向前的作用力，使A蛋壳接触处所受的合力比B蛋壳的小，因此B蛋壳易被撞破，故C、D正确．【答案】B【易误警示】作用力与反作用力的关系与物体的运动状态无关，与物体被作用的效果无关．变式训练2(2011年淮南调研)汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下面的说法正确的是()A．汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向后拉汽车的力D．拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力(牵引力)大于拖车对它的拉力解析：选D.汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，两者一定等大、反向、分别作用在拖车和汽车上，故A项错；作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，故B项错；不论汽车匀速运动还是加速运动，作用力和反作用力大小总相等，故C项错；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力(包括其他阻力)，汽车能加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它向后的拉力，符合牛顿第二定律，故D项正确．(满分样板10分)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3－1－2所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为多少？牛顿第三定律的应用例3图3－1－2【思路点拨】箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力．因此，只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案．解题样板规范步骤，该得的分一分不丢！环在竖直方向上受力情况如图3－1－3甲所示，环受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿第三定律，环应给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，受重力Mg、地面对它的支持力FN，及环给它的摩擦力Ff′，由平衡条件知：FN＝Mg＋Ff′(3分)Ff＝Ff′(2分)图3－1－3再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为FN′＝FN(3分)FN′＝Mg＋Ff.(2分)【答案】Mg＋Ff【名师归纳】求解某力时，如果直接研究其受力物体，因受力情况复杂或未知量太多，不能求解时，可以反过来求其反作用力，然后再根据牛顿第三定律求解．本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放谢谢使用