2015届高考物理大一轮精讲(夯实必备知识+精研疑难要点+提升学科素养)3.1-牛顿第一定律-牛顿第

考纲点击专家解读高考链接牛顿运动定律及其应用Ⅱ1.理解力和运动的关系，会运用牛顿第二定律解决动力学问题2．从考察形式上看，题型有选择题、计算题.2013年海南卷P83,1T2013年浙江卷P91,5T超重和失重Ⅰ1.理解超重、失重的本质．2．从考察形式上看，选择题较多．实验四：探究加速度与物体质量、物体受力的关系1.掌握牛顿第二定律的验证方法和原理．2．着重考察控制变量法以及数据的处理．2013年天津卷P104，例12012年安徽卷P106,2T第1单元牛顿第一定律牛顿第三定律夯实必备知识对应学生用书第43页必备知识一牛顿第一定律[基础梳理]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改变这种状态.2.意义(1)指出力不是_______物体运动的原因,而是_______物体运动状态的原因,即力是产生_________的原因.(2)指出了一切物体都有_________,因此牛顿第一定律又称为____________.匀速直线运动静止维持改变加速度惯性惯性定律3.惯性(1)定义:物体具有保持原来________________状态或_______状态的性质.(2)量度:______是物体惯性大小的唯一量度,_______大的物体惯性大,_______小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的_________属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况________.匀速直线运动静止质量质量质量无关固有名师点拨☆☆☆惯性和惯性定律的区别(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．[即时训练]1.关于牛顿第一定律的说法正确的是()A.牛顿第一定律不能在实验室中用实验验证B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持解析:牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律,反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律,而自然界中不受力的物体是不存在的,所以A正确；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质,惯性定律(即牛顿第一定律)则是反映物体在一定条件下的运动规律,故C不正确；由牛顿第一定律可知,物体的运动不需要力来维持,但要改变物体的运动状态则必须有力的作用,所以B、D正确.答案:A、B、D必备知识二牛顿第三定律[基础梳理]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,后一个物体一定同时对前一物体________________.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______,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______________的相互依赖关系.相互也施加了力同一条直线上相等相反反作用力[即时训练]2.一物体受绳子的拉力作用由静止开始前进,先做加速运动,然后改为匀速运动,再改做减速运动,则下列说法中正确的是()A.加速前进时,绳子拉物体的力大于物体拉绳子的力B.减速前进时,绳子拉物体的力小于物体拉绳子的力C.只有匀速前进时,绳子拉物体的力才与物体拉绳子的力大小相等D.不管物体如何前进,绳子拉物体的力与物体拉绳子的力大小总相等解析:绳拉物体的力与物体拉绳子的力是一对作用力和反作用力.根据牛顿第三定律,作用力和反作用力大小相等,方向相反,分别作用在物体上和绳子上,作用力与反作用力的关系与物体的运动状态和作用效果无关.加速前进、匀速前进或减速前进时,绳子拉物体的力都等于物体拉绳子的力,故A、B、C均错,D正确.答案:D精研疑难要点要点一牛顿第一定律的理解与应用1．明确了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，即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质．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，而不是维持物体运动的原因，物体的运动并不需要力来维持．3．揭示了不受力作用时物体的运动状态牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外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．与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的．力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答．牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．[例1]在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，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,相对于碗向右洒出,故B、D正确.[答案]B、D[规律小结]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,物体的运动状态较难改变；惯性小,物体的运动状态容易改变.1．如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()A.若小球向前滚动,则磁悬浮列车在加速前进B.若小球向后滚动,则磁悬浮列车在加速前进C.磁悬浮列车急刹车时,小球向前滚动D.磁悬浮列车急刹车时,小球向后滚动解析:列车加(减)速时,小球由于惯性保持原来的运动状态(即原速率)不变,相对于车向后(前)滚动,选项B、C正确.答案:B、C要点二牛顿第三定律的理解和应用对应学生用书第45页1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同．(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同．(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．2．相互作用力与平衡力的比较对应名称比较内容作用力和反作用力一对平衡力不同点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同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失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性质不一定相同相同点大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上[例2]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为赢者．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[思维流程]第一步：抓关键点①冰面可看成光滑②两人中间位置处有一分界线第二步：建立物理模型两人相向做匀加速直线运动第三步：找解题突破口甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力第四步：形成解题思路已知两人水平拉力大小相等，根据牛顿第二定律和质量大小可得出两人运动的加速度大小关系，进而应用x＝12at2比较两人运动的位移关系．[解析]根据牛顿第三定律可知甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，选项A错；因为甲和乙的力作用在同一个物体上，是一对平衡力，故选项B错．设绳的张力为F，根据牛顿第二定律a＝Fm知，若m甲m乙，则a甲a乙，由x＝12at2推知，甲的位移较小，乙先过界，C正确．“拔河”比赛的输赢只与甲、乙的质量有关，与收绳速度无关，选项D错误．[答案]C[规律总结]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，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的．(2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同．(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能牵扯有第三个物体．2.在滑冰场上,甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上,原来静止不动,在相互猛推一下后分别向相反方向运动.假定两板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.在分开后,甲的加速度大小小于乙的加速度大小解析：在推的过程中，作用力与反作用力大小相等，相互作用时间相同，故A、B均错．分开后，两者滑动摩擦力分别为Ff1＝μm1g，Ff2＝μm2g，则各自的加速度分别为a1＝Ff1m1＝μg，a2＝Ff2m2＝μg，两者做匀减速直线运动的加速度大小相等，则根据v2＝2ax可知x1x2＝v21v22，因为x1＞x2，则v1＞v2.故C对，D错．答案:C提升学科素养“抽象问题简单化”系列之二牛顿第三定律在受力分析中的妙用在对物体进行受力分析时，如果不便于分析物体受到的某些力，则可以通过分析其反作用力来解决问题，牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔．[典例]如图所示为杂技“顶竿”表演，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)gB．(M＋m)g－maC．(M＋m)g＋maD．(M－m)g[思维点拨]转换对象“底人”受力→竿受力思路立现通过转换研究对象将研究对象由受力复杂的“底人”转换为受力较“少”的杆，便于分析和计算[解析]对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力Ff,有mg－Ff＝ma得Ff＝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、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN,有Mg＋Ff′＝FN,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FN′＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma.B项正确.[答案]B[题后悟道]由于题中没有给出地面对“底人”的支持力情况,所以不能以“底人”为研究对象,这时必须转换研究对象,先以竿上的人为研究对象,再以杆为研究对象,通过牛顿第三定律建立竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力等大的关系进行求解.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,则此时箱对地面的压力大小为多少？解析：环在竖直方向上受力情况如图甲所示，其受重力mg和杆对它竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿第三定律，环应对杆一个竖直向下的摩擦力Ff′.故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，其受重力Mg、地面对它的支持力FN及环对它的摩擦力Ff′.由于箱子处于平衡状态，可得：FN＝Ff′＋Mg＝Ff＋Mg.根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的弹力大小，则FN′＝FN＝Ff＋Mg答案:Ff＋Mg