高中物理-3.1牛顿第一定律-牛顿第三定律课件-教科版

第1讲牛顿(niúdùn)第一定律牛顿(niúdùn)第三定律第一页，共49页。考点1牛顿第一(dìyī)定律1.牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持(bǎochí)_______________状态或_____状态，直到有______迫使它_______这种状态为止.(2)意义.①指出了一切物体都有_____，因此牛顿第一定律又叫________.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________的原因.匀速直线运动(yùndòng)改变惯性惯性定律改变加速度静止外力维持第二页，共49页。2.惯性(1)定义：物体具有保持(bǎochí)______________状态或_____状态不变的性质.(2)性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的_________，与物体的运动情况和受力情况______.(3)量度：_____是惯性大小的惟一量度，________的物体惯性大，_______的物体惯性小.匀速直线运动(yùndòng)固有(gùyǒu)属性无关质量大质量小静止质量第三页，共49页。1.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.2.牛顿第一定律的意义(yìyì)(1)牛顿第一定律描述了物体不受外力时的状态，而物体不受力的情形是不存在的，因此牛顿第一定律不是实验定律.(2)牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因.第四页，共49页。在平直(pínɡzhí)轨道上，匀速向右行驶的封闭车厢内，悬挂着一个带滴管的盛油容器，滴管口正对车厢地板上的O点，如图所示，当滴管依次滴下三滴油时，设这三滴油都落在车厢地板上，则下列说法中正确的是()第五页，共49页。A.这三滴油落在OA之间，而且后一滴比前一滴离O点远些B.这三滴油落在OA之间，而且后一滴比前一滴离O点近些C.这三滴油落在OA之间同一(tóngyī)位置上D.这三滴油均落在O点上【解析】选D.在匀速行驶的封闭车厢内，车和任意一滴油在水平方向上都具有相同的运动情况，因此任意一滴油都要落在滴管口正下方的O点，故D项正确.第六页，共49页。考点(kǎodiǎn)2牛顿第三定律1.作用力和反作用力：两个物体(wùtǐ)之间的作用总是______的，一个物体(wùtǐ)对另一个物体(wùtǐ)施加了力，另一个物体(wùtǐ)一定同时对这个物体(wùtǐ)___________.力是物体(wùtǐ)与物体(wùtǐ)间的相互作用，物体(wùtǐ)间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力.相互(xiānghù)也施加了力第七页，共49页。2.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是(zǒnɡshì)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.相反(xiāngfǎn)同一条(yītiáo)直线上反作用力相等第八页，共49页。1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小(dàxiǎo)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与是否和另外物体相互作用无关.第九页，共49页。2.相互作用力与平衡力的比较(bǐjiào)不同点对应(duìyìng)名称比较(bǐjiào)内容相同点受力物体依赖关系叠加性力的性质大小方向作用力和反作用力一对平衡力作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上同时产生，同时消失，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，合力为零一定是同性质的力可以是同性质的力，也可以不是同性质的力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上第十页，共49页。3.应用牛顿第三定律应注意的问题(1)定律中的“总是(zǒnɡshì)”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)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相互关系”.第十一页，共49页。(2012·聊城模拟)一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后(ránhòu)改做匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是()A.加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C.只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D.不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总是相等第十二页，共49页。【解析】选D.“绳”与“物”是一对相互作用的物体，绳与物之间的作用力与反作用力永远遵守牛顿第三定律，与相互作用的性质、物体的运动状态(zhuàngtài)均无关系，总是等大、反向、作用在不同物体上且在同一条直线上，故D选项正确.第十三页，共49页。【例证1】科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段.在研究和解决问题过程中,不仅需要相应的知识(zhīshi),还要注意运用科学方法.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,如图所示,其中有一个是经验事实,其余是推论.理想实验的“魅力(mèilì)”第十四页，共49页。第十五页，共49页。①减小第二个斜面的倾角,小球在这个(zhège)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.请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______(只要填写序号即可).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()第十六页，共49页。A.①是事实(shìshí),②③④是推论B.②是事实(shìshí),①③④是推论C.③是事实(shìshí),①②④是推论D.④是事实(shìshí),①②③是推论第十七页，共49页。【解题指南】“经验事实”和“推论”的区别有以下两点：(1)经验事实是符合实际的具体操作过程.(2)推论是在一定假设条件下的实验结果.【自主解答】本题再现了伽利略理想实验法,即在可靠(kěkào)的物理事实的基础上进行科学合理外推,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确结论.其正确顺序为②③①④,其中②是事实,①③④是合理外推.答案:②③①④B第十八页，共49页。【总结提升】区分理想实验与真实实验(1)真实的科学实验是一种实践的活动，而理想实验则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过(tōngguò)物化过程而实现的实验，后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验．第十九页，共49页。(2)理想实验并不是脱离实际的主观臆想，首先，理想实验是以实践为基础的．所谓的“理想实验”就是在真实的科学实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入一层的抽象分析．其次，理想实验的推理过程，是以一定的逻辑法则为根据(gēnjù)的，而这些逻辑法则，都是从长期的社会实践中总结出来的，并被实践所证实了的．第二十页，共49页。【变式训练】在如图所示的实验中，可以看到，从同一高度释放小车随着表面材料的改变而一次比一次停得远，如果表面绝对光滑，那么我们综合伽利略的实验，通过合理外推可以得出结论：__________________________________________.该实验和伽利略的斜面(xiémiàn)实验都是采用了相同的________，它是建立在事实基础上，把经验事实与抽象思维结合在一起推测的方法.第二十一页，共49页。【解析】根据伽利略的理想斜面实验，本实验中若表面绝对光滑，小车将永远运动下去(xiàqù)，不需要力来维持；两个实验都是理想实验.答案:物体的运动不需要力来维持理想实验法第二十二页，共49页。【例证2】汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法正确的是()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(ránhòu)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，此时汽车对拖车向前的拉力等于拖车向后拉汽车的力对牛顿(niúdùn)第三定律的理解第二十三页，共49页。【解题指南】解答(jiědá)本题时，应把握以下两点：(1)拖车的运动状态由汽车的拉力和地面对其摩擦力共同决定.(2)作用力和反作用力的关系永远遵守牛顿第三定律.第二十四页，共49页。【自主解答】选D.汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对(yīduì)作用力和反作用力，二者一定等大、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；无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，是由于汽车对拖车的拉力大于地面对其摩擦阻力(包括其他阻力)，匀速前进和加速前进时，汽车对拖车向前的拉力都等于拖车向后拉汽车的力，故D项正确.第二十五页，共49页。【总结提升】解题(jiětí)关键是要正确理解牛顿第三定律，明确作用力和反作用力的关系，对易错选项及错误原因具体分析如下：第二十六页，共49页。易错角度(jiǎodù)错误(cuòwù)原因易错选A凭主观想象，而不是按物理规律分析问题(wèntí)，汽车能拉着拖车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，汽车对拖车的拉力和拖车对汽车的拉力是作用力和反作用力，大小相等方向相反.易错选B误认为汽车先拉拖车,才会产生拖车拉汽车的力，而实际上作用力和反作用力同时产生.易错选C误认为作用力与反作用力的关系与物体的运动状态和作用效果有关.而实际上无论汽车如何运动，汽车对拖车向前的拉力都等于拖车向后拉汽车的力.第二十七页，共49页。【变式训练】(2012·潍坊模拟)通常河水边的湿地是很松软的，人在这些湿地上行走时容易下陷(xiàxiàn)，在人开始下陷(xiàxiàn)时()A.人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力B.人对湿地地面的压力等于湿地地面对他的支持力C.人的重力大于湿地地面对他的支持力D.人的重力等于湿地地面对他的支持力第二十八页，共49页。【解析(jiěxī)】选B、C.人在这些湿地上受重力和支持力，当重力大于支持力时，开始下陷，C正确，D错误；人对湿地地面的压力与湿地地面对他的支持力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力是大小相等方向相反的，A错误，B正确.第二十九页，共49页。牛顿第三定律的应用【例证3】(12分)一个(yīɡè)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(yīɡè)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f，则此时箱对地面的压力大小为多少？第三十页，共49页。【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)箱子与环之间作用力与反作用力的特点.(2)分析(fēnxī)每一个物体的受力情况和运动情况，并列出方程.第三十一页，共49页。【规范解答】环在竖直方向上受力情况如图甲所示，受重力mg和杆给它竖直向上的摩擦力f，根据牛顿第三定律(dìnglǜ)，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，(3分)故箱子在竖直方向上受力如图乙所示，受重力Mg，地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，(3分)第三十二页，共49页。由于箱子处于平衡状态，可得:N=f′+Mg=f+Mg.(3分)根据牛顿第三(dìsān)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N′=f+Mg(3分)答案:f+Mg第三十三页，共49页。【总结提升】牛顿第三定律的应用(yìngyòng)方法1.根据作用力求反作用力(1)作用力与反作用力，二者一定等大、反向、分别作用在两个物体上，故本题可对箱子受力分析求出支持力.(2)在箱子受力分析中最容易出错的是环给箱子的力，为避免出错，可先对环受力分析，然后结合牛顿第三定律反推环给箱子的力.第三十四页，共49页。2.研究对象的选取方法整体法和隔离法是高中物理中最常用的方法，特别是涉及到两个(liǎnɡɡè)或两个(liǎnɡɡè)以上的物体时，往往会用到此法.在本题中用到了隔离法，把环和箱子隔离开来分别受力分析，再利用牛顿第三定律和物体平衡的知识解出相应的结果.第三十五页，共49页。【变式训练】身高和质量完全相同的两人穿同样的鞋在同一水平面上通过一轻杆进行顶牛比赛，企图迫使对方后退.设甲、乙两人对杆的推力分别是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α越大，此刻人手(rénshǒu)和杆的端点位置就越低，如图所示，若甲获胜，则()A.F1=F2，α1＞α2B.F1＞F2，α1=α2C.F1=F2，α1＜α2D.F1＞F2，α1＞α2第三十六页，共49页。【解析】选A.由于杆是轻杆，把杆当做甲或乙的一部分，由牛顿第三定律可得，F1=F2，故B、D错误；甲获胜是由于甲所受地面的最大静摩擦力大于乙，则杆对甲有向下的分量,对乙有向上(xiàngshàng)的分量,使甲对地面的压力大于乙对地面的压力,故甲端杆的端点的位置较低，α1＞α2，故A对.第三十七页，共49页。考查内容作用力、反作用力与平衡力的区别【例证】如图所示，水平力F把一个物体紧压在墙上静止不动，以下说法(shuōfǎ)中正确的是()第三十八页，共49页。A.作用力F与墙壁对物体的压力是一对作用力和反作用力B.作用力F与物体对墙壁的压力是一对平衡力C.物体的重力(zhònglì)与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力D.物体的重力(zhònglì)与墙壁对物体的静摩擦力是一对作用力和反作用力第三十九页，共49页。【规范解答】选C.作用力F与墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，在一条直线上，是一对平衡力，A错误；作用力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力既不是平衡力，也不是作用力与反作用力，B错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力，还受墙壁对物体的竖直向上的静摩擦力，因物体处于静止(jìngzhǐ)状态，故这两个力是一对平衡力，C正确，D错误.第四十页，共49页。1.关于牛顿第一定律的说法正确的是()A.牛顿第一定律是理想的实验定律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(ɡuànxìnɡdìnɡlǜ)与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持第四十一页，共49页。【解析】选B、D.牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律(guīlǜ)，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律(guīlǜ)，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以A错误；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)则反映物体在一定条件下的运动规律(guīlǜ)，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，所以选项B、D正确.第四十二页，共49页。2.关于物体的惯性,下列说法正确的是()A.质量相同的两个物体,在阻力相同的情况下,速度大的不易停下来,所以速度大的物体惯性大B.质量相同的物体,惯性相同C.推动地面上静止的物体比保持(bǎochí)这个物体匀速运动时所需的力大,所以静止的物体惯性大D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小第四十三页，共49页。【解析】选B.惯性是物体的固有属性，惯性的大小仅由物体的质量大小决定(juédìng)，与外界因素(受力与否、受力的大小与多少、运动状态及所处环境)无关,故B对,C、D错.速度大的物体不能很快停下来，是因为使物体从较大的速度变为静止，速度的改变量大，需要较长的时间，并非速度大，惯性大，故A错.第四十四页，共49页。3.下列叙述中正确的是()A.作用(zuòyòng)力与反作用(zuòyòng)力一定是同种性质的力B.作用(zuòyòng)力与反作用(zuòyòng)力总是同时产生，同时消失C.作用(zuòyòng)力与反作用(zuòyòng)力有时可以是平衡力D.作用(zuòyòng)力与反作用(zuòyòng)力方向一定是相同的【解析】选A、B.据作用(zuòyòng)力与反作用(zuòyòng)力的同性质和同时性可知，作用(z