2018年高考物理知识点第一轮复习教案6-第三章-牛顿运动定律-第1讲-牛顿第一定律-牛顿第三定律

PAGEPAGE1第三章牛顿运动定律考点内容要求考题统计考法分析201420152016①通过牛顿第一定律考查惯性；②通过牛顿第三定律考查力的相互性；③由牛顿运动定律求解、分析加速度；④已知受力情况要求确定运动情况；⑤已知运动情况要求确定受力情况；⑥通过整体法和隔离法考查牛顿运动定律的应用；⑦通过超重和失重考查牛顿运动定律的应用；⑧实验操作及数据处理牛顿运动定律及其应用Ⅱ·卷ⅠT176分T2412分T226分·卷ⅡT76分T2413分·卷ⅠT206分T2520分·卷ⅡT206分T2520分·甲卷T196分·乙卷T186分·丙卷T2310分超重和失重Ⅰ实验四：验证牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律考点一牛顿第一定律的理解与应用1．内容一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。2．意义(1)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律。(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态。3．物理学史物理学家对力和运动的关系观点如下：(1)亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止在一个地方。(2)伽利略：力不是维持物体运动的原因(通过理想实验得出)。(3)笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来，也不偏离原来的方向。(4)牛顿：力是改变物体运动状态的原因。[思维诊断](1)牛顿第一定律是实验定律。()(2)在水平面上运动的物体最终停下来，是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。()(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。()(4)物体的惯性越大，状态越难改变。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√[题组训练]1．[对定律的理解](2017·舟山模拟)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是()A．它表明了力是维持物体运动状态的原因B．它表明了物体具有保持原有运动状态的性质C．它表明了改变物体的运动状态并不需要力D．由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程，所以牛顿第一定律没有用处解析：牛顿第一定律揭示运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，故选项B正确。答案：B2．[伽利略斜面实验]伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至0，如图所示。伽利略设计这个实验的目的是说明()A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒C．维持物体做匀速直线运动并不需要力D．如果物体不受到力，就不会运动解析：在伽利略理想斜面实验中，“小球从两个对接的斜面中的固定斜面滚下后将滚上另一个斜面”是经验事实；“如果没有摩擦小球将运动到与释放时相同的高度”是推论；“减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上滑行的距离更长”也是推论；“当第二个斜面的倾角为0时，小球将沿水平面做匀速直线运动而不需要力来维持”是外推的结果。本实验是为了否定亚里士多德的观点，揭示物体的运动不需要力来维持，所以C正确，A、B、D均错误。答案：C3．[对惯性概念的理解]关于惯性的大小，下列说法中正确的是()A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大C．两个物体只要质量相同，那么惯性大小就一定相同D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小解析：惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的速度、受力情况和地理位置均无关，C正确。答案：C反思总结1惯性现象的“一只”、“二有”、“三区别”,①“一只”：惯性的大小只跟物体的质量有关。②“二有”：惯性是一切物体固有的属性；物体在任何情况下都有惯性。③“三区别”：惯性与第一定律的区别；惯性与力的区别；惯性与速度的区别。2惯性的“两种表现”①不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态。②在受力条件下，惯性表现出运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。考点二牛顿第三定律的理解与应用1．作用力与反作用力：两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力。2．牛顿第三定律：两个物体之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。3．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”4．作用力和反作用力与一对平衡力的对比分析[思维诊断](1)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力。()(2)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化。()(3)作用力与反作用力的合力为零。()(4)牛顿第三定律只适用于静止的一对物体间的相互作用。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×[题组训练]1．[对牛顿第三定律的理解](多选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果(如图所示)，分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是()A．作用力与反作用力同时产生B．作用力与反作用力作用在同一物体上C．作用力与反作用力大小相等D．作用力与反作用力方向相反答案：ACD2．[应用牛顿第三定律分析生活现象](2017·南宁模拟)手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是()A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系解析：锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的力是作用力与反作用力的关系，不论力的作用效果如何，两者总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。故C正确。答案：C3．[相互作用力与平衡力的区别](多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，物体保持静止，下列说法中正确的是()A．水平力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力解析：水平力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，且作用在一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确。答案：BD反思总结应用牛顿第三定律应注意的三个问题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，不能牵扯第三个物体。思想方法盘点④——“转换研究对象法”在受力分析中的妙用1．方法概述：转换研究对象法是当将A物体作为研究对象无法求解结果时，可以选与A相互作用的物体B为研究对象进行求解的方法，该方法往往用到牛顿第三定律。2．问题类型(1)研究对象为两个物体组成的系统时，若求物体A对物体B的作用力，可以A为研究对象，求出B对A的作用力，再利用牛顿第三定律求出A对B的作用力。(2)若物体B受力情况比较复杂，可以A为研究对象，求出B对A的作用力，再求出A对B的反作用力，比如要求物块对地面的压力时，可用这种方法。如图所示，质量为M＝60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40kg的重物送入井中。当重物以2m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．200N B．280NC．320N D．920N[解题指导]求人对地面的压力应该是地面，但无法对地面进行受力分析人受力。解析：设人对绳的拉力大小为F，对重物m应用牛顿第二定律得mg－F＝ma。由牛顿第三定律可知，绳对人向上的拉力F′与人对绳的拉力F等大反向，设地面对人的支持力为FN，对人应用平衡条件可得：F′＋FN＝Mg，可解得FN＝Mg－mg＋ma＝280N。由牛顿第三定律可知，人对地面的压力大小与地面对人的支持力大小相等，故人对地面的压力大小为280N，B正确。答案：B[即学即练]1．[转移研究对象法的应用]如图所示，物体A和B的重力分别为11N和7N，不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则下列说法正确的是()A．弹簧秤的读数为14N，A对地面的压力为11NB．弹簧秤的读数为18N，A对地面的压力为0C．弹簧秤的读数为7N，A对地面的压力为4ND．弹簧秤的读数为0，A对地面的压力为11N解析：物体B保持静止，说明B物体合外力为零，即绳上拉力为7N。此刻弹簧秤静止，因此弹簧秤的读数为7N。说明弹簧秤对A拉力为7N，地面对A物体应有4N的支持力(根据牛顿第三定律可知A对地面的压力为4N)，所以C正确。答案：C2.[转移研究对象法的应用]如图所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是()A．地面对斜面体的摩擦力大小为FcosθB．地面对斜面体的支持力为(M＋m)gC．物体对斜面体的摩擦力的大小为FD．斜面体对物体的作用力竖直向上解析：由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受力情况可得：地面对斜面体的摩擦力大小为Fcosθ，地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g＋Fsinθ，故A对，B错；隔离物体进行受力分析，物体对斜面体的摩擦力大小为F＋mgsinθ，故C错；将斜面体作为施力物体，则斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上，D错。答案：A1．下列关于牛顿第一定律以及惯性概念的说法中，正确的是()A．牛顿第一定律说明，只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态B．物体运动状态发生变化则物体一定受到力的作用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，但物体的运动速度越大时其惯性也越大解析：当物体所受的合力为零时，物体也可以处于匀速直线运动状态或静止状态，故A项错误。由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，故B项正确。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)则反映物体在一定条件下的运动规律，C项错误。虽然物体的运动不需要力来维持，但物体的惯性与运动速度大小无关，D项错误。答案：B2．物体A的质量为10kg，物体B的质量为20kg，A、B分别以20m/s和10m/s的速度运动，则下列说法中正确的是()A．A的惯性比B大B．B的惯性比A大C．A和B的惯性一样大D．不能确定A、B的惯性大小关系解析：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度大小无关，故B的惯性比A大，选项B正确，选项A、C、D都错。答案：B3.2015年4月25日在西藏定日发生5.9级地震，如图所示，解放军某部出动直升机救助被困受伤灾民，若不考虑悬索质量，下列说法正确的是()A．只有在匀速吊起时悬索对人的拉力才等于人对悬索的拉力B．当加速吊起时悬索对人的拉力大于人对悬索的拉力C．当加速吊起时悬索对人的拉力大于悬索对飞机的拉力D．无论如何吊起悬索对人的拉力都等于人对悬索的拉力解析：悬索对人的拉力和人对悬索的拉力是一对作用力与反作用力，在任何情况下大小都相等，故A、B错误，D正确；悬索对飞机的拉力和飞机对悬索的拉力是一对作用力和反作用力，且悬索中张力处处相等，故C错误。答案：D4．本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下面是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是()A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的B．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原有的运动状态，因此摔倒C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地了D．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了解析：骑车人与自行车本身处于运动状态，车的前轮陷入水坑时，前轮会立即静止，但人与车的后半部分由于惯性，仍要继续向原来的运动方向运动，故人和车的后半部分向原来运动的方向摔倒，因此选项B正确。答案：B5．(2017·唐山模拟)(多选)跳高运动员从地面起跳的瞬间，下列说法中正确的是()A．运动员对地面的压力大于运动员受到的重力B．地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力C．地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力D．运动员对地面的压力大小等于运动员受到的重力解析：运动员起跳的瞬间向上做加速运动，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma，故地面对运动员的支持力大于运动员的重力，由牛顿第三定律得运动员对地面的压力等于地面对运动员的支持力，选项A、B正确，C、D错误。答案：AB6.(2013·全国卷Ⅰ)如图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如表。表中第二列是时间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据，伽利略可以得出的结论是()11324213093298164526255824366119249716006482104A.物体具有惯性B．斜面倾角一定时，加速度与质量无关C．物体运动的距离与时间的平方成正比D．物体运动的加速度与重力加速度成正比解析：由第三列物体沿斜面运动的距离猜想可能与时间有关，先可以求出各距离的比值近似为1∶4∶9∶16∶25∶36∶49∶64，即物体运动的距离与时间的平方成正比即x∝t2，故选项C正确。由此可以进一步得出物体沿斜面向下做初速度为零的匀加速运动，但仅根据表格中的数据无法确定加速度与质量、斜面倾角及重力加速度的关系，也不能得出物体具有惯性，所以选项A、B、D错。答案：C

课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(1～7题为单项选择题，8～14题为多项选择题)1．(2017·锦州模拟)下列关于惯性的说法正确的是()A．宇航员从地球到达太空，惯性减小B．火箭升空时速度增大，惯性增大C．战斗机战斗前抛掉副油箱，惯性增大D．空卡车装满货物后，惯性增大解析：惯性的唯一决定因素是物体的质量，宇航员从地球到达太空，其质量不变，惯性不变，火箭升空由于燃料的燃烧，其总质量会减小，惯性减小，故A、B错误，战斗机战斗前抛掉副油箱，是为了减小惯性，故C错误；空卡车装满货物后，质量增大，故惯性增大，故D正确。答案：D2.(2017·南昌模拟)如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时()A．A与B之间有相互作用力B．A对B的作用在先，B对A的作用在后C．B对A的作用力小于A对B的作用力大小D．A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力解析：A推B时，A与B之间有相互作用力，是一对作用力与反作用力，作用力与反作用力同时产生，大小相等，选项A正确，B、C、D错误。答案：A3．某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是()A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力解析：绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，与桶的运动状态无关，A、B、D均错误，C项正确。答案：C4．(2017·黄山模拟)下列说法正确的是()A．在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大B．牛顿第一定律可以用实验来验证C．在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球的惯性逐渐变为零D．物体的速度逐渐增大同时加速度逐渐减小是有可能的答案：D5．不同质量的汽车在同一水平公路上直线行驶，则下列说法中正确的是()A．车速越大的汽车，它的惯性越大B．质量越大的汽车，它的惯性越大C．车速越大的汽车，紧急刹车后滑行的路程越短D．质量越大的汽车，紧急刹车后滑行的路程越长解析：质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，A错误、B正确；紧急刹车后，汽车做匀减速直线运动，此时v2＝2μgx，由此可知速度越大的汽车，滑行的路程越长，与汽车的质量无关，C、D错误。答案：B6.如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则()A．绳子对甲的拉力小于甲的重力B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力解析：由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，A错；由作用力与反作用力的关系可知，绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，B错；乙能把绳子拉断，对于具有同样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力，而甲拉的绳子能承受甲的重力，甲、乙质量相等，因此乙拉绳子的拉力一定大于乙的重力，C错，D对。答案：D7.(2017·德州模拟)如图所示，由相同材料做成的A、B两物体放在长木板上，随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动，它们的质量分别为mA和mB，且mA>mB。某时刻木板停止运动，设木板足够长，下列说法中正确的是()A．若木板光滑，由于A的惯性较大，A、B间的距离将增大B．若木板粗糙，由于B的惯性较小，A、B间的距离将减小C．若木板光滑，A、B间距离将减小D．若木板粗糙，A、B间距离保持不变解析：若木板光滑，木板停止运动后，A、B均以速度v做匀速运动，间距不变，A、C错误；若木板粗糙，同种材料制成的物体与木板间动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律得到：μmg＝ma，a＝μg，可见A、B减速运动的加速度相同，间距不变，故B错误，D正确。答案：D8.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不变，相对于车向后(前)滚动，选项B、C正确。答案：BC9．在冰壶比赛中运用到了惯性的原理，则下列说法正确的是()A．若冰面光滑，则冰壶能一直运动下去B．冰壶会由于冰面的阻力速度逐渐降低C．在比赛中要想冰壶停下来，运动员可用杆阻止冰壶的运动D．冰壶比赛中运用到的所有冰壶在任何时候的惯性并不一定相等解析：若冰面光滑，根据牛顿第一定律，冰壶将做匀速直线运动，当然如果冰面有阻力，冰壶的速度会逐渐减小，选项A、B正确。冰壶比赛时，不允许运动员用杆阻止冰壶运动，所以C错。所有冰壶的质量都相等，质量是惯性大小的唯一量度，所以所有冰壶惯性都相等，D错。答案：AB10.如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大小大于乙对甲的拉力大小D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小解析：甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大小大于绳子对甲的拉力大小；乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大小大于乙受到的地面的摩擦力大小；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小。A、C错误，B、D正确。答案：BD11．科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是()A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质解析：亚里士多德认为物体的运动需要力来维持，A错误；牛顿根据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点，得出了选项D的正确观点，选项B、C、D正确。答案：BCD12．伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动解析：惯性是指物体保持原来的运动状态的性质，保持原来的运动状态与抵抗运动状态的变化含义相同，故A正确。没有力的作用时，物体可能静止，也可能做匀速直线运动，B错误。惯性反映的是物体运动状态不变，即速度的大小和方向都不变，而圆周运动的方向时刻改变，不能反映物体有惯性，C错误。依牛顿第一定律可直接得出选项D正确。答案：AD13．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有()A．力不是维持物体运动的原因B．物体之间普遍存在相互吸引力C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，伽利略利用理想斜面实验和逻辑推理发现力不