【优化方案】2022届高三物理大一轮复习-第3章-第1节-牛顿第1、第3定律-教学讲义-

2022高考导航考纲呈现1．牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用Ⅱ2．超重和失重Ⅰ3．单位制：要知道中学物理中涉及的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位，包括小时、分、升、电子伏特(eV)Ⅰ试验四：验证牛顿运动定律说明：知道国际单位制中规定的单位符号．热点视角1．高考对本章学问的考查照旧是重点，特殊是牛顿运动定律与曲线运动、万有引力及电磁学等相结合的题目毁灭的可能性较大．2．对牛顿其次定律的考查照旧会放在瞬时关系、两类基本问题及连接体问题等内容上．3．对基本概念的考查主要涉及力和运动、超重、失重等方面．应当留意牛顿第三定律的学问可能会在高考中毁灭．第一节牛顿第一、第三定律[同学用书P40]一、牛顿第确定律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转变这种状态．2．意义(1)揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第确定律又叫惯性定律．(2)揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的缘由，而是转变物体运动状态的缘由，即产生加速度的缘由．1.(多选)关于牛顿第确定律的说法正确的是()A．牛顿第确定律不能在试验室中用试验验证B．牛顿第确定律说明力是转变物体运动状态的缘由C．物体不受外力作用时，确定处于静止状态D．物体的运动不需要力来维持答案：ABD二、惯性1．定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．3．量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．3．普遍性：惯性是物体的本质属性，一切物体都有惯性．与物体的运动状况和受力状况无关．2.(多选)伽利略依据小球在斜面上运动的试验和抱负试验，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．物体抵制运动状态变化的性质是惯性B．不受力的物体有惯性，受力的物体没有惯性，速度不变的物体有惯性，速度转变的物体没有惯性C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体假如没有受到力的作用，将连续以同一速度沿同始终线运动答案：AD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相等、方向相反，而且在一条直线上．2．表达式：F＝－F′.特殊提示：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消逝，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.(单选)在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力()A．小于受到的弹力B．大于受到的弹力C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．和受到的弹力是一对平衡力答案：D考点一牛顿第确定律[同学用书P41]1．明确了惯性的概念．2．揭示了力的本质．3．揭示了不受力作用时物体的运动状态．(单选)下列关于牛顿第确定律以及惯性概念的说法中，正确的是()A．牛顿第确定律说明，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确定受到力的作用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．由牛顿第确定律可知，力是转变物体运动状态的缘由，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(即牛顿第确定律)则反映物体在确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]B[总结提升](1)牛顿第确定律并非试验定律．它是以伽利略的“抱负试验”为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的．(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性，与物体是否受力、受力的大小无关，与物体是否运动、运动速度的大小也无关．1.(单选)关于惯性的大小，下列说法中正确的是()A．高速运动的物体不简洁停下来，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，那么惯性大小就确定相同D．在月球上举重比在地球上简洁，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小解析：选C.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、受力状况和地理位置均无关，C正确．考点二牛顿第三定律的理解与应用[同学用书P41]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变化状况相同．(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靠关系同时产生、同时消逝不愿定同时产生、同时消逝叠加性两力作用效果不行抵消，不行叠加，不行求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质确定是同性质的力性质不愿定相同相同点大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上(单选)(2021·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当是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．由于不清楚锤头和玻璃的其他受力状况，所以无法推断它们之间的相互作用力的大小[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]C2.(多选)用手托着一块砖，开头时静止不动，后来手突然向上加速运动，下列推断正确的是()A．静止时，砖受到的支持力等于砖的重力B．加速时，砖对手的压力大于砖的重力C．静止时，砖受到的支持力等于砖对手的压力D．加速时，砖受到的支持力大于砖对手的压力解析：选ABC.静止时，重力与支持力是一对平衡力，大小相等，A正确；不论静止还是加速，支持力和压力都是一对相互作用力，大小相等，故C正确，D错误；加速时，支持力大于重力，则压力大于重力，故B正确．[同学用书P42]物理思想——用牛顿第三定律转换争辩对象作用力与反作用力，二者确定等大反向，分别作用在两个物体上．当待求的某个力不简洁求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在很多问题中，摩擦力的求解亦是如此．建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在水平地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升，忽视绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求：地面受到的压力和摩擦力大小．(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)[审题点睛](1)求地面受力eq\o(,\s\up12(转换争辩对象),\s\do5(牛顿第三定律))人受力→平衡条件(2)绳受力→建筑材料→牛顿其次定律[解析]建筑材料受力如图：由牛顿其次定律得：F1－mg＝ma代入数据解得：F1＝220N因此绳对人的拉力F2＝F1＝220N人受力如图所示由平衡条件得：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F2·cos53°＝Ff,F2·sin53°＋FN＝Mg))代入数据解得：FN＝524N，Ff＝132N由牛顿第三定律得：人对地面的压力大小为524N，地面受到的摩擦力大小为132N.[答案]524N132N3.(单选)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()A．Mg＋Ff B．Mg－FfC．Mg＋mg D．Mg－mg解析：选A.环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，受力状况如图甲所示，依据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力F′f，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力F′f，受力状况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg.依据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即F′N＝Mg＋Ff，故选项A正确．[同学用书P42]1.(单选)(2022·高考北京卷)伽利略制造的把试验、假设和规律推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科同学疏的进展．利用如图所示的装置做如下试验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面对下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度渐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.依据三次试验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A．假如斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．假如小球不受力，它将始终保持匀速运动或静止状态C．假如小球受到力的作用，它的运动状态将发生转变D．小球受到的力确定时，质量越大，它的加速度越小解析：选A.本题考查伽利略试验，选项之间有确定的规律性．需要考生有确定的思维辨别力气．先分析题目本身，题目给出斜面上铺垫三种粗糙程度渐渐降低的材料，小球的位置依次为1、2、3，认真审题，题目要求是得到的直接结论．由题目试验，我们不难想象当斜面确定光滑时，在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置．而B、C、D，从题目不行以直接得出．综上，本题选A.2．(单选)(2021·唐山模拟)牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的争辩结果后，提出了出名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第确定律和牛顿其次定律形成了完整的牛顿力学体系．下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力相互平衡C．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等解析：选D.由牛顿第三定律可知，作用力和反作用力同时产生，同时消逝，A项错；压力和支持力作用在不同的两个物体上，而平衡力是作用在同一物体上的，B项错；作用力与反作用力等大反向，故人对车的作用力等于车对人的作用力，C项错；物体对地面的摩擦力等于地面对物体的摩擦力，D项正确．3．(多选)(2021·茂名模拟)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：选AB.压力与支持力是相互作用力，大小相等，C错误；跳起瞬间，支持力大于重力，则压力大于重力，故A、B正确，D错误．4．(单选)如图为伽利略的“抱负试验”示意图，两个斜面对接，让小球从其中一个固定的斜面滚下，又滚上另一个倾角可以转变的斜面，斜面的倾角渐渐减小直至为零．这个试验的目的是为了说明()A．假如没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B．假如没有摩擦，小球运动时机械能守恒C．维持物体做匀速直线运动并不需要力D．假如物体不受到力，就不会运动解析：选C.为反对亚里士多德关于物体运动和力关系的错误观点，伽利略依据牢靠的事实为基础，以抽象为主导，经过科学推理，做了这个想象中的试验，试验的真正目的是找出运动和力的关系，并非选项A和B叙述的状况，故A、B均错，C正确；在不受外力作用时，一切物体都有保持匀速直线运动或静止状态的性质，故D错误．5．(单选)不同质量的汽车在同一水平大路上直线行驶，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：选B.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．6．(单选)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，商定先使对方过分界线者为赢．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”竞赛的成功D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”竞赛的成功解析：选C.依据牛顿第三定律，甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，A错误；由于甲对绳的拉力和乙对绳的拉力都作用在绳上，故B错误；依据牛顿其次定律a＝eq\f(F,m)和x＝eq\f(1,2)at2，因绳对甲、乙的拉力相等，若甲的质量比较大，则甲的位移较小，乙先过界，C正确；“拔河”竞赛的输赢只与甲、乙的质量有关，与收绳速度无关，D错误．一、单项选择题1．(2021·湖北部分重点中学联考)伽利略和牛顿都是物理学进展史上最宏大的科学家，巧合的是，牛顿就诞生在伽利略去世后其次年．下列关于力和运动关系的说法中，不属于他们观点的是()A．自由落体运动是一种匀变速直线运动B．力是使物体产生加速度的缘由C．物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性D．力是维持物体运动的缘由解析：选D.伽利略通过斜面试验以及规律推理证明自由落体运动是一种匀变速直线运动，A项不符合题意；牛顿第确定律表明力是产生加速度的缘由、惯性是物体的固有属性，B、C项不符合题意；亚里士多德认为力是维持物体运动的缘由，D项符合题意．2.(2021·浙江苍南月考)有人做过这样一个试验：如图所示，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．则下面说法不正确的是()A．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：选B.A对B的作用力和B对A的作用力为作用力与反作用力，大小确定相等，故A正确，B错误；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，C对；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，D正确．3．月球表面上的重力加速度为地球表面上重力加速度的eq\f(1,6).对于同一个飞行器，在月球表面上时与在地面表面上时相比较()A．惯性减小为地球表面时的eq\f(1,6)，重力不变B．惯性和重力都减小为在地球表面时的eq\f(1,6)C．惯性不变，重力减小为在地球表面时的eq\f(1,6)D．惯性和重力都不变解析：选C.因同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关．所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变．物体的重力发生变化，这个飞行器在月球表面上的重力为G月＝mg月＝m·eq\f(1,6)g地＝eq\f(1,6)G地．选C.4．(2021·海口模拟)汽车拉着拖车在水平道路上沿着直线加速行驶，依据牛顿运动定律，以下说法正确的是()A．汽车能拉着拖车加速前进，是由于汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B．加速前进时，汽车对拖车的拉力大小与拖车对汽车的拉力大小相等C．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力D．汽车对拖车的拉力大小与拖车所受地面对它的摩擦力大小相等解析：选B.汽车拉着拖车加速前进，汽车对拖车的拉力大于拖车所受地面对它的摩擦力，依据牛顿第三定律，汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力，且同时产生，故只有选项B正确．5．一物体静止于斜面上，如图所示，则下列说法正确的是()A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力C．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力D．物体所受的重力可以分解为沿斜面对下的力和对斜面的压力解析：选B.依据作用力和反作用力及平衡力的特点可知物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力，分别作用在斜面和物体上，因此它们是两对作用力和反作用力，故A错，B对．物体所受的重力是地球施加的，它的反作用力应作用在地球上，由此可知C错．对重力分解，其分力也是作用在物体上的，不行能分解为对斜面的压力，D错．6．(2021·福建六校联考)2022年10月20日14时31分，我国在太原卫星放射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“遥感二十二号”卫星放射升空并送入预定轨道．关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是()A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用解析：选A.火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由四周的空气供应的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，因而选项B、C错误，选项A正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间照旧存在相互吸引力，即卫星吸引地球，地球吸引卫星，这是一对作用力与反作用力，故选项D错误．二、多项选择题7．(2021·高考山东卷)伽利略开创了试验争辩和规律推理相结合探究自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发觉的规律有()A．力不是维持物体运动的缘由B．物体之间普遍存在相互吸引力C．忽视空气阻力，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：选AC.伽利略的斜面试验表明物体的运动不需要外力来维持，A正确；伽利略假想将轻重不同的物体绑在一起时，重的物体会因轻的物体阻碍而下落变慢，轻的物体会因重的物体拖动而下落变快，即二者一起下落快慢应介于单独下落时之间．而从绑在一起后更重的角度考虑二者一起下落时应当更快，从而由规律上否定了重物比轻的物体下落快的结论，并用试验证明白轻重物体下落快慢相同的规律，C正确；物体间普遍存在相互吸引力，物体间相互作用力的规律是牛顿总结的，对应于万有引力定律与牛顿第三定律，故BD皆错误．8.(2021·潍坊模拟)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．现突然发觉碗中的水洒出，水洒出的状况如图所示，则关于小车的运动状况，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：选BD.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．9.2022年10月7日21时49分在云南普洱市景谷县发生6.6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等于人对悬索的拉力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