浙江省高考物理总复习 第3章第一节 牛顿第一、第三定律课件 大纲人教版

第一节第一节牛顿第一、第三定律牛顿第一、第三定律课堂互动讲练课堂互动讲练经典题型探究经典题型探究第一节牛顿第一、第三定律第一节牛顿第一、第三定律基础知识梳理基础知识梳理知能优化演练知能优化演练一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1内容：一切物体总保持内容：一切物体总保持_状态或状态或_状态，除非作用在它上面的力迫使它状态，除非作用在它上面的力迫使它_这这种状态种状态2成立条件：宏观、低速运动的物体，物体处于成立条件：宏观、低速运动的物体，物体处于_参考系参考系3牛顿第一定律的意义牛顿第一定律的意义(1)指出了一切物体都有指出了一切物体都有_，因此牛顿第一定律，因此牛顿第一定律又叫又叫_定律定律(2)指出力不是指出力不是_物体运动状态的原因，而是物体运动状态的原因，而是_物体运动状态的原因，即产生加速度的原因物体运动状态的原因，即产生加速度的原因基础知识梳理基础知识梳理匀速直线运动匀速直线运动静止静止惯性惯性惯性惯性惯性惯性维持维持改变改变改变改变二、惯性二、惯性1定义：物体具有保持原来定义：物体具有保持原来_状态或状态或_状态的性质状态的性质2实质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体实质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的的_属性，与物体的运动情况和受力情况属性，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性大小表现在运动状态_的难易程度上的难易程度上4量度：量度：_是惯性大小的唯一量度，是惯性大小的唯一量度，_大大的物体惯性大，的物体惯性大，_小的物体惯性小小的物体惯性小匀速直线运动匀速直线运动静止静止固有固有无关无关改变改变质量质量质量质量质量质量特别提示：特别提示：(1)物体的惯性总是以保持物体的惯性总是以保持“原状原状”或反或反抗抗“改变改变”两种形式表现出来两种形式表现出来(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关，惯性大小仅由质量决定三、牛顿第三定律三、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内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小小_，方向，方向_，而且在一条直线上，而且在一条直线上2表达式：表达式：FF.相等相等相反相反特别提示：特别提示：(1)作用力和反作用力同时产生，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，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作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关态无关(3)借助于牛顿第三定律，可以变换研究对象，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体的受力分析思考感悟思考感悟“以卵击石以卵击石”，鸡蛋，鸡蛋“粉身碎骨粉身碎骨”，而，而石头却石头却“安然无恙安然无恙”，鸡蛋与石头之间，鸡蛋与石头之间的相互作用力等大吗？的相互作用力等大吗？提示：提示：等大等大一、对惯性的理解一、对惯性的理解1惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持惯性的表现形式：物体的惯性总是以保持“原原状状”或反抗或反抗“改变改变”两种形式表现出来两种形式表现出来(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现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速静止或匀速直线运动直线运动)(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，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物体运动状态容易改变课堂互动讲练课堂互动讲练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，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但不能认为克服或改变了物体的惯性即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1.(2011年安徽芜湖模拟年安徽芜湖模拟)关于惯性，下列说法中正关于惯性，下列说法中正确的是确的是()A磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了小了B卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了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，铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大惯性，飞得更远飞得更远D月球上物体的重力只有在地面上的月球上物体的重力只有在地面上的1/6，但是惯，但是惯性没有变化性没有变化解析：解析：选选D.惯性只与质量有关，与速度无关，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，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，所以物体质量不变，惯性不变，所以B错错D对对二、对牛顿第一定律的理解二、对牛顿第一定律的理解1明确惯性的概念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惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质态的性质2揭示了力的本质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，我们可以把理跟不受外力作用时相同因此，我们可以把理想情况下的想情况下的“不受外力作用不受外力作用”理解为实际情况理解为实际情况中的中的“所受合外力为零所受合外力为零”4惯性与惯性定律的实质是不同的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、受力的大小无关质，与物体是否受力、受力的大小无关(2)惯性定律惯性定律(牛顿第一定律牛顿第一定律)则反映物体在一定则反映物体在一定条件下的运动规律条件下的运动规律特别提醒：特别提醒：(1)牛顿第一定律并非实验定牛顿第一定律并非实验定律它是以伽利略的律它是以伽利略的“理想实验理想实验”为基础，为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的经过科学抽象，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，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而是不受任何外力的理想化情况即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.下列说法中正确的是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，只可用于解牛顿第一定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物体的低速运动问题决物体的低速运动问题C牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a0条件下的特例条件下的特例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这个速度继续运动下去解析：解析：选选BD.牛顿第一定律表明，物体在不受外力牛顿第一定律表明，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，牛顿第一定律又叫惯性定律，A错误牛顿运动定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、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，高速的情况下不成立，B正确牛顿第一定律说明正确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，二定律并不能完全包含这两点意义，C错误伽利错误伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，略的理想实验是牛顿第一定律的基础，D正确正确2一对相互作用力与一对平衡力的区别一对相互作用力与一对平衡力的区别内容内容作用力和反作用力作用力和反作用力二力平衡二力平衡受力受力物体物体作用在两个相互作作用在两个相互作用的物体上用的物体上作用在同一物体上作用在同一物体上依赖依赖关系关系相互依存，不可单相互依存，不可单独存在独存在无依赖关系，撤除一无依赖关系，撤除一个，另一个依然存在，个，另一个依然存在，只是不再平衡只是不再平衡叠加叠加性性两力作用效果不可两力作用效果不可抵消，不可叠加，抵消，不可叠加，不可求合力不可求合力两力作用效果可相互两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求抵消，可叠加，可求合力，合力为零合力，合力为零力的力的性质性质一定是同性质的力一定是同性质的力可以是同种性质的力，可以是同种性质的力，也可以不是也可以不是即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3.(2011年金华模拟年金华模拟)跳高运动员蹬地后上跳，跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中在起跳过程中()A运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小支持力大小B运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小支持力大小C运动员所受的支持力和重力相平衡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运动员所受的合力一定向上解析：解析：选选BD.运动员蹬地的作用力与地面对他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，方的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，向相反，B正确、正确、A错误；运动员起跳过程，是错误；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速度，合力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，于重力，D正确、正确、C错误错误 16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已世纪末，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，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渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的力时的“自然状态自然状态”对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解经典题型探究经典题型探究C两物体从同一高度自由下落，较重的物体两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快下落较快D一个物体维持匀速直线运动，不需要受力一个物体维持匀速直线运动，不需要受力【思路点拨思路点拨】理解牛顿第一定律，知道力不理解牛顿第一定律，知道力不是物体运动的原因是解答此题的关键是物体运动的原因是解答此题的关键【解析解析】亚里士多德认为物体受的力越大，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，所以本题选里士多德的观点相反，所以本题选D.【答案答案】D【规律总结规律总结】通过牛顿第一定律进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意义，以及影响运动的因素变式训练变式训练1根据牛顿运动定律，以下选项中根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是正确的是()A人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳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高高跳起后，将落在起跳点的后方解析：解析：选选C.依据牛顿定律可知，人竖直跳起离开车依据牛顿定律可知，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，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，选项点后方，选项C正确；反之，如果车子减速前进，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大，故将落在起跳点前方 (2011年山东济南模拟年山东济南模拟)有人做过这样一个有人做过这样一个实验：如图实验：如图311所示，把鸡蛋所示，把鸡蛋A快速向另一个快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋完全一样的静止的鸡蛋B撞去撞去(用同一部分撞击用同一部分撞击)，结果每次都是被撞击的鸡蛋结果每次都是被撞击的鸡蛋B被撞破则下面说被撞破则下面说法正确的是法正确的是()作用力与反作用力的关系作用力与反作用力的关系图图311AA对对B的作用力的大小等于的作用力的大小等于B对对A的作用力的大小的作用力的大小BA对对B的作用力的大小大于的作用力的大小大于B对对A的作用力的大小的作用力的大小CA蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力蛋壳产生向前的作用力DA蛋碰撞部位除受到蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小【解析解析】A对对B的作用力和的作用力和B对对A的作用力为作用力的作用力为作用力与反作用力，一定大小相等，与反作用力，一定大小相等，A正确，正确，B错误；在撞错误；在撞击瞬间，击瞬间，A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对A蛋蛋壳向前的作用力，使壳向前的作用力，使A蛋壳接触处所受的合力比蛋壳接触处所受的合力比B蛋蛋壳的小，因此壳的小，因此B蛋壳易被撞破，故蛋壳易被撞破，故C、D正确正确【答案答案】ACD【易误警示易误警示】作用力与反作用力的关系与物体的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运动状态无关，与物体被作用的效果无关变式训练变式训练2汽车拉着拖车在平直的公路上运动，汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下面的说法正确的是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汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力车的拉力C匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后匀速前进时，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汽车向前的作用力(牵引力牵引力)大于拖车对它的拉力大于拖车对它的拉力解析：解析：选选D.汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力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、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，故分别作用在拖车和汽车上，故A项错；作用力和反项错；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，故和反作用力大小总相等，故C项错；拖车加速前进项错；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是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力力(包括其他阻力包括其他阻力)，汽车能加速前进是因为地面对，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，故牛顿第二定律，故D项正确项正确 (满分样板满分样板10分分)一个箱子放在水平地面上，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，箱与杆的质量为杆的质量为M，环的质量为，环的质量为m，如图，如图312所示，所示，已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为多少？，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牛顿第三定律的应用图图312【思路点拨思路点拨】箱子对地面的压力与地面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！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环在竖直方向上受力情况如图313甲所示，环甲所示，环受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff，故，故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，受重力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、地面对它的支持力FN，及环给它的摩擦力，及环给它的摩擦力Ff，由平衡条件知：由平衡条件知：FNMgFf(3分分)FfFf(2分分)图图313再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为FNFN(3分分)FNMgFf.(2分分)【答案答案】MgFf【名师归纳名师归纳】求解某力时，如果直接研究求解某力时，如果直接研究其受力物体，因受力情况复杂或未知量太多，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后再根据牛顿第三定律求解