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第三章牛顿运动定律第三章牛顿运动定律 2014高考导航高考导航考纲展示考纲展示热点视角热点视角1.牛顿第一定律惯性牛顿第一定律惯性2.牛顿第二定律质量牛顿第二定律质量 3.牛顿第三定律牛顿第三定律 4.牛顿力学的适用范围牛顿力学的适用范围 5.牛顿定律的应用牛顿定律的应用 6.超重和失重超重和失重 7.单位制中学物理中涉及的单位制中学物理中涉及的国际单位制国际单位制的基的基本单位和其他本单位和其他物理量的单位知道国际物理量的单位知道国际单位制中规定的单位符号单位制中规定的单位符号 1.本章知识是力学的核本章知识是力学的核心心,也也是历年高考的重点是历年高考的重点2.对牛顿第二定律考查的热对牛顿第二定律考查的热点之一是瞬时关系，应引点之一是瞬时关系，应引起足够的重视起足够的重视3.超重、失重、两类动力学超重、失重、两类动力学问题，特别是牛顿运动定问题，特别是牛顿运动定律与曲线运动、万有引力律与曲线运动、万有引力及电磁学等相结合的题目及电磁学等相结合的题目出现的可能性较大出现的可能性较大.第一节牛顿第一、第三定律第一节牛顿第一、第三定律本节目录本节目录基础梳理基础梳理自学导引自学导引要点透析要点透析直击高考直击高考考点探究考点探究讲练互动讲练互动知能演练知能演练轻巧夺冠轻巧夺冠技法提炼技法提炼思维升华思维升华基础梳理基础梳理自学导引自学导引一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1内容：内容：一切物体总保持一切物体总保持_状态或状态或_状态状态,除非作用在它上面的力迫使它除非作用在它上面的力迫使它_这种状态这种状态2成立条件成立条件:宏观、低速运动的物体宏观、低速运动的物体,物体处于物体处于_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_，因此牛顿第一定律又叫，因此牛顿第一定律又叫_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_物体物体运动状态的原因，即产生加速度的原因运动状态的原因，即产生加速度的原因匀速直线运动匀速直线运动静止静止改变改变惯性惯性惯性惯性惯性惯性维持维持改变改变二、惯性二、惯性1定义：定义：物体具有保持原来物体具有保持原来_状态或状态或_状状态的性质态的性质2实质：实质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的惯性是一切物体都具有的性质，是物体的_属属性，与物体的运动情况和受力情况性，与物体的运动情况和受力情况_3表现：表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速直线运动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性大小表现在运动状状态的性质；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，_大的物体惯大的物体惯性大，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名师点拨：名师点拨：(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”或反抗或反抗“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，与物体是否运动、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关，惯性大小仅由怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关，惯性大小仅由质量决定质量决定三、牛顿第三定律三、牛顿第三定律1内容：内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小两物体之间的作用力与反作用力总是大小_,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.名师点拨：名师点拨：(1)作用力和反作用力同时产生，同时消失，同种性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，各自产生的效果质，作用在不同的物体上，各自产生的效果,不会相互抵消不会相互抵消(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关(3)借助于牛顿第三定律，可以变换研究对象，把对一个物体的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体的受力分析受力分析过渡到对另一个物体的受力分析相等相等相反相反要点透析要点透析直击高考直击高考一、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“原状原状”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，惯性表现为使物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体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动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，物体运动状态容惯性大，物体运动状态难以改变；惯性小，物体运动状态容易改变易改变2惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性大小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，物体的质量越大的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大,惯性就越大惯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关运动无关，与物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动状态的难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，它的运动状态越难以改变易程度物体的惯性越大，它的运动状态越难以改变4外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为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克服或改变了物体的惯性即时应用即时应用 1(2012高考新课标全国卷改编高考新课标全国卷改编)伽利略根据小球在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，定了牛顿力学的基础早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是其中正确的是()A物体抵抗运动状态变化的性质是惯性物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B不受力的物体有惯性，受力的物体没惯性不受力的物体有惯性，受力的物体没惯性C行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性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一直线运动解析：选解析：选AD.物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，A对；惯性对；惯性大小只取决于物体的质量，与受力不受力无关，大小只取决于物体的质量，与受力不受力无关，B错；行星在错；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，速直线运动的状态，C错；由牛顿第一定律可知错；由牛顿第一定律可知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，即惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质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：力是改变物体运动状态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因例如，运动的物体逐的原因，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，不是因为不受力，而是因为受到了阻力渐减速直至停止，不是因为不受力，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，而实际中不受外力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，当物体受外力作用，但所受合力为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，其作用效果跟不受外力作用时相同因此，我们可以零时，其作用效果跟不受外力作用时相同因此，我们可以把理想情况下的把理想情况下的“不受外力作用不受外力作用”理解为实际情况中的理解为实际情况中的“所所受合外力为零受合外力为零”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质，与物体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)则反映物体在一定条件下的运动则反映物体在一定条件下的运动规律规律即时应用即时应用 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变的性质叫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，只可用于解决物体的低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条件下条件下的特例的特例D伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的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，将保持这个速度继续运动下去物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去解析：选解析：选BD.牛顿第一定律表明，物体在不受外力作用时，保牛顿第一定律表明，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，故牛顿第一定律又叫惯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，性定律，A错误牛顿运动定律都是在宏观、低速的情况下得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、高速的情况下不成立，出的结论，在微观、高速的情况下不成立，B正确牛顿第一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，二是物体不定律说明了两点含义，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，牛顿第二定律并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，不能完全包含这两点意义，C错误伽利略的理想实验是牛顿错误伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，第一定律的基础，D正确正确三、对牛顿第三定律的理解三、对牛顿第三定律的理解1作用力和反作用力的关系作用力和反作用力的关系(1)四同：四同：同大小，同大小，同时产生、变化、消失，同时产生、变化、消失，同性质，同性质，同一直线同一直线(2)三异：三异：反向，反向，异体，异体，不同效果不同效果(3)三无关：三无关：与物体形态无关，与物体形态无关，与相互作用的两物体的运与相互作用的两物体的运动状态无关，动状态无关，与是否有另外的物体相互作用无关与是否有另外的物体相互作用无关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用作用在两个相互作用的物体上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，不可单独相互依存，不可单独存在存在无依赖关系，撤除一个，另无依赖关系，撤除一个，另一个依然存在，只是不再平一个依然存在，只是不再平衡衡叠加叠加性性两力作用效果不可抵两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可消，不可叠加，不可求合力求合力两力作用效果可相互抵消，两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为可叠加，可求合力，合力为零零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，也可可以是同种性质的力，也可以不是以不是即时应用即时应用 3(2011高考浙江卷高考浙江卷)如图所示，甲、乙两人在冰面如图所示，甲、乙两人在冰面上上“拔河拔河”两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过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若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列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，则甲能赢得若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河拔河”比赛的胜利比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河拔河”比赛的胜利比赛的胜利考点探究考点探究讲练互动讲练互动例例1考点考点1对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理解16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流世纪末，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的理论，开启了物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中，与亚里士多德观点相反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的是()A四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受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，速度就越大的力越大，速度就越大B一个运动的物体，如果不再受力了一个运动的物体，如果不再受力了,它总会逐渐停下来；它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态自然状态”C两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快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，知道力不是维持物体运理解牛顿第一定律，知道力不是维持物体运动状态的原因是解答此题的关键动状态的原因是解答此题的关键【解析】亚里士多德认为物体受的力越大，速度就越大；【解析】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，静止是不受力的自然状态；从同一高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得较快物体做匀速直线运动不需要受力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里士多德的观点相反，所以本题选与亚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一步理解力的作用效果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意义，以及影响运动的因素和物体惯性的意义，以及影响运动的因素跟踪训练跟踪训练 根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是()A人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在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，竖直向上高高跳起后，将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，竖直向上高高跳起后，将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，竖直向上高高跳起后，将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落在起跳点的后方解析：选解析：选C.依据牛顿定律可知，人竖直跳起离开车厢的瞬时，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，如果车子静止或匀速直线运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，人都将落回原地动，则依据牛顿第一定律，人都将落回原地;如果车加速前进，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，故落在起跳点后方，选项在起跳点后方，选项C正确；反之，如果车子减速前进，则在正确；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大，故将落在起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跳点前方例例2考点考点2牛顿第三定律的应用牛顿第三定律的应用 一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，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，箱与杆的质量为在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为，环的质量为m，如图，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？【思路点拨】【思路点拨】箱子对地面的压力箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力因此，只要以箱子为研反作用力因此，只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案可得到答案【解析】环在竖直方向上受力情况如图甲所示，环受重力【解析】环在竖直方向上受力情况如图甲所示，环受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力及杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，根据牛顿第三定律，环应给，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力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，故箱子在竖直方向上受力情况如图乙所示，受重力如图乙所示，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，及环给它的摩擦力摩擦力Ff，由平衡条件知：，由平衡条件知：FNMgFfFfFf再由牛顿第三定律可得箱再由牛顿第三定律可得箱子对地面的压力为子对地面的压力为FNFNFNMgFf.【答案】【答案】MgFf【规律总结】【规律总结】求解某力时，如果直接研究其受力物体，因求解某力时，如果直接研究其受力物体，因受力情况复杂或未知量太多而不能求解时，可以反过来求其受力情况复杂或未知量太多而不能求解时，可以反过来求其反作用力，然后再根据牛顿第三定律求解反作用力，然后再根据牛顿第三定律求解技法提炼技法提炼思维升华思维升华易错辨析易错辨析对作用力与反作用力的关系认识不清对作用力与反作用力的关系认识不清【范例】【范例】(2013潍坊模拟潍坊模拟)通常河水边的湿地是很松软的，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，在人开始下陷时人在这些湿地上行走时容易下陷，在人开始下陷时()A人对湿地地面的压力大于湿地地面对他的支持力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人的重力等于湿地地面对他的支持力错因剖析错因剖析错误地认为作用力与反作用力的大小关系与物体的运动状态错误地认为作用力与反作用力的大小关系与物体的运动状态有关，而错选有关，而错选A.【正确解析】人对湿地的压力与湿地对人的支持力，是作【正确解析】人对湿地的压力与湿地对人的支持力，是作用力与反作用力，大小总是相等，故用力与反作用力，大小总是相等，故A错错B对；人在开始下陷对；人在开始下陷时，加速度向下，受到的重力大于支持力，故时，加速度向下，受到的重力大于支持力，故C对对D错错【答案】【答案】BC【真知灼见】【真知灼见】相互作用的两物体，不论运动状态如何，相相互作用的两物体，不论运动状态如何，相互作用力总是等大反向，性质相同，作用时间相同互作用力总是等大反向，性质相同，作用时间相同.
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