高考物理一轮总复习专题3牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律课件.ppt

第1讲牛顿第一定律 牛顿第三定律 考纲解读 1 理解牛顿第一定律的内容和惯性 会分析实际问题 2 理解牛顿第三定律的内容 知道相互作用力和平衡力的异同点 一 牛顿第一定律1 内容 一切物体总保持 状态或 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 揭示了物体的固有属性 一切物体都有 因此牛顿第一定律又叫惯性定律 2 揭示了力与运动的关系 力不是 物体运动状态的原因 而是 物体运动状态的原因 即产生加速度的原因 考点O讲堂梳理自查 匀速直线运动 静止 惯性 维持 改变 二 惯性1 定义 物体具有保持原来 状态或 状态的性质 2 表现 物体不受外力作用时 其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态 物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的 3 量度 是惯性大小的唯一量度 大的物体惯性大 小的物体惯性小 匀速直线运动 静止 改变 质量 质量 质量 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 方向 而且在一条直线上 2 表达式 F F 温馨提示 1 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 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 相等 相反 1 对牛顿第一定律的考查 2017年北京检测 下列说法正确的是 A 力是物体运动的原因B 力是维持物体运动的原因C 力是物体产生加速度的原因D 力是使物体惯性改变的原因 答案 C 解析 物体由于具有惯性而具有维持原有运动状态的性质 所以力不是物体运动的原因 故选项A错误 物体的惯性是维持物体运动的原因 故选项B错误 力是改变物体运动状态的原因 故力是产生加速度的原因 故选项C正确 质量是惯性大小的唯一量度 故选项D错误 答案 D 解析 羽毛球筒被手击打后迅速向下运动 而羽毛球具有惯性要保持原来的静止状态 所以会从筒的上端出来 D项正确 3 对牛顿第三定律的考查 2017届海南三亚月考 消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中 不计绳子的重力 以下说法正确的是 A 绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B 绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C 消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对作用力与反作用力D 消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力 答案 B 解析 绳子对儿童的拉力等于儿童对绳子的拉力 故A项错误 儿童从井内加速向上提的过程中 加速度方向向上 根据牛顿第二定律得绳子对儿童的拉力大于儿童的重力 故B项正确 消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力和反作用力 故C项错误 消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上 不是一对平衡力 故D项错误 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 考点1对牛顿第一定律的理解 2 对牛顿第一定律的几点说明 1 明确惯性的概念 牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性 惯性 即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质 2 揭示力的本质 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 3 理想化状态 牛顿第一定律描述不受外力的理想状态 与合外力为零时的表现相同 例1 2017届湖北咸宁检测 如图所示 一个劈形物体M 各面均光滑 放在固定的斜面上 上表面水平 在上表面放一个光滑小球m 劈形物体从静止开始释放 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 A 沿斜面向下的直线B 竖直向下的直线C 无规则曲线D 抛物线 思路剖析 1 小球在水平方向上受不受力 2 球的初始状态是什么 3 水平方向是否发生位移 答案 B 解析 小球在水平方向上不受力 且速度为零 根据牛顿第一定律 小球在水平方向上将保持静止 速度为零 的状态 该方向上不会发生位移 只在竖直方向向下运动 因此在碰到斜面前其运动轨迹是竖直向下的直线 选项B正确 练1 多选 2017届辽宁丹东月考 在力学理论建立的过程中 有许多伟大的科学家作出了贡献 关于科学家和他们的贡献 下列说法正确的是 A 牛顿首先建立了平均速度 瞬时速度 以及加速度的概念B 伽利略首先建立了力的概念C 笛卡尔对牛顿第一定律的建立作出了贡献D 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 答案 CD 解析 伽利略首先建立了平均速度 瞬时速度 以及加速度的概念 故选项A错误 牛顿首先建立了力的概念 故选项B错误 笛卡尔对牛顿第一定律的建立作出了贡献 故选项C正确 亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 故选项D正确 1 物体在某方向上不受外力时 牛顿第一定律是确定物体在该方向上运动情况的唯一规律 又如平抛运动在水平方向不受外力 由牛顿第一定律可知 物体在该方向将保持匀速直线运动 2 牛顿第一定律指出 物体在不受外力的情况下要保持静止状态或匀速直线运动状态 我们在分析物体的运动过程时 一般来讲物体都要受到力的作用 但在某方向上不受力的情况是很多的 所以我们可以把牛顿第一定律用在该方向上 具体地说 如果物体在某方向上不受外力且物体在该方向上无初速度 则物体在该方向永远保持静止不会产生位移 若在该方向上有初速度v 则物体就以v匀速直线运动 3 物体的惯性总是以保持 原状 或反抗 改变 两种形式表现出来 牛顿第一定律仅适用于惯性参考系和宏观 低速运动的物体 1 作用力与反作用力的 三同 三异 三无关 1 三同 大小相同 性质相同 变化情况相同 2 三异 方向不同 受力物体不同 产生效果不同 3 三无关 与物体的种类无关 与物体的运动状态无关 与是否和另外物体相互作用无关 考点2对牛顿第三定律的理解 2 相互作用力与平衡力的比较 例2 2017届内蒙古赤峰统考 有人做过这样一个实验 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 则下面说法错误的是 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 思路剖析 1 作用力与反作用力有什么特征 2 运动的鸡蛋内 蛋黄和蛋白由于惯性在碰撞瞬间会对蛋壳产生向前的作用力吗 3 决定蛋壳破损的是碰撞处什么力 答案 B 解析 A对B的作用力和B对A的作用力为作用力与反作用力 一定大小相等 选项A正确 B错误 在撞击瞬间 A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性 会产生对A蛋壳向前的作用力 使A蛋壳接触处所受的合力比B蛋壳的小 因此B蛋壳易被撞破 故选项C D正确 练2 2017届河北衡水检测 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互相平衡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 答案 D 解析 作用力与反作用力同时产生 同时变化 同时消失 物体对地面产生压力的同时地面对物体产生支持力 故选项A错误 物体对地面的压力和地面对物体的支持力作用在不同的物体上 作用效果不能抵消 不能合成 故选项B错误 人推车前进 人对车的作用力与车对人的作用力是作用力与反作用力 大小相等 方向相反 故选项C错误 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 故选项D正确 1 牛顿第三定律中的 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 不能牵扯有第三个物体 4 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 不能求解时 可以利用牛顿第三定律转移研究对象 先分析另一物体的受力 再分析物体的受力求解 在对物体进行受力分析时 如果不便于分析物体受到的某些力 则可以通过分析其反作用力来解决问题 牛顿第三定律起到非常重要的转换研究对象的作用 使得我们对问题的分析思路更灵活 更宽阔 考点3转换研究对象进行受力分析 例3 2017届海口模拟 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的工人站在地面上 通过定滑轮将20 0kg的建筑材料以0 500m s2的加速度拉升 忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦 则工人对地面的压力大小为 g取10m s2 A 510NB 490NC 890ND 910N 审题突破 1 绳子的拉力如何求 2 工人受到哪些力处于平衡状态 各个力的大小和方向是怎么的 3 如何求工人对地面的压力大小 答案 B 解析 绳子对物体的拉力F1 mg maF1 m g a 210N绳子对人的拉力F2 F1 210N人处于静止 则地面对人的支持力FN Mg F2 490N由牛顿第三定律知 人对地面的压力FN FN 490N故B项正确 练3一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f 则此时箱对地面的压力大小为 A Mg fB Mg fC Mg mgD Mg mg 答案 A 解析 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f 受力情况如图甲所示 根据牛顿第三定律 环应给杆一个竖直向下的摩擦力f 故箱子竖直方向上受重力Mg 地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f 受力情况如图乙所示 由于箱子处于平衡状态 可得N f Mg f Mg 根据牛顿第三定律 箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力 即N Mg f 故选项A正确 甲乙 转换研究对象进行受力分析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 一般解题思路 1 选择合适的研究对象 分析受力情况 判断物体的受力是否可以直接求出 2 转换研究对象 分析待求力的反作用力 3 由牛顿第三定律求出待求力 热点题组一牛顿第一定律 牛顿第三定律1 多选 2017年湖北宜昌模拟 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 答案 AC 模拟精选 组合专练 解析 伽利略利用理想斜面实验得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 伽利略利用实验和归谬法得到在忽略空气阻力的情况下 轻的物体和重的物体下落得同样快 故选项A C正确 2 2017届上海闸北模拟 如图所示 家用吊扇对悬挂点有拉力作用 正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比 A 变大B 变小C 不变D 无法判断 答案 B 解析 吊扇不转动时 吊扇对悬点的拉力等于吊扇的重力 吊扇旋转时要向下扑风 即对空气有向下的压力 根据牛顿第三定律 空气也对吊扇有一个向上的反作用力 使得吊扇对悬点的拉力减小 B项正确 热点题组三转换研究对象法的应用3 2017年衡水模拟 建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料 质量为70kg的工人站在地面上 通过定滑轮将20kg的建筑材料以0 5m s2的加速度拉升 人拉的绳与水平面成30 忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦 则工人对地面的压力大小为 g取10m s2 A 490NB 500NC 595ND 700N 答案 C 解析 对建筑材料受力分析 绳子上的弹力大小FT m物 g a 210N 对人受力分析 如图所示 根据平衡条件可知 FN FTsin30 G m人g 代入数据得FN 595N 即地面对人的支持力为595N 根据牛顿第三定律 工人对地面的压力大小也为595N C项正确 4 多选 2017年太原模拟 如图所示 人重600N 木板重400N 人与木板间 木板与地面间的动摩擦因数均为0 2 绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦不计 现在人用水平拉力拉绳 使他与木板一起向右匀速运动 则 A 人拉绳的力是200NB 人拉绳的力是100NC 人的脚给木板的摩擦力方向水平向右D 人的脚给木板的摩擦力方向水平向左 答案 BC 解析 先运用整体法 选取人和木板组成的系统为研究对象 设绳中弹力大小为FT 则2FT G人 G木板 0 2 600 400 N 200N 所以FT 100N 选项A错误 B正确 再运用隔离法 选取人为研究对象 水平方向上 人共受到两个力的作用 绳子水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力 因为二力平衡 所以该摩擦力与弹力等大反向 即摩擦力方向水平向左 根据牛顿第三定律 人的脚给木板的摩擦力方向水平向右 选项C正确 D错误