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1、第三章 牛顿运动定律 第 1 讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律 高考命题考调点近五年高考命题平均分值高考命题规律总结 1 牛顿第一定律 2 牛顿第三定律 3分 命题频率 1 结合牛顿第一定律 自由落体运动考查物理学史 题型以选 择题为主 2 考查对牛顿第一定律的理解 即力的本质是改变物体运动状 态的原因 而不是维持物体运动的原因 3 结合受力分析和牛顿第二定律考查牛顿第三定律 考查学生 的理解能力和推理能力 考点一牛顿第一定律 巩固基础知识 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 使用范围 宏观 低速运动的物体 物体处于 惯性 参
2、考系 3 意义 1 指出 了一 切物 体 都有 惯性 因此 牛顿 第 一 定 律 又 叫 惯性定律 定律 2 指 出 力 不 是 维 持 物 体 运 动 状 态 的 原 因 而 是 改变 物体运动状态的原因 即产生加速度的原因 4 惯性 1 定义 物体具有的保持原来匀速直线运动状态或 静止 状态的性质 2 惯性的性质 惯性是一切物体都具有的性质 是物体的 固有属性 与物体的运动情况和受力情况 无关 与物体所 处的地理位置无关 构建思维桥梁 拓展延伸应用 1 牛顿第一定律导出了惯性的概念 一切物体都有保持原有运动状态的性质 这就是惯性 惯性 反映了物体运动状态改变的难易程度 惯性大的物体运动状态
3、 不容易改变 质量是物体惯性大小的唯一量度 2 惯性定律与惯性的区别 1 惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质 与物体 的受力情况 运动快慢无关 惯性的大小反映了物体保持原来运 动状态本领的大小 只与质量有关 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 解题方法技巧 运用惯性解释有关现象时 可按下面的步骤思考解析 1 明确研究的物体原来处在怎样的运动状态 2 当外力作用在该物体的某一部分 或外力作用在与该物 体有关联的其他物体上 时 这一部分的运动状态的变化情况 3 该物体由于惯性将保持怎样的运动状态 判断最后会出 现什么现象 例1 如图3 1 1 所示 A是用绳拴在车
4、厢底部的氢气球 B是用绳挂在车厢顶部的金属球 开始时它们和车厢一起向右 做匀速直线运动 若突然刹车使车厢做匀减速运动 则下列图中 能正确表示刹车期间车内情况的是 A B C D 图3 1 1 解析 开始时金属球 车厢及氢气球有向右的相同速度 突然刹车使车厢做减速运动时 由于金属球比车厢内同体积的 空气质量大 惯性大 运动状态不易改变 相对车厢向右运动 因 此B向右偏 选项B C错 氢气球比同体积的空气质量小 惯性 小 运动状态容易改变 相对车厢向左运动 因此A向左偏 选 项A错 D对 答案 D 5 0 提升应考能力 1 火车在长直水平轨道上匀速行驶 门窗紧闭的车厢内有一人 向上跳起 发现仍落回
5、到火车上原处 这是因为 A 人跳起后 车厢内空气给他以向前的力 带着他随同火车 一起向前运动 B 人跳起的瞬间 车厢的地板给他一个向前的力 推动他随 同火车一起向前运动 C 人跳起后 车在继续向前运动 所以人落下后必定偏后一 些 只是由于时间很短 偏后距离太小 不明显而已 D 人跳起后直到落地 在水平方向上和车始终具有相同的 速度 答案 D 解析 人跳起后 由于在水平方向不受外力的作用 根据惯性 和惯性定律可知 人跳起后直到落地 在水平方向上和车始终 具有相同的速度 故D正确 2 就一些实际生活中的现象 某同学试图从惯性角度加以解释 其中正确的是 A 采用了大功率的发动机后 某些赛车的速度甚至
6、能超过某 些老式螺旋桨飞机的速度 这表明 可以通过科学进步使 小质量的物体获得大惯性 B 射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也 穿不透 这表明它的惯性小了 C 货运列车运行到不同的车站时 经常要摘下或加挂一些车 厢 这会改变它的惯性 D 摩托车转弯时 车手一方面要控制适当的速度 另一方面 要将身体稍微向里倾斜 通过调控人和车的惯性达到急转 弯的目的 答案 C 解析 只有改变物体的质量 才能改变其惯性 故C正确 3 如图3 1 2所示 一个劈形物体A 各面均光滑 放在固定的斜 面上 上表面水平 在上表面上放一个光滑的小球B 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 图
7、3 1 2 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 答案 B 解析 力是改变物体运动状态的原因 物体不受力将保持原来 的静止或匀速直线运动状态 由于劈形物体A各面均光滑 所 以小球B在水平方向上不受力作用 故小球B在水平方向上 将保持 静止 状态 小球B由于在竖直方向上受到重力和物体 A的支持力作用 运动状态改变做竖直方向的运动 考点二牛顿第三定律 巩固基础知识 1 作用力和反作用力 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 后一个物体一定同时对前 一物体也施加了力 力是物体与物体间的相互作用 这一对相互 作用的力通常叫做作用力和反作用力 2
8、内 容 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 直线上 构建思维桥梁 拓展延伸应用 相互作用力与平衡力的区别 对应名称 比较内容 作用力和反作用力平衡力 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 依赖 关系 相互依存 不可单独 存在 同 时 产 生 同 时变化 同时消失 无依赖关系 撤除一个 另 一个可依然存在 叠加性 两力作用 效果不可 叠加 不可求合力 两 力 作 用 效 果 可 相 互 抵 消 可叠加 可求合力且合 力为零 力的 性质 一定是同性质的力 可以是同性质的力也可以 是不同性质的
9、力 相同点 大小 方向大小相等 方向相反 作用在一条直线上 解题方法技巧 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 例2 如图3 1 3所示 一个大人 甲 跟一个小孩 乙 站 在水平地面上手拉手比力气 结果大人把小孩拉过来了 对这个 过程中作用于双方的力的关系 下列说法不正确的是 图3 1 3 A 大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大 B 大人与小孩间的拉力是一对作用力与反作用力 C 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力大小一定
10、相等 D 在大人把小孩拉动的过程中 两人的拉力一样大 解析 大人拉小孩的力与小孩拉大人的力是一对作用力 与反作用力 选项B正确 作用力与反作用力的关系 与相互作 用物体的大小 形状无关 与物体的运动状态无关 与物体还受 不受其他力无关 因此选项A错误 选项C D正确 答案 A 5 1 提升应考能力 1 一根轻绳的上端悬挂在天花板上 下端挂一灯泡 则 A 灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力 B 灯泡受的重力 和绳 对灯 泡 的拉 力是 一对 作 用力 和反 作 用力 C 灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作 用力 D 绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力 答案 C 解
11、析 灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对平衡力 选项 A B错误 灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力 和反作用力 绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对 作用力和反作用力 选项C正确 D错误 2 关于反作用力在日常生活和生产技术中的应用 下列说法中 错误的是 A 在平静的水面上 静止着一只小船 船上有一人 人从静止 开始从小船的一端走向另一端时 船向相反方向运动 B 汽车行驶时 通过排气筒向后排出燃气 从而获得向前的 反作用力即动力 C 如图3 1 4甲所示 农田灌溉用自动喷水器 当水从弯管 的喷嘴里喷射出来时 弯管会自动转向 D 如图3 1 4乙所示 软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将
12、 水吸入鳃腔 然后用力把水挤出体外 乌贼就会向相反方 向游去 答案 B 解析 人从小船的一端走向另一端时 要受到船给人的摩擦 力 方向与人行走的方向相同 根据牛顿第三定律知 人对小 船也有一个摩擦力 其方向与人行走的方向相反 因此船将在 这个摩擦力的作用下改变运动状态 而向人行走的相反方向 运动 所以A正确 汽车行驶时 通过排气筒向后排出燃气 虽然燃气对排气筒有反作用力但毕竟很小 并不是汽车动力 的来源 因此B错误 农业灌溉用的自动喷水器 当从弯管的 喷嘴里喷射出来时 弯管在水的反作用力的推动下会自动旋 转 大大增加了喷水的面积 选项C正确 乌贼把水吸入鳃 腔 经过身体侧面的孔和前面的特别漏斗
13、 它们把水吸入鳃 腔 然后用力把水经过小孔压出体外 根据牛顿第三定律可 知 乌贼就获得了方向相反的反作用力 从而向排水的相反方 向游去 选项D正确 图3 1 4 图3 1 5 3 一个重4 0 0N的木箱放在大磅秤上 木箱内有一个质量为6 0 k g 的人站在小磅秤上 如图3 1 5所示 如果人用力推木箱 顶板 则小磅秤和大磅秤上的示数FT 1 FT 2的变化情况是 A FT 1增大 FT 2减小 B FT 1增大 FT 2增大 C FT 1减小 FT 2不变 D FT 1增大 FT 2不变 答案 D 解析 小磅秤的示数由人对小磅秤的压力决定 当人直立在 磅秤上时 其示数等于人的重力 当人用手
14、推木箱顶板时 根 据牛顿第三定律 顶板也用力推手 当人用手推木箱顶板时 根据牛顿第三定律 顶板也用力推手 从而使人对秤面的压力 增大 因此FT 1示数增大 大磅秤的示数由木箱对大磅秤的压 力决定 它始终等于木箱 小磅秤和人三者重力之和 人用力 推木箱顶板时 顶板也推人 它们是系统 木箱 小磅秤和人 内各部分之间的相互作用力 不会改变整体对大磅秤的压力 题组 作用力与反作用力 母题 2 0 1 1 上海卷 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
15、的弹力是一对平衡力 解析 因磁性冰箱贴静止不动 在水平方向上受到两个 力 磁力与弹力 这两个力是一对平衡力 大小相等 方向相反 故D正确 答案 D 变式题1 2 0 1 1 浙江卷 如图3 1 6所示 甲 乙两人在 冰面上 拔河 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 图3 1 6 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 比赛的胜利 D 若乙收绳的速度比甲快 则 乙能赢得 拔河 比赛的胜利 答案 C 图答3 1 1
16、解析 A中 两力 是一 对 作用 力与 反作 用 力 故A错误 B中两力是一对平衡力 故B错 误 因m甲 m乙 由a F m 知a甲x甲 故C正确 由x 1 2a t 2 知x与收绳的速度无 关 故D错误 图3 1 7 变式题2 2 0 1 4 济南模拟 滑 冰者脚穿滑冰鞋 滑冰鞋的底面冰刀 与冰面接触 当人向前运动时 一只脚 摆正 与前进方向一致 此脚称为导向 脚 另一只脚斜向后方用力蹬冰 此 5 2 脚称为动力脚 如图3 1 7所示 下列说法正确的是 A 动力脚蹬冰的力大小等于使人前进的力 B 动力脚蹬冰的反作用力使人前进 C 动力脚蹬冰的力在水平方向的分力使人前进 D 动力脚蹬冰的反作用力在水平方向的分力使人前进 答案 D 解析 设动力脚斜向后用力F 蹬冰 冰对人斜向前反作用 力为F 如图答3 1 1所示 将F分解为F1和F2 为保证人在 侧向处于平衡状态 冰对导向脚有一个侧向作用力F3 F3与F2 大小相等方向相反 F1是使运动员向前加速运动的动力 当运 动阻力与F1平衡时 匀速运动 1 判断一对力是否是作用力与反作用力 主要看两个方 面 一是看作用点 作用力和反作用力应作用在
