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1、第三章 牛顿运动定律 牛顿运动定律、牛顿定律的应用 超重和失重 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 (实验：验证牛顿运动定律 知道国际单位制中规定的单位符号 怎么考 对本章知识的考查常以 “ 运动模型 ” 为载体考查对牛顿定律的理解和应用，其中重点是对牛顿第二定律的考查题型有选择、计算、实验等，难度中等或中等偏上，是每年高考的重点 怎么办 复习时要重点抓住受力分析这个关键同时要重点掌握一些物理方法的应用，熟练应用牛顿第二定律解决动力学问题及运用超失重的知识定性分析一些力学现象尤其是综合运用牛顿定律和运动学规律分析、解决多阶段 (过程 )
2、的运动问题 第一单元 牛顿第一、第三定律 核心考点导学 师说： 从高考考点透视看出 ， 牛顿第二定律是考查的重点 ， 每年均考；而牛顿第一定律和牛顿第三定律在牛顿第二定律的应用中得到完美体现 与斜面 、 轻绳 、 轻杆 、 轻弹簧 、 圆周运动等内容综合的题目 ， 命题频率较高 . 1 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 这种状态 匀速直线运动 静止 改变 (2)牛顿第一定律的意义 指出了一切物体都有 ， 因此牛顿第一定律又称 指出力不是 物体运动的原因 ， 而是 物体运动状态的原因 ， 即力是产生加速度的原因 惯性 惯性定律 维持 改变 对
3、牛顿第一定律的理解 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 ， 即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质 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 3 理想化状态 牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态 ， 而物体不受外力的情形是不存在的 在实际情况中 ， 如果物体所受的合外力等于零 ， 与物体不受外力时的表现是相同的 4 与牛顿第二定律的关系 牛顿第一定律和第二定律是相互独立的 力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答 牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象 、 归纳推理而总结出来的 ，牛顿第二定律是一条实验定律 (
4、1)牛顿第一定律是以伽利略的 “ 理想实验 ” 为基础 ， 经过科学抽象 、 归纳推理而总结出来的 (2)惯性与力不同 ， 惯性不是力 惯性定律指牛顿第一定律 1 关于牛顿第一定律的下列说法中 ， 正确的是 ( ) A 牛顿第一定律是实验定律 B 牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 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 解析： 牛顿第一定律是牛顿在总结前人经验和结论的基础上得出的 ， 并不是由实验得出的定律 惯性定律是说如果物体不受力或所受合外力为零时 ， 它将保持匀速直线运动状态或静止状态 ， 而惯性是无论物体受不受力 ， 物体总具有的一种性质 力是改变物体
5、运动状态的原因 ， 而不是维持物体运动状态的原因 ， B、 答案： (1)作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是 的 ，一个物体对另一个物体施加了力 ， 另一个物体一定同时对这个物体也施加了力 相互 (2)牛顿第三定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 ， 方向相反 ， 作用在 直线上 (3)物理意义：建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系 相等 同一条 2 作用力与反作用力的 “ 四同 ” 和 “ 三不同 ” 四同： (1) ； (2) ； (3) ； (4) ； 三不同： (1) ； (2) ； (3) 大小相同 方向在同一直线上 性质相同 出现、存在、
6、消失的时间相同 方向不同 作用对象不同 作用效果不同 作用力和反作用力与平衡力 1 作用力和反作用力与平衡力的比较 内容 作用力和反作用力 平衡力 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，只是不再平衡 内容 作用力和反作用力 平衡力 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力 大小方向 大小相等、方向相反、作用在一条直线上 大小相等、方向相反、作用在一条直线
7、上 (1)看作用点 ， 作用力与反作用力应作用在两个物体上 (2)看产生的原因 ， 作用力和反作用力是由于相互作用而产生的 (3)作用力与反作用力具有相互性和异体性 ， 与物体运动状态无关 2 粗糙的水平地面上有一只木箱 ， 现用一水平拉力拉木箱匀速前进 ， 则 ( ) A 拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力 B 木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力 C 木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力 D 木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力 解析： 拉力与地面对木箱的摩擦力作用在一个物体上 ， 是一对平衡力 ， 木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力
8、分别作用在地面和木箱上 ， 作用在两个物体上 ， 不是一对平衡力 ， 木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力 ， 木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同 ， 作用在两个物体上 ， 不是一对平衡力 ， 答案： C 作用力与反作用力的关系可总结为 “ 三同、三异、三无关 ” (1) 三同同大小同时产生、变化、消失同性质(2) 三异反向异体不同效果(3) 三无关与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否与另外物体相互作用无关考向案例研究 例 1 2012课标全国理综 ， 14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 ， 从而奠定了牛顿力学的基
9、础 早期物理学家关于惯性有下列说法 ， 其中正确的是 ( ) A 物体抵抗运动状态变化的性质是惯性 B 没有力的作用 ， 物体只能处于静止状态 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 )解读审题视角 本题考查惯性的概念及相关物理学史内容 只要把握好惯性的概念 ， 不论是早期还是现代流行的说法 ， 概念本质都是一致的 ( 二 ) 名师分析解题 惯性惯性 物体保持原来运动状态的性质抵抗变化即保持 A 对F 0 时 保持匀速直线运动或静止状态 B 错行星做圆周运动时， v 方向改变即状态改变改变 v 的力为万有引力
10、C 错D 项符合牛顿第一定律 D 正确(三 )调用所学解题 (四 )一语道破天机 区分真实实验和理想实验 (1)真实的科学实验是一种实践的活动 ， 而理想实验则是一种思维的活动；前者是可以将设计通过物化过程而实现的实验 ， 后者则是由人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验 (2)理想实验并不是脱离实际的主观臆想 ， 首先 ， 理想实验是以实践为基础的 所谓的 “ 理想实验 ” 就是在真实的科学实验的基础上 ， 抓住主要矛盾 ， 忽略次要矛盾 ， 对实际过程作出更深入一层的抽象分析 其次 ， 理想实验的推理过程 ， 是以一定的逻辑法则为根据的 ， 而这些逻辑法则 ， 都是从长期的社会实践
11、中总结出来的 ， 并被实践所证实了的 牛顿第一定律不是实验定律 牛顿第一定律的基础是伽利略理想实验 理想实验属重要的思想方法 (五 )同类跟踪训练 1 科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段 在研究和解决问题过程中 ， 不仅需要相应的知识 ， 还要注意运用科学方法 理想实验有时更能深刻地反映自然规律 ， 伽利略设想了一个理想实验 ， 如图所示 ， 其中有一个是经验事实 ， 其余是推论 减小第二个斜面的倾角 ， 小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度； 两个对接的斜面 ， 让静止的小球沿一个斜面滚下 ， 小球将滚上另一个斜面； 如果没有摩擦 ， 小球将上升到原来释放的高度； 继续减小第二个斜面
12、的倾角 ， 最后使它成水平面 ， 小球要沿水平面做持续的匀速运动 请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列_(只要填写序号即可 ) 在上述的设想步骤中 ， 有的属于可靠的事实 ， 有的则是理想化的推论 ， 下列关于事实和推论的分类正确的是 ( ) A 是事实 ， 是推论 B 是事实 ， 是推论 C 是事实 ， 是推论 D 是事实 ， 是推论 解析 如图所示 ， 小球从对接的两个斜面的一个斜面上滚下 ， 它将滚到另一个斜面上 ， 这可以在实际实验中做到 ， 所对应的是事实 ， 即 为事实；在实际实验中 ， 永远摆脱不了力的作用 ， 特别是摩擦力 ， 所以既不能达到同样高度也不能在水平面上永不
13、停止地做匀速直线运动 ， 所以 、 、 都是推论；在实验中 ， 是将第二个的倾角逐渐减小直到水平 ， 所以程序为：事实 推论 推论 推论 . 答案 B 例 2 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 a 0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 (一 )解读审题视角 解答本题应把握以下两点： (1)明
14、确牛顿第一定律的适用条件和物理意义 (2)明确牛顿第一定律和牛顿第二定律的区别 (二 )名师分析解题 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性定律 ， 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 ， 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 ， 伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础 ， (三 )调用所学解题 (四 )一语道破天机 惯性保持物体运动状态 ， 外力改变物体运动状态 惯性与物体的状态及是否受力无关
