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1、第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律知识网络：知识网络：单元切块：单元切块：按照考纲的要求，本章内容可以分成三部分，即：牛顿第一定律、惯性、牛顿第三定律；牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用。其中重点是对牛顿运动定律的理解、熟练运用牛顿运动定律分析解决动力学问题。难点是力与运动的关系问题。牛顿第一定律牛顿第一定律 惯性惯性 牛顿第三定律牛顿第三定律教学目标：教学目标：1理解牛顿第一定律、惯性；理解质量是惯性大小的量度2理解牛顿第三定律，能够区别一对作用力和一对平衡力3掌握应用牛顿第一定律、第三定律分析问题的基本方法和基本技能教学重点：教学重点：理解牛顿第一定律、惯性概念教学难点：教学难点：惯性教
2、学方法：教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：教学过程：一、牛顿第一定律一、牛顿第一定律1牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总是保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。这个定律有两层含义：（1）保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性；物体的运动不需要用力 来维持。（2）要使物体的运动状态（即速度包括大小和方向）改变，必须施加力的作用，力是改变物体运动状态的原因。点评：点评：牛顿第一定律导出了力的概念力是改变物体运动状态的原因。 （运动状态指物体的速度）又根据加速度定义：，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体 tva产生加速度的原因。（不能说“
3、力是产生速度的原因” 、 “力是维持速度的原因” ，也不能说“力是改变加速度的原因” 。 ）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不容易改变） 。质量是物体惯性大小的量度。牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。而不受外力的物体是不存在的。物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在 F=0 时的特例。2惯性：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。对于惯性理解应注意以下三点：（1）惯性是物体本身固有的属性，跟物体的
4、运动状态无关，跟物体的受力无关，跟物体所处的地理位置无关。（2）质量是物体惯性大小的量度，质量大则惯性大，其运动状态难以改变。（3）外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服了物体的惯性。【例 1】下列关于惯性的说法中正确的是物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性物体只有受外力作用时才有惯性物体的运动速度大时惯性大物体在任何情况下都有惯性解析：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动状态及受力情况无关，故只有项正确。点评：点评：处理有关惯性问题，必须深刻理解惯性的物理意义，抛开表面现象，抓住问题本质。【例 2】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
5、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：牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的故是错误的惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律，显然 C 不正确由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，答案为 B、D【例 3】在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上，一运动员做立定跳远，若向各个方向都用相同的力，则 （ ）A向北跳最远B向南跳最远C向东向西跳一样远，
6、但没有向南跳远D无论向哪个方向都一样远解析：运动员起跳后，因惯性其水平方向还具有与船等值的速度，所以无论向何方跳都一样。因此应选答案 D。点评：此题主要考查对惯性及惯性定律的理解，解答此题的关键是理解运动员起跳过程中，水平方向若不受外力作用将保持原有匀速运动的惯性，从而选出正确答案【例 4】某人用力推原来静止在水平面上的小车，使小车开始运动，此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动，可见（ ）A力是使物体产生运动的原因B力是维持物体运动速度的原因C力是使物体速度发生改变的原因D力是使物体惯性改变的原因解析：由牛顿第一定律的内容可知，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它
7、改变这种状态为止，说明一旦物体具有某一速度，只要没有加速或减速的原因，这个速度将保持不变，根据这种观点看来，力不是维持物体的运动即维持物体速度的原因，而是改变物体运动状态即改变物体速度的原因，故选项 C 正确。【例 5】如图中的甲图所示，重球系于线 DC 下端，重球下再系一根同样的线 BA，下面说法中正确的是（ ）A在线的 A 端慢慢增加拉力，结果 CD 线拉断B在线的 A 端慢慢增加拉力，结果 AB 线拉断C在线的 A 端突然猛力一拉，结果 AB 线拉断D在线的 A 端突然猛力一拉，结果 CD 线拉断解析：如图乙，在线的 A 端慢慢增加拉力，使得重球有足够的时间发生向下的微小位移，以至拉力
8、T2逐渐增大，这个过程进行得如此缓慢可以认为重球始终处于受力平衡状态，即 T2T1mg，随着 T1增大，T2也增大，且总是上端绳先达到极限程度，故 CD 绳被拉断，A 正确。若在 A 端突然猛力一拉，因为重球质量很大，力的作用时间又极短，故重球向下的位移极小，以至于上端绳未来得及发生相应的伸长，T1已先达到极限强度，故 AB 绳先断，选项 C 也正确。二、牛顿第三定律二、牛顿第三定律1 对牛顿第三定律理解应注意：（1）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，作用在一条上（2）作用力与反作用力总是成对出现同时产生，同时变化，同时消失（3）作用力和反作用力在两个不同的物体上，各产生其
9、效果，永远不会抵消（4）作用力和反作用力是同一性质的力（5）物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是“场”力定律内容可归纳为：同时、同性、异物、等值、反向、共线2区分一对作用力反作用力和一对平衡力一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有：作用力反作用力作用在两个不同物体上，而平衡力作用在同一个物体上；作用力反作用力一定是同种性质的力，而平衡力可能是不同性质的力；作用力反作用力一定是同时产生同时消失的，而平衡力中的一个消失后，另一个可能仍然存在。一对作用力和反一对作用力和反作用力作用力一对平衡力一对平衡力作用对象作用对象两个物体同一个物体作用时
10、间作用时间同时产生，同时消失不一定同时产生或消失力的性质力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力力的大小关系力的大小关系大小相等大小相等力的方向关系力的方向关系方向相反且共线方向相反且共线3一对作用力和反作用力的冲量和功一对作用力和反作用力在同一个过程中（同一段时间或同一段位移）的总冲量一定为零，但作的总功可能为零、可能为正、也可能为负。这是因为作用力和反作用力的作用时间一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的。【例 6】汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶，根据牛顿运动定律可知（ ）A汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力
11、D汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力解析：汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律得知，汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力必定是大小相等方向相反的，因而 B 正确，A 错误。由于题干中说明汽车拉拖车在水平道路上沿直线加速行驶，故沿水平方向拖车只受到两个外力作用：汽车对它的拉力和地面对它的阻力。因而由牛顿第二定律得知，汽车对它的拉力必大于地面对它的阻力。所以 C对，D 错。【例 7】甲、乙二人拔河，甲拉动乙向左运动，下面说法中正确的是A做匀速运动时，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等B不论做何种运动，根据牛顿第三定律，甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等C绳的质量可以忽略不计时
12、，甲乙二人对绳的拉力大小一定相等D绳的质量不能忽略不计时，甲对绳的拉力一定大于乙对绳的拉力解析：甲、乙两人对绳的拉力都作用在绳上，即不是作用力和反作用力故 B 项错误做匀速运动时，绳子受力平衡，即甲、乙两人对绳的拉力大小一定相等，故 A 项正确 绳的质量可以忽略不计时，绳子所受合力为零故甲、乙二人对绳的拉力大小一定相等 故 C 项正确绳的质量不能忽略不计时，如果有加速度，当加速度向右时，乙对绳的拉力大于甲对绳的拉力故 D 项不正确故正确选项为 AC。【例 8】物体静止在斜面上，以下几种分析中正确的是A物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的
13、压力C物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D物体受到的支持力的反作用力，就是物体对斜面的压力解析：物体受到的静摩擦力的反作用力是物体对斜面的静摩擦力故 A 错误物体对斜面的压力在数值上等于物体所受重力沿垂直于斜面的分力故 B 错误物体所受的重力的反作用力是物体对地球的吸引力故 C 错误故正确选项为 D。【例 9】人走路时，人和地球间的作用力和反作用力的对数有A一对 B二对 C三对 D四对解析：人走路时受到三个力的作用即重力、地面的支持力和地面对人的摩擦力，力的作用总是相互的，这三个力的反作用力分别是人对地球的吸引作用，人对地面的压力和人对地面的摩擦力，所以人走路时
14、与地球间有三对作用力和反作用力，选【例 10】物体静止于水平桌面上，则桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力解析：物体和桌面受力情况如图所示对 A 选项，因物体处于平衡状态，且 FN与 G 作用于同一物体，因此 FN和 G 是一对平衡力，故正确对 B 选项，因作用力和反作用力分别作用在两个物体上，故错对 C 选项，因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故 C 错对 D 选项，由于支持力和压力是物体与桌面相互
15、作用(挤压)而产生的，因此 FN与 FN是一对作用力和反作用力，故 D 错答案：A点评：（1）一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别就是：看作用点，二力平衡时此两力作用点一定是同一物体；作用力和反作用力的作用点一定是分别在两个物体上（2）两个力是否是“作用力和反作用力”的最直观区别是：看它们是否是因相互作用而产生的如 B 选项中的重力和支持力，由于重力不是因支持才产生的，因此，这一对力不是作用力和反作用力三、针对训练三、针对训练1火车在长直水平轨道上匀速行驶，坐在门窗密闭的车厢内的一人将手中的钥匙相对车竖直上抛，当钥匙（相对车）落下来时（ ）A落在手的后方 B落在在手的前方C落在手中
16、D无法确定2根据牛顿第一定律，我们可以得到如下的推论 （ ）A静止的物体一定不受其它外力作用B惯性就是质量，惯性是一种保持匀速运动或静止状态的特性C物体的运动状态发生了改变，必定受到外力的作用D力停止作用后，物体就慢慢停下来3关于物体的惯性，下列说法中正确的是（ ）A只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性B只有运动的物体才能表现出它的惯性C物体做变速运动时，其惯性不断变化D以上结论不正确4伽利略的理想实验证明了（ ）A要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止B要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动C物体不受外力作用时，一定处于静止状态D物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动或静止状态5关于惯
