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1、1第三章第三章 牛顿运动定律牛顿运动定律第 1 节牛顿第一定律_牛顿第三定律(1)牛顿第一定律是实验定律。()(2)在水平面上运动的物体最终停下来，是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。()(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。()(4)物体的惯性越大，运动状态越难改变。()(5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。()(6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。()(1)伽利略利用“理想实验”得出“力是改变物体运动状态的原因”的观点，推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误观点。(2)英国科学家牛顿在自然哲学的数学原理著作中提出了“牛顿第一、第二、第三定律” 。2突破点(一)
2、 牛顿第一定律的理解1对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。(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。2惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。(2)物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态改变的能力。惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。3与牛顿第二定律的对比牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。题点全练1(2018三明检测)科学思维和科学方法是我
3、们认识世界的基本手段。在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还需要运用科学的方法。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。两个对接的斜面，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；减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度；继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动。通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接结论是( )A自然界的一切物体都具有惯性B光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D小球受到的力
4、一定时，质量越大，它的加速度越小解析：选 B 理想斜面实验只能说明钢球具有惯性，推广到一切物体的是牛顿，A 错误；伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因，光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力，B 正确；如果小球受到力的作用，3它的运动状态将发生改变，这是牛顿得出的，C 错误；小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小，这是牛顿第二定律内容，D 错误。2.(2018江都月考)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是( )A小车匀速向左运动B
5、小车可能突然向左加速运动C小车可能突然向左减速运动D小车可能突然向右加速运动解析：选 B 若小车匀速向左运动，则水也匀速运动，速度相等，碗中的水不会洒出，故 A 错误；小车突然向左加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以碗向左的速度大于水向左的速度，可以出现图示情况，故 B 正确；小车突然向左减速，由于惯性，水还没有来得及减速，所以小车向左的速度小于水向左的速度，水应向左洒出，故 C 错误；小车突然向右加速，由于惯性，水还没有来得及加速，所以碗向右的速度大于水向右的速度，水应向左洒出，故 D 错误。3.多选如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止。关于
6、小球与列车的运动，下列说法正确的是( )A若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动解析：选 BC 由于惯性，小球要保持原来的匀速运动状态，若小球向前滚动，则说明磁悬浮列车在减速前进，若小球向后滚动，则说明磁悬浮列车在加速前进，故 B 正确，A 错误；反之，若磁悬浮列车急刹车时，磁悬浮列车速度变小，小球由于惯性速度不变，故向前滚动，C 正确，D 错误。突破点(二) 牛顿第三定律的理解1作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”(1)六同Error!(2)三异Error!(3)二无关Error!
7、2作用力、反作用力与一对平衡力的比较4作用力和反作用力一对平衡力作用在两个物体上作用在同一物体上力的性质一定相同对力的性质无要求不同点作用效果不可抵消作用效果相互抵消相同点大小相等、方向相反，作用在同一直线上题点全练1.气球冒险家利用一簇气球使一座房屋成功升空。图示时刻房屋正在加速上升，此时( )A绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力大小相等B房屋对绳的拉力与房屋所受的重力大小相等C房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力是一对平衡力D房屋对绳的拉力与房屋所受的重力是一对作用力和反作用力解析：选 A 绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力，则大小相等，选项 A 正确；房屋对绳的拉力与绳对房屋
8、的拉力大小相等，因加速上升，则绳对房屋的拉力大于房屋所受的重力，则房屋对绳的拉力大于房屋所受的重力，选项 B 错误；因加速上升，则房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力不是一对平衡力，选项 C 错误；房屋对绳的拉力与房屋所受的重力不是一对作用力和反作用力，选项 D 错误。2(2018天津模拟)物体静止于水平桌面上，则( )A物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力B物体的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同性质的力D桌面对物体的支持力大小等于物体的重力大小，这两个力是一对平衡力解析：选 D 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一
9、对作用力与反作用力，故 A错误；物体的重力和物体对地球的吸引力是一对作用力与反作用力，故 B 错误；压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，故 C 错误；物体的重力是作用在物体上的力，支持力也是作用在这个物体上的力，这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力，故 D 正确。3(2018扬州二模)牛顿在总结 C.雷恩、J.沃利斯和 C.惠更斯等人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系。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
10、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5C人推车加速前进，人对车的作用力的大小等于车对人的作用力的大小D物体在地面上滑行，物体对地面的摩擦力大于地面对物体的摩擦力解析：选 C 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，是同时产生的，所以选项 A 错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力分别作用在地面和物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力，选项 B 错误；人对车的作用力与车对人的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项 C 正确；物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项 D 错误。突破点(三) 应用牛顿第三定律
11、转换研究对象典例 (2018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。一质量为 70.0 kg 的工人站在地面上，通过定滑轮将 20.0 kg 的建筑材料以 0.500 m/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 10 m/s2)( )A510 N B490 NC890 N D910 N思路点拨(1)明确物体间的相互作用：(2)转换研究对象：求地面所受压力时，由于地面无其他信息，因此转换到求人受地面的支持力。求绳对人的拉力时，人的受力情况复杂，因此转换到求建材所受绳的拉力。(3)根据牛顿第三定律，转换研究对象后所求的力与待求力是“等大
12、”的，因此问题得以巧妙地解出。解析 设绳子对物体的拉力为F1，F1mgmaF1m(ga)210 N 绳子对人的拉力F2F1210 N人处于静止状态，则地面对人的支持力FNMgF2490 N，由牛顿第三定律知：人对地面的压力FNFN490 N故 B 项正确。答案 B6方法规律如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，如求压力时可先求支持力。在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此。利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。集训冲关1.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G10 N 的金属块，使金属块一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为FT
13、6 N，则台秤的示数比金属块没有浸入水前( )A保持不变 B增加 10 NC增加 6 N D增加 4 N解析：选 D 对金属块受力分析，由平衡条件可知，水对金属块的浮力为FGFT4 N，方向竖直向上，则由牛顿第三定律可得，金属块对水的作用力大小为F4 N，方向竖直向下，所以台秤的示数比金属块没有浸入水前增加了 4 N，选项 D 正确。2.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为1，木块与长木板间的动摩擦因数为2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小一定为( )A1(mM)g B2mgC1mg D1mg2Mg解析：选 B 木块在长木板
14、上向右滑行过程中，受到长木板对木块水平向左的滑动摩擦力，由牛顿第三定律可知，木块对长木板有水平向右的滑动摩擦力，大小为2mg，由于长木板处于静止状态，水平方向合力为零，故地面对长木板的静摩擦力方向水平向左，大小为2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为2mg，故 B 正确。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，箱子与杆的质量为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Ff，则此时箱子对地面的压力大小为( )AMgFf BMgFfCMgmg DMgmg解析：选 A 环在竖直方向上受重力及箱子的杆对它的竖直向上的摩擦力Ff
15、，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应对杆有竖直向下的摩擦力Ff，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环对它的摩擦力Ff，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FNFfMgFfMg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等7于地面对箱子的支持力，即FNMgFf，故选项 A 正确。惯性的“相对性”(一)空气中的铁球和乒乓球1.如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)( )A铁球向左，乒乓球向右 B铁球向右，乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左 D铁
16、球和乒乓球都向右解析：选 C 由于惯性，当容器随小车突然向右运动时，铁球和乒乓球都相对容器向左运动，C 正确。(二)水中的铁球和乒乓球2.如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态。当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)( )A铁球向左，乒乓球向右 B铁球向右，乒乓球向左C铁球和乒乓球都向左 D铁球和乒乓球都向右解析：选 A 因为小车突然向右运动，铁球和乒乓球都有向右运动的趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，即速度变化快，而且水和车一起向右运动，所
