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1、第三章 牛顿运动定律,第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律,基础回顾,核心探究,演练提升,基础回顾 自主梳理融会贯通,知识梳理,一、牛顿第一定律 1.内容 一切物体总保持 状态或静止状态,直到有外力迫使它 这种状态为止. 2.意义 (1)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 的原因. (2)指出了一切物体都有 ,因此牛顿第一定律又称 .,匀速直线运动,改变,维持,改变,加速度,惯性,惯性定律,3.惯性 (1)定义:物体本身要保持 不变的性质. (2)量度: 是物体惯性大小的量度, 的物体惯性大, 的物体惯性小. (3)普遍性:惯性是物体的 属性,一切物体都有惯性.与
2、物体的运动情况和受力情况无关. 4.物理学史:对力和运动关系的认识,各物理学家的观点如下: (1)亚里士多德:运动必须依靠外力的不断作用才能维持,外力一旦消失,运动也就消失了. (2)伽利略:力 维持物体运动的原因(通过理想斜面实验得出). (3)笛卡儿:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向. (4)牛顿:力是改变物体运动 的原因.,运动状态,质量,质量大,质量小,固有,不是,状态,在一节火车车厢内有一个水平的光滑桌面,当火车在平直铁路上向右匀速行驶时,坐在座椅上的同学将一个小球轻轻地放在桌面上. 若该同学发现小球突然向他运动过来,如
3、图所示,这时小球有无受到水平方向的作用力?这时火车是加速运动还是减速运动?答案:不受水平方向的力,火车减速运动.,二、牛顿第三定律 1.内容:两个物体之间的作用力(F)和反作用力(F)总是大小 、方向,且作用在 . 2.表达式:F=-F.,相等,相反,同一条直线上,把A,B两个弹簧测力计连接在一起,B的一端固定,用手拉测力计A.如图所示,可以看到两个测力计的指针同时移动.则两个弹簧测力计的读数有什么关系?它们受力的方向有什么关系?答案:读数总是相等,方向相反.,自主检测,1.思考判断 (1)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.( ) (2)物体的惯性越大,状
4、态越难改变.( ) (3)环绕地球运动的宇宙飞船处于完全失重状态,没有惯性.( ) (4)作用力与反作用力可以作用在同一物体上.( ) (5)作用力与反作用力的作用效果不能抵消.( ),答案:(1) (2) (3) (4) (5),2.下列关于力和运动关系的说法中正确的是( ) A.没有外力作用时,物体不会运动 B.物体受力越大,运动得越快 C.物体所受合外力为零,则速度一定为零;物体所受合外力不为零,则其速度也一定不为零 D.物体所受的合外力最大时,速度却可以为零;物体所受的合外力最小时,速度却可以最大,D,解析:由牛顿第一定律可知,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,
5、速度的大小与力没有关系,故正确选项为D.,3.如图所示,大人很轻松地就能将小孩拉过来,如果用两个力传感器与计算机相连,就很容易地显示两个拉力随时间变化的图像.由图像可以得出的正确结论是( ) A.作用力与反作用力的大小总是相等 B.作用力与反作用力的大小不相等 C.作用力与反作用力的作用时间不相等 D.作用力与反作用力的方向相同,A,解析:由图可以看出作用力与反作用力的大小总是相等,方向总是相反,作用时间相同,故A正确.,核心探究 分类探究各个击破,考点一 牛顿第一定律的理解与应用,1.明确了惯性的概念: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. 2.揭示了力的本质:力是改变物体运动
6、状态的原因,而不是维持物体运动的原因. 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.如果物体所受的合外力等于零,其效果跟不受外力作用时相同.,4.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. (2)物体受到外力时,惯性表现为反抗运动状态的改变.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.,【典例1】 对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,某些一级方程式赛车(质量不变)的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度.
7、这表明,可以通过科学手段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安全行驶的目的,C,核心点拨 (1)惯性是物体保持原来状态的性质. (2)质量是物体惯性的唯一量度,质量大惯性大.,解析:采用大功率的发动机,能够提高赛车的最大速度,质量不变,则惯性不变,选项A错误;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,原因是子弹的动能过小,但惯性不变,选项
8、B错误;货运列车摘下或加挂一些车厢,列车的质量改变了,其惯性也改变了,选项C正确;摩托车转弯时,车手控制速度,调控人和车的重心位置,但整体的惯性不变,选项D错误.,方法技巧 牛顿第一定律应用技巧 (1)由“因”索“果”:在判断力与运动之间的关系时,一定要把握准牛顿第一定律的含义,即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)由“果”索“因”:如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力的作用,所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变,应分析物体的受力情况. (3)应用步骤:应用牛顿第一定律解释有关现象时,一要看物体原来的运动状态,二要看物体现在的受力情况及所
9、受合力是否为零,最后判断由于物体具有惯性将会出现的现象.,【针对训练】 (2018广东广州调研)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是( ) A.牛顿第一定律是依靠实验事实,直接归纳总结得出的 B.根据牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因 C.根据牛顿第一定律可知,力是维持物体运动的原因 D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律,B,解析:牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人研究的基础上提出的,是以理想实验为基础,归纳总结得出的,选项A错误;牛顿第一定律说明力改变物体的运动状态,不是维持物体运动的原因,选项B正确,C错误;牛顿第一定律反映物体不受外力时的运动规律,选项D错误.,考点二
10、牛顿第三定律的理解与应用,1.定律的普适性 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,与物体受力情况和运动状态无关.,2.相互作用力的“三同、三异”(1)三同,(2)三异,3.平衡力与作用力和反作用力的比较,【典例2】 (2018河北保定模拟)如图所示,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 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
11、赢得“拔河”比赛的胜利,C,审题指导,方法技巧 判断相互作用力与平衡力的方法 (1)看作用点:作用力与反作用力的作用点在两个不同的物体上,平衡的两个力的作用点在同一物体上. (2)看产生力的原因:作用力与反作用力是由于两个物体相互作用产生的,一定是同一性质的力;平衡力是另外两物体施加的作用,两力的性质可同可不同.,【针对训练】 导学号 58826042 (2018泰州模拟)(多选)如图所示,一木箱放在水平面上,木箱重G1,人重G2,人站在木箱里用力F向上推木箱,则( )A.人对木箱底的压力大小为G2+F B.木箱对人的作用力大小为G2 C.木箱对地面的压力大小为G1+G2-F D.地面对木箱的
12、支持力大小为G1+G2,ABD,解析:由于人站在木箱里用力F向上推木箱,则木箱上面对人有向下的压力,大小也是F,所以人受重力G2、木箱上面对人的压力F和木箱底面对人向上的支持力,由平衡条件可知,支持力大小为G2+F,所以人对木箱的压力大小也是G2+F,选项A正确;人受重力与木箱对人的作用力,人处于静止状态,所以木箱对人的作用力大小与人的重力大小相等,即为G2,选项B正确;对地面而言,其上放置木箱和人,故木箱对地面的压力就是木箱和人的重力之和,所以地面对木箱的支持力等于木箱的重力与人的重力之和,选项C错误,D正确.,考点三 “转换研究对象法”在受力分析中的应用,1.解题的思路 在对物体进行受力分
13、析时,如果不便于分析物体受到的某个力,则可以通过分析其反作用力来解决问题,使得我们对问题的分析思路更清晰、简捷. 2.解题步骤 (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.,【典例3】 如图所示为杂技“顶杆”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直杆,当杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,杆对“底人”的压力大小为( )A.(M+m)g B.(M+m)g-ma C.(M+m)g+ma D.(M-m)g,B,审题指导,解析:对杆上的人受力分析,其受重力mg、向上的摩擦力f,且有mg-f=
14、ma,对杆受力分析:其受重力Mg、摩擦力f,且f=f,方向向下,支持力N,由平衡条件得Mg+f=N,又因为杆对“底人”的压力和“底人”对杆的支持力是一对作用力与反作用力,由牛顿第三定律得N=N=(M+m)g-ma,B项正确.,【针对训练】 置于水平面上的小车上有一弯折角度为的细杆,如图所示,细杆一端固定了一个质量为m的小球.当小车以加速度a向左加速前进时,小球对细杆的作用力多大?方向如何?,演练提升 真题体验强化提升,高考模拟,1.牛顿第一定律(2014北京卷,19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面
15、上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1,2,3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( ) A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置 B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态 C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变 D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小,A,解析:由于斜面上先后铺垫粗糙程度逐渐降低的材料,可理解为斜面越来越光滑,小球沿右侧斜面上升的最高位置依次为1,2,3,即依次升高,所以得到的最直接的结论是:如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置,选项A正确;B,C,D选项都不能根据三次实验结果的对比直接得到,选项B,C,D错误.,2.物理学史(2018冀州模拟)(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法符合历史事实的是( ) A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变 B.伽利略通过“理想实验”得出结论:一旦物体具有一定速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去 C.笛卡儿指出:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向 D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,
