(考点分析) 第一节 牛顿三定律的理解-2023年高考物理一轮系统复习学思用

【考点分析】　第一节 牛顿三定律的理解

【考点一】  惯性的理解

【典型例题1】  (2021·四川省自贡市田家炳中学)在经典力学中，关于惯性，下列说法正确的是(　　)

A．“天宫一号”内的仪器由于完全失重惯性消失了

B．同一物体在月球表面上的重力只有地面上的，但是惯性没有变化

C．运动员掷铁饼时带动铁饼快速旋转可增大铁饼惯性

D．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性减小了

【解析】  A．“天宫一号”内的仪器虽然产生了完全失重，但是由于有质量，则惯性不会消失，选项A错误；

B．同一物体在月球表面上的重力只有地面上的，但是质量没变，则惯性没有变化，选项B正确；

C．运动员掷铁饼时带动铁饼快速旋转，铁饼的质量没变，则铁饼的惯性不变，选项C错误；

D．磁悬浮列车浮起后质量没变，则惯性不变，选项D错误。故选B。

【答案】  B

【归纳总结】  惯性是物体的固有属性，它的大小只与物体的质量有关，与其他因素无关，惯性越大的物体，它的运动状态越难改变．

正确理解惯性概念，领会以下几点：

(1)物体的惯性与物体是否运动无关，与运动状态是否变化无关．

(2)物体的惯性与物体是否受力无关，与受力的大小和方向无关．

(3)物体的惯性与物体的速度大小无关．

(4)惯性不是一种力，不能这样说：物体保持原来运动状态是因为受到了惯性力.

【考点二】  牛顿第一定律的理解及应用

【典型例题2】  关于力与物体的运动之间的关系，下列说法中正确的是(　　)

A．不受外力作用的物体其运动状态不会发生变化，是因为物体具有惯性，且物体运动速度越大其惯性越大

B．在地面上滑行的物体之所以能停下来，是因为没有力来维持它的运动

C．牛顿第一定律说明了，运动状态发生变化的物体，必然受到力的作用

D．作用在物体上的力消失以后，物体运动的速度会不断减小

【解析】  A．不受外力作用的物体其运动状态不会发生变化，是因为物体具有惯性，说法没问题；但物体运动速度越大其惯性越大错误，惯性大小只与质量有关，故A错误；

B．在地面上滑行的物体之所以能停下来，是因为受到摩擦力的缘故，没有力来维持它的运动说法错误，故B错误；

C．根据牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，故C正确；

D．作用在物体上的力消失以后，根据牛顿第一定律可知，物体将保持当前的运动状态，而不是物体运动的速度会不断减小，故D错误；

故选C。

【答案】  C

【归纳总结】  牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，有力作用在物体上，它的运动状态就会改变，即速度一定会改变．

【考点三】  运动和惯性

【典型例题3】  如图所示，在平直轨道上做匀加速行驶的封闭的车厢中，悬挂一个有滴管的盛油的容器．当滴管依次滴下三滴油时，三滴油落在车厢的地板上，下列说法正确的是(　　)

A．三滴油依次落在O点

B．三滴油依次落在同一位置上

C．三滴油依次落在A、O之间，而且后一滴比前一滴离O点近些

D．三滴油依次落在O、A之间，而且后一滴比前一滴离O点远

【解析】　三滴油离开容器时由于惯性和车同速，在水平方向上相对车的初速度为零，在竖直方向上运动情况相同，落到车厢地板的时间相同．在水平方向上相对车的加速度方向向左，所以在水平方向上相对于车的位移方向向左，位移大小x＝at2，所以三滴油滴落到同一位置上．

【答案】　B

【考点四】  伽利略理想实验

【典型例题4】  伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　)

A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成

D．图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持

【解析】  伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明，如果速度与时间成正比，那么位移与时间的二次方就成正比.由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，运动相同位移所用时间长得多，所以容易测量.伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上进行了合理外推，得出了正确结论，故A错误，B正确；

完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，故C错误；

伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持的结论，故D错误.

【答案】  B

【考点五】  对牛顿第二定律的理解

【典型例题5】  下列关于速度、加速度、合外力之间的关系的说法正确的是(　　)

A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大

B．物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0

C．物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D．物体的速度很大，但加速度可能为0并且所受的合外力很大

【解析】  物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，故选项C正确.

【答案】  C

【归纳总结】  力是产生加速度的原因，物体加速度的大小由其所受外力和其质量共同决定，而物体所受外力的大小，自身的质量与它的加速度大小无关．

【考点六】  牛顿第二定律和正交分解法

【典型例题6】  如图所示，质量为m的人站在自动扶梯的水平踏板上，人的鞋底与踏板的动摩擦因数为，扶梯与水平方向倾角为，若人随扶梯一起以加速度a向上运动，梯对人的支持力和摩擦力f分别为(　　)

A． B．

C． D．

【解析】  AB．受力分析如下图

将加速度进行分解，有，，竖直方向根据牛顿第二定律有，解得，A错误，B正确；

CD．水平方向根据牛顿第二定律有，C错误，D正确。故选BD。

【答案】  BD

【归纳总结】  正交分解法的一般解题步骤：

(1)确定研究对象，对其进行受力分析；

(2)建立恰当的直角坐标系，再把不在坐标轴上的量(包括力和加速度)进行分解；

(3)根据平衡条件或牛顿第二定律列出方程并求解．

【考点七】  相互作用力与平衡力

【典型例题7】  (2021·安徽省安庆市宜秀区白泽胡中学)2016年8月21日里约奥运会中国排球队主攻手朱婷得到179分，在朱婷用手掌奋力将球击出时，下列说法正确的是(　　)

A． 手掌对排球作用力的大小大于排球对手掌作用力的大小

B． 手掌对排球作用力的大小等于排球对手掌作用力的大小

C． 排球对手掌的作用力晚于手掌对排球的作用力

D． 手掌对排球作用力与排球对手掌作用力是平衡力

【解析】  排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故A错误，B正确；一对作用力与反作用力同时产生、同时消失，所以排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力同时消失，故C错误；排球对运动员手掌的作用力和运动员手掌对排球的作用力是一对作用力与反作用力，故D错误．故选B．

【答案】  B

【归纳总结】 作用力与反作用力和一对平衡力的区别：

①受力对象：前者是两个物体，后者为同一物体．

②依赖关系：前者相互依存，不可能单独存在，同时产生，同时消失，后者无依赖关系，撤除一个，另一个可以依然存在，只是不再平衡．

③力的性质：前者一定是同一性质，后者可以是同一性质，也可以不是同一性质．

④叠加性：前者两力分别作用于两个物体，分别对两个不同物体产生效果，作用效果不可叠加，不会抵消，两力无所谓合力，后者两力作用效果可以叠加，可以抵消，两力的合力为零.

【考点八】  作用力与反作用力的关系

【典型例题8】(2021·天津和平区模拟)在滑冰场上，甲、乙两个小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动，甲在冰上滑行的距离比乙远。假定两板与冰面间的动摩擦因数相等，下列判断正确的是(　　)

A．在互推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力

B．在互推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间

C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度

D．在分开后，甲的加速度与乙的加速度大小相等

【解析】  在两个小孩互推的过程中，甲推乙的力与乙推甲的力是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律，作用力与反作用力大小相等、方向相反，故A错误；作用力与反作用力同时产生、同时消失，作用时间相等，故B错误；甲、乙分开后，两人受到的合力都是摩擦力，根据牛顿第二定律可知a＝＝μg，因为两板与冰面间的动摩擦因数相等，所以甲、乙的加速度大小相等，再根据v＝可知，由于甲的位移大，则甲的初速度大，故C、D正确。

【答案】  CD

【考点九】  牛顿第三定律的应用

【典型例题9】  (2021·浙江金华市模拟)如图所示，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

【解析】  灯泡受的重力与灯泡对绳的拉力既不是平衡力也不是相互作用力，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.

【答案】  C

【归纳总结】  作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”

(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同。

(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。

(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与是否和另外物体相互作用无关。

【考点十】  区别基本单位、导出单位、国际单位

【典型例题10】现有下列物理量或单位，按下面的要求选择填空．(填序号字母)

A．密度　B．米/秒　C．牛顿　D．加速度　E．质量　F．秒　G．厘米　H．长度　I．时间　J．千克

(1)属于物理量的是________．

(2)在国际单位制中，作为基本物理量的有________．

(3)在物理量的单位中不属于国际单位的是________．

(4)在国际单位制中属于基本单位的是________，属于导出单位的是________．

【解析】　(1)题中所有各项中，属于物理量的是：密度、加速度、质量、长度、时间，故此空填“A、D、E、H、I”．

(2)在国际单位制中，作为基本物理量的有：质量、长度、时间．故此空填“E、H、I”．

(3)题中所给的单位中，不属于国际单位的是厘米，故此空填“G”．

(4)在国际单位制中属于基本单位的是秒和千克，属于导出单位的是米/秒，牛顿．故应填“F、J”；“B、C”．

【答案】　(1)ADEHI　(2)EHI　(3)G　(4)FJ　BC

【考点十一】  单位制的应用

【典型例题11】(2021·“八省联考”辽宁省)匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时间的变化率为，静电力常量为k，则对应物理量的单位是(　　)

A. 欧姆 B. 伏特 C. 安培 D. 特斯拉

【解析】  因为单位为；由可得

单位为；所以的单位为

根据电流的定义式可知，该单位是安培。故选C。

【答案】  C

【归纳总结】  应用物理公式计算前应先将各物理量的单位在同一单位制中统一，一般统一到国际单位．如果已知各物理量都是国际单位制中单位，所求量也一定是国际单位制中单位，故在计算式中不必一一写出各物理量的单位，而只是在计算式的后面写出所求量的单位就行．