第1讲 牛顿第一定律　牛顿第二定律 课件 -2027年高三物理一轮复习优质课件（全国通用）

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第1讲　牛顿第一定律　牛顿第二定律
考点二　牛顿第二定律　单位制
目 录 索 引
一、对力和运动关系的认识
二、牛顿第一定律 不是牛顿第二定律在加速度等于零时的特例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改变这种状态。 2.意义(1)指出了一切物体都有　　　　,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。(2)指出力不是维持物体运动状态的原因,而是　　　　物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。3.惯性一切物体都具有的一种固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关(1)定义:物体　　　　原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。(2)量度:　　　　是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小。
1.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(静止或匀速直线运动)不变。(2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大,物体的运动状态越难被改变。
2.对牛顿第一定律的两点说明(1)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,物体所受的合外力等于零与物体不受外力的表现是相同的。(2)与牛顿第二定律的关系:牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。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。
考向一　对伽利略理想实验的理解典题1 (2025辽宁鞍山三模)伽利略在研究力和运动的关系时,为了阐明自己的观点,设计了如图所示的实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。
下列说法正确的是(　　)A.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现C.“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化,从而揭示现象本质的研究方法
解析 当右侧斜面倾角变为0°时,忽略摩擦力的影响,小球将一直运动下去,伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”,A错误;没有摩擦,绝对光滑的轨道,无论通过什么工艺都不能实现,B错误;由于没有绝对光滑的轨道,故“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验观察不到的现象,C错误;伽利略理想实验的本质是想象把实际存在、影响物体运动的摩擦力去掉,抓住事物的本质,这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想,也是揭示现象本质的重要研究方法之一,D正确。
考向二　牛顿第一定律的理解与应用典题2 (2026甘肃兰州模拟)在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是(　　)A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
解析 水冲沙石,沙石才能运动,说明力是改变物体运动的原因,故A错误;物体保持原有运动状态的性质即为惯性,其大小只与质量有关,质量越大惯性越大,重的大石由于质量大,惯性大,所以运动状态不容易被水流改变,故B正确;物体的运动不需要力来维持,没有水的持续冲力作用沙石停止运动,是因为沙石受到了阻力的作用,故C错误;“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,故D错误。
考向三　对惯性的理解典题3 [一题多变](2025河北邯郸模拟)如图所示,水平匀速向右运动的水罐车内装满了水,车内有一浮在顶部的乒乓球A。当水罐车刹车时,小球相对容器的运动情况是(　　)A.A球水平向右运动B.A球水平向左运动C.A球静止不动D.A球向下运动
解析 水罐车刹车时,由于惯性,水罐车内的水和乒乓球A都有保持原来水平向右运动状态的趋势,但由于乒乓球A的密度小于水的密度,即乒乓球A的质量小于同体积水的质量,质量小,惯性就小,所以乒乓球A会被相对于车水平向右运动的水挤向左边,故乒乓球A会水平向左运动。故选B。
一、牛顿第二定律 指出了加速度的决定因素1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成　　　　,跟它的质量成　　　　,加速度的方向跟　　　　　　的方向相同。2.表达式:F=ma。二、单位制1.单位制:　　　　　　和　　　　　　一起组成了单位制。2.基本单位:在力学范围内,国际单位制规定　　 　、　　 　和                  为三个基本量,它们的单位　　　　、　　　　和　　　　为基本单位。3.导出单位:由　　　　　　根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
1.牛顿第二定律的“六性”
2.牛顿第二定律瞬时性的两种模型
3.关于国际单位制的基本单位的两个误区警示(1)国际单位制中七个基本量除了有对应的七个基本单位外,分别还有其他单位。比如基本量长度的单位除了基本单位“m”以外,还有“dm”“cm”“mm”等,但这些单位不是国际单位制单位。(2)用一个字母表示的单位也可能是导出单位,比如“N”“J”等。
考向一　利用牛顿第二定律定性分析物体的运动典题4 (2025安徽卷)如图所示,竖直平面内有两个完全相同的轻质弹簧,它们的一端分别固定于水平线上的M、 N两点,另一端均连接在质量为m的小球上。开始时,在竖直向上的拉力作用下,小球静止于MN连线的中点O,弹簧处于原长。后将小球竖直向上缓慢拉至P点,并保持静止,此时拉力F大小为2mg。已知重力加速度大小为g,弹簧始终处于弹性限度内,不计空气阻力。若撤去拉力,则小球从P点第一次运动到O点的过程中(　　)A.速度一直增大B.速度先增大后减小C.加速度的最大值为3gD.加速度先增大后减小
解析 本题考查物体的平衡、牛顿第二定律。小球在P点保持静止时,由平衡条件可知,拉力F、重力和两弹簧的拉力的合力为零,则两弹簧的合力大小为mg。撤去拉力后,小球第一次从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下,小球一直做加速运动,故A正确,B错误;小球第一次从P点运动到O点的过程中,弹簧的形变量逐渐减小,弹簧在竖直方向上的合力不断减小,故小球受的合外力一直减小,加速度一直减小,加速度的最大值为刚撤去拉力时的加速度,由牛顿第二定律可知2mg=ma,加速度的最大值为2g,故C、D错误。
考向二　牛顿第二定律的简单应用典题5 (天津卷)生活中人们经常使用如图所示的小车搬运重物,小车的底板和侧板垂直,底板和侧板对重物的弹力分别为F底、F侧,忽略重物和底板之间的摩擦力。保持底板与水平面之间的夹角不变,重物始终与小车相对静止,小车水平向右运动,由匀速变为加速时(　　)A.F底增大,F侧增大B.F底减小,F侧增大C.F底增大,F侧减小D.F底减小,F侧减小
解析 对重物受力分析,设底板与水平面之间的夹角为θ,如图所示,小车匀速时,有F底sin θ=F侧cs θ,小车加速时,有F侧cs θ-F底sin θ=ma,其中a>0,则F底减小,F侧增大,故选B。