最新高考物理二轮复习课件：第三章 第1讲 牛顿第一定律　牛顿第三定律

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第三章　牛顿运动定律第1讲　牛顿第一定律　牛顿第三定律 【知识梳理自查】一、牛顿第一定律 二、牛顿第三定律【情境转换】2020年9月21日13时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号C卫星送入预定轨道,发射获得圆满成功。试分析火箭升空时为什么要向下喷出热气流?提示:火箭喷出热气流时,热气流对火箭有向上的反作用力,反作用力使火箭升空。 【小题速诊速纠】1.判一判(1)物体不受外力时一定处于静止状态。 (　　)(2)牛顿第一定律是实验定律。 (　　)(3)运动的物体惯性大,静止的物体惯性小。 (　　)(4)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力。(　　)(5)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化。 (　　)(6)人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力。 (　　)提示:(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×2.练一练(1)如图所示,有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上,当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时,两个人都会向相反方向运动,这是因为A推B时 (　　)A.A与B之间有相互作用力B.A对B的作用在先,B对A的作用在后C.B对A的作用力小于A对B的作用力D.A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力【解析】选A。A推B时A与B之间有相互作用力,作用力与反作用力同时产生,大小相等,分别作用在不同的物体上,选项A正确,B、C、D错误。(2)水平放置的密闭玻璃管内充有水,它的中间有一气泡,如图所示,当玻璃管由静止开始向右沿水平方向运动时,气泡相对于玻璃管将要 (　　) A.向右运动　　　　　　　B.向左运动C.保持不动 D.无法判断【解析】选A。管中的气泡和相同体积水相比,其质量很小,气泡的惯性要比管中的水的惯性小得多,当玻璃管由静止开始向右沿水平方向运动时,玻璃管中的水由于惯性,仍然要保持原来的静止状态。因此水向左运动,气泡相对于玻璃管要向右运动。考点1　牛顿第一定律(c)【要点融会贯通】 1.牛顿第一定律的意义:(1)揭示了物体的一种固有属性:牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性。(2)揭示了力的本质:牛顿第一定律明确了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,物体的运动不需要力来维持。关键能力·层级突破(3)揭示了物体不受力作用时的运动状态:牛顿第一定律描述的只是一种理想状态,而实际中不受力作用的物体是不存在的,当物体受外力但所受合力为零时,其运动效果跟不受外力作用时相同,物体将保持静止或匀速直线运动状态。2.理解牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系:(1)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象、归纳推理而总结出来的;牛顿第二定律是通过探究加速度与力和质量的关系得出的实验定律。(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受任何外力的理想情况,在此基础上,牛顿第二定律定量地指出了力和运动的联系:F=ma。【典例考题研析】【典例1】关于力与运动的关系,下列说法中正确的是 (　　)A.必须有力的作用物体才能运动B.牛顿第一定律可以用实验直接验证C.理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”D.牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大【解析】选C。要改变物体的运动状态必须要有力,即力是改变物体运动状态的原因,物体不受力时保持匀速直线运动,A错误;牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论,而不能直接通过实验得出,但能接受住实践的检验,B错误;伽利略通过理想实验,否定了力是维持物体运动的原因,而说明力是改变物体运动状态的原因,C正确;惯性的大小由物体的质量决定,与物体受力的大小无关,与是否受力也无关,D错误。故选C。【精练题组通关】1.下列说法正确的是 (　　)A.物体在完全失重的状态下没有惯性B.运动是绝对的,但运动的描述是相对的C.电流强度有大小和方向,所以是矢量D.研究月球绕地球运动轨迹时不能把月球看成质点【解析】选B。质量是惯性大小的唯一量度,A错;电流强度是标量,C错;研究月球的运行轨迹,可以将月球看作质点,所以D错;同一个运动,在不同的参考系中的描述不同,B对。2.(易错专练:惯性的理解)我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的乘客(包括司机)必须系好安全带。下列说法正确的是 (　　)A.系好安全带可以减小人的惯性B.系好安全带可以减小车的惯性C.是否系好安全带对人和车的惯性都有影响D.系好安全带可以防止因惯性对人造成的伤害【解析】选D。质量是物体惯性大小唯一的量度,系好安全带不可以改变人和车的惯性,A、B错误;安全带系在人的身上,对人有一定的作用力,可以改变人的运动状态,所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害,C错误、D正确。故选D。 3.(2020·丽水模拟)古希腊哲学家亚里士多德通过观察生活中物体的运动,得出了“重的物体下落快,轻的物体下落慢”、“力是维持物体运动状态的原因”两个结论。到了十六世纪,意大利物理学家伽利略创造性地设计了两个理想实验,驳斥了亚里士多德的观点。如图所示,两个实验中均有改变斜面的倾角的环节,下列说法正确的是 (　　)A.第一个实验可以解释重的物体比轻的物体下落得快的原因B.第二个实验揭示了力是改变物体运动状态的原因C.两个实验在倾角较小的情况下,都能得到可靠的实验结果D.两个实验均受到了阻力的影响,需在可靠的实验事实基础上逻辑推理得出结论【解析】选D。第一个实验过程解释了自由落体运动也是匀加速直线运动,A错误;第二个实验过程说明力不是维持物体运动的原因,B错误;第二个实验中倾角较小的情况需要逻辑推理,C错误;两个实验均受到了阻力影响,需要在可靠的实验事实基础上逻辑推理得出结论,D正确。故选D。 【加固训练】如图所示,冰壶在冰面运动时受到的阻力很小,可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变,我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”。这里所指的“本领”是冰壶的惯性,则惯性的大小取决于 (　　)A.冰壶的速度　　　　　　B.冰壶的质量C.冰壶受到的推力 D.冰壶受到的阻力【解析】选B。一个物体惯性的大小,与其运动状态,受力情况是没有任何关系的,衡量物体惯性大小的唯一因素是质量,故B正确。考点2　牛顿第三定律的理解与应用(c)【要点融会贯通】1.相互作用力的特点:(1)“三相同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同。(2)“三不同”: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。2.一对平衡力与作用力、反作用力的比较:【典例考题研析】【典例2】(2019·浙江4月选考真题)如图所示,小明撑杆使船离岸,则下列说法正确的是 (　　)A.小明与船之间存在摩擦力B.杆的弯曲是由于受到杆对小明的力C.杆对岸的力大于岸对杆的力D.小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力【解题思路】解答本题应注意以下两点:(1)物体间力的作用是相互的。(2)作用力与反作用力大小相等。【解析】选A。小明与船之间存在相对运动的趋势,则它们之间存在静摩擦力,A正确;杆的弯曲是由于杆受到小明对杆的力,B错误;杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力,大小相等,C错误;小明对杆的力和杆对小明的力是一对相互作用力,D错误。故选A。【精练题组通关】1.(2020·浙江1月选考真题)如图所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为F1,儿子对父亲的力记为F2,则 (　　)A.F2>F1　　　　　　　　　B.F1和F2大小相等C.F1先于F2产生 D.F1后于F2产生【解析】选B。父子掰手腕,父亲对儿子的力与儿子对父亲力为一对相互作用力,二者大小相等,且同时产生,同时消失。故B正确,A、C、D错误。2.(2020·宁波模拟)2020年7月23日,中国首颗火星探测器“天问一号”搭载着“胖五”(长征五号)重型运载火箭在海南文昌发射场顺利发射升空,火箭点火升空,燃料连续燃烧的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出,火箭获得推力而升空,则 (　　)A.火箭获得的推力来自空气B.火箭对喷出燃气的作用力与喷出燃气对火箭的作用力是一对作用力与反作用力C.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力D.火箭飞离大气层后,不受重力作用【解析】选B。燃气被喷出瞬间,火箭对燃气产生作用力,燃气对火箭产生反作用力,使火箭获得推力,火箭获得的推力来自燃气,选项A、C错误,B正确;火箭飞离大气层后,仍受地球的引力作用,即仍受重力作用,选项D错误。故选B。【资源平台】备选角度:一对相互作用力和一对平衡力的区别【典例】如图所示,吊于电梯天花板上的物体处于静止状态,下列说法中,正确的是 (　　)A.绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是作用力与反作用力B.物体的重力和物体对绳的拉力是一对平衡力C.物体的重力与绳对物体的拉力是作用力与反作用力D.物体的重力的反作用力作用在绳上【规范解答】选A。绳对物体的拉力和物体对绳的拉力是物体和绳直接相互作用而产生,是作用力与反作用力关系,A对。物体的重力和物体对绳的拉力,受力物体不一致,不是一对平衡力,B错。物体的重力与绳对物体的拉力均作用在物体上,二力为平衡力,C错。物体重力的反作用力作用在地球上,D错。课时提升作业七　牛顿第一定律　牛顿第三定律(建议用时25分钟)【基础练】1.一小球在水平面上移动,每隔0.02秒小球的位置如图所示。每一段运动过程分别以甲、乙、丙、丁和戊标示。试问在哪一段,小球所受的合力为零(　　) A.甲 B.乙 C.丙 D.戊【解析】选C。物体所受的合力为零时处于静止或匀速直线运动状态,根据图象可知,小球在甲阶段做减速直线运动,乙阶段做曲线运动,丙阶段做匀速直线运动,丁阶段做曲线运动,戊阶段做加速直线运动,故丙阶段小球所受的合力为零,C正确,A、B、D错误。故选C。2.(2020·温州模拟)亚里士多德在其著作《物理学》中提到:一切物体都具有某种“自然本性”,物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”,而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法。牛顿认为一切物体都具有的“自然本性”是惯性。下列关于“惯性”和“运动”的说法不符合牛顿观点的是 (　　)A.作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”的原因B.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动C.竖直上抛的物体,因为有惯性,其速度只能连续变化,而不能突变D.放入转盘上静止的物体向桌子边缘滑去,是由于物体受到向外的力大于转盘给物体的摩擦力【解析】选D。作用在物体上的力,即物体受到推、拉、提、举等力的作用是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因,符合牛顿的观点,故A正确,不符合题意;一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动,符合牛顿的观点,故B正确,不符合题意;竖直向上抛出的物体,由于物体具有惯性,其速度只能连续变化,而不能突变,即没有立即反向运动,而是继续向上运动一段距离后才反向运动,符合牛顿的观点,故C正确,不符合题意;可绕竖直轴转动的水平转盘转得太快时,放在转盘上的物体会向转盘边缘滑去,这是由于“物体需要的向心力”超过了“给物体的摩擦力”导致的,不符合牛顿的观点,故D错误,符合题意。故选D。3.共享单车提供自行车共享服务,是一种分时租赁模式,也是一种新型环保共享经济。共享单车的出现为我们的生活出行带来了极大的便利,而且越来越普及,但是也出现了很多不文明的行为,如有家长将自己的孩子放在单车车篮内(如图),极易发生事故。我们以矿泉水为例研究这个问题,若将一箱矿泉水放在车篮内,下列说法正确的是 (　　)A.自行车加速前进时,车对矿泉水的作用力向前B.自行车匀速前进时,矿泉水受到的合力竖直向上C.自行车突然刹车时,矿泉水会向前倾是因为受到车篮对矿泉水向前的推力D.自行车突然刹车时,矿泉水离开车篮掉下的过程中,矿泉水受到重力和空气阻力的作用【解析】选D。自行车加速前进时,车对矿泉水的作用力和重力的合力方向向前,A错误;自行车匀速前进时,矿泉水受到的合力为零,B错误;自行车突然刹车时,矿泉水会向前倾是因为矿泉水本身有惯性,不是因为受到车篮对矿泉水向前的推力,C错误;自行车突然刹车时,矿泉水离开车篮掉下的过程中,矿泉水受到重力和空气阻力的作用,D正确。故选D。4. (2020·金华模拟)“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图,人笔直站在“电动平衡车”上,在水平地面上沿直线匀速前进,只考虑车轮与地面之间的摩擦力,下列说法正确的是 (　　)A.“电动平衡车”对人的摩擦力水平向前B.“电动平衡车”对人的作用力竖直向上C.人对“电动平衡车”的压力就是人的重力D.在行驶过程中突然向右转弯时,人会因为惯性向右倾斜【解析】选B。人匀速运动,则“电动平衡车”对人无摩擦力,选项A错误;人在竖直方向受力平衡,水平方向不受力,则“电动平衡车”对人的作用力竖直向上,选项B正确;压力和重力是不同性质的力,不能说人对“电动平衡车”的压力就是人的重力,选项C错误;在行驶过程中突然向右转弯时,人会因为惯性向左倾斜,选项D错误。故选B。【加固训练】关于惯性,下列说法中正确的是 (　　)A.磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性变小了B.卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了C.铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性,使铁饼飞得更远D.月球上物体的重力只有在地面上的 ,但是惯性没有变化【解析】选D。惯性只与质量有关,与速度无关,A、C错误;失重或重力加速度发生变化时,物体质量不变,惯性不变,所以B错误,D正确。5. (2020·杭州模拟)如图所示为一同学在网上发现的一幅新能源汽车的漫画,有关这幅漫画,下列说法正确的是 (　　)A.磁铁对铁块的作用力大于铁块对磁铁的作用力B.磁铁对铁块的作用力大小等于铁块对磁铁的作用力C.根据牛顿第二定律,这种设计能使汽车向前运动D.只要磁铁的磁性足够强,汽车就可以一直运动下去【解析】选B。磁铁对铁块的作用力和铁块对磁铁的作用力是一对相互作用力,大小相等,故A错误,B正确;磁铁和铁块都是汽车的一部分,两者之间的作用力是汽车的内部作用,根据牛顿第二定律,没有合外力也就没有加速度,不能前进,故C、D错误。故选B。【提升练】6. (2020·丹山模拟)在2020年的春节晚会上,杂技《绽放》表演了花样飞天,如图是女演员举起男演员的一个场景,两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是 (　　)A.水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和B.水平地面对女演员的摩擦力水平向右C.女演员对男演员的作用力大于男演员对女演员的作用力D.女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力【解析】选A。由题可知,男女演员处于静止状态,二者与地面之间没有相对运动的趋势,即地面对女演员没有摩擦力作用,故二者整体受到重力和地面对其的支持力作用,根据平衡条件可知,水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和,故A正确,B错误;女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可知,二者大小相等、方向相反,故C、D错误。故选A。7.如图所示,两块小磁铁质量均为0.5 kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10 cm,劲度系数k=100 N/m。当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11 cm。不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,求B对地面的压力大小。(g取10 m/s2)【解题指导】解答本题可按以下思路分析:(1)分析A的受力情况,由平衡条件确定B对A的作用力大小、方向。(2)由牛顿第三定律确定A对B的作用力大小、方向。(3)分析B的受力情况,由平衡条件确定地面对B的支持力。(4)由牛顿第三定律确定B对地面的压力。【解析】A受力如图所示,由平衡条件得:k(L-L0)-mg-F=0解得:F=-4 N故B对A的作用力大小为4 N,方向竖直向上。由牛顿第三定律得A对B的作用力F′=-F=4 N,方向竖直向下B受力如图所示,由平衡条件得:FN-mg-F′=0解得:FN=9 N由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9 N。答案:9 N