新課改瘦專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第三章第1節(jié)牛頓第一定律牛頓第三定律學(xué)案含解析

PAGEPAGE9牛頓運動定律新課程標準核心學(xué)問提煉1.通過試驗，探究物體運動的加速度與物體受力、質(zhì)量的關(guān)系。理解牛頓運動定律，能用牛頓運動定律說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問題。通過試驗，相識超重和失重現(xiàn)象。2.了解單位制在物理學(xué)中的重要意義。知道國際單位制中的力學(xué)單位。牛頓運動定律超重和失重現(xiàn)象力學(xué)單位制試驗：探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系第1節(jié)牛頓第確定律牛頓第三定律一、牛頓第確定律1．內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它變更這種狀態(tài)。2．意義(1)指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第確定律又叫慣性定律。(2)指出力不是維持物體運動狀態(tài)的緣由，而是變更物體運動狀態(tài)的緣由，即產(chǎn)生加速度的緣由。[注1]二、慣性1．定義：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。2．性質(zhì)：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體的固有屬性，與物體的運動狀況和受力狀況無關(guān)。[注2]3．量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。三、牛頓第三定律1．作用力和反作用力兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體確定同時對前一個物體也施加了力。物體間相互作用的這一對力叫做作用力和反作用力。2．牛頓第三定律兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。[注3]【注說明疑】[注1]牛頓第確定律并不是牛頓其次定律在加速度等于零時的特例。[注2]當(dāng)物體不受力或所受合力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變；當(dāng)物體受到合力不為零時，慣性表現(xiàn)為抗拒運動狀態(tài)變更的實力。[注3]可簡記為：異體、等大、反向、共線。[深化理解]1．慣性是物體的固有屬性，不是一種力。2．牛頓第確定律的本質(zhì)是力與運動的關(guān)系，即力不是維持運動的緣由，而是變更運動狀態(tài)的緣由。3．牛頓第三定律指出了作用力與反作用力間的關(guān)系，這種關(guān)系適用于宏觀、低速運動的狀況。[基礎(chǔ)自測]一、推斷題(1)牛頓第確定律是試驗定律。(×)(2)牛頓第確定律指出，當(dāng)物體受到的合外力為零時，物體將處于靜止狀態(tài)。(×)(3)物體運動必需有力的作用，沒有力的作用，物體將靜止。(×)(4)運動的物體慣性大，靜止的物體慣性小。(×)(5)慣性是物體反抗運動狀態(tài)變更的性質(zhì)。(√)(6)作用力與反作用力的效果可以相互抵消。(×)(7)人走在松軟土地上下陷時，人對地面的壓力大于地面對人的支持力。(×)二、選擇題1．(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運動的探討對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實的是()A．亞里士多德認為，必需有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會變更B．伽利略通過“志向試驗”得出結(jié)論：運動必具有某一速度，假如它不受力，它將以這一速度恒久運動下去C．笛卡兒指出：假如運動中的物體沒有受到力的作用，它將接著以同一速度沿同始終線運動，既不停下來也不偏離原來的方向D．牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)解析：選BCD亞里士多德認為力是維持物體運動的緣由，他的觀點是錯誤的；伽利略通過試驗與推理證明白力不是維持物體運動的緣由，力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，假如沒有力作用在運動的物體上，物體將以原來的速度恒久運動下去；同時期的笛卡兒也得出了類似的結(jié)論；牛頓在伽利略和笛卡兒的基礎(chǔ)上，提出了慣性定律，即認為物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。B、C、D正確。2．[人教版必修1P70T1改編](多選)下面對牛頓第確定律和慣性的分析正確的是()A．飛機投彈時，當(dāng)目標在飛機的正下方時投下炸彈，能擊中目標B．地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起來后，還會落到原地C．平安帶的作用是防止汽車剎車時，人由于慣性作用發(fā)生危急D．有的同學(xué)說，向上拋出的物體，在空中向上運動時，確定受到了向上的作用力解析：選BC飛機在目標正上方投彈時，由于慣性，炸彈會落在目標的前方，A錯誤；地球自西向東自轉(zhuǎn)，人向上跳起后，由于慣性，還會落在原地，B正確；汽車剎車時，由于慣性，人會向前沖，平安帶可以防止人的前沖，C正確；物體被向上拋出后，在空中向上運動是由于慣性，D錯誤。3．下列說法中正確的是()A．高速運動的物體不簡單停下來，所以物體運動速度越大，慣性越大B．用相同的水平力分別推放在地面上的兩個材料不同的物體，則難以推動的物體慣性大C．慣性是物體的固有屬性，慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)D．在月球上舉重比在地球上簡單，所以同一物體在月球上比在地球上的慣性小解析：選C慣性是物體的固有屬性，慣性大小僅與物體的質(zhì)量有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，A、B、D錯誤，C正確。4．[粵教版必修1P71T1]沼澤的下面隱藏著豐富的泥炭，泥炭是沼澤地積累的植物殘體，它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導(dǎo)致人在其表面行走時簡單下陷。若人下陷的過程是先加速后勻速運動，下列推斷正確的是()A．加速運動時人對沼澤地的壓力大于沼澤地對他的支持力B．加速運動時人對沼澤地的壓力小于沼澤地對他的支持力C．人對沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對他的支持力D．人對沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對他的支持力解析：選D人對沼澤地的壓力與沼澤地對人的支持力為作用力與反作用力，故二力大小確定相等，故A、B、C錯誤，D正確。高考對本節(jié)內(nèi)容的考查，主要集中在對牛頓第確定律和慣性的理解、駕馭牛頓第三定律的內(nèi)容、區(qū)分相互作用力與平衡力等，常結(jié)合其他學(xué)問進行綜合考查，以選擇題的形式呈現(xiàn)，難度一般?？键c一牛頓第確定律的理解[基礎(chǔ)自修類][題點全練]1．(多選)關(guān)于牛頓第確定律的說法正確的是()A．牛頓第確定律是志向的試驗定律B．牛頓第確定律說明力是變更物體運動狀態(tài)的緣由C．慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的D．物體的運動不須要力來維持解析：選BD牛頓第確定律不是試驗定律，它是以伽利略志向斜面試驗為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學(xué)抽象，歸納推理總結(jié)出來的，故A錯誤；慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，而慣性定律即為牛頓第確定律，反映的是物體不受力作用時的運動規(guī)律，故C錯誤；依據(jù)牛頓第確定律可知，物體的運動不須要力來維持，但物體運動狀態(tài)變更時必需有力的作用，故B、D正確。2．(多選)早期物理學(xué)家關(guān)于慣性有下列說法，其中正確的是()A．物體反抗運動狀態(tài)變更的性質(zhì)是慣性B．沒有力的作用，物體只能處于靜止狀態(tài)C．行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性D．運動物體假如沒有受到力的作用，將接著以同一速度沿同始終線運動解析：選AD物體不受外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，物體具有的保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，也可以說反抗運動狀態(tài)變更的性質(zhì)是慣性，A、D正確；沒有力的作用時物體處于平衡狀態(tài)，即物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，B錯誤；行星在圓周軌道上做勻速圓周運動，是因為受到萬有引力的作用產(chǎn)生向心加速度，C錯誤。3．下列說法正確的是()A．在高速馬路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運場的集裝箱貨車的慣性大B．牛頓第確定律是依據(jù)理論推導(dǎo)出來的C．在粗糙水平面上滾動的小球最終會停下來是因為小球的慣性漸漸變?yōu)榱鉊．物體的速度漸漸增大同時加速度漸漸減小是有可能的解析：選D慣性大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，慣性大小與速度無關(guān)，所以高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運場的集裝箱貨車的慣性小，故A錯誤；牛頓第確定律是依據(jù)試驗和邏輯推理得出來的，故B錯誤；在粗糙水平面上滾動的小球最終會停下來是因為小球受到阻力，小球的慣性不變，故C錯誤；假如加速度方向與速度方向相同，雖然加速度減小，但物體速度是增大的，所以D選項正確。[名師微點]1．牛頓第確定律的意義(1)提出慣性的概念：牛頓第確定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性。(2)揭示力與運動的關(guān)系：力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動狀態(tài)的緣由。2．牛頓第確定律與牛頓其次定律的對比牛頓第確定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的，而牛頓其次定律是一條試驗定律?？键c二牛頓第三定律的理解[基礎(chǔ)自修類][題點全練]1．牛頓在總結(jié)C.雷恩、J.沃利斯和C.惠更斯等人的探討結(jié)果后，提出了聞名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關(guān)系，從而與牛頓第確定律和牛頓其次定律形成了完整的牛頓力學(xué)體系。下列關(guān)于作用力和反作用力的說法正確的是()A．物體先對地面產(chǎn)生壓力，然后地面才對物體產(chǎn)生支持力B．物體對地面的壓力和地面對物體的支持力相互平衡C．人推車前進，人對車的作用力大小等于車對人的作用力大小D．物體在地面上滑行，物體對地面的摩擦力大于地面對物體的摩擦力解析：選C物體對地面的壓力和地面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，是同時產(chǎn)生的，所以選項A錯誤；物體對地面的壓力和地面對物體的支持力分別作用在地面和物體上，是一對作用力與反作用力，不是平衡力，選項B錯誤；人對車的作用力與車對人的作用力是一對作用力與反作用力，大小相等，選項C正確；物體對地面的摩擦力與地面對物體的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，選項D錯誤。2．2024年9月29日12時13分，我國在酒泉衛(wèi)星放射中心用快舟一號甲固體運載火箭，勝利將微厘空間一號試驗衛(wèi)星送入預(yù)定軌道。關(guān)于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是()A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向前的推力B．火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力D．衛(wèi)星進入預(yù)定軌道之后，與地球之間不存在相互作用解析：選A火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體，火箭向下噴氣時，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力，此動力并不是由四周的空氣供應(yīng)的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關(guān)，因而選項B、C錯誤，選項A正確；火箭運載衛(wèi)星進入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間依舊存在相互吸引力，即衛(wèi)星吸引地球，地球吸引衛(wèi)星，這是一對作用力與反作用力，故選項D錯誤。3．物體靜止于水平桌面上，則()A．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力B．物體的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同性質(zhì)的力D．桌面對物體的支持力大小等于物體的重力大小，這兩個力是一對平衡力解析：選D物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故A錯誤；物體的重力和物體對地球的吸引力是一對作用力與反作用力，故B錯誤；壓力不是重力，它們的施力物體、受力物體、作用點都不相同，故C錯誤；物體的重力是作用在物體上的力，支持力也是作用在這個物體上的力，這兩個力大小相等、方向相反且作用在同始終線上，所以這兩個力是一對平衡力，故D正確。[名師微點]1．作用力與反作用力的“六同、三異、二無關(guān)”六同性質(zhì)相同、大小相同、同始終線同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝三異方向相反、不同物體、不同效果二無關(guān)與物體的運動狀態(tài)無關(guān)與物體是否受其他力無關(guān)2．作用力和反作用力與一對平衡力的比較作用力和反作用力一對平衡力不同點作用在兩個物體上作用在同一物體上力的性質(zhì)確定相同對力的性質(zhì)無要求作用效果不行抵消作用效果相互抵消相同點大小相等、方向相反，作用在同始終線上考點三應(yīng)用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換探討對象[師生共研類][典例]建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運輸建筑材料。一質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽視繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10m/s2)()A．510N B．490NC．890N D．910N[思路點撥](1)明確物體間的相互作用：(2)轉(zhuǎn)換探討對象：①求地面所受壓力時，由于地面無其他信息，因此轉(zhuǎn)換到求人受地面的支持力。②求繩對人的拉力時，人的受力狀況困難，因此轉(zhuǎn)換到求建材所受繩的拉力。(3)依據(jù)牛頓第三定律，轉(zhuǎn)換探討對象后所求的力與待求的力是“等大”的，因此問題得以奇妙地解出。[解析]設(shè)繩子對建材的拉力為F1，F(xiàn)1－mg＝maF1＝m(g＋a)＝210N繩子對人的拉力F2＝F1＝210N人處于靜止狀態(tài)，則地面對人的支持力FN＝Mg－F2＝490N，由牛頓第三定律知：人對地面的壓力FN′＝FN＝490N故B項正確。[答案]Beq\a\vs4\al([解題方略])假如不能干脆求解物體受到的某個力時，可先求它的反作用力，如求壓力時可先求支持力。在很多問題中，摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換探討對象，可以使我們分析問題的思路更敏捷、更開闊。[題點全練]1.如圖所示，家用吊扇對懸掛點有拉力作用，正常轉(zhuǎn)動時吊扇對懸掛點的拉力與它不轉(zhuǎn)動時相比()A．變大 B．變小C．不變 D．無法推斷解析：選B吊扇不轉(zhuǎn)時，F(xiàn)拉＝G，當(dāng)?shù)跎绒D(zhuǎn)動時，風(fēng)扇對空氣有一個向下的力，依據(jù)牛頓第三定律，空氣對風(fēng)扇有一個向上的力，由平衡條件可得：F拉′＋F空＝G，故有F拉′＜F拉，選項B正確。2．如圖所示，用彈簧測力計懸掛一個重G＝10N的金屬塊，使金屬塊一部分浸在臺秤上的水杯中(水不會溢出)。若彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)镕T＝6N，則臺秤的示數(shù)比金屬塊沒有浸入水前()A．保持不變 B．增加10NC．增加6N D．增加4N解析：選D對金屬塊受力分析，由平衡條件可知，水對金屬塊的浮力為F＝G－FT＝4N，方向豎直向上，則由牛頓第三定律可得，金屬塊對水的作用力大小為F′＝F＝4N，方向豎直向下，所以臺秤的示數(shù)比金屬塊沒有浸入水前增加了4N，選項D正確。3．如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上水平向右加速滑行，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，若長木板仍處于靜止狀態(tài)，則長木板對地面摩擦力的大小確定為()A．μ1(m＋M)g B．μ2mgC．μ1mg D．μ1mg＋μ2Mg解析：選B木塊在長木板上向右滑行過程中，受到長木板對木塊水平向左的滑動摩擦力，由牛頓第三定律可知，木塊對長木板有水平向右的滑動摩擦力，大小為μ2mg。由于長木板處于靜止狀態(tài)，水平方向合力為零，故地面對長木板的靜摩擦力方向水平向左，大小為μ2mg，由牛頓第三定律可知，長木板對地面的摩擦力大小為μ2mg，故B正確?！耙族e問題”辨清晰——慣