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第三章牛顿运动定律1.本章重点:力与运动的关系,运用牛顿运动定律分析动力学的两类基本问题.2.本章难点:对惯性概念的理解,作用力和反作用力与一对平衡力的区别和联系,超重、失重的理解与应用及连接体问题的处理.3.本章高考常考题型:选择题和计算题.牛顿运动定律的应用可以通过选择题考查,更多的是融入到计算题中与其他知识综合考查.4.本章高考命题热点及预测:预计2016年高考在本章单独命题的可能性仍不大,更多的是与直线运动,万有引力作用下的圆周运动,带电粒子在电场、磁场中的运动或通电导体在磁场中的运动综合考查.2017最新考纲提示命题热点预测1.牛顿运动定律、牛顿定律的应用(Ⅱ)2.超重和失重(Ⅰ)3.实验:验证牛顿运动定律1.对牛顿第一定律、牛顿第三定律、超重和失重的理解和应用2.理解牛顿第二定律,并解决实际生活、生产和科学中的力学问题第7单元牛顿第一定律牛顿第三定律基础自主梳理一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.成立条件:物体不受外力作用.3.意义(1)指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动的原因,即力是产生加速度的原因.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称为惯性定律.基础自主梳理4.惯性(1)定义:物体具有保持原来静止或匀速直线运动状态的性质.(2)量度:质量是物体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.(3)表现:物体不受外力作用或所受合外力为零时,有保持静止或匀速直线运动状态的性质;物体受到外力作用时,表现为运动状态改变的难易程度.(4)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.惯性与物体的受力和运动有关吗?提示:惯性与物体的受力和运动均无关,只与质量有关.基础自主梳理二、牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.3.表达式:F=-F'.两测力计读数有什么特点?提示:根据牛顿第三定律,作用力和反作用力始终大小相等.要点研析突破牛顿第一定律1.明确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,即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.2.揭示力的本质力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动状态的原因.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.在实际情况中,如果物体所受的合外力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的.4.与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和第二定律是相互独立的.力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答.牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的,牛顿第二定律是一条实验定律.要点一要点研析突破(1)牛顿第一定律是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象、归纳推理而总结出来的.(2)惯性与力不同,惯性不是力.要点研析突破就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,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度.这表明,可以通过科学进步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.“天宫一号”在围绕地球做圆周运动时,并没有动力来源,是靠惯性维持它做圆周运动的思维导引①物体惯性大小的量度是什么?②物体的惯性大小与物体的速度有没有关系?③惯性具有怎样的属性?要点研析突破解析:只有改变物体的质量,才能改变其惯性,质量是物体惯性大小的唯一量度,惯性是一种性质,是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,“天宫一号”做圆周运动的原因是万有引力提供向心力,故只有C项对.答案:C感悟提升:明确惯性的概念,知道惯性是物体的一种固有性质.明确牛顿第一定律就是惯性定律.知道物体惯性大小的唯一量度是质量.要点研析突破1.(2016·深圳市期末质检)如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动.当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮，安全带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是()A.向左行驶、突然刹车B.向右行驶、突然刹车C.向左行驶、匀速直线运动D.向右行驶、匀速直线运动解析：对摆锤进行受力分析，如图所示，所以物体在水平方向所受合力不为0且方向向左，故物体的加速度方向向左.所以若汽车运动方向向左，即向左做匀加速运动；若汽车运动方向向右，即向右做匀减速运动.故B项正确.答案：B要点研析突破2.(2013·海南卷)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:一旦物体具有某一速度,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解析:亚里士多德认为力是维持物体运动的原因,而不是改变物体的运动状态,A项错误;伽利略、笛卡儿通过研究,认为物体的运动不需要力来维持,B、C两项正确;牛顿总结前面科学家们的研究成果得出牛顿第一定律,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,D项正确.答案:BCD要点研析突破3.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章:阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中,飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员:“汤姆,我们现在已关闭火箭上所有发动机,正向月球飞去.”汤姆:“你们关闭了所有发动机,那么靠什么力量推动火箭向前运动?”宇航员犹豫了半天,说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力,由上述材料可知下列说法不正确的是()A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是改变物体运动的原因”B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行解析:由于汤姆对物理知识了解的不全面,只能依据生活经验认为物体的运动要靠力来维持,而宇航员的回答体现了物体靠惯性向前运动,不需要外力维持.C、D两项正确.答案:AB要点研析突破牛顿第三定律1.作用力与反作用力的关系(1)两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.(2)作用力与反作用力总是成对出现,同时产生,同时变化,同时消失.(3)作用力和反作用力作用在两个不同的物体上,各自产生其效果,永远不会抵消.(4)作用力和反作用力是同一性质的力.(5)物体间的相互作用力既可以是接触力,也可以是场力.定律内容可归纳为:作用力与反作用力“三同三不同”及“三无关”.“三同”是:大小相同;性质相同;产生、变化、消失的时间相同.“三不同”是:方向不同;作用的对象不同;作用的效果不同.“三无关”是:与物体的种类无关;与相互作用的两物体的运动状态无关;与是否与另外物体相互作用无关.要点二要点研析突破2.作用力和反作用力与一对平衡力的比较对应名称比较内容作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在叠加性两力作用效果不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力且合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力,也可以不是同性质的力相同点大小相等、方向相反、作用在一条直线上要点研析突破如图所示,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,冰面可看成是光滑的,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,则乙能赢得“拔河”比赛的胜利思维导引①作用力和反作用力与平衡力的区别是什么?②物体运动的加速度的决定因素是什么?③两个人运动到中心线的时间与哪些因素有关?答案试解:C要点研析突破解析:甲、乙两人在冰面上拔河,甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力,A项错误;甲对绳的拉力与乙对绳的拉力都作用在绳上,故不是作用力和反作用力,B项错误;由于绳子质量不计,且冰面可看成是光滑的,绳对甲、乙的作用力大小相等,若甲的质量大,则甲的加速度小,相等时间通过的位移小,后过分界线,故甲能赢得比赛的胜利,C项正确;是否赢得比赛主要看两人加速度的大小,跟收绳的速度大小无关,故D项错误.感悟提升:知道是否作用在一个物体上是判断作用力和反作用力与平衡力区别的关键.位移相同、初速度相同,物体运动的时间长短,取决于物体运动的加速度.要点研析突破4.如图所示，杯子放到水平桌面上时，下列关于F1和F2的说法正确的是()A.力F1就是杯子的重力B.力F1和力F2是一对平衡力C.力F1和力F2是一对作用力和反作用力D.力F1的大小大于力F2的大小解析：力F1和F2分别是杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力，它们是一对相互作用力，二者大小相等，方向相反，不是平衡力，故C对，A、B、D三项都错．答案：C要点研析突破5.汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法正确的是()A.汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力B.汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力C.匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向后拉汽车的力D.拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力，此时汽车对拖车向前的拉力等于拖车向后拉汽车的力解析：汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，二者一定等大、反向，分别作用在拖车和汽车上，故A项错；作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，故B项错；无论汽车匀速运动还是加速运动，作用力和反作用力大小总相等，故C项错；拖车加速前进，是由于汽车对拖车的拉力大于地面对其摩擦阻力(包括其他阻力)，匀速前进和加速前进时，汽车对拖车向前的拉力都等于拖车向后拉汽车的力，故D项正确．答案：D速效提升训练1.一天，下着倾盆大雨.某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了.列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的()解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．答案：C速效提升训练2.(2014·北京卷)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，它的加速度越小速效提升训练解析：选项之间有一定的逻辑性，题目中给出斜面上铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料，小球的位置逐渐升高，不难想象，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上运动没有能量损失，可以上升到与O点等高的位置，这是可以得到的直接结论，A正确，B、C、D三项尽管也正确，但不是本实验得到的直接结论，故错误.答案：A3.一个箱子放在水平地面上，