【三维设计】2016届高三物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律

牛顿运动定律第三章[备考指南]选择、计算Ⅱ牛顿运动定律的应用近几年高考对本章内容的考查仍以概念和规律的应用为主，单独考查本章的题目多为选择题，与曲线运动、电磁学相结合的题目多为计算题。找规律选择、计算Ⅱ牛顿运动定律牛顿运动定律把握考情题型要求内容考点填空验证牛顿运动定律实验四以实际生活、生产和科学实验为背景，突出表现物理知识的实际应用的命题趋势较强，2016年高考应予以高度关注。明热点选择、计算Ⅰ超重和失重牛顿运动定律把握考情题型要求内容考点第1节牛顿第一定律牛顿第三定律(6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。()(5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。()(4)物体的惯性越大，状态越难改变。()(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。()(2)在水平面上运动的物体最终停下来，是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。()(1)牛顿第一定律是实验定律。()×××√×√(1)伽利略利用“理想实验”得出“力是改变物体运动状态的原因”的观点，推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误观点。(2)英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了“牛顿第一、第二、第三定律”。要点一牛顿第一定律的理解1．惯性的两种表现形式(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。(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不变(静止或匀速直线运动)。2．对牛顿第一定律的四点说明(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。(2)揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。(4)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。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。(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。[多角练通]1．关于牛顿第一定律的说法中，正确的是()A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因解析：根据牛顿第一定律，物体在任何时候都有惯性，故选项C错；不受力时惯性表现为使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错；牛顿第一定律还揭示了力与运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，所以选项D正确；牛顿第一定律并不能反映物体惯性的大小，故选项B错。答案：D2．如图3­1­1所示，木块放在上表面光滑的小车上并随小车一起沿水平面向左做匀速直线运动。当小车遇到障碍物而突然停止运动时，车上的木块将()图3­1­1A．立即停下来B．立即向前倒下C．立即向后倒下D．仍继续向左做匀速直线运动解析：木块原来随小车一起向左运动，当小车突然停止时，木块在水平方向上没有受到外力的作用，根据牛顿第一定律，木块将继续向左做匀速直线运动。选项D正确。答案：D3．(多选)(2012·全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是()A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力的作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动解析：惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，故A对；根据惯性定律可知，没有力的作用，物体将保持原来的状态，即静止状态或者匀速直线运动状态，故B错；行星在圆轨道上的运动是变速运动，是在万有引力作用下的运动，所以C错；运动物体如果不受力作用，将保持原来的运动状态，即继续以同一速度沿着同一直线运动，D对。答案：AD要点二牛顿第三定律的理解1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”(3)二无关与物体的运动状态无关与物体是否受其他力无关(2)三异方向相反不同物体不同效果(1)六同大小相同、性质相同、同一直线同时产生、同时变化、同时消失2．作用力、反作用力与一对平衡力的比较不同点相同点一对平衡力作用力和反作用力作用在同一物体上作用在两个物体上对力的性质无要求力的性质一定相同作用效果相互抵消作用效果不可抵消大小相等、方向相反，作用在同一直线上[多角练通]1．(2015·南宁模拟)手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是()A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小解析：锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，但因作用在不同的物体上，因物体的承受能力不同，产生不同的作用效果，故C正确，A、B、D均错误。答案：C2．(多选)如图3­1­2所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是()A．水平力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力图3­1­2解析：水平力F跟墙壁对物体的压力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，且作用在一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确。答案：BD要点三应用牛顿第三定律转换研究对象如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力可见利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。求压力时可先求支持力竿对“底人”的压力大小摩擦力的求解亦是如此[典例](2015·海口模拟)建筑工人用如图3­1­3所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．510NB．490NC．890ND．910N图3­1­3对物体受力分析对人受力分析[解析]绳子对物体的拉力F1－mg＝maF1＝m(g＋a)＝210N绳子对人的拉力F2＝F1＝210N人处于静止，则地面对人的支持力FN＝Mg－F2＝490N，由牛顿第三定律知：人对地面的压力FN′＝FN＝490N故B项正确。[答案]B方法规律求解工人对地面的压力大小，不能直接选取地面为研究对象，只能以工人为研究对象先求解地面对工人的支持力再由牛顿第三定律得出工人对地面的压力大小[针对训练]1．(多选)(2015·大连模拟)用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力大小()A．一定小于手对砖的支持力大小B．一定等于手对砖的支持力大小C．一定大于手对砖的支持力大小D．一定大于砖的重力大小解析：砖对手的压力与手对砖的支持力是一对作用力与反作用力，其大小一定相同，故A、C错误，B正确；当手突然向上加速时，砖的加速度方向向上，故有手对砖的支持力大小大于砖的重力大小，再由牛顿第三定律可得，砖对手的压力大小也一定大于砖的重力大小，故D正确。答案：BD2．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图3­1­4所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为()A．Mg＋fB．Mg－fC．Mg＋mgD．Mg－mg图3­1­4解析：环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即N′＝Mg＋f，故选项A正确。答案：A