2020年物理高考大一轮复习 第3章 牛顿运动定律 第7讲 牛顿第一、第三定律课件

第三章牛顿运动定律高考总复习·物理第7讲牛顿第一、第三定律高考总复习·物理板块一板块二板块三课时达标目录板块一︿︿[知识梳理]1．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有，因此牛顿第一定律又叫定律；②揭示了力与运动的关系：力不是物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生的原因．匀速直线运动惯性惯性维持加速度2．惯性(1)定义：物体具有保持原来状态或静止状态的性质．(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性，质量小的物体惯性．3．牛顿第三定律(1)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、作用在．(2)表达式：F＝－F′，负号表示．匀速直线运动大小相反同一条直线上相互作用力的方向相反[基础小练]判断下列说法是否正确(1)牛顿第一定律是实验定律．()(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．()(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小．()(4)物体的惯性越大，运动状态越难改变．()(5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上．()(6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消．()×××√×√板块二︿︿[考法精讲]考法一牛顿第一定律的应用技巧1．应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯．2．如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用．因此，判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况．【自主练1】(2019·江苏七市高三第三次调研)春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动．这是关于惯性的最早记述．下列关于惯性的说法正确的是()A．车只在运动时才具有惯性B．撤去拉力后车的惯性大小不变C．拉力可以改变车的惯性D．车运动越快惯性越大B解析惯性指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性是物体本身固有的属性，任何物体任何状态下都有惯性；质量是物体惯性大小的唯一的量度，故选项B正确，A、C、D错误．【自主练2】对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性的角度加以解释，下列说法正确的是()A．采用了大功率的发动机后，可使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．货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的C解析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，不是由于使小质量的物体获得大惯性，是由于功率增大的缘故，故选项A错误；射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，是由于速度减小了，不是由于惯性减小，子弹的惯性没有变化，故选项B错误；货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，质量改变了，会改变它的惯性，故选项C正确；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，改变向心力，防止侧滑，而人和车的惯性并没有改变，故选项D错误．考法二对牛顿第三定律的理解及应用1．相互作用力的特点：“三同、三异、三无关”．(1)三同同大小同时产生、变化、消失同性质(3)三无关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和其他物体相互作用无关2．一对平衡力与作用力、反作用力的不同点.名称项目一对平衡力作用力与反作用力作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消【例题1】(多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法正确的是()A．水平力F跟墙壁对物体的弹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弹力是一对作用力与反作用力BD[思维导引]判断两个力是作用力与反作用力还是平衡力，先看这两个力作用在一个物体上还是作用在相互作用的两个物体上．解析水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，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弹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．【跟踪训练1­1】(2019·哈尔滨模拟)如图所示，甲为水平传送带，乙为倾斜传送带，当行李箱随传送带一起匀速运动时，下列判断正确的是()A．甲上的行李箱受到重力、支持力和摩擦力作用B．乙上的行李箱受到重力、支持力和摩擦力作用C．乙上的行李箱受的支持力与重力是一对平衡力D．甲上的行李箱受的支持力与重力是一对作用力与反作用力B解析由于行李箱随传送带一起匀速运动，因此行李箱处于平衡状态，所受合力为零，又因为甲上的行李箱随水平传送带匀速运动，故不受摩擦力作用，甲上的行李箱受的支持力与重力是一对平衡力，选项A、D错误；乙上的行李箱随倾斜传送带向上匀速运动，一定受到沿传送带向上的摩擦力，而行李箱受到的支持力与重力垂直于带面向下的分力平衡，选项B正确，C错误．【跟踪训练1­2】人沿水平方向拉牛，但没有拉动，下列说法正确的是()A．绳拉牛的力小于牛拉绳的力B．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力C．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力D．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力C解析绳拉牛的力和牛拉绳的力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故选项A、B错误；由于没有拉动牛，可知绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力，故选项C正确，D错误．【跟踪训练1­3】某人用绳子将一桶水从井内向上提起的过程中，不计绳子的重力，下列说法正确的是()A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力C解析在人用绳子提桶的过程中，绳子对桶的拉力与桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，无论是匀速、加速或是减速，其大小都相等，故选项C正确．考法三牛顿第三定律在受力分析中的应用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，如求压力时可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔．【例题2】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，如图所示．已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱对地面的压力大小为()A．Mg＋FfB．Mg－FfC．Mg＋mgD．Mg－mg[思维导引]分析箱子对地面的压力，需要转换研究对象，分析出地面对箱子的支持力，然后根据牛顿第三定律确定箱子对地面的压力．答案A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Ff，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′f，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力F′f，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝F′f＋Mg＝Ff＋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F′N＝Mg＋Ff，故选项A正确．【跟踪训练2­1】(2019·本溪模拟)如图所示，质量为m的物体放在质量为M、倾角为θ的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力F拉物体使其沿斜面向下匀速运动，斜面体始终静止，则下列说法正确的是()A．地面对斜面体的摩擦力大小为FcosθB．地面对斜面体的支持力为(M＋m)gC．物体对斜面体的摩擦力的大小为FD．斜面体对物体的作用力竖直向上A解析由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受力情况可得，地面对斜面体的摩擦力大小为Fcosθ，地面对斜面体的支持力大小为(M＋m)g＋Fsinθ，选项A正确，B错误；隔离物体进行受力分析，物体对斜面体的摩擦力大小为F＋mgsinθ，选项C错误；将斜面体作为施力物体，则斜面体对物体的作用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作用力与物体的重力和F的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不在竖直方向上，选项D错误．【跟踪训练2­2】(2019·青岛调研)(多选)木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，则有()A．人对木箱底的压力大小为G2＋FB．人对木箱底的压力大小为G2C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－FD．木箱对地面的压力大小为G1＋G2AD解析对人隔离受力分析有，竖直向下的重力G2、向下的作用力F、向上的支持力FN，可得FN＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，选项A正确，B错误；将人与木箱看成一个整体，可得木箱对地面的压力大小为G1＋G2，选项C错误，D正确．【跟踪训练2­3】如图所示为杂技“顶竿”表演，一个人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑，求竿对“底人”的压力大小．(空气阻力不计)解析对竿上的人由牛顿第二定律得mg－Ff＝ma，由牛顿第三定律得人对竿的摩擦力大小等于竿对人的摩擦力Ff，对竿由平衡条件得Mg＋Ff＝FN，解得FN＝(M＋m)g－ma，根据牛顿第三定律，竿对底人的压力为F′N＝FN＝(M＋m)g－ma.答案(M＋m)g－ma[典例诊断]【例题3】(2019·西安质检)(多选)我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法正确的是()A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜[错解分析](1)错选A：受解答常规题目的思维定式的影响，不能正确理解作用力和反作用力的关系，没有分析每个人的受力情况及所受合力的特点．实际上甲获胜的原因是甲、乙所受合力指向甲这一方．(2)错选C：不能正确区分物体所受的合力与作用力和反作用力的关系．实际上根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力大小相等，只是由于地面对甲、乙的摩擦力大小不同，而导致甲获胜．答案BD解析物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变；不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同．甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，故选项B、D正确．易错警示对作用力与反作用力关系的理解盲区作用力与反作用力大小相等是无条件的，在任何情况下都成立，与物体的运动状态无关，不可认为胜者对失败者的力大于失败者对胜利者的力，如拔河比赛，掰手腕等，也不可认为强者对弱者的力大于弱者对强者的力，如石头对鸡蛋的力大小总是等于鸡蛋对石头的力，太阳对地球的引力大小总是等于地球