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第三章牛顿运动定律考纲要求三年真题常考角度201820172016牛顿运动定律及其应用Ⅱ超重和失重Ⅰ实验四：验证牛顿运动定律卷Ⅰ·T15卷Ⅱ·T24卷Ⅰ·T25卷Ⅱ·T24卷Ⅲ·T25卷Ⅰ·T18卷Ⅱ·T19卷Ⅲ·T20、T23、T24(1)通过牛顿第三定律考查力的相互性(2)由牛顿第二定律分析、求解加速度(3)动力学的两类基本问题分析与计算(4)整体法与隔离法在动力学中的应用(5)教材中的原型实验及创新实验牛顿第一定律牛顿第三定律栏目导航1234板块一双基巩固板块二考点突破板块三素养培优板块四跟踪检测双基巩固固双基、明易错、强化记忆板块一填一填|——知识体系一、牛顿第一定律1．内容：一切物体总保持________________状态或____________状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．2．成立条件：物体不受外力或合外力为零．匀速直线运动静止3．意义(1)指出了一切物体都有____________，因此牛顿第一定律又叫____________.(2)指出力不是____________物体运动状态的原因，而是____________物体运动状态的原因，即产生____________的原因．惯性惯性定律维持改变加速度二、惯性1．定义：物体具有保持原来________________状态或____________状态的性质．2．性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的____________与物体的运动情况和受力情况____________.3．量度：____________是惯性大小的唯一量度，____________的物体惯性大，____________的物体惯性小．匀速直线运动静止固有属性无关质量质量大质量小三、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____________的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力．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____________、作用在____________.3．表达式：F＝－F′.相互相反同一直线上判一判|——易混易错(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．()(7)伽利略认为力是维持物体运动的原因．()(8)亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因．()(9)英国科学家牛顿提出了“牛顿第一、第二、第三定律”．()√××√记一记|——规律结论1．惯性是物体的固有属性，完全由质量决定，与物体的速度无关．2．牛顿第一定律指出了物体不受力作用时所遵循的规律，但并不能把牛顿第一定律理解为牛顿第二定律的一个特例．3．牛顿第三定律指出了作用力与反作用力间的关系，而且这种关系在宏观、低速运动的情况下均适用．考点突破记要点、练高分、考点通关板块二考点一牛顿第一定律的理解——自主练透|记要点|1．对牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性．(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．2．惯性的两种表现形式(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)物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态改变的能力．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．3．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.|练高分|1．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A．它表明了力是维持物体运动状态的原因B．它表明了物体具有保持原有运动状态的性质C．它表明了改变物体的运动状态并不需要力D．由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程，所以牛顿第一定律没有用处解析：选B牛顿第一定律揭示运动和力的关系：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，故选项B正确．2.(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是()A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B．小球所受的合力为0，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变C．火车一定是在向前加速D．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用解析：选BCD小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动，小球在水平方向并不受力的作用，故A错误，C正确；小球在水平方向并不受力的作用，小球所受的合力为0，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变，故B正确；牛顿运动定律适用于惯性参考系，此时，火车做加速运动，不再是惯性参考系，所以牛顿第一定律已经不再适用，故D正确．3.如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力．则运动员()A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后B．在空中水平方向先加速后减速C．越过杆后落在滑板的后方D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置解析：选D人相对于滑板竖直向上起跳后，由于惯性，两者在水平方向上保持原速度不变，故人越杆后仍能落向滑板上起跳的位置．考点二牛顿第三定律的理解——自主练透|记要点|1．作用力和反作用力的关系三同①大小相同；②性质相同；③变化情况相同三异①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同三无关①与物体种类无关；②与物体运动状态无关，③与物体是否和其他物体存在相互作用无关2．作用力和反作用力与一对平衡力的对比分析|练高分|1．(2019届漯河模拟)下列关于牛顿运动定律说法正确的是()A．力是维持物体运动的原因B．牛顿第一定律可以用实验直接验证C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D．作用力与反作用力的性质一定相同解析：选D由牛顿第一定律可知，力不是维持物体运动的原因，A错误；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能用实验直接验证，B错误；不相互接触的两个物体之间也可能存在作用力与反作用力，如相互吸引且并未接触的两块磁铁，C错误；作用力与反作用力的性质一定相同，D正确．2．沼泽的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其表面行走时容易下陷．若人下陷的过程是先加速后匀速运动，下列判断正确的是()A．加速运动时人对沼泽地的压力大于沼泽地对他的支持力B．加速运动时人对沼泽地的压力小于沼泽地对他的支持力C．人对沼泽地的压力先大于后等于沼泽地对他的支持力D．人对沼泽地的压力大小总等于沼泽地对他的支持力解析：选D人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力，其大小一定相等，故只有选项D正确．3．(2018届天津模拟)物体静止于水平桌面上，则()A．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对相互平衡的力B．物体的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同性质的力D．桌面对物体的支持力大小等于物体的重力大小，这两个力是一对平衡力解析：选D物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故A错误；物体的重力和物体对地球的吸引力是一对作用力与反作用力，故B错误；压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，故C错误；物体的重力是作用在物体上的力，支持力也是作用在这个物体上的力，这两个力大小相等、方向相反且作用在同一直线上，所以这两个力是一对平衡力，故D正确．考点三应用牛顿第三定律转换研究对象——师生共研|记要点|1.“转换研究对象法”在受力分析中的应用，其本质是牛顿第三定律的应用．2．由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力，如求压力时，可先求支持力．|析典例|【例】建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料，质量为70.0kg的工人站在水平地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及两者间的摩擦，求地面受到的压力和摩擦力的大小．(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)[解析]建筑材料受力如图甲所示由牛顿第二定律得F1－mg＝ma代入数据解得F1＝220N因此绳对人的拉力F2＝F1＝220N工人受力如图乙所示由平衡条件得F2·cos53°＝FfF2·sin53°＋FN＝Mg代入数据解得FN＝524N，Ff＝132N由牛顿第三定律得，人对地面的压力大小为524N，地面受到的摩擦力大小为132N.[答案]524N132N|反思总结|应用“转换研究对象法”的一般步骤(1)合理选取研究对象，一般以受力较少、分析起来较容易的物体为研究对象，有时“整体法”与“隔离法”综合应用．(2)做好对研究对象的受力分析和运动情况分析，确定哪些力是作用力和反作用力．(3)利用牛顿第三定律把已知力或所求力转移至研究对象上，求合力．(4)对于不宜直接分析的物体，如地面，可转而分析与之接触的物体，解出作用力后，再利用牛顿第三定律说明反作用力的大小和方向．|练高分|1．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做匀速运动，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解析：选A物体在拉力F作用下沿斜面匀速下滑，则斜面体对物体的摩擦力等于拉力F与物体重力沿斜面向下的分力之和，物体所受斜面体的作用力与F和物体重力的合力等大反向，故C、D错误；取物体和斜面体组成的系统为一整体，由平衡条件可知，地面对斜面体的摩擦力大小为Fcosθ，地面对斜面体的支持力为(M＋m)g＋Fsinθ，A正确，B错误．2.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小一定为()A．μ1(m＋M)gB．μ2mgC．μ1mgD．μ1mg＋μ2Mg解析：选B以木板为研究对象，木板静止不动，水平方向合力为零，必有地面对长木板向左的静摩擦力与木块对长木板向右的滑动摩擦力μ2mg等大反向，由牛顿第三定律可知，长木板对地面摩擦力的大小也为μ2mg，选项B正确．素养培优提素养、练能力、注重培养板块三惯性中的易错问题——缜密思维能力的培养一、空气中的铁球和乒乓球1.如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右解析：选C由于惯性，当容器随小车突然向右运动时，铁球和乒乓球都相对容器向左运动，C正确．二、水中的铁球和乒乓球2.如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球．容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右解析：选A因为小车突然向右运动，