高届高级高中物理大一轮复习资料三维设计课件教师用书第三章牛顿运动定律.docx

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高届高级高中物理大一轮复习资料三维设计课件教师用书第三章牛顿运动定律

第1节　牛顿运动定律

一、牛顿第一定律

1.内容:

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

2.意义

（1）指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。

（2）指出力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。

[注1]

二、惯性

1.定义:

物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。

2.性质:

惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关。

[注2]

3.量度:

质量是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。

三、牛顿第二定律　单位制

1.牛顿第二定律

（1）内容

物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。

（2）表达式:

F＝ma。

[注3]

2.单位制

（1）单位制

由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

（2）基本单位[注4]

在力学范围内,国际单位制规定质量、长度和时间为三个基本量,它们的单位千克、

和

为基本单位。

（3）导出单位

由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

四、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,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。

物体间相互作用的这一对力叫做作用力和反作用力。

2.牛顿第三定律

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。

[注5]

【注解释疑】

[注1]牛顿第一定律并不是牛顿第二定律在加速度等于零时的特例。

[注2]当物体不受力或所受合力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不变；当物体受到合力不为零时,惯性表现为抗拒运动状态改变的能力。

[注3]应用F＝ma进行计算时,各量必须使用国际单位制中的单位。

[注4]“基本量”既可以采用国际单位制中的单位,也可以采用其他单位制中的单位,如厘米、英寸、斤等常用单位,并且不同的单位制规定的基本量不尽相同。

[注5]可简记为:

异体、等大、反向、共线。

【基础自测】

一、判断题

（1）牛顿第一定律指出,当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态。

（×）

（2）运动的物体惯性大,静止的物体惯性小。

（×）

（3）可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。

（×）

（4）物体所受的合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小。

（√）

（5）千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。

（×）

（6）作用力与反作用力的效果可以相互抵消。

（×）

（7）人走在松软土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力。

（×）

二、选择题

1.[人教版必修1P70T1改编]（多选）下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是（　　）

A.飞机投弹时,当目标在飞机的正下方时投下炸弹,能击中目标

B.地球自西向东自转,人向上跳起来后,还会落到原地

C.安全带的作用是防止汽车刹车时,人由于惯性而发生危险

D.有的同学说,向上抛出的物体,在空中向上运动时,肯定受到了向上的作用力

解析:

选BC　飞机在目标正上方投弹时,由于惯性,炸弹会落在目标的前方,A错误；地球自西向东自转,人向上跳起后,由于惯性,还会落在原地,B正确；汽车刹车时,由于惯性,人会向前冲,安全带可以防止人的前冲,C正确；物体被向上抛出后,在空中向上运动是由于惯性,D错误。

2.[鲁科版必修1P113T1]（多选）关于牛顿第二定律,下列说法正确的是（　　）

A.加速度与合力的关系是瞬时对应关系,即a与F同时产生、同时变化、同时消失

B.加速度的方向总是与合外力的方向相同

C.同一物体的运动速度变化越大,受到的合外力也越大

D.物体的质量与它所受的合外力成正比,与它的加速度成反比

解析:

选AB　同一物体的运动速度变化大,加速度不一定大,所受的合外力也不一定大,C错误；物体的质量由物体本身决定,与合外力、加速度无关,D错误。

3.[粤教版必修1P102T3改编]在国际单位制（简称SI）中,力学和电学的基本单位有:

m（米）、kg（千克）、s（秒）、A（安培）。

导出单位V（伏特）用上述基本单位可表示为（　　）

A.m2·kg·s－4·A－1　　　B.m2·kg·s－3·A－1

C.m2·kg·s－2·A－1D.m2·kg·s－1·A－1

解析:

选B　根据U＝

q＝It得1V＝

＝

＝

＝1·m2·kg·s－3·A－1,故选项B正确。

4.[粤教版必修1P71T1]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为作用力与反作用力,故二力大小一定相等,故A、B、C错误,D正确。

考点一　牛顿第一定律的理解[基础自修类]

【题点全练】

1.（2019·舟山模拟）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B正确。

2.（2019·梅州期末）如图所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量为m1、m2的两个小球（m1>m2）,原来随小车一起做匀速直线运动,当小车突然停止时,如不考虑其他阻力,则两个小球（　　）

A.一定相碰

B.一定不相碰

C.不一定相碰

D.无法确定,因为不知小车的运动方向

解析:

选B　小车停止前,两个小球和小车一起做匀速直线运动,并且两个小球和小车具有共同的速度,当小车突然停止时,由于小球在光滑接触面上,因此两个小球由于惯性,还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动,又两球的速度相同,相同时间内通过的位移相同,因此两个小球间的距离不变,一定不会相碰,故B正确,A、C、D错误。

3.（2019·江苏省泰州市质检）如图所示,冰壶在冰面运动时,可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变,我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”,这里所指的“本领”是冰壶的惯性,则冰壶的惯性大小取决于（　　）

A.冰壶的速度　　　　　B.冰壶的加速度

C.冰壶的质量D.冰壶受到的合外力

解析:

选C　惯性是物体的固有属性；而质量却是惯性大小的唯一量度；故惯性的大小取决于冰壶的质量,故C正确,A、B、D错误。

【名师微点】

1.牛顿第一定律的意义

（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）揭示力与运动的关系:

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。

2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的对比

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。

考点二　牛顿第二定律的理解[基础自修类]

【题点全练】

1.（多选）一质点做匀速直线运动。

现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则（　　）

A.质点速度的方向总是与该恒力的方向相同

B.质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直

C.质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同

D.质点单位时间内速率的变化量总是不变

解析:

选BC　质点原来做匀速直线运动,说明所受合外力为0,当对其施加一恒力后,恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定,则质点可能做直线运动,也可能做曲线运动,但加速度的方向一定与该恒力的方向相同,选项B、C正确。

2.[合力、加速度、速度之间的决定关系]

如图所示,一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动,前方固定一轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是（　　）

A.木块将立即做匀减速直线运动

B.木块将立即做变减速直线运动

C.在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大

D.在弹簧处于最大压缩状态时,木块的加速度为零

解析:

选C　对木块进行受力分析,接触弹簧后弹力不断增大,当弹力小于力F时,木块仍将加速运动,但加速度变小,A、B均错误。

在弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的加速度为0,速度最大,C正确。

继续压缩弹簧,合力反向且增大,加速度向右且不断增大,D错误。

3.如图所示,顶端固定着小球的直杆固定在小车上,当小车向右做匀加速运动时,球所受合外力的方向沿图中的（　　）

A.OA方向　　　　　B.OB方向

C.OC方向D.OD方向

解析:

选D　据题意可知,小车向右做匀加速直线运动,由于球固定在杆上,而杆固定在小车上,则三者属于同一整体,根据整体法和隔离法的关系分析可知,球和小车的加速度相同,所以球的加速度也应该向右,故选项D正确。

【名师微点】

1.牛顿第二定律的6个性质

2.合力、加速度、速度间的决定关系

考点三　瞬时性问题的两类模型[方法模型类]

轻绳、轻杆和接触面

不发生明显形变就能产生弹力,剪断或脱离后,不需要时间恢复形变,弹力立即消失或改变,一般题目中所给的轻绳、轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理

弹簧、蹦床和橡皮筋

当弹簧的两端与物体相连（即两端为固定端）时,由于物体有惯性,弹簧的长度不会发生突变,所以在瞬时性问题中,其弹力的大小认为是不变的,即此时弹簧的弹力不突变

[典例]　如图所示,A、B两小球分别用轻质细绳L1和轻弹簧系在天花板上,A、B两小球之间用一轻质细绳L2连接,细绳L1、弹簧与竖直方向的夹角均为θ,细绳L2水平拉直,现将细绳L2剪断,则细绳L2剪断瞬间,下列说法正确的是（　　）

A.细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶1

B.细绳L1上的拉力与弹簧弹力之比为1∶cos2θ

C.A与B的加速度之比为1∶1

D.A与B的加速度之比为cosθ∶1

[解析]　根据题述可知,A、B两球的质量相等,均设为m,剪断细绳L2瞬间,对A球受力分析,如图1所示,由于细绳L1的拉力突变,沿细绳L1方向和垂直于细绳L1方向进行力的分解,得FT＝mgcosθ,ma1＝mgsinθ；剪断细绳L2瞬间,对B球进行受力分析,如图2所示,由于弹簧的弹力不发生突变,则弹簧的弹力还保持不变,有Fcosθ＝mg,ma2＝mgtanθ,所以FT∶F＝cos2θ∶1,a1∶a2＝cosθ∶1,则D正确。

[答案]　D

[方法归纳]

求解瞬时加速度的步骤

【题点全练】

1.[轻绳模型与轻弹簧模型对比]

（2019·上海浦东二模）如图所示,细绳一端系在小球O上,另一端固定在天花板上A点,轻质弹簧一端与小球连接,另一端固定在竖直墙上B点,小球处于静止状态。

将细绳烧断的瞬间,小球的加速度方向（　　）

A.沿BO方向　　　　　B.沿OB方向

C.竖直向下D.沿AO方向

解析:

选D　小球平衡时,对小球受力分析,重力、弹簧弹力、绳的拉力。

当细绳烧断的瞬间,绳的拉力变为零,重力、弹力不变,所以重力与弹力的合力与绳的拉力等大反向,故D正确。

2.[轻杆模型与轻弹簧模型对比]

如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量均为m,2、4质量均为m0,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。

现将两木板沿水平方向突然抽出