物理第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 第1講 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解

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1、第1講牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、牛頓第一定律一、牛頓第一定律1.內(nèi)容內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變改變這種狀態(tài)為止。2.意義意義:揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即力不是維持運(yùn)動(dòng)維持運(yùn)動(dòng)的原因,力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;表明了一切物體都具有慣性慣性,即保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)。3.慣性慣性:質(zhì)量質(zhì)量是物體慣性大小的量度,即物體的慣性僅與質(zhì)量質(zhì)量有關(guān)。二、牛頓第二定律二、牛頓第二定律1.內(nèi)容內(nèi)容:物體的加速度與所受的合力所受的合力成正比,與物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向與合力合力的方向相同。2.表達(dá)式表達(dá)式:F=ma。

2、3.意義意義:定量地揭示了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即物體所受的合力所受的合力和質(zhì)量質(zhì)量決定了加速度。三、牛頓第三定律三、牛頓第三定律1.內(nèi)容內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等大小相等,方向相反方向相反,作用在同一直線上作用在同一直線上。2.意義意義:建立了相互作用的物體之間的聯(lián)系及作用力和反作用力的相互依賴關(guān)系。四、單位制四、單位制1.單位制單位制:基本單位基本單位和導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位一起組成了單位制。2.力學(xué)中的基本單位力學(xué)中的基本單位:力學(xué)單位制中的基本單位有千克千克(kg)、米(m)和秒(s)。3.導(dǎo)出單位導(dǎo)出單位:導(dǎo)出單位有N、m/s、m/s2等。1.下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)不正確的是()

3、A.必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng),沒有力的作用,物體就靜止B.伽利略認(rèn)為如果完全排除空氣的阻力,所有的物體將下落得同樣快C.牛頓認(rèn)為力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因D.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推出,若沒有摩擦,在水平面上運(yùn)動(dòng)的物體將保持其速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去答案答案A力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,選項(xiàng)A錯(cuò)。A2.下列說法正確的是()A.物體所受合力為零時(shí),物體的加速度可以不為零B.物體所受合力越大,速度越大C.速度方向、加速度方向、合力方向總是相同的D.速度方向可與加速度方向成任意夾角,但加速度方向總是與合力方向相同答案答案D由牛頓第二定律F=ma知,F合

4、為零,加速度為零,由慣性定律知速度不一定為零;對(duì)某一物體,F合越大,a越大,由a=知,a大只能說明速度變化率大,速度不一定大,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;F合、a、v三者方向一定相同,而速度方向與這三者方向不一定相同,故C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。vtD3.(多選)如圖所示,質(zhì)量為20kg的物體,沿水平面向右運(yùn)動(dòng),它與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,同時(shí)還受到大小為10N的水平向右的力的作用,則該物體(g取10m/s2)()A.受到的摩擦力大小為20N,方向向左B.受到的摩擦力大小為20N,方向向右C.運(yùn)動(dòng)的加速度大小為1.5m/s2,方向向右D.運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.5m/s2,方向向左答案答案AD受到的摩擦力大

5、小為f=N=mg=20N,方向向左;加速度大小a=0.5m/s2,方向向左。fFmAD4.汽車?yán)宪囋谄街钡墓飞线\(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()A.汽車能拉著拖車前進(jìn)是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于拖車對(duì)汽車的拉力B.汽車先對(duì)拖車施加拉力,然后才產(chǎn)生拖車對(duì)汽車的拉力C.勻速前進(jìn)時(shí),汽車對(duì)拖車的拉力等于拖車向后拉汽車的力;加速前進(jìn)時(shí),汽車對(duì)拖車的拉力大于拖車向后拉汽車的力D.拖車加速前進(jìn),是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于地面對(duì)拖車的摩擦阻力,汽車加速前進(jìn)是因?yàn)榈孛鎸?duì)汽車向前的作用力大于拖車對(duì)它的拉力D答案答案D汽車對(duì)拖車的拉力與拖車對(duì)汽車的拉力是一對(duì)相互作用力,而一對(duì)相互作用力總是大小相等,所以A、C均錯(cuò)誤;

6、因一對(duì)相互作用力總是同時(shí)產(chǎn)生的,所以B錯(cuò)誤;拖車加速前進(jìn)是因?yàn)槠噷?duì)拖車的拉力大于地面對(duì)拖車的摩擦阻力,汽車加速前進(jìn)是因?yàn)榈孛鎸?duì)汽車向前的作用力大于拖車對(duì)它的拉力,所以D正確。5.如圖所示,A、B為兩個(gè)質(zhì)量相等的小球,由細(xì)線相連,再用輕質(zhì)彈簧懸掛起來,在A、B間細(xì)線燒斷后的瞬間,A、B的加速度分別是()A.A、B的加速度大小均為g,方向都豎直向下B.A的加速度為0,B的加速度大小為g、豎直向下C.A的加速度大小為g、豎直向上,B的加速度大小為g、豎直向下D.A的加速度大小g、豎直向下,B的加速度大小為g、豎直向下C答案答案C在細(xì)線燒斷前,A、B兩球的受力情況如圖甲所示,由平衡條件可得:對(duì)B球有

7、F線=mg對(duì)A球有F彈=mg+F線又F線=F線在細(xì)線燒斷后,繩的彈力立即消失,彈簧彈力及各球重力不變,兩球的受力情況如圖乙所示。由牛頓第二定律可得:B球有向下的重力加速度g對(duì)A球有F彈-mg=maA解得aA=g,方向向上。綜上分析,選C。深化拓展深化拓展考點(diǎn)一考點(diǎn)一對(duì)牛頓第一定律和慣性的理解對(duì)牛頓第一定律和慣性的理解考點(diǎn)二考點(diǎn)二牛頓第二定律牛頓第二定律考點(diǎn)三考點(diǎn)三相互作用力與平衡力的比較相互作用力與平衡力的比較深化拓展深化拓展考點(diǎn)一對(duì)牛頓第一定律和慣性的理解考點(diǎn)一對(duì)牛頓第一定律和慣性的理解一、明確慣性的概念一、明確慣性的概念一切物體都具有保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì),這就是慣性。1.慣性是物體的

8、固有屬性,一切物體都具有慣性。慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量。2.慣性不是一種力。慣性大小反映了改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。物體的慣性越大,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難以改變。二、揭示力的本質(zhì)二、揭示力的本質(zhì)力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,有速度變化就一定有加速度,所以說力是使物體產(chǎn)生加速度的原因?！厩榫八夭那榫八夭慕處焸溆媒處焸溆谩?-1(2014北京理綜,19,6分)伽利略創(chuàng)造的把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法,有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn):小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng),并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時(shí),小球沿右側(cè)斜面上

9、升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,可以得到的最直接的結(jié)論是()A.如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)C.如果小球受到力的作用,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變D.小球受到的力一定時(shí),質(zhì)量越大,它的加速度越小答案答案A根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,得到的最直接的結(jié)論是如果斜面光滑,小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置,A項(xiàng)正確。而小球不受力時(shí)狀態(tài)不變,小球受力時(shí)狀態(tài)發(fā)生變化,是在假設(shè)和邏輯推理下得出的結(jié)論,不是實(shí)驗(yàn)直接得出的結(jié)論,所以B和C選項(xiàng)錯(cuò)誤。而D項(xiàng)不是本實(shí)驗(yàn)所說明的問題,故錯(cuò)誤。1-2(多選)一汽車在各處路面情況相同的公路上沿直線行駛,下面關(guān)

10、于車速、慣性、質(zhì)量和滑行位移的討論,正確的是()A.車速越大,它的慣性越大B.質(zhì)量越大,它的慣性越大C.車速越大,剎車后滑行的位移越長(zhǎng)D.車速越大,剎車后滑行的位移越長(zhǎng),所以慣性越大BC答案答案BC要理解質(zhì)量是慣性大小的唯一決定因素,慣性是物體的固有屬性,其大小由物體的質(zhì)量決定,質(zhì)量越大,慣性越大,所以A錯(cuò)、B對(duì)。滑行位移與剎車時(shí)的速度有關(guān),因?yàn)閯x車過程中,其加速度是一定的,根據(jù)v2-=2ax,知車速越大,其滑行位移越大,而與其慣性大小無關(guān),所以C對(duì)、D錯(cuò)。20v1-3就一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象,某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋,其中正確的是()A.采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后,某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至

11、能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度,這表明,可以通過科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性B.射出槍膛的子彈在運(yùn)動(dòng)相當(dāng)長(zhǎng)一段距離后連一件棉衣也穿不透,這表明它的慣性變小了C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí),經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂,這會(huì)改變它的慣性D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí),車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?另一方面要將身體稍微向里傾斜,通過調(diào)控人和車的慣性達(dá)到轉(zhuǎn)彎的目的C答案答案C質(zhì)量是慣性大小的唯一量度,A、B、D選項(xiàng)所述情景里,研究對(duì)象的質(zhì)量均未改變,所以他們的慣性都不變。摘下或加掛一些車廂,列車的質(zhì)量改變了,所以它的慣性也隨之改變,即C正確?？键c(diǎn)二牛頓第二定律考點(diǎn)二牛頓第二定律一、理解牛頓第二定律中的一、理解牛頓第

12、二定律中的“五性五性”五性2-1給靜止在光滑水平面上的物體,施加一個(gè)水平拉力,當(dāng)拉力剛開始作用的瞬間,下列說法正確的是()A.物體同時(shí)獲得速度和加速度B.物體立即獲得加速度,但速度仍為零C.物體立即獲得速度,但加速度仍為零D.物體的速度和加速度均為零B答案答案B根據(jù)牛頓第二定律,力和加速度是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,拉力剛開始作用的瞬間,物體立即獲得一個(gè)加速度,但速度仍為零,因?yàn)樗俣鹊脑黾有枰獣r(shí)間,B正確。2-2物塊以初速度v0從底端沿足夠長(zhǎng)的斜面上滑,該物塊的速度圖像不可能是()答案答案C若斜面光滑,物塊上滑時(shí)的加速度與下滑時(shí)的加速度大小一樣,因此v-t圖線的斜率保持不變,A可能;若斜面粗糙,物塊可能滑

13、到頂端時(shí)由于最大靜摩擦力大于物塊的重力沿斜面向下的分力,物塊會(huì)靜止在最高點(diǎn),D可能,也可能物塊重力沿斜面向下的分力大于最大靜摩擦力再?gòu)淖罡唿c(diǎn)滑下來,這時(shí)由于向下滑時(shí)摩擦力向上,物塊加速度小于上滑時(shí)的加速度,圖像的斜率減小,B有可能,因此只有C不可能。C2-3如圖所示,輕彈簧下端固定在水平面上,一個(gè)小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開始自由下落,接觸彈簧后把彈簧壓縮到一定程度后停止下落。在小球下落的這一全過程中,下列說法中正確的是()A.小球剛接觸彈簧瞬間速度最大B.從小球接觸彈簧起加速度變?yōu)樨Q直向上C.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的速度先增大后減小D.從小球接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),小球的加速度

14、先增大后減小答案答案C小球的加速度大小決定于小球受到的合外力。從接觸彈簧到到達(dá)最低點(diǎn),彈力從零開始逐漸增大,所以合力先減小后反向增大,因此加速度先減小后反向增大,小球的速度先增大后減小,當(dāng)小球所受彈力和重力大小相等時(shí)速度最大。C二、瞬時(shí)加速度問題二、瞬時(shí)加速度問題分析物體在某一時(shí)刻的瞬時(shí)加速度,關(guān)鍵是分析瞬時(shí)前后的瞬時(shí)作用力。分析時(shí)要注意區(qū)分兩種模型:剛性繩模型彈簧模型代表物輕繩、輕桿、接觸面輕彈簧、橡皮繩不同點(diǎn)是一種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體,剪斷(或脫離)后,彈力立即消失,不需要形變恢復(fù)的時(shí)間(一般題目中所給的輕繩、輕桿和接觸面在不加特殊說明時(shí),均可按此模型處理)此種物體的特點(diǎn)是形變

15、量大,形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬間問題中,其彈力的大小不能發(fā)生突變,往往可以看成是不變的相同點(diǎn)都是質(zhì)量可忽略的理想化模型,都會(huì)發(fā)生形變而產(chǎn)生彈力,通常同一時(shí)刻內(nèi)部彈力處處相等且與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)【情景素材情景素材教師備用教師備用】2-4(多選)如圖所示,A、B球的質(zhì)量相等,彈簧的質(zhì)量不計(jì),傾角為的斜面光滑,系統(tǒng)靜止時(shí),彈簧與細(xì)線均平行于斜面,在細(xì)線被燒斷的瞬間,下列說法正確的是()A.兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下,大小均為gsinB.B球的受力情況未變,瞬時(shí)加速度為零C.A球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下,大小為2gsinD.彈簧有收縮的趨勢(shì),B球的瞬時(shí)加速度向上,A球的瞬時(shí)加速度向下,瞬時(shí)加速度都不

16、為零BC答案答案BC細(xì)線燒斷前后兩球的受力如圖所示細(xì)線燒斷瞬間,彈簧的形變量不能發(fā)生突變,彈簧彈力與原來相等,對(duì)B球受力平衡,aB=0,細(xì)線在燒斷瞬間彈力立刻消失,不需要形變恢復(fù)時(shí)間,即發(fā)生突變,因此A球所受合力為mgsin+kx=2mgsin=maA,解得aA=2gsin,方向沿斜面向下,故A、D錯(cuò)誤,B、C正確。2-5如圖甲所示,一質(zhì)量為m的物體系于兩根細(xì)線L1、L2上,L1的一端懸掛在天花板上,與豎直方向夾角為,L2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài)。求解下列問題:(1)現(xiàn)將線L2剪斷,求剪斷L2的瞬間物體的加速度。(2)若將圖甲中的細(xì)線L1換成質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,此時(shí)物體的位置不變,如圖乙所示,

17、其他條件不變,求剪斷L2的瞬間物體的加速度。答案答案(1)a=gsin,方向垂直L1斜向下(2)a=gtan,方向水平向右解析解析(1)當(dāng)細(xì)線L2被剪斷的瞬間,因細(xì)線L2對(duì)物體的彈力突然消失,而引起L1上的張力發(fā)生突變,使物體的受力情況改變,瞬時(shí)加速度沿垂直L1的方向斜向下方,大小為a=gsin。(2)當(dāng)線L2被剪斷時(shí),細(xì)線L2對(duì)物體的彈力突然消失,而彈簧的形變還來不及變化(變化要有一個(gè)過程,不能突變),因而彈簧的彈力不變,它與重力的合力與細(xì)線L2對(duì)物體的彈力是一對(duì)平衡力,等值反向,所以線L2剪斷時(shí),物體的瞬時(shí)加速度大小為a=gtan,方向水平向右?？键c(diǎn)三相互作用力與平衡力的比較考點(diǎn)三相互作用

18、力與平衡力的比較相互作用力平衡力受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)變化,同時(shí)消失,相互依存,不可單獨(dú)存在無依賴關(guān)系,撤除一個(gè),另一個(gè)可依然存在,只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消,不可疊加,不可求合力兩力作用效果可相互抵消,可疊加,可求合力,且合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力,也可以不是同性質(zhì)的力大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上A.以雞蛋擊石頭,雞蛋破而石頭沒損傷,是因?yàn)槭^對(duì)雞蛋的作用力大于雞蛋對(duì)石頭的作用力B.點(diǎn)電荷A的電荷量是點(diǎn)電荷B電荷量的10倍,所以A對(duì)B的庫(kù)侖力是B對(duì)A的庫(kù)侖力的10倍C.一本書靜止在水平桌面

19、上,書對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)書的支持力是一對(duì)作用力和反作用力D.一本書靜止在水平桌面上,書對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)書的支持力是一對(duì)平衡力3-1下列說法中正確的是()C答案答案C雞蛋對(duì)石頭和石頭對(duì)雞蛋、點(diǎn)電荷A對(duì)點(diǎn)電荷B和點(diǎn)電荷B對(duì)點(diǎn)電荷A、書對(duì)桌面和桌面對(duì)書的相互作用力均為一對(duì)作用力和反作用力,大小相等、方向相反,所以A、B、D選項(xiàng)均錯(cuò),C選項(xiàng)正確。3-2在滑冰場(chǎng)上,甲、乙兩小孩分別坐在滑冰板上,原來靜止不動(dòng),在相互猛推一下后分別向相反方向運(yùn)動(dòng),假定兩板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,已知甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn),這是由于()A.在推的過程中,甲推乙的力小于乙推甲的力B.在推的過程中,甲推乙的時(shí)間小于乙推甲的時(shí)間C.在剛分開時(shí),甲的初速度的大小大于乙的初速度的大小D.在分開后,甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小答案答案C甲、乙相互推的過程中作用力和反作用力一定大小相等,且作用時(shí)間也一定相等,故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤。由于兩板與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同,故二者的加速度也相等,大小都等于g,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。甲在冰上滑行的距離比乙遠(yuǎn),一定是剛分開時(shí)甲的初速度的大小大于乙的初速度的大小,故選項(xiàng)C正確。C