【物理】2019届一轮复习人教版　牛顿第一定律　牛顿第三定律学案

【物理】2019届一轮复习人教版　牛顿第一定律　牛顿第三定律学案

第章　牛顿运动定律 ‎[全国卷三年考点考情]‎ 考纲考点 要求 ‎2015年 ‎2016年 ‎2017年 命题趋势 牛顿运动定律、牛顿运动定律的应用 Ⅱ Ⅰ卷T20·6分 Ⅰ卷T25·20分 Ⅱ卷T20·6分 Ⅱ卷T25·20分 Ⅱ卷T19·6分 Ⅰ卷T25·20分 Ⅲ卷T25·20分 考查重点：对牛顿三大定律的理解和应用，对超重、失重现象的理解和分析，以及用整体法、隔 考查形式：对本章单独知识点的考查多以选择题为主，而对综合考查多以计算题为主，有时也考查实验题.‎ 超重和失重、单位制 Ⅰ ‎－‎ ‎－‎ ‎－‎ 实验四：验证牛顿运动定律 ‎－‎ Ⅰ卷T22·5分 Ⅲ卷T23·10分 第一节　牛顿第一定律　牛顿第三定律 ‎(对应学生用书第40页)‎ ‎[教材知识速填]‎ 知识点1　牛顿第一定律 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 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 惯性 定义 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 普遍性 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 量度 质量是惯性大小的惟一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小 易错判断 ‎(1)牛顿第一定律不能用实验验证．(√)‎ ‎(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果．(×)‎ ‎(3)物体运动时受到惯性力的作用．(×)‎ 知识点2　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，后一物体一定同时对前一物体也施加了力．‎ ‎2．牛顿第三定律 ‎(1)内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．‎ ‎(2)表达式：F＝－F′.‎ ‎(3)意义：建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系．‎ 易错判断 ‎(1)作用力与反作用力可以作用在同一物体上．(×)‎ ‎(2)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力．(×)‎ ‎(3)定律中的“总是”‎ 说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的．(√)‎ ‎[教材习题回访]‎ 考查点：惯性的理解 ‎1．(鲁科必修1P105T6)(多选)以下各种情况可能存在的是( ) ‎ A．物体的速度很大，但惯性很小 B．物体的惯性很大，但质量很小 C．物体的体积很大，但惯性很小 D．物体所受的合外力很大，但惯性很小 ‎[答案]　ACD 考查点：牛顿第一定律的理解 ‎2．(人教版必修1P70T1～3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，如果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，你向上跳起来后，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 ‎[答案]　BC 考查点：牛顿第一定律的理解 ‎3．(鲁科必修1 P121T1)火车在水平的长直轨道上匀速运动，门窗紧闭的车厢内有一旅客向上跳起，结果仍然落在车厢地板上的原处，原因是( ) ‎ A．人跳起的瞬间，车厢地板给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动 B．人跳起后，车厢内的空气给他一个向前的力，使他与火车一起向前运动 C．人在跳起前、跳起后直到落地，沿水平方向人和车始终具有相同的速度 D．人跳起后，车仍然继续向前运动，所以人落回地板后确实偏后一些，只是离地时间短，落地距离太小，无法察觉而已 ‎[答案]　C 考查点：牛顿第三定律的理解 ‎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( ) ‎ ‎【导学号：84370099】‎ 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 ‎[答案]　D ‎(对应学生用书第41页)‎ 对牛顿第一定律的理解 ‎1．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．‎ ‎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，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质．‎ ‎(2)揭示了力的本质：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．‎ ‎(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．‎ ‎(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．牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．‎ ‎[题组通关]‎ ‎1．(2018·东北三市联考)(多选)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 AD　[惯性是物体本身的一种属性，是物体抵抗运动状态变化的本领(性质)，A正确，C错误．没有力作用时，物体可能静止也可能做匀速直线运动，B错误，D正确．]‎ ‎2．(2018·安徽黄山市质检)关于物体的惯性，下列说法中正确的是( ) ‎ ‎【导学号：84370100】‎ A．骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了增大惯性冲上坡 B．子弹从枪膛中射出后在空中飞行，速度逐渐减小，因此惯性也减小 C．物体惯性的大小，由物体质量的大小决定 D．物体由静止开始运动的瞬间，它的惯性最大 C　[质量是物体惯性大小的惟一量度，惯性与物体的运动状态无关．故选C.]‎ 对牛顿第三定律的理解 ‎1．作用力与反作用力的关系 ‎2．作用力、反作用力与一对平衡力的比较 一对平衡力 作用力和反作用力 不同点 作用在同一物体上 作用在两个物体上 力的性质不一定相同 一定是相同性质的力 不一定同时产生或消失 一定同时产生或消失 作用效果可相互抵消 作用效果不可抵消 相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 ‎[多维探究]‎ 考向1　对牛顿第三定律的理解 ‎1．(2018·福州模拟)汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法中正确的是( ) ‎ A．汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力 B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力 C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力 D．拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力 D　[汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对相互作用力，而一对相互作用力总是大小相等，A、C错误；一对相互作用力总是同时产生，B错误；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力，汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力，D正确．]‎ ‎2. 如图311所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则( ) ‎ ‎【导学号：84370101】‎ 图311‎ A．绳子对甲的拉力小于甲的重力 B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力 C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力 D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力 D　[甲拉住绳子悬在空中处于静止状态，绳子对甲的拉力等于甲的重力，A错误；由牛顿第三定律可知，绳子对甲的拉力与甲对绳子的拉力大小相等，B错误；因乙能把绳子拉断，说明乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于甲拉绳子的力，也一定大于乙的重力，故C错误，D正确．]‎ 考向2　作用力、反作用力与平衡力的区别 ‎3．(2017·济南区县“五校”联考)如图312所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动，下列说法正确的是( ) ‎ 图312‎ 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　[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C正确，D错误．]‎ ‎4．物体静止在斜面上，如图313所示，下列说法正确的是( ) ‎ 图313‎ A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对平衡力 C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D．物体所受重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力 C　[物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力也是一对作用力与反作用力，A、B均错误；物体所受重力的两个分力仍作用在物体上，D错误；物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力，C正确．]‎ ‎(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 BD　[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．]‎ ‎[反思总结]　“两看”巧判作用力和反作用力 一看受力物体.作用力和反作用力应作用在两个相互作用的物体上.‎ 二看产生的原因.作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同种性质的力.‎ 牛顿第三定律在受力分析中的妙用 ‎[母题]　建筑工人用如图314所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0 kg的工人站在水平地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以1.0 m/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大小．(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)‎ 图314‎ ‎【自主思考】‎ ‎(1)人拉绳的力与绳拉材料的力大小相等吗？‎ ‎[提示]　相等 ‎(2)人在拉绳时受几个力的作用？‎ ‎[提示]　4个 ‎[解析]　建筑材料受力如图(a)所示：‎ ‎(a)‎ 由牛顿第二定律得：F1－mg＝ma 代入数据解得：F1＝220 N 因此绳对人的拉力F2＝F1＝220 N 人受力如图(b)所示：‎ ‎(b)‎ 由平衡条件得：‎ F2·cos 53°＝f F2·sin 53°＋N＝Mg 代入数据解得：N＝524 N，f＝132 N 由牛顿第三定律得：人对地面的压力大小为524 N，地面受到的摩擦力大小为132 N.‎ ‎[答案]　524 N　132 N ‎[母题迁移]‎ 迁移1　分析相互作用的压力 ‎1. 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，箱与杆的总质量为M，环的质量为m，如图315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是( ) ‎ ‎【导学号：84370102】‎ A．(M＋m)g B．Ff＋mg C．Ff＋Mg D．Ff＋(M＋m)g ‎[题眼点拨]　①“环沿杆匀加速下滑”说明Ff大小方向不变；②“箱对地面的压力”可用转换对象法．‎ C　[箱子和杆处于静止状态，由力的平衡条件得，地面对箱子的支持力FN＝Ff′＋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大小，则：FN′＝FN＝Ff＋Mg.]‎ 如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为( ) ‎ A．(M＋m)g B．(M＋m)g－ma C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g B　[对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，由mg－Ff＝ma得Ff＝m(g－a)．竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反．对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得到竿对“底人”的压力大小FN′＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma.B项正确．]‎ 迁移2　分析相互作用的摩擦力 ‎2．如图316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( ) ‎ ‎【导学号：84370103】‎ 图316‎ A．μ1(m＋M)g B．μ2mg C．μ1mg D．μ1mg＋μ2Mg B　[木块m在M上向右滑行过程中，受到M对m水平向左的滑动摩擦力，由牛顿第三定律可知，m对M有水平向右的滑动摩擦力，大小为μ2mg，由于M处于静止状态，水平方向合力为零，故地面对M的静摩擦力方向水平向左，大小为μ2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg，故B正确．]‎ ‎[反思总结]　转换研究对象法 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.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.‎