江苏专版2019高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律学案.doc

1 第三章牛顿运动定律第1节牛顿第一定律__牛顿第三定律
(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。

(√)
(1)伽利略利用“理想实验”得出“力是改变物体运动状态的原因”的观点推翻了亚里
士多德的“力是维持物体运动的原因”的错误观点。

(2)英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了“牛顿第一、第二、第三定律”。

2 突破点(一) 牛顿第一定律的理解
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。

[题点全练]
1(2018·三明检测)科学思维和科学方法是我们认识世界的基本手段。

在研究和解决问
题的过程中不仅需要相应的知识还需要运用科学的方法。

理想实验有时更能深刻地反映自然规律伽利略设想了一个理想实验如图所示。

①两个对接的斜面静止的小球沿一个斜面滚下小球将滚上另一个斜面
②如果没有摩擦小球将上升到原来释放的高度
③减小第二个斜面的倾角小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度
④继续减小第二个斜面的倾角最后使它成为水平面小球会沿水平面做持续的匀速运动。

通过对这个实验的分析我们可以得到的最直接结论是( )
A自然界的一切物体都具有惯性
B光滑水平面上运动的小球运动状态的维持并不需要外力
C如果小球受到力的作用它的运动状态将发生改变
D小球受到的力一定时质量越大它的加速度越小
解析选B 理想斜面实验只能说明钢球具有惯性推广到一切物体的是牛顿A错误
伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理得出的结论是力不是维持物体运动的原因光
滑水平面上运动的小球运动状态的维持并不需要外力B正确如果小球受到力的作用 3 它的运动状态将发生改变这是牛顿得出的C错误小球受到的力一定时质量越大它
的加速度越小这是牛顿第二定律内容D错误。

2.(2018·江都月考)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小
车车上固定一盛满水的碗。

现突然发现碗中的水洒出水洒出
的情况如图所示则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是( )
A小车匀速向左运动
B小车可能突然向左加速运动
C小车可能突然向左减速运动
D小车可能突然向右加速运动
解析选B 若小车匀速向左运动则水也匀速运动速度相等碗中的水不会洒出
故A错误小车突然向左加速由于惯性水还没有来得及加速所以碗向左的速度大于水
向左的速度可以出现图示情况故B正确小车突然向左减速由于惯性水还没有来得
及减速所以小车向左的速度小于水向左的速度水应向左洒出故C错误小车突然向右
加速由于惯性水还没有来得及加速所以碗向右的速度大于水向右的速度水应向左洒
出故D错误。

3.[多选]如图所示在匀速前进的磁悬浮列车里小明将一小
球放在水平桌面上且小球相对桌面静止。

关于小球与列车的运动
下列说法正确的是( )
A若小球向前滚动则磁悬浮列车在加速前进
B若小球向后滚动则磁悬浮列车在加速前进
C磁悬浮列车急刹车时小球向前滚动
D磁悬浮列车急刹车时小球向后滚动
解析选BC 由于惯性小球要保持原来的匀速运动状态若小球向前滚动则说明磁
悬浮列车在减速前进若小球向后滚动则说明磁悬浮列车在加速前进故B正确A错误
反之若磁悬浮列车急刹车时磁悬浮列车速度变小小球由于惯性速度不变故向前滚动
C正确D错误。

突破点(二) 牛顿第三定律的理解
1作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”
(1)六同
性质相同、大小相同、同一直线
同时产生、同时变化、同时消失
(2)三异
方向相反
不同物体
不同效果
4 (3)二无关
与物体的运动状态无关
与物体是否受其他力无关
2作用力、反作用力与一对平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力
不同点作用在两个物体上
作用在同一物体上
力的性质一定相同对力的性质无要求
作用效果不可抵消作用效果相互抵消
相同点大小相等、方向相反作用在同一直线上
[题点全练]
1.气球冒险家利用一簇气球使一座房屋成功升空。

图示时刻房屋正在
加速上升此时( )
A绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力大小相等
B房屋对绳的拉力与房屋所受的重力大小相等
C房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力是一对平衡力
D房屋对绳的拉力与房屋所受的重力是一对作用力和反作用力
解析选A 绳对房屋的拉力与房屋对绳的拉力是一对作用力和反作用力则大小相等
选项A正确房屋对绳的拉力与绳对房屋的拉力大小相等因加速上升则绳对房屋的拉力
大于房屋所受的重力则房屋对绳的拉力大于房屋所受的重力选项B错误因加速上升
则房屋受到的绳的拉力与房屋所受的重力不是一对平衡力选项C错误房屋对绳的拉力与
房屋所受的重力不是一对作用力和反作用力选项D错误。

2(2018·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。

3(2018·扬州二模)牛顿在总结C.雷恩、J.沃利斯和C.惠更斯等人的研究结果后提
出了著名的牛顿第三定律阐述了作用力和反作用力的关系从而与牛顿第一定律和牛顿第 5 二定律形成了完整的牛顿力学体系。

下列关于作用力和反作用力的说法正确的是( )
A物体先对地面产生压力然后地面才对物体产生支持力
B物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡
C人推车加速前进人对车的作用力的大小等于车对人的作用力的大小
D物体在地面上滑行物体对地面的摩擦力大于地面对物体的摩擦力
解析选C 物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力是同
时产生的所以选项A错误物体对地面的压力和地面对物体的支持力分别作用在地面和物
体上是一对作用力与反作用力不是平衡力选项B错误人对车的作用力与车对人的作
用力是一对作用力与反作用力大小相等选项C正确物体对地面的摩擦力与地面对物体
的摩擦力是一对作用力与反作用力大小相等选项D错误。

突破点(
三) 应用牛顿第三定律转换研究对象
[典例] (2018·海口模拟)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建
筑材料。

一质量为70.0 kg的工人站在地面上通过定滑轮将20.0 kg的建
筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的
摩擦则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )
A510 N B490 N
C890 N D910 N
[思路点拨]
(1)明确物体间的相互作用
(2)转换研究对象
①求地面所受压力时由于地面无其他信息因此转换到求人受地面的支持力。

②求绳对人的拉力时人的受力情况复杂因此转换到求建材所受绳的拉力。

(3)根据牛顿第三定律转换研究对象后所求的力与待求力是“等大”的因此问题得以
巧妙地解出。

[解析] 设绳子对物体的拉力为F1F1mg ma F1m(g a)210 N
绳子对人的拉力F2F1210 N
人处于静止状态则地面对人的支持力 FN Mg F2490 N由牛顿第三定律知人对地面的压力 6 FN′FN490 N
故B项正确。

[答案] B
[方法规律]
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。

[集训冲关]
1.如图所示用弹簧测力计悬挂一个重G10 N的金属块使金属
块一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)。

若弹簧测力计的示数变为
FT 6 N则台秤的示数比金属块没有浸入水前( )
A保持不变
B增加10 N
C增加6 N D增加4 N
解析选D 对金属块受力分析由平衡条件可知水对金属块的浮力为
F G FT 4 N
方向竖直向上则由牛顿第三定律可得金属块对水的作用力大小为F′ 4 N方向竖直向下所以台秤的示数比金属块没有浸入水前增加了4 N选项D正确。

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( )
Aμ1(m M)g Bμ2mg Cμ1mg Dμ1mgμ2Mg 解析选B 木块在长木板上向右滑行过程中受到长木板对木块水平向左的滑动摩擦
力由牛顿第三定律可知木块对长木板有水平向右的滑动摩擦力大小为μ2mg由于长
木板处于静止状态水平方向合力为零故地面对长木板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。

3.一个箱子放在水平地面上箱内有一固定的竖直杆在杆上套
着一个环箱子与杆的质量为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则此时箱子对地面
的压力大小为( )
A Mg Ff
B Mg Ff
C Mg mg
D Mg mg
解析选A 环在竖直方向上受重力及箱子的杆对它的竖直向上的摩擦力Ff受力情况7 如图甲所示根据牛顿第三定律环应对杆有竖直向下的摩擦力Ff′故箱子竖直方向上受
重力Mg、地面对它的支持力FN及环对它的摩擦力Ff′受力情况如图乙所示由于箱子处于平衡状态可得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
面对箱子的支持力即FN′Mg Ff故选项A正确。

惯性的“相对性”
(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铁球和乒乓球都有向右运动的趋势但由于与同
体积的“水球”相比铁球质量大、惯性大铁球的运动状态难改变即速度变化慢而同
体积的“水球”的运动状态容易改变即速度变化快而且水和车一起向右运动所以小车
向右运动时铁球相对小车向左运动。

同理由于乒乓球与同体积的“水球”相比质量小
惯性小乒乓球相对小车向右运动。

[反思领悟]
8 (1)质量是物体惯性大小的唯一量度物体的质量越大惯性越大状态越难改变。

(2)悬挂在空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的“空气球”的惯性大但悬挂在水中
的乒乓球的惯性没有对应的“水球”的惯性大。

对点训练牛顿第一定律的理解
1(2018·揭阳模拟)
在物理学史上正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运
动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是( )
A亚里士多德、伽利略 B伽利略、牛顿
C伽利略、爱因斯坦
D亚里士多德、牛顿
解析选B 伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系从而推翻了亚里士多德
“力是维持物体运动的原因”的错误观点牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家的结论
基础上得出了牛顿第一定律即惯性定律故选项B正确。

2(2018·镇江模拟)下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇文章
阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中宇航员通过无线电与在家中上小学的儿
子汤姆通话。

宇航员“
汤姆我们现在已关闭了火箭上所有的发动机正向月球飞去。

”
汤姆“你们关闭了所有的发动机那么靠什么力量推动火箭向前运动呢”宇航员犹豫了
半天说“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。

”
若不计天体对火箭的引力由上述材料可知下列说法错误的是( )
A汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
B宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
C宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
D宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
解析选B 汤姆说“你们关闭了所有的发动机那么靠什么力量推动火箭向前运动
呢”想表达的真实意思是“火箭的运动需要力来维持”故A正确由题意知宇航员
说大概是伽利略在推动火箭向前运动真实意思是根据伽利略的理论“火箭的运动不需要
力来维持”火箭正在依靠惯性飞行而不是伽利略用力推动着火箭向前运动故B错误C、D正确。

3(2018·淮安调研)对物体的惯性有这样一些理解你觉得哪些是正确的( )
A汽车快速行驶时惯性大因而刹车时费力惯性与物体的速度大小有关
B在月球上举重比在地球上容易所以同一物体在地球上惯性比在月球上大
C加速运动时物体有向后的惯性减速运动时物体有向前的惯性
D不论在什么地方不论物体原有运动状态如何物体的惯性是客观存在的惯性的大9 小与物体的质量有关
解析选D
惯性就是物体保持原来的运动状态的性质与物体速度大小无关故A错
误惯性大小的唯一量度是物体的质量同一物体质量不变则惯性不变故B错误惯
性就是物体保持原来的运动状态的性质无论是加速运动还是减速运动物体都保持原来运
动状态的性质故C错误惯性大小的唯一量度是物体的质量不论在什么地方不论物体
原有运动状态如何物体的惯性是客观存在的惯性的大小与物体的质量有关故D正确。

4(2018·益阳模拟)亚里士多德在其著作《物理学》中说一切物体都具有某种“自然
本性”物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”而物体受到推、拉、提、
举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。

伽利略、笛卡尔、牛顿等人批判地继承
了亚里士多德的这些说法建立了新物理学。

新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”
是“惯性”。

下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是( )
A一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动
B作用在物体上的力是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因
C可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去这是由
于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的
D竖直向上抛出的物体受到了重力却没有立即反向运动而是继续向上运动一段距
离后才反向运动是由于物体具有惯性
解析选C 力不是维持物体运动的原因力是改变物体运动状态的原因所以当物体
不受到任何外力的时候总保持静止或者匀速运动的状态故选项A正确当物体受到外力
作用的时候物体的运动状态会发生改变即力是改变物体运动状态的原因故选项B正确
可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去这是由于“盘子需要的向心力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”导致的故选项C错误物体具有向上的
速度由于具有保持这种运动状态的惯性虽然受到向下的重力但物体不会立即向下运动
故选项D正确。

5(2018·苏锡常镇四地名校联考)关于惯性的认识以下说法正确的是( )
A物体受到力的作用后运动状态发生改变惯性也随之改变
B置于光滑水平面上的物体即使质量很大也能被拉动说明惯性与物体的质量无关
C让物体的速度发生改变无论多快都需要一定时间这是因为物体具有惯性
D同一物体沿同一水平面滑动速度较大时停下来需要的时间较长说明惯性与速度有
关
解析选C 物体受到力的作用后运动状态发生改变但物体的惯性完全由物体的质
量决定与物体的受力及运动速度无关故A、B、D均错误一切物体都具有惯性所以让
物体受力使其速度发生改变都需要一定时间所以C正确。

6.如图所示在一辆表面光滑且足够长的小车上有质量为m110 和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动当车突然停止时若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
解析选B
因小车表面光滑因此小球在水平方向上不会受到外力作用原来两小球
与小车有相同的速度当车突然停止时由于惯性两小球的速度将不变所以不会相碰。

对点训练牛顿第三定律的理解
7.如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”实际上
相当于两个人拔河如果绳质量不计且保持水平甲、乙两人在
“押加”比赛中甲获胜则下列说法中正确的是( )
A甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B甲把乙加速拉过去时甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C只有当甲把乙匀速拉过去时甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
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
解析选D 甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力大小始终相等与运
动状态无关故A、B、C错误即不管哪个获胜甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力甲才能获胜故D正确。

8.(2018·济宁模拟)如图所示为体操男子吊环比赛中某个时刻
的模拟图运动员静止不动两根吊带对称并与竖直方向有一定的夹
角。

此时左、右两吊环对运动员的作用力大小分别为F1、F2。

则下列
判断中正确的是( )
A F1、F2是一对作用力和反作用力
B两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上
C每根吊带受到吊环的拉力的大小都等于运动员重力的一半
D在运动员将两吊带由图示状态再缓慢向两边撑开的过程中吊带上的张力缓慢增大
解析选B 运动员的受力简化为如图所示。

由共点力的平衡可知
在竖直方向上 F1cos θF2cos θG
在水平方向上F1sin θF2sin θ 11 解得F1F2G2cos θ
F1、F2都作用在运动员上不可能成为一对作用力和反作用力
故A错误运动员受吊环的拉力及重力而处于平衡状态三力为共点力根据共点力平衡的特点可知两个吊环对运动员的作用力的合力一定竖直向上故B正确由公式可知由于cos θ≤1每根吊带所受的拉力大小都大于等于运动员重力的一半故C错误在运动员将两吊带再缓慢向两边撑开的过程中角度θ减小故两根吊带的拉力均减小故D错误。

9.[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
解析选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。

对点训练应用牛顿第三定律转换研究对象
10.(2018·乐山模拟)如图所示家用吊扇对悬挂点有拉力作用正
常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比( )
A变大 B变小
C不变 D无法判断
解析选B 吊扇不转动时吊扇对悬挂点的拉力等于吊扇的重力吊扇旋转时要向下
扑风即对空气有向下的压力根据牛顿第三定律空气也对吊扇有一个向上的反作用力
使得吊扇对悬挂点的拉力减小B正确。

11.如图所示两块小磁铁质量均为0.5 kg A磁铁用轻质弹簧吊
在天花板上B磁铁在A正下方的地板上弹簧的原长L010 cm劲
度系数k100 N/m。

当A、B均处于静止状态时弹簧的长度为L11 cm。

不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力求B对地面
的压力大小。

(g取10 m/s2)
解析A受力如图甲所示由平衡条件得k(L L0)mg F0。