第一讲 牛顿第一、第三定律(解析版)
牛顿第三定律、受力分析(解析版)
牛顿第三定律、受力分析一、牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
2.表达式:F=-F′(负号表示方向相反)3.对作用力和反作用力的理解(三个特征、四种性质)三个特征:(1)等值,即大小总是相等的。
(2)反向,即方向总是相反的。
(3)共线,即二者总是在同一直线上。
四种性质:(1)异体性:即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上。
(2)同时性:即作用力和反作用力同时产生,同时变化,同时消失。
(3)相互性:即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的。
(4)同性性,即二者性质总是相同的。
4.作用力和反作用力分别作用在两个物体上,其作用效果分别体现在各自的受力物体上,所以作用力和反作用力产生的效果不一定相同。
小试牛刀:例:关于牛顿第三定律,下列说法中正确的是()A. 作用力和反作用力总是大小相等B. 作用力和反作用力是一对平衡力C. 作用力和反作用力作用在同一物体上D. 作用力和反作用力可以独立存在【答案】A【解析】【解答】两个物体之间的作用力和反作用力,总是作用在同一条直线上,大小相等,A符合题意;两个物体之间的作用力和反作用力,作用在两个物体上,作用的效果不可能相互抵消,不是平衡力,B不符合题意;作用力和反作用力作用在两个物体上,C不符合题意;力的作用是相互的。
同时出现,同时消失,不可以独立存在,D不符合题意。
所以A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A二、作用力与反作用力1.力的作用总是相互的,物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力。
作用力和反作用力总是相互依存,同时存在的。
2.重点解读:(1)物体间的作用是相互的,这种相互性决定了力总是成对出现的。
(2)作用力和反作用力是相对的,其中一个力是作用力,另一个力就是反作用力。
(3)一对作用力与反作用力的性质总是相同的,即作用力是弹力,其反作用力也一定是弹力;作用力是摩擦力,其反作用力也一定是摩擦力。
第1课时:牛顿第一、三定律(教师版)
第一课时☆☆知识回顾与理解☆☆一、牛顿第一定律(惯性定律)1.历史上对力和运动关系的认识过程:①亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
②伽利略的理想实验:否定了亚里士多德的观点,他指出:如果没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。
③笛卡儿的结论:如果没有加速或减速的原因,运动物体将保持原来的速度一直运动下去。
④牛顿的总结:牛顿第一定律。
2.伽利略的“理想斜面实验”程序与内容:① (事实) 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面。
② (推论) 如果没有摩擦,小球将上升到释放的高度。
③ (推论) 减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
④ (推论) 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平,小球沿水平面做持续的匀速直线运动。
⑤ (论断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。
此实验揭示了力与运动的关系:①力不是..维持物体运动的原因,而是..改变物体运动状态的原因,物体的运动并不需要力来维持。
②同时指出了一切物体都有一种属性(运动状态保持不变....的属性),只有受力时运动状态才改变。
这种运动状态保持不变....的属性就称作惯性。
即:一切物体具都有保持..原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,这就是惯性。
3.对惯性的理解要点:惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(物体都有保持原有运动状态的性质)。
①惯性是物体的固有属性,即:保持原来运动状态不变的属性,不能克服,只能利用。
惯性与物体的受力情况及运动状态无关。
任何物体,无论处于什么状态,不论任何时候,任何情况下都具有惯性。
②惯性不是力,惯性是物体的一种属性(即保持原来运动不变的属性)。
不能说“受到惯性”和“惯性作用”。
③物体的运动状态并不需要力来维持,因此惯性不是维持运动状态的力。
④惯性的大小:惯性的大小体现在运动状态改变的难易程度(保持原来运动状态的本领强弱),其大小由质量来决定。
第1讲 牛顿第一、三定律
B.物体受到不为零的合力作用时,它的运动状态要发生改变
C.物体受到的合力为零时,它一定处于静止状态
D.物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同
3.[对惯性的理解]下列关于惯性的说法中正确的是 A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
( D)
B.汽车速度越大刹车后越难停下来,表明速度越大惯性越大
以得到的最直接的结论是(A )
A.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置 B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态 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
《金榜》P 40 典例 1
6、如图所示,在一辆表面光滑的小车上有质 量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车 一起匀速运动,当车突然停止时,如不考虑 其它阻力,设车无限长,则两个小球: A.一定相碰 B.一定不相碰 C.不一定相碰 D.不能确定是否相碰
另一个物体施加了力,另一个物体一定同时对这个物体施加了力.力 是物体与物体间的相互作用,物体间相互作用的这一对力通常叫做作 用力和反作用力. 2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小 相等 、方向相反、 作用在 同一条直线上.
考点二 牛顿第三定律的理解与应用
1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关” (1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同. (2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生效果不同.
3.惯性
(1)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. (2)量度:质量是物体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. (3)普遍性:惯性是物体的 固有 属性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情
牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题(解析版)--2024年高考物理一轮复习热点重点难点
牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题特训目标特训内容目标1牛顿第一定律(1T -4T )目标2牛顿第三定律(5T -8T )目标3牛顿第二定律(9T -12T )目标4牛顿第二定律瞬时性的问题(13T -16T )目标5应用牛顿第二定律分析动态过程(17T -20T )【特训典例】一、牛顿第一定律1甲瓶子盛满水,在密封塞上用细绳悬挂一个铁球,乙瓶子盛满水,在密封塞上用等长细绳悬挂与小铁球体积相同的小泡沫塑料球,且将乙瓶子倒置,如图所示,甲、乙两个瓶子均固定在小车上。
当小车突然向前运动时,则两球的存在状态为()A. B.C. D.【答案】A【详解】对A 选项所示情况,可设想一个与金属小球等体积的水球。
金属球位置的变化,必然代替这个水球的位置。
而同体积的水球和金属球,金属球的质量大,惯性大,运动状态不容易改变,故相对水球来说滞后。
同理,由于同体积水球的质量大于泡沫塑料球的质量,水球惯性大,相对泡沫塑料球来说水球滞后,泡沫塑料球相对水球在前,故A 正确,BCD 错误。
故选A 。
2如图所示,滑冰运动员用力将冰刀后蹬,可以向前滑行;停止用力,会逐渐停下,且滑行的速度越大,停下所需时间越长,滑的越远。
有四位同学对此过程发表了自己的看法,你认为正确的是()A.运动员的运动需要力来维持B.停止用力,运动员停下来是具有惯性的表现C.停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用D.速度越大,停下所需时间越长,说明惯性的大小和速度有关【答案】C【详解】A.力是改变物体运动状态的原因,不是维持物体运动的,故A错误;BC.停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用,而继续运动是因为惯性,故B错误,C正确;D.摩擦力一定时,根据运动学公式可知,速度越大,停下所需时间越长,但惯性与自身的质量有关,与速度无关,故D错误。
故选C。
3墨子是春秋战国时期著名的思想家,他的著作《墨经》中写道:“力,刑之所以奋也。
”“刑”同“形”,即物体:“奋”,意思是“(物体)动也”,即开始运动或者运动加快。
牛顿第一、二、三定律解析
牛顿第一、二、三定律解析牛顿第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是牛顿力学的基础。
惯性定律表述如下:一个物体若没有受到外力的作用,它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
这条定律揭示了物体运动状态的保持性。
也就是说,在没有外力作用的情况下,物体的运动状态不会发生变化。
惯性定律可以从两个方面来理解:1.静止状态的保持:一个静止的物体,在没有外力作用的情况下,将一直保持静止状态。
2.匀速直线运动状态的保持:一个做匀速直线运动的物体,在没有外力作用的情况下,将继续保持这一运动状态。
惯性定律也引入了一个重要的概念——惯性参考系。
惯性参考系是指一个相对于其他物体没有加速度的参考系。
在这个参考系中,牛顿第一定律总是成立的。
牛顿第二定律:加速度定律牛顿第二定律是牛顿力学中关于力和运动关系的核心定律,表述如下:一个物体的加速度与作用在它上面的外力成正比,与它的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
牛顿第二定律的数学表达式为:[ F = m a ]其中,( F ) 表示作用在物体上的外力,( m ) 表示物体的质量,( a ) 表示物体的加速度。
从牛顿第二定律,我们可以得出以下几点:1.力的作用:力是引起物体加速度变化的原因。
如果一个物体受到了外力,它的运动状态(静止或匀速直线运动)将会发生改变。
2.质量:质量是物体对加速度的抵抗程度。
质量越大,物体对加速度的抵抗越大,即相同的力作用在质量大的物体上,其加速度会比质量小的物体小。
3.加速度方向:加速度的方向与外力的方向相同。
这意味着,如果外力改变了方向,加速度也会相应地改变方向。
牛顿第三定律:作用与反作用定律牛顿第三定律是关于力的相互作用定律,表述如下:任何两个物体之间都存在相互作用的力,且这些力大小相等、方向相反。
牛顿第三定律揭示了力的相互作用性。
对于任何两个相互作用的物体,它们之间的力都是大小相等、方向相反的。
例如,当我们用手推墙时,我们的手感受到了墙的推力,而墙也感受到了我们手的推力。
2022届高考物理一轮总复习检测:第三章 第1课时 牛顿第一定律 牛顿第三定律 Word版含答案
1.牛顿运动定律及其应用Ⅱ2.超重和失重Ⅰ试验四:验证牛顿运动定律1.应用牛顿运动定律和运动学规律解决两类动力学问题.2.运用失重和超重学问定性或定量分析问题.3.运用整体法和隔离法求解简洁的连接体问题.一、牛顿第肯定律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转变这种状态.2.意义.(1)指出力不是维持物体运动状态的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,即力是产生加速度的缘由.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第肯定律又称为惯性定律.3.惯性.(1)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.(2)量度:质量是物体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.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性,与物体的运动状况和受力状况无关.二、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,另一个物体肯定同时对这个物体施加了力.力是物体与物体间的相互作用,物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.1.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小.(×)2.做匀速直线运动的物体和静止的物体均没有惯性.(×)3.作用力与反作用力肯定是同种性质的力.(√)4.作用力与反作用力的作用效果可以相互抵消.(×)5.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.(×) 6.物体所受合外力变小,物体的速度肯定变小.(×)7.物体所受合外力大,其加速度就肯定大.(√)1.(多选)(2022·枣庄模拟)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗.现突然发觉碗中的水洒出,水洒出的状况如图所示,则关于小车的运动状况,下列叙述正确的是()A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加速C.小车可能突然向左减速D.小车可能突然向右减速解析:原来水和小车相对静止以共同速度运动,水突然向右洒出有两种可能:①原来小车向左运动,突然加速,碗中水由于惯性保持原速度不变,故相对碗向右洒出.②原来小车向右运动,突然减速,碗中水由于惯性保持原速度不变,相对碗向右洒出,故B、D正确.答案:BD2.下列关于力和运动关系的说法中正确的是()A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第肯定律的体现B.物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第肯定律的C.物体所受合外力为零,则速度肯定为零;物体所受合外力不为零,则其速度也肯定不为零D.物体所受的合外力最大时,速度却可以为零;物体所受的合外力最小时,速度却可以最大解析:由牛顿第肯定律可知,力是转变物体运动状态的缘由,而不是维持物体运动状态的缘由,故正确选项为D.答案:D3.(多选)(2022·郑州模拟)用计算机帮助试验系统做验证牛顿第三定律的试验,点击试验菜单中“力的相互作用”.把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,显示器屏幕上消灭的结果如图所示.观看分析两个力传感器间的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下试验结论()A.作用力与反作用力同时存在B.作用力与反作用力作用在同一物体上C.作用力与反作用力大小相等D.作用力与反作用力方向相反解析:由题图可知:两个力传感器间的相互作用力属于作用力和反作用力,它们同时存在,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,故A、C、D正确.答案:ACD4.粗糙的水平地面上有一只木箱,现用一水平拉力拉木箱匀速前进,则() A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力解析:拉力与地面对木箱的摩擦力作用在同一个物体上,是一对平衡力,A 错;木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力分别作用在地面和木箱上,作用在两个物体上,不是一对平衡力,应是一对作用力与反作用力,B错,C对;木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同,作用在两个物体上,不是一对平衡力,D错.答案:C5.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 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽视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)()A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N解析:设人对绳子的拉力大小为F,对建筑材料m应用牛顿其次定律得F-mg=ma.由牛顿第三定律可知,绳子对人向上的拉力F′与人对绳子的拉力F等大反向,设地面对人的支持力为F N,对人应用平衡条件可得:F′+F N=Mg,可解得F N=Mg-mg-ma=490 N.由牛顿第三定律可知,人对地面的压力大小与地面对人的支持力大小相等,故人对地面的压力大小为490 N,B正确.答案:B一、单项选择题1.(2021·沈阳模拟)科学思维和科学方法是我们生疏世界的基本手段.在争辩和解决问题过程中,不仅需要相应的学问,还需要运用科学的方法.抱负试验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个抱负试验,如图所示,其中有一个是阅历事实,其余是推论.①减小其次个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍旧要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③假如没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④连续减小其次个斜面的倾角,最终使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.在上述的设想步骤中,有的属于牢靠的事实,有的则是抱负化的推论,下列有关事实和推论的分类正确的是()A.①是事实,②③④是推论B.②是事实,①③④是推论C.③是事实,①②④是推论D.④是事实,①②③是推论解析:本题再现了伽利略抱负试验法,即在牢靠的物理事实的基础上进行科学合理外推,将试验抱负化,并符合物理规律,得到正确结论,其中②是事实,①③④是推论,故选项B正确.答案:B2.(2022·孝感模拟)如图所示,某同学面对行车方向坐在沿平直轨道匀速行驶的列车车厢里.这位同学发觉面前的水平桌面上一个原来静止的小球突然向他滚来,则可推断()A.列车正在刹车B.列车突然加速C.列车突然减速D.列车仍在做匀速直线运动解析:原来小球相对列车静止,现在这位同学发觉面前的小球相对列车突然向他滚来,说明列车转变了原来的运动状态,速度增加了,因此B正确.答案:B3.我们都难以遗忘刘翔那美丽的跨栏姿势.在他跨越栏架的过程中() A.支撑脚蹬地的瞬间,地面对脚的支持力大于脚对地面的压力B.支撑脚蹬地的瞬间,地面受到向后的摩擦力C.支撑脚离地后,他还受到向前冲的力,以至于能很快地通过栏架D.运动到最高处时,速度达到最大值,方向沿水平方向向前解析:刘翔在跨越栏架的过程中,支撑脚蹬地的瞬间,地面对脚的支持力等于脚对地面的压力,脚受到向前的摩擦力,地面受到向后的摩擦力,脚离地后,他只受到重力作用,B正确.答案:B4.下列说法正确的是()A.力是维持物体运动的缘由,同一物体所受的力越大,它的速度越大B.以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“平稳无恙”,是由于鸡蛋对石头的作用力小,而石头对鸡蛋的作用力大C.吊扇工作时向下压迫空气,空气对吊扇产生竖直向上的托力,减轻了吊杆对电扇的拉力D.两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细线悬于天花板上,则弹簧对A 的力和弹簧对B的力是一对作用力和反作用力解析:力不是维持物体运动状态的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,依据牛顿其次定律,同一物体所受的力越大,加速度越大,但速度不肯定越大,选项A错误;以卵击石,鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是一对作用力和反作用力,它们大小相等,选项B错误;选项D中弹簧对A的力和A对弹簧的力才是一对作用力和反作用力,选项D错误,只有选项C正确.答案:C5.如图所示是一种汽车平安带把握装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,平安带能被拉动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摇摆,使得锁棒锁定棘轮的转动,平安带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的运动方向和运动状态可能是()A.向左行驶、突然刹车B.向右行驶、突然刹车C.向左行驶、匀速直线运动D.向右行驶、匀速直线运动解析:由题意简化分析如图所示,当小球在虚线位置时,小球、车具有向左的加速度,车的运动状况可能为:向左加速行驶或向右减速行驶,A错误,B正确;当车匀速运动时,无论向哪个方向运动,小球均处于竖直位置不摇摆,C、D 错误.答案:B6.如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力计时,发觉不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个试验说明()A.这是两只完全相同的弹簧测力计B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比C.作用力与反作用力大小相等、方向相反D.力是转变物体运动状态的缘由解析:试验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力,它们肯定大小相等、方向相反,选项C正确.答案:C二、多项选择题7.(2022·潍坊模拟)抖空竹是人们宠爱的一项体育活动.最早的空竹是两个犹如车轮的竹筒,中间加一个转轴,由于外形对称,其重心在中间位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡.随着制作技术的进展,如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在大多是塑料制成的,也有自然竹木制成的.关于抖空竹,在空气阻力不行忽视的状况下,下列说法中正确的是()A.空竹启动前用绳子拉住提起,要保证支持力和重力在同一条直线上B.空竹的转动是依靠绳子的拉动,绳子与转轴之间的摩擦力越小越好C.空竹抛起后由于惯性而连续向上运动,在空中受重力和惯性作用D.空竹从抛起到接住,转速会减小,表演时还要连续牵拉绳子使其加速转动解析:空竹启动前用绳子拉住提起,此时要选择恰当的位置,保证支持力和重力在同一条直线上,满足二力平衡的条件,否则空竹就要翻倒,从绳子上落下,选项A正确;空竹的转动是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动,因此绳子选用比较粗糙、摩擦力比较大的比较好,选项B错误;空竹抛起后由于惯性而连续向上运动,在空中受重力和空气阻力的作用,空竹的运动状态发生转变,速度越来越小,然后下落,选项C错误;空竹从抛起到接住,由于空气阻力的作用,转速比抛出前减小,因此表演时还要连续牵拉绳子使其加速转动,选项D正确.答案:AD8.(2022·秦皇岛模拟)如图所示,用质量不计的轻细绳L1和L2将M、N两重物悬挂起来,则下列说法正确的是()A.L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力B.L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对作用力和反作用力D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力解析:L1对M的拉力和L2对M的拉力既不是一对平衡力,也不是一对作用力和反作用力,选项A错误;L2对M的拉力和L2对N的拉力不是一对作用力和反作用力,故选项B错误;作用力和反作用力肯定是两物体之间的相互作用力,作用在两个不同的物体上,故选项C、D正确.答案:CD9.下面关于飞船与火箭起飞的情形,叙述正确的是()A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍旧存在一对作用力和反作用力解析:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即火箭上升的推力,此推力并不是由四周的空气对火箭的反作用力供应的,因而与是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关,故选项B、C错误,A正确;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间仍旧存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故选项D正确.答案:AD三、非选择题10.(2022·新乡模拟)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L0=10 cm,劲度系数k=100 N/m.当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11 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:对A受力分析如图甲所示,由平衡条件得k(L-L0)-mg-F=0,解得F=-4 N.故B对A的作用力大小为4 N,方向竖直向上.由牛顿第三定律得A对B的作用力F′=-F=4 N,方向竖直向下.对B受力分析如图乙所示,由平衡条件得:F N -mg -F ′=0, 解得F N =9 N.由牛顿第三定律得B 对地面的压力大小为9 N. 答案:9 N11.(2022·唐山模拟)如图所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ,A 与地面的摩擦不计.(1)当卡车以a 1=12g 的加速度运动时,绳的拉力为56mg ,则A 对地面的压力为多大?(2)当卡车的加速度a 2=g 时,绳的拉力为多大?解析:(1)卡车和A 的加速度全都.由图知绳的拉力的分力使A 产生了加速度, 故有:56mg cos α=m·12g ,解得:cos α=35,sin α=45.设地面对A 的支持力为F N ,则有: F N =mg -56mg sin α=13mg ,由牛顿第三定律得:A 对地面的压力为13mg.(2)设地面对A 弹力为零时,物体的临界加速度为a 0,则a 0=g cot θ=34g ,故当a 2=g>a 0时,物体已飘起.此时物体所受合力为ma 2=mg ,则由三角形学问可知,拉力F 2=(mg )2+(mg )2=2mg.答案:(1)13mg (2)2mg。
专题09-1 力 运动和力 第1节 力 牛顿第一定律(解析版)
第九课力运动和力第1节力牛顿第一定律基础知识过关一、力1.定义:力是物体对物体的作用。
发生作用的两个物体,一个是施力物体,另一个是受力物体。
力不能离开物体单独存在。
2.符号和单位:在物理学中,力用符号F表示,它的单位是牛顿,简称牛,符号是N。
3.力的作用效果:①力能改变物体的形状;②力能改变物体的运动状态,物体运动的快慢和方向改变都叫做物体的运动状态发生改变。
4.力的描述:①力的三要素:大小、方向、作用点,它们都可以影响力的作用效果;②力的示意图:用一条带箭头的线段表示力,箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,线段的长度表示力的大小。
5.力的相互性:物体间力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。
二、弹力1.定义:物体由于发生弹性形变而产生的力。
2.弹簧测力计三、重力1.定义:由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
通常用字母G表示。
地球附近的所有物体都受到重力的作用。
2.大小:物体所受重力跟它的质量成正比。
3.公式:G=mg。
4.方向:竖直向下。
5.重心:形状规则、质量分布均匀的物体重心在它的几何中心。
四.牛顿第一定律1.阻力对物体运动的影响:物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以停下来,是因为受到阻力的作用。
2.牛顿第一定律:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
3.惯性:(1)定义:一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
(2)影响因素:惯性是物体自身的属性,它的大小只与物体的质量有关,与物体运动的状态和是否受力等因素无关。
(3)理解:①一切物体在任何情况下都具有惯性;②惯性不是力,只能说“具有惯性”或“由于惯性”。
高频考点过关考点一:力的作用效果1.(2022•鄂州)物理知识在生产生活中的应用极大地激发了同学们学习物理的兴趣,同学们课后开始联想一些生活中与物理相关的情景。
乒乓球是我国的国球,在世界级比赛中,我国运动员基本包揽所有乒乓球项目的金牌,为国争光,扬我国威。
2024高考物理一轮复习牛--顿三大定律(解析版)
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题14 牛顿三大定律导练目标导练内容目标1牛顿第一定律和惯性目标2牛顿第三定律目标3牛顿第二定律及瞬时加速度问题【知识导学与典例导练】一、牛顿第一定律和惯性1.牛顿第一定律: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。
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的理解(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变。
惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度和受力情况无关。
3.牛顿第一、第二定律的关系(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
【例1】如图所示,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,则下列说法错误..的是()A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B.小球所受的合力为零,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【答案】A【详解】A .小球在水平方向上没有施力物体,所以不受力。
A 错误,符合题意;B .小球水平方向不受力,所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变。
B 正确,不符合题意;C .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。
高中物理必修一-牛顿第一、第三定律
牛顿第一、第三定律知识集结知识元惯性知识讲解一、惯性与质量1.质量是惯性大小唯一的量度.2.质量只有大小,没有方向,是标量,用符号m表示.在国际单位制中,质量的单位是千克,符号为kg.二、对惯性的理解1.惯性与质量:(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.(2)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大.2.惯性与力(1)惯性不是力,而是物体本身固有的一种性质,始终具有且与外界条件无关;力只有在物体间相互作用时才有.因此说“物体受到了惯性作用”“产生了惯性”“受到惯性力”等都是错误的.(2)力是改变物体运动状态的原因,惯性是维持物体运动状态的原因.对于同一物体,力越大,运动状态越易改变.惯性越大,运动状态越难改变.(3)惯性与物体的受力情况无关.惯性与力对比惯性力物理意义物体保持匀速直线运动或静止状态的性质物体间的相互作用存在条件是物体本身的固有属性,始终具有,与外界条件无关力只有在物体间发生相互作用时才有量度有大小(无具体数值,也无单位),无方向有大小、方向、作用点及单位3.惯性与速度(1)速度是表示物体运动快慢的物理量,惯性是物体本身固有的属性.(2)一切物体都具有惯性,和物体是否有速度即速度的大小均无关.4.惯性与惯性定律(1)惯性不是惯性定律,惯性没有条件限制,是物体的一种固有属性.(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律.例题精讲惯性例1.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是()A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机,这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性变小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到转弯的目的例2.下列关于惯性的说法,正确的是()A.惯性是物体保持原来运动状态的力B.速度越大,物体的惯性也越大C.不论在什么地方,质量越大,惯性也越大D.同一物体在地球上的惯性比在月球上大例3.对一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性的角度加以解释,其中正确的是()A.采用大功率的发动机后,某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度。
专题14 牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题14 牛顿三大定律、牛顿第二定律的瞬时性问题特训目标特训内容目标1 牛顿第一定律(1T—4T)目标2 牛顿第三定律(5T—8T)目标3 牛顿第二定律(9T—12T)目标4 牛顿第二定律瞬时性的问题(13T—16T)目标5应用牛顿第二定律分析动态过程(17T—20T)一、牛顿第一定律1.如图所示,某同学朝着列车行进方向坐在车厢中,水平桌面上放有一静止的小球。
突然,他发现小球向后滚动,则可判断()A.列车在刹车B.列车在做匀速直线运动C.列车在做加速直线运动D.列车的加速度在增大【答案】C【详解】小球突然向后滚动,根据牛顿第一定律可以判断列车相对小球向前做加速直线运动,但无法判断列车的加速度变化情况,故ABD错误,C正确。
故选C。
2.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。
图甲、乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是()A.伽利略通过图甲的实验对自由落体运动的研究后,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B.图甲中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易C.图乙两个斜面对接,小球从一个斜面释放后会滚到另一个斜面上,伽利略认为如果没有摩擦等阻力情况下,小球将会达到与释放点等高位置,在实际中这个现象也完全可以实现D.图乙的实验为“理想实验”,伽利略通过逻辑推理得出运动的物体在不受任何外力作用下将永远运动下去,做匀速运动【答案】BD【详解】AB.伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明:如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力得作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量。
第一讲牛顿第一、三定律(原卷版+解析)
第一讲牛顿第一、三定律➢知识梳理一、伽利略的理想斜面实验1.实验过程:如图所示(1)事实:让小球沿光滑斜面从左侧某一高度滚下时,无论右侧斜面坡度如何,它都会沿斜面上升到与出发点几乎等高的地方。
斜面倾角越小,小球运动到同一高度所经历的路程越远。
(2)推论:当右侧斜面倾角逐渐减小到0,变为水平面时,小球将为了达到那个永远无法达到的高度而一直运动下去。
2.实验结论力不是维持物体运动的原因。
3.实验意义伽利略的理想实验采用了依据逻辑推理把实际实验理想化的思想,这种思想也是研究物理问题的重要方法之一。
二、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)揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
(2)揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因。
(3)适用范围:惯性参考系。
三、惯性(1)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。
(2)惯性的两种表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时,其惯性表现在反抗运动状态的□12改变。
(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。
(4)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
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相互的,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、方向相反、作用在同一条直线上.3.表达式:F=-F′.4.一对平衡力与作用力和反作用力的比较➢知识训练考点一、牛顿第一定律和惯性的理解例1、(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:如果物体不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质例2、(2022·广州阶段训练)在16世纪末,伽利略用实验和推理,推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。
物理详解牛顿第一、二、三定律详细解读
物理详解牛顿第一、二、三定律详细解读牛顿第一定律(惯性定律)伽利略首先发现内容:任何物体如果没有力作用在它上面,都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。
理解:1. 实验定律?通过思想实验, 运用想像力, 归纳得到,找不到无力的环境。
2. 定义了惯性参考系第一定律内容逻辑上隐含了参考系静止或运动相对谁? 惯性系存在又有一层含义:不是惯性系的参考系也存在。
假设世界上只存在惯性系,那也就没必要定义这个名词了。
比如:一列火车相对于E(地面)以加速度a向右匀加速运动,物体和车厢之间没有摩擦(假想实验)。
在E看来物体保持静止状态,在S系(火车)看来,物体是以相反方向大小a的加速度运动,状态改变了,所以火车不是惯性系。
牛顿第一定律在逻辑上成立于惯性系中,牛顿第一定律成立的参考系称为惯性系。
实际的惯性系:(近似的惯性系)地面参考系自转 a ~ 3.4 cm/s2地心参考系公转 a ~ 0.6 cm/s2太阳参考系绕银河系 a ~ 310-8cm/s2遥远的恒星参考系, 接近理想的惯性系天文观测, 用更好的惯性系3.定性了力没有力, 物体运动状态不改变(力的性质,)4. 揭示了物体的自然属性: 惯性没有力为什么物体运动状态就不改变呢,没人知道,命为自然属性。
但是在牛顿第一定律之前人们是不知道物质的这种属性的,是牛顿第一定律第一次揭示了这种属性。
第一定律陈述方式似乎模糊,其实逻辑自洽:牛顿第一定律成立的参考系是惯性系,牛顿第一定律在惯性系中才成立。
概念的开放性。
物理学的理论体系都是逻辑自洽的体系。
牛顿第一定律的理论体系是完善的。
惯性系没有施加限度,现代对惯性系的理解已经远远深于当时。
牛顿第二定律物体的加速度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。
公式 F=ma理解在实际情况中F表示物体所受的合力,a为合力F产生的加速度。
矢量性加速度a的方向和合外力F的方向相同瞬时性加速度a与合外力F是同时产生,同时消失。
第一讲 牛顿第一、第三定律
第一讲牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识归纳1、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)牛顿第一定律的意义①指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律.②指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.(3)惯性①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.②量度:质量是物体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.③普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性.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,另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.(2)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.(3)物理意义:建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.4、作用力与反作用力的“四同”和“三不同”四同:(1)大小相同(2)方向在同一直线上(3)性质相同(4)出现、存在、消失的时间相同三不同:(1)方向不同(2)作用对象不同(3)作用效果不同重点难点突破一、如何理解牛顿第一定律1、建立惯性的概念,即一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性.是物体固有的一种属性,与物体是否受力及物体的运动状态无关.2、对力的概念更加明确.力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是物体产生加速度的原因.3、牛顿第一定律不是实验定律,即不能由实验直接加以验证,它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的.二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较1、力不是维持物体运动的原因,牛顿第一定律指出“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止”.因此物体在不受力时仍可以匀速运动,并不需要力来维持,力是改变这种状态的原因,也就是力是产生加速度的原因.2、惯性是一切物体保持原来运动状态的性质,而力是物体间的相互作用.因此惯性不是一种力,力是使物体运动状态发生改变的外部因素,惯性则是维持物体运动状态,阻碍物体运动状态发生改变的内部因素.3、惯性的表现:物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来,物体不受外力时,惯性表现在维持原运动状态不变,即反抗加速度产生,且在外力一定时,质量越大的物体运动状态越难改变,加速度越小.4、牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是牛顿第二定律的基础,牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的,是以伽利略的理想实验为基础,通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律,在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系:F=ma.三、作用力和反作用力与平衡力1、作用力和反作用力与平衡力的比较内容作用力和反作用力平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力,也可以是不同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上2、判断一对力是否是作用力和反作用力(1)看作用点,作用力与反作用力应作用在两个物体上.(2)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.(3)作用力与反作用力具有相互性和异体性,与物体运动状态无关.【例1】如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动,当车停止时,如不考虑其他阻力,设车足够长,则两个小球() A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.难以确定是否相碰,因为不知小车的运动方向【例2】做匀速直线运动的小车上,水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?【练习1】在上题中:(1)若在瓶内放一小软木块,当小车突然停止时,软木块相对于瓶子怎样运动?(2)若在瓶内放一小铁块,又如何?【例3】如图所示,在台秤上放半杯水,台秤示数为G′=50 N,另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a=10 cm的金属块,金属块的密度ρ=3×103kg/m3,当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b=4 cm时,弹簧秤和台秤示数分别为多少?(水的密度是ρ水=103 kg/m3,取g=10 m/s2)【练习2】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法正确的是()A.马拉车而车未动,马向前拉车的力小于车向后拉马的力B.马拉车只有匀速前进时,马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C.马拉车加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力D.无论车是否运动、如何运动,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力课外作业:1.如图所示,一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上,M上表面水平且光滑,下表面粗糙,在其上表面上放一光滑小球m,楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 ().A.沿斜面方向的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线2.在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家作出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是().A.伽利略发现了行星运动的规律B.卡文迪许通过实验测出了引力常量C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D.笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献3.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4.如图所示,乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下,并落在地板偏前方的B点处,由此判断公交车的运动情况是()A.向前加速运动B.向前减速运动C.向后匀速运动D.向后减速运动5.如图所示,将一玻璃瓶装水后密闭,并平放在水平桌面上,在瓶的中部有一小气泡处于静止状态,现用力突然将瓶子向前推动,使其在桌面上向前运动一段后停止,可看到气泡相对瓶子的运动情况是()A.向前B.向后C.先向前,再向后,最终回到原来位置D.先向后,再向前,最终回到原来位置6.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因7.在某停车场,甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故。
牛顿第一、第三定律
菜 单
隐 藏
2012 ·优化探究 ·新课标高三总复习 ·配人教物理
主干知 识梳理 要点归 纳例示 基础巩 固演练 课时知 能评估
1.下列说法正确的是(
)
A.运动员冲到终点,由于惯性还要向前跑一段距离才能停住 B.自行车紧急刹车,轮子不转动,车子就停住 C.地球由西向东转,我们向上跳起来以后,会落在原地的西边 D.车的速度大,停下来用时长,惯性大 解析:自行车刹车,轮子不转动,但与地面有相对滑动.人在地 山 东 金 太 阳 书 业 有 限 公 司
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 用在它上面的外力迫使它改变这种状态. 2.意义 (1)揭示了物体在不受外力或受合外力为零时的运动规律. (2)指出了一切物体都具有惯性,即保持原来 运动性质 的特性. 因此牛顿第一定律又叫惯性定律. (3)揭示了力与运动的关系,说明力不是 维持 物体运动状态的 原因,而是 改变 物体运动状态的原因.
面上向上跳起时由于惯性仍具有由西向东的速度,故还会落回原地
相等 ,方向
建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互 依赖关系.
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2012 ·优化探究 ·新课标高三总复习 ·配人教物理
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对牛顿第一定律的理解
1.牛顿第一定律演绎了力的概念 力是改变物体运动状态的原因(运动状态指物体的速度), 又根据 Δv 加速度定义:a= ,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力 Δt 是使物体产生加速度的原因. 2.牛顿第一定律导出了惯性的概念 一切物体都有保持原有运动状态的性质 ,这就是惯性.惯性反 映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易 改变).质量是物体惯性大小的唯一量度.
第1讲 牛顿第一、三定律理解及应用(解析版)
第1讲牛顿第一、三定律1▲牛顿第一定律1.定律内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2.理想实验:它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程。
牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的,它不能由实际的实验来验证。
3.物理意义(1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律;(2)提出了一切物体都具有惯性,即保持原来运动状态的特性;(3)揭示了力与运动的关系,说明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。
强调:说明运动状态的改变指速度的改变,速度的改变则必有加速度,故力是使物体产生加速度的原因。
4.有关运动和力之间关系的观点:亚里士多德的观点:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就不会运动。
所以力是维持物体运动的原因。
伽利略的观点:以一定速度在水平面上运动的物体,如果没有摩擦力,物体将保持原有速度继续运动下去。
笛卡儿的观点:除非物体受到外力作用,否则物体将会永远保持其静止或匀速直线运动状态,永远不会沿曲线运动。
▲惯性1.定义:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.2.惯性大小的量度质量是物体惯性大小的唯量度.物体的质量越大,惯性越大;物体的质量越小,惯性越小.3.惯性的表现形式(1)物体不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态.(2)物体受到外力且合外力不为零时,惯性表现为物体运动状态改变的难易程度.惯性越大,物体的运动状态越难改变.4.易错点归纳:(1)惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性;(2)物体的惯性总是以“保持原状”或“反抗改变”两种形式表现出来;(3)物体惯性的大小取决于质量,质量越大,惯性越大;(4)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关。
▲牛顿第三定律1.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
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第一讲牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识归纳1、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)牛顿第一定律的意义①指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律.②指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.(3)惯性①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.②量度:质量是物体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.③普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性.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,另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.(2)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.(3)物理意义:建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.4、作用力与反作用力的“四同”和“三不同”四同:(1)大小相同(2)方向在同一直线上(3)性质相同(4)出现、存在、消失的时间相同三不同:(1)方向不同(2)作用对象不同(3)作用效果不同重点难点突破一、如何理解牛顿第一定律1、建立惯性的概念,即一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性.是物体固有的一种属性,与物体是否受力及物体的运动状态无关.2、对力的概念更加明确.力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是物体产生加速度的原因.3、牛顿第一定律不是实验定律,即不能由实验直接加以验证,它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的.二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较1、力不是维持物体运动的原因,牛顿第一定律指出“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止”.因此物体在不受力时仍可以匀速运动,并不需要力来维持,力是改变这种状态的原因,也就是力是产生加速度的原因.2、惯性是一切物体保持原来运动状态的性质,而力是物体间的相互作用.因此惯性不是一种力,力是使物体运动状态发生改变的外部因素,惯性则是维持物体运动状态,阻碍物体运动状态发生改变的内部因素.3、惯性的表现:物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来,物体不受外力时,惯性表现在维持原运动状态不变,即反抗加速度产生,且在外力一定时,质量越大的物体运动状态越难改变,加速度越小.4、牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是牛顿第二定律的基础,牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的,是以伽利略的理想实验为基础,通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律,在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系:F=ma.三、作用力和反作用力与平衡力1、作用力和反作用力与平衡力的比较内容作用力和反作用力平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,且合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力,也可以是不同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上2、判断一对力是否是作用力和反作用力(1)看作用点,作用力与反作用力应作用在两个物体上.(2)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.(3)作用力与反作用力具有相互性和异体性,与物体运动状态无关.【例1】如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动,当车停止时,如不考虑其他阻力,设车足够长,则两个小球() A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.难以确定是否相碰,因为不知小车的运动方向解析:两个小球放在光滑的小车表面上,又不考虑其他阻力,故水平方向不受外力,由牛顿第一定律可知,两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动,永远不相碰,只有B对.答案:B【例2】做匀速直线运动的小车上,水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?解析:从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水,显然水的质量远大于气泡的质量,故水的惯性比气泡的惯性大.当小车突然停止时,水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势,于是水由于惯性继续向前运动,水将挤压气泡,使气【练习1】在上题中:(1)若在瓶内放一小软木块,当小车突然停止时,软木块相对于瓶子怎样运动?(2)若在瓶内放一小铁块,又如何?解析:(1)由于木块的密度小于水的密度,所以同体积的水质量大于木块的质量,水的惯性比木块大,木块将相对于瓶子向后运动.(2)由于同体积的铁块质量大于水的质量,铁块的惯性比水大,所以铁块相对于瓶子将向前运动.【例3】如图所示,在台秤上放半杯水,台秤示数为G′=50 N,另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a=10 cm的金属块,金属块的密度ρ=3×103kg/m3,当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b=4 cm时,弹簧秤和台秤示数分别为多少?(水的密度是ρ水=103 kg/m3,取g=10 m/s2)解析:金属块的受力分析如图所示,因金属块静止,故有F T=G-F浮又因G=ρa3g=30 N,F浮=ρ水gV排=ρ水ga2b=4 N由牛顿第三定律知水对金属块的力与金属块对水的力都为4 N,F T=30 N-4 N=26 N台秤的示数由于浮力的作用力增加了F′=4 N,所以台秤的示数为F N=G′+F′=54 N 【练习2】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法正确的是()A.马拉车而车未动,马向前拉车的力小于车向后拉马的力B.马拉车只有匀速前进时,马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C.马拉车加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力D.无论车是否运动、如何运动,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力解析:马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力.根据牛顿第三定律,物体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,故不管在什么情况下,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力,而与马车的运动状态无关,故A、B、C错误,D 正确.答案:D课外作业:1.如图所示,一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上,M上表面水平且光滑,下表面粗糙,在其上表面上放一光滑小球m,楔形物体由静止释放,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 ().A.沿斜面方向的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线答案:B2.在力学理论建立的过程中,有许多伟大的科学家作出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是().A.伽利略发现了行星运动的规律B.卡文迪许通过实验测出了引力常量C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D.笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献答案:BC3.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,小球向后滚动答案:BC4.如图所示,乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下,并落在地板偏前方的B点处,由此判断公交车的运动情况是()A.向前加速运动B.向前减速运动C.向后匀速运动D.向后减速运动答案:B5.如图所示,将一玻璃瓶装水后密闭,并平放在水平桌面上,在瓶的中部有一小气泡处于静止状态,现用力突然将瓶子向前推动,使其在桌面上向前运动一段后停止,可看到气泡相对瓶子的运动情况是(C)A.向前B.向后C.先向前,再向后,最终回到原来位置D.先向后,再向前,最终回到原来位置答案:C6.下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C.牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时,物体将处于静止状态D.牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律,又提出了力是改变物体运动状态的原因答案:D7.在某停车场,甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故。
甲车司机背部受伤,乙车司机胸部受伤。
根据两位司机的伤情可以判定,下列说法中可能正确的是()A.甲车车头撞了静止的乙车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头B.甲车车头撞了静止的乙车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头C.乙车车头撞了静止的甲车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头D.乙车车头撞了静止的甲车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头答案:C8.关于惯性,下列说法正确的是( )A.推动静止的物体比推动运动的该物体所需的力大,所以物体静止时惯性大B.质量大的物体惯性大C.正在行驶的相同的两辆汽车,行驶快的不易停下来,所以速度大的物体惯性大D.自由落下的物体处于完全失重状态,物体的惯性消失答案:B9.如图所示,木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动.当小车遇障碍物而突然停止运动时,车上的木块将()A.立即停下来B.立即向前倒下C.立即向后倒下D.仍继续向左做匀速直线运动答案:D10.一铁块m被竖直的磁性黑板紧紧吸住不动,如图所示,下列说法正确的是()A.黑板对铁块同时施加了两个力的作用B.黑板对铁块的磁力和弹力是一对平衡力C.磁力和弹力是一对作用力和反作用力D.磁力大于弹力,黑板才能吸住铁块不动答案:B11.甲、乙两队进行拔河比赛,甲队获胜.如果甲队对绳的拉力为F甲,地面对甲队的摩擦力为f甲;乙队对绳的拉力为F乙,地面对乙队的摩擦力为f乙,绳的质量不计,则下列判断正确的是()A.F甲>F乙,f甲=f乙B.F甲=F乙,f甲=f乙C.F甲=F乙,f甲>f乙D.F甲>F乙,f甲>f乙答案:C12.找两个相同的瓶子,内盛清水,用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中,使铁球悬挂、塑料球悬浮,如图甲所示.当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度),观察比较两个球的运动状态.你看到的现象也许会让你惊讶,小铁球的情况正如你所想的一样,相对瓶子向左运动,但塑料球却相对瓶子向右运动,如图乙所示.为什么会这样呢?答案:因为相同体积的水的质量与球的质量不相同,质量越大,运动状态越难以改变,故铁球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)慢,所以铁球会相对瓶子向左偏,而塑料球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)快,所以塑料球会相对瓶子向右偏13.我们知道汽车在刹车的时候,尾灯就会亮,汽车上固定一个仪器,电路如图所示,其中M是质量较大的一个金属块,那么当汽车启动和刹车时哪个灯会亮?答案:当汽车启动时,由于惯性,金属块M相对于车后移,接通电路,绿灯亮.当汽车急刹车时,同样由于惯性,金属块M相对于车前移,接通电路,红灯亮。