【与名师对话】高考物理总复习 第三章 第一讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律课件 新人教版必修1.ppt

对应学生用书p40 一 牛顿运动定律 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 直到有外力迫使它改变这种状态为止 2 意义 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 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 3 惯性 定义 物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 惯性大小的量度 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 1 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 2 牛顿第一定律仅适用于惯性参考系和宏观 低速运动物体 问题探究1有的同学总认为 惯性与物体的运动速度有关 速度大 惯性就大 速度小 容易停下来 产生这种错误的原因是什么 提示 产生这种错误认识的原因是把 惯性大小表示运动状态改变的难易程度 理解成 惯性大小表示把物体从运动变为静止的难易程度 事实上 在受到了相同阻力的情况下 速度 大小 不同质量相同的物体 在相同的时间内速度的减小量是相同的 这就说明质量相同的物体 它们改变运动状态的难易程度是相同的 所以它们的惯性是相同的 与它们的速度无关 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 后一个物体一定同时对前一物体也施加了力 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 问题探究2作用力和反作用力有哪些相同点和不同点 提示 作用力与反作用力有 三同 三不同 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 3 牛顿第一定律描述的是理想化状态牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态 而不受外力的物体是不存在的 物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的 所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在f 0时的特例 4 惯性定律与惯性的不同 1 惯性是物体保持静止或匀速直线运动不变的一种性质 与物体是否受力 受力的大小无关 与物体的运动快慢也无关 惯性的大小反映了物体保持原来运动状态本领的大小 其大小只与质量有关 2 惯性定律 牛顿第一定律 则反映物体在一定条件下的运动规律 1 牛顿第一定律是以伽利略的 理想实验 为基础 经过科学抽象 归纳推理而总结出来的 2 牛顿第一定律所说的不受任何外力是理想化情况 3 惯性不是力 它和力是两个不同的概念 16世纪末 伽利略用实验和推理 推翻了已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 在以下说法中 与亚里士多德观点相反的是 a 四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快 这说明 物体受的力越大 速度就越大b 一个运动的物体 如果不再受力了 它总会逐渐停下来 这说明 静止状态才是物体不受力时的 自然状态 c 两物体从同一高度自由下落 较重的物体下落较快d 一个物体维持匀速直线运动 不需要力 解析 亚里士多德认为力是使物体运动的原因 有力作用 物体就运动 没有力作用 物体就静止 力越大 运动得越快 而伽利略通过理想斜面实验说明了力是使物体运动状态发生改变的原因 比萨斜塔实验说明物体下落的快慢与质量无关 故选d 答案 d 要点二一对相互作用力与一对平衡力的比较 2011 沈阳翔宇月考 2010年2月16日 花样滑冰运动员申雪 赵宏博为中国队获得了第21届冬奥会的第1枚金牌 如图所示 是他们在比赛中的一个情境 此时赵宏博稳稳地托举着申雪一起滑行着 对于此情境 下列说法正确的是 a 以赵宏博为参照物 申雪是静止的b 赵宏博对申雪的支持力大于申雪受到的重力c 申雪对赵宏博的压力与赵宏博对申雪的支持力是一对作用力和反作用力d 赵宏博受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力 解析 赵宏博稳稳地托举着申雪一起滑行着 说明此时他们速度一样 以赵宏博为参照物 申雪是静止的 a对 由牛顿第三定律可知申雪对赵宏博的压力与赵宏博对申雪的支持力是一对作用力和反作用力 c对 由二力平衡可知赵宏博对申雪的支持力等于申雪受到的重力 赵宏博受到的重力及申雪对赵宏博的压力之和与冰面对他的支持力互相平衡 bd错 答案 ac 对应学生用书p41 题型一牛顿第一定律的应用牛顿第一定律指出 物体在不受外力的情况下要保持静止状态或匀速直线运动状态 我们在分析物体的运动过程时 一般来讲物体都要受到力的作用 但在某方向上不受力的情况是很多的 所以我们可以把牛顿第一定律用在该方向上 具体地说 如果物体在某方向上不受外力且物体在该方向上无初速度 则物体在该方向永远保持静止不会产生位移 若在该方向上有初速度v 则物体就以v匀速直线运动 例1如图所示 一个劈形物体m 各面均光滑 放在固定的斜面上 上表面水平 在上表面放一个光滑小球m 劈形物体从静止开始释放 则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 a 沿斜面向下的直线b 竖直向下的直线c 无规则曲线d 抛物线 思路诱导 1 球的受力分析特别是水平方向受力情况 2 球的初始状态 3 水平方向是否发生位移 尝试解答 小球在水平方向上不受力 且速度为零 根据牛顿第一定律 小球在水平方向上将保持静止 速度为零 的状态 该方向上不会发生位移 只在竖直方向向下运动 因此在碰到斜面前其运动轨迹是竖直向下的直线 选项b正确 答案 b物体在某方向上不受外力时 牛顿第一定律是确定物体在该方向上运动情况的唯一规律 又如平抛运动在水平方向不受外力 由牛顿第一定律可知 物体在该方向将保持匀速直线运动 如图所示 以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面 桌面上的a处有一小球 若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由a向b运动 由此可判断列车 a 减速行驶 向南转弯b 减速行驶 向北转弯c 加速行驶 向南转弯d 加速行驶 向北转弯 解析 小球相对地面是匀速直线运动 相对车从a处向b处运动 即相对车有向前的运动 又有向北的运动 是因为车向前的速度减小 向南的速度增加 故车在减速 向南转弯 a正确 答案 a 题型二牛顿第三定律的理解应用牛顿第三定律分析问题时应注意以下几点 1 不要凭日常观察的直觉印象随便下结论 科学问题需严格依据科学理论分析才行 2 理解应用牛顿第三定律时 一定抓住 总是 二字 即作用力与反作用力的这种关系与物体的运动状态无关 3 与平衡力区别时 抓住作用点是两个物体 例2 2011 湖南桃源一中月考 有人做过这样一个实验 如右图所示 把鸡蛋a快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋b撞去 用同一部分撞击 结果每次都是被撞击的鸡蛋b被撞破 则下面说法正确的是 a a对b的作用力的大小等于b对a的作用力的大小b a对b的作用力的大小大于b对a的作用力的大小c a蛋碰撞瞬间 其内蛋黄和蛋白由于惯性会对a蛋壳产生向前的作用力d a蛋碰撞部位除受到b对它的作用力外 还受到a蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力 所以所受合力较小 思路诱导 1 作用力与反作用力的特征 2 运动的鸡蛋内 蛋黄和蛋白由于惯性在碰撞瞬间会对蛋壳产生向前的作用力 3 决定蛋壳破损的是碰撞处的合力 尝试解答 a对b的作用力和b对a的作用力为作用力与反作用力 一定大小相等 a正确 b错误 在撞击瞬间 a蛋内蛋黄和蛋白由于惯性 会产生对a蛋壳向前的作用力 使a蛋壳接触处所受的合力比b蛋壳的小 因此b蛋壳易被撞破 故c d正确 答案 acd 如图所示 两车厢的质量相同 其中有一个车厢内有一人拉动绳子使车厢相互靠近 若不计绳子质量及车与轨道间的摩擦 下列对于哪个车厢有人的判断正确的是 a 绳子拉力较大的那一端车厢里有人b 先开始运动的车厢内有人c 先到达两车中点的车厢内没人d 不去称质量 无法确定哪个车厢内有人 解析 由牛顿第三定律知绳子对两车拉力大小相等 又轨道光滑 所以两车同时运动 但加速度空车大 故c对 答案 c 题型三牛顿第三定律的应用在受力分析中的应用求解某力时 如果直接研究其受力物体 因受力情况复杂或未知量太多 不能求解时 可以利用牛顿第三定律转移研究对象 先分析另一物体的受力 再分析物体的受力求解 例3 10分 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 则此时箱子对地面压力大小为多少 思路诱导 箱子对地面的压力与地面对箱子的支持力是作用力与反作用力 因此 只要以箱子为研究对象求出地面对箱子的支持力即可得到答案 解题样板 环在竖直方向上受力情况如下图 甲 所示 环受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力ff 根据牛顿第三定律 环应给杆一个竖直向下的摩擦力ff 故箱子在竖直方向上受力情况如下图 乙 所示 受重力mg 地面对它的支持力fn 及环给它的摩擦力ff 由平衡条件知 mg ff 3分 由牛顿第三定律得ff ff 2分 fn fn 3分 所以 fn 2分 答案 fnmg ff 2011 天津南开中学二模 如图所示 位于水平地面上的木板p 由跨过定滑轮的轻绳与物块q相连 从滑轮传输线到p和到q的两段绳都是水平的 已知q与p之间的动摩擦因数是 p与地面之间的动摩擦因数是2 木板p与物块q的质量都是m 滑轮的质量 滑轮轴上的摩擦都不计 若用一水平向右的力f拉p使它做匀速运动 则f的大小为 a 3 mgb 4 mgc 5 mgd 6 mg 解析 令绳中张力为ft 先隔离q 对q匀速运动有ft ffp q 再隔离p 对p匀速运动有f ffq p ft ff地 p 其中ffp q ffq p mg ff地 p 2 2mg 4 mg 代入上式有f 6 mg 答案 d 对应学生用书p42 易错点 对作用力和反作用力的等值性 等时性 相互性理解不够 某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中 不计绳子的重力 以下说法正确的是 a 只有在桶匀速上升的过程中 绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力b 不管桶匀速上升还是加速上升 绳子对桶的拉力都等于桶对绳子的拉力 c 不管桶匀速上升还是加速上升 绳子对桶的拉力都大于桶的重力d 只要桶能上升 人对绳子的拉力就大于桶对绳子的拉力 易错分析 由于对牛顿第三定律理解不到位 在讨论作用力与反作用力的关系时受到了物体的运动情况的干扰而导致错解 误认为只有桶匀速上升的过程中 合力为零 错选a项 误认为当人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力时 桶才能上升 错选d项 正确解答 绳子对桶的拉力和捅对绳子的拉力是一对作用力与反作用力 不管桶匀速上升还是加速上升 大小都相等 a项错 b项对 当桶匀速上升时 绳子对桶的拉力和桶的重力才是一对平衡力 若桶加速上升 绳子对桶的拉力才大于桶的重力 c项错 因为不计绳子的重力 人对绳子的拉力总等于桶对绳子的拉力 d项错 答案为b 作用力和反作用力与物体的运动状态无关 平衡力只存在于匀速或静止的物体 但要注意 人和桶对绳子的拉力之间没有直接关系 绳子受到人的拉力和桶的拉力 属于两个不同的施力物体 可以大小相等 也可以大小不等 当桶加速上升时 如果绳子的质量不能忽略 这两个拉力大小就不相等了 第二十二届世界大学生冬季运动会自由滑比赛中 中国小将张丹 张昊毫无争议地再夺第一名 为中国队夺得第一枚本届大冬会金牌 花样滑冰表演刚开始时他们静止不动 如右图所示 随着优美的音乐响起 他们在相互猛推一下后分别向相反方向运动 假定两人的冰刀与冰面间的动摩擦因数相同 已知张丹在冰面上滑行的距离比张昊滑行得远 这是由于 a 在推的过程中 张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力b 在推的过程中 张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间 c 在刚分开时 张丹的初速度大于张昊的初速度d 在分开后 张丹的加速度的大小小于张昊的加速度的大小 答案 bc 对应学生用书p43 1 2012 洛阳市期中 下列关于惯性的各种说法中 正确的是 a 物体在任何情况下都有惯性b 在完全失重的情况下 物体的惯性将消失c 物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性d 材料不同的两个物体放在水平面上 用相同的水平力分别推它们 则难以推动的物体惯性大 解析 质量是惯性大小的量度 物体在任何情况下都有惯性 选项a正确c错误 在完全失重的情况下 物体的视重为零 仍有惯性 选项b错误 材料不同的两个物体放在水平面上 用相同的水平力分别推它们 由于材料不同 与水平面的动摩擦因数不同 所受摩擦力不同 不能推断得出难以推动的物体惯性大 选项d错误 答案 a 2 2011 临沂模拟 用计算机辅助实验系统 dis 做验证牛顿第三定律的实验 如图所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起 向相反方向拉动 观察显示器屏幕上出现的结果 观察分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线 以下结论正确的是 a 作用力与反作用力是同时作用的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 方向相反d 作用力与反作用力的合力大小为零 答案 ac 3 如果正在做自由落体运动的物体 其重力忽然消失 那么它的运动状态应该是