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- 2021-04-28 发布
第
8
讲
PART 8
牛顿运动定律的理解
考点分阶突破
│
高考模拟演练
│
教师备用习题
考纲解读
第
8
讲
①
理解牛顿第一定律的内容和惯性
,
会分析实际问题
.
②
理解牛顿第二定律的内容及各种特性
.
③
理解牛顿第三定律的内容
,
会区分相互作用力和平衡力
.
考点一 对牛顿第一定律的理解
考点分阶突破
知能必备
1
.
内容
:
一切物体总保持
状态或
状态
,
除非作用在它上面的力迫使它
这种状态
.
2
.
意义
(1)
指出力不是
物体运动的原因
,
而是
物体运动状态的原因
,
即力是产生
的原因
.
(2)
指出了一切物体都有
,
因此牛顿第一定律又称
.
匀速直线运动
静止
改变
维持
改变
加速度
惯性
惯性定律
考点分阶突破
3
.
惯性
(1)
定义
:
物体具有的保持
状态或
状态的性质
.
(2)
量度
:
是物体惯性大小的量度
,
的物体惯性大
,
的物体惯性小
.
匀速直线运动
静止
质量
质量大
质量小
考点分阶突破
考向探究
例
1
关于牛顿第一定律
,
下列说法中不正确的是
(
)
A
.
牛顿第一定律也叫惯性定律
,
惯性的唯一量度是质量
B
.
伽利略、笛卡儿、牛顿对惯性定律的建立都有贡献
C
.
惯性系中牛顿第一定律成立
D
.
牛顿第一定律可以用实验直接验证
[
答案
] D
[
解析
]
牛顿第一定律也叫惯性定律
,
惯性的唯一量度是质量
,
选项
A
正确
;
伽利略、笛卡儿、牛顿对惯性定律的建立都有贡献
,
选项
B
正确
;
惯性系中牛顿第一定律成立
,
选项
C
正确
;
牛顿第一定律是在实验的基础上进一步地推理概括出来的科学理论
,
而不能直接通过实验得出
,
选项
D
错误
.
考点分阶突破
变式
关于运动和力的关系
,
下列说法中正确的是
(
)
A
.
力是维持物体运动的原因
B
.
力是改变物体惯性大小的原因
C
.
力是改变物体位置的原因
D
.
力是改变物体运动状态的原因
[
答案
] D
考点分阶突破
■
特别提醒
1
.
惯性和惯性定律的区别
(1)
惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质
,
与物体是否受力、受力的大小无关
.
(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
.
2
.
对牛顿第一定律的几点说明
(1)
明确惯性的概念
:
牛顿第一定律揭示了一切物体都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的原因
.
考点分阶突破
(3)
理想化状态
:
牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态
,
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
,
则其与物体不受外力时的表现是相同的
.
考点
二
对牛顿第二定律的理解
考点分阶突破
知能必备
1
.
内容
:
物体加速度的大小跟它受到的作用力成
,
跟它的质量成
,
加速度的方向与
相同
.
2
.
表达式
:
.
3
.
适用范围
(1)
只适用于
参考系
.
(2)
只适用于
物体
(
相对于分子、原子
)
、低速运动
(
远小于光速
)
的情况
.
正比
反比
作用力的方向
F=ma
惯性
宏观
考点分阶突破
考向探究
1
.
(
公式的理解与应用
)
用一水平力
F
拉静止在水平面上的物体
,
在
F
从零开始逐渐增大的过程中
,
加速度
a
随外力
F
变化的图像如图
8
-
1
所示
,
g
取
10 m/s
2
,
水平面各处粗糙程度相同
,
则由此不能计算出
(
)
A
.
物体与水平面间的滑动摩擦力
B
.
物体与水平面间的动摩擦因数
C
.
外力
F
为
12 N
时物体的速度
D
.
物体的质量
图
8
-
1
考点分阶突破
[
答案
] C
考点分阶突破
3
.
(
牛顿第二定律的瞬时性
)(
多选
)
如图
8
-
3
所示
,
物块
a
、
b
和
c
的质量相同
,
a
和
b
、
b
和
c
之间用完全相同的轻弹簧
S
1
和
S
2
相连
,
通过系在
a
上的细线悬挂于固定点
O
,
整个系统处于静止状态
.
现将细线剪断
,
将物块
a
的加速度的大小记为
a
1
,
S
1
和
S
2
相对于原长的伸长分别记为
Δ
l
1
和
Δ
l
2
,
重力加速度大小为
g
,
在剪断细线的瞬间
(
)
A
.a
1
=
3
g
B
.a
1
=
0 C
.
Δ
l
1
=
2Δ
l
2
D
.
Δ
l
1
=
Δ
l
2
图
8
-
3
考点分阶突破
[
答案
] AC
考点分阶突破
4
.
(
牛顿第二定律的独立性
)(
多选
)
如图
8
-
4
所示
,
水平地面上有一楔形物体
b
,
b
的斜面上有一小物体
a
;
a
与
b
之间、
b
与地面之间均存在摩擦
.
已知楔形物体
b
静止时
,
a
静止在
b
的斜面上
.
现给
a
和
b
一个共同的向左的初速度
,
与
a
和
b
都静止时相比
,
此时可能
(
)
A
.a
与
b
之间的压力减小
,
且
a
相对
b
向下滑动
B
.a
与
b
之间的压力增大
,
且
a
相对
b
向上滑动
C
.a
与
b
之间的压力增大
,
且
a
相对
b
静止不动
D
.b
与地面之间的压力不变
,
且
a
相对
b
向上滑动
图
8
-
4
考点分阶突破
[
答案
] BC
考点分阶突破
■
规律
总结
牛顿第二定律的
“
五
”
性
考点
三
对牛顿第三定律的理解
考点分阶突破
知能必备
1
.
作用力和反作用力
:
两个物体之间的作用
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一个物体也施加了力
.
2
.
牛顿第三定律
(1)
内容
:
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小
,
方向
,
作用在
.
(2)
表达式
:
F=-F'.
总是相互
相等
相反
同一条直线上
考点分阶突破
[
答案
] C
考点分阶突破
变式
如图
8
-
6
所示
,
物体
A
放在水平桌面上
,
被水平细绳拉着处于静止状态
,
则
(
)
A
.
绳子对
A
的拉力小于
A
受的静摩擦力
B
.A
受的重力和桌面对
A
的支持力是一对作用力和反作用力
C
.A
对桌面的摩擦力的方向是水平向右的
D
.A
对桌面的压力和桌面对
A
的支持力总是平衡的
图
8
-
6
考点分阶突破
[
答案
] C
考点分阶突破
■
规律总结
“
一对相互作用力
”
与
“
一对平衡力
”
的比较
内容
一对相互作用力
一对平衡力
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
作用时间
同时产生
,
同时变化
,
同时消失
不一定同时产生或消失
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
考点分阶突破
内容
一对相互作用力
一对平衡力
大小关系
大小相等
方向关系
方向相反且共线
依赖关系
相互依存
,
不可单独存在
无依赖关系
,
撤除一个力
,
另一个力依然可以存在
,
只是不再平衡
高考模拟演练
高考真题
1
.
(
多选
)
[
2016·
全国卷
Ⅰ
]
一质点做匀速直线运动
,
现对其施加一恒力
,
且原来作用在质点上的力不发生改变
,
则
(
)
A
.
质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B
.
质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C
.
质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D
.
质点单位时间内速率的变化量总是不变
高考模拟演练
[
答案
] BC
高考模拟演练
2
.
[
2013·
全国卷
Ⅱ
]
一物块静止在粗糙的水平桌面上
.
从某时刻开始
,
物块受到一方向不变的水平拉力作用
.
假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力
.
以
a
表示物块的加速度大小
,
F
表示水平拉力的大小
.
能正确描述
F
与
a
之间关系的图像是图
8
-
7
中的
(
)
图
8
-
7
高考模拟演练
[
答案
] C
高考模拟演练
3
.
[
2016·
海南卷
]
沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力
F
的作用
,
其下滑的速度
—
时间图线如图
8
-
8
所示
.
已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数
,
在
0
~
5 s
、
5
~
10
s
、
10
~
15
s
内
F
的大小分别为
F
1
、
F
2
和
F
3
,
则
(
)
A
.F
1
F
3
C
.F
1
>F
3
D
.F
1
=F
3
图
8
-
8
[
答案
] A
[
解析
] 0
~
5 s
内
,
物体沿斜面向下做匀加速直线运动
,
F
1
mg
sin
θ-μmg
cos
θ
,
故
A
正确
.
高考模拟演练
精选模拟
4
.
如图
8
-
9
所示
,
在一辆表面光滑且足够长的小车上
,
有质量为
m
1
和
m
2
的两个小球
(
m
1
>m
2
)
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
[
答案
] B
[
解析
]
小车表面光滑
,
因此小球在水平方向上没有受到外力作用
,
原来两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
.
图
8
-
9
高考模拟演练
5
.
下列说法中正确的是
(
)
A
.
人走路时
,
地对脚的力大于脚蹬地的力
,
所以人才往前走
B
.
只有人站在地上不动时
,
人对地面的压力和地面对人的支持力才大小相等、方向相反
C
.
物体
A
静止在物体
B
上
,
A
的质量是
B
的质量的
100
倍
,
而
A
作用于
B
的力的大小等于
B
作用于
A
的力的大小
D
.
以卵击石
,
石头没损坏而鸡蛋破了
,
这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力
[
答案
] C
高考模拟演练
6
.
[
2017·
湖北襄阳五中适应性考试
]
如图
8
-
10
所示
,
质量为
4 kg
的小球
A
和质量为
1 kg
的小球
B
用轻弹簧相连后
,
再用细线悬挂在升降机顶端
,
当升降机以加速度
a=
2 m/s
2
加速上升过程中
,
剪断细线的瞬间
,
两小球的加速度大小分别是
(
重力加速度
g
取
10 m/s
2
) (
)
A
.a
A
=
10 m/s
2
a
B
=
10 m/s
2
B
.a
A
=
13 m/s
2
a
B
=
2 m/s
2
C
.a
A
=
15 m/s
2
a
B
=
2 m/s
2
D
.a
A
=
10 m/s
2
a
B
=
0
图
8
-
10
高考模拟演练
[
答案
] B
教师备用习题
1
.
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、笛卡儿、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
.
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
教师备用习题
D
.
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
“
盘子受到的向外的力
”
超过了
“
桌面给盘子的摩擦力
”
导致的
[
答案
]
D
[
解析
]
一切物体不受外力的
“
自然运动
”
都是速度不变的运动
,A
正确
;
力是改变物体运动状态的原因
,B
正确
;
竖直向上抛出的物体
,
由于惯性继续向上运动一段距离后才反向运动
,C
正确
;
放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去
,
这是由桌面给盘子的摩擦力不足导致的
,D
错误
.
教师备用习题
2
.
下列说法中正确的是
(
)
A
.
牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例
B
.
牛顿第二定律适用于惯性参考系
C
.
作用力和反作用力是一对平衡力
D
.
力的单位
“
牛顿
”
是国际单位制中的基本单位
[
答案
]
B
[
解析
]
牛顿第一定律揭示不受力的运动规律
,
牛顿第二定律定量给出加速度和力、质量的关系
,
适用于惯性参考系
,
选项
A
错误
,
选项
B
正确
;
作用力和反作用力作用在不同的物体上
,
不是一对平衡力
,
选项
C
错误
;
力的单位
“
牛顿
”
是国际单位制中的导出单位
,
选项
D
错误
.
教师备用习题
教师备用习题
4
.
(
多选
)
如图所示
,
把鸡蛋
A
快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋
B
撞去
,
结果每次都是被撞击的鸡蛋
B
被撞破
,
则下列说法正确的是
(
)
A
.A
鸡蛋的惯性大于
B
鸡蛋的惯性
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
对
B
的作用力的大小等于
B
对
A
的作用力的大小
D
.
碰撞瞬间
,
A
鸡蛋内蛋白由于惯性会对
A
蛋壳产生向前的作用力
教师备用习题
教师备用习题
5
.
(
多选
)
如图所示
,
小车向右做匀加速直线运动
,
物块贴在小车左壁上
,
且相对于左壁静止
.
当小车的加速度增大时
,
下列说法正确的是
(
)
A
.
物块受到的摩擦力不变
B
.
物块受到的弹力不变
C
.
物块受到的摩擦力增大
D
.
物块受到的合外力增大
[
答案
]
AD
[
解析
]
小车向右做匀加速直线运动
,
物块贴在小车左壁上
,
物块受到的摩擦力与重力平衡
,
所以保持不变
,
物块受到的水平方向的弹力
F
N
=ma
,
当小车的加速度
a
增大时
,
物块受到的弹力和合外力都增大
,
选项
A
、
D
正确
.
教师备用习题
6
.
(
多选
)
将一只小球竖直向上抛出
,
小球运动时受到空气阻力的大小与速度大小成正比
,
下列描绘小球在上升过程中的加速度大小
a
及速度大小
v
与时间
t
关系的图像
,
可能正确的是
(
)
教师备用习题
教师备用习题
教师备用习题