1、第三章 牛顿运动定律考纲要求权威解读牛顿运动定律1.理解牛顿第一定律、牛顿第三定律，认识惯性和作用力、反作用力的特点2熟练掌握牛顿第二定律，会用牛顿运动定律分析解决两类典型的动力学问题3考纲中对超重和失重要求是级，但此考点属于高考的热点，常以选择题形式呈现4近几年高考对牛顿运动定律的考查侧重于单个物体的分析和计算。在今后的高考命题中预计将结合弹簧及实际问题进行考查。综合性问题的考查趋向于解决生活、科技、工业生产等诸多问题，同时注意与电场、磁场的联系牛顿运动定律的应用超重和失重单位制验证牛顿运动定律实验第一节牛顿第一定律牛顿第三定律一、牛顿第一定律1内容一切物体总保持_状态或_状态，直到有外力迫
2、使它改变这种状态为止。2意义(1)指出了一切物体具有_，因此牛顿第一定律又称_。(2)指出力不是_物体运动状态的原因，而是_物体运动状态的原因，即力是产生_的原因。(3)当物体不受力时，物体总保持_状态或_状态。3惯性(1)定义：物体具有保持原来_状态或_状态的性质。(2)量度：_是物体惯性大小的唯一量度，与物体的运动状态、受力情况、地理位置均无关，_的物体惯性大，_的物体惯性小。(3)普遍性：惯性是物体的_属性，一切物体都有惯性。二、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_，作用在同一条直线上。2表达式FF。三、单位制1组成单位制由_和_共同组成。2力学单位制中的基本单位长度(
3、m)，_，时间(s)。3导出单位力(N)，速度(m/s)，加速度(m/s2)。4作用(1)在物理计算中，一般采用国际单位制，计算过程中不必一一写出各物理量的单位，只要在计算结果中写出对应单位即可。(2)物理公式既反映了各物理量间的数值关系，同时也确定了各物理量的单位关系，因此，在解题时，可用单位制来判断计算结果是否正确。1(2012上海宝山期末)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( )A它表明了力是维持物体运动状态的原因B它表明了物体具有保持原有运动状态的性质C它表明了改变物体的运动状态并不需要力D由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程，所以牛顿第一定律没有用处2(2012河北衡水中
4、学模拟)下列关于力的说法正确的是( )A作用力和反作用力作用在同一物体上B太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C运行的人造地球卫星所受引力的方向不变D伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因3在国际单位制中，力学的三个基本单位是_、_、_。4关于力和运动的关系，下列说法中正确的是( )A物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用B物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用C物体向什么方向运动，则这个方向上物体必受力的作用D物体的速度大小不变，则其所受合外力必定为零一、对牛顿第一定律的理解自主探究116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
5、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，静止状态才是物体长时间不受力时的“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，不需要外力的作用思考1：力与物体运动速度有关吗？思考2：力是维持物体运动状态的原因吗？归纳要点在理解牛顿第一定律时，注意以下两点：(1)牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是通过伽利略斜面实验等大量事实推理得出的。(2)牛顿第一定律并非牛顿第二定律的特例，而是不受任何外力的理想化情况。(3)
6、牛顿第一定律揭示了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。二、对牛顿第三定律的理解自主探究2(2012山东聊城模拟)一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，最后改做减速运动，则下列说法中正确的是( )A加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力B减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力C只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等D不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总是相等思考1：绳拉物体的力与物体拉绳的力有什么关系？思考2：绳拉物体的力与物体拉绳的力与运动状态有关吗？归纳要点1作用力与反作用力和平衡力的比较内容作用力与反作用
7、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同时产生、同时消失、同时变化，不可单独存在无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两个作用效果不可抵消、不可叠加、不可求合力两力作用效果可抵消、可叠加、可求合力且合力为零力的性质一定相同可以相同，也可以不同2.判断一对力是否是作用力和反作用力，主要从两方面入手：(1)看作用点，作用力与反作用力应作用在两个物体上。(2)看产生原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的。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。3应用牛顿第三定律时应注意的问题(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下
8、牛顿第三定律都是成立的。(2)牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，因为大小相等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上的两个力，不一定是作用力和反作用力。(3)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失，否则就违背了“相等关系”。命题研究一、对惯性概念的考查【题例1】 (2012课标全国理综改编)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没有力的作用，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
9、性D运动物体如果受到恒力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动思路点拨：理解惯性的概念，明确惯性的决定因素。解题要点：规律总结解决关于惯性概念理解的题目时，要紧紧抓住“物体的惯性只和物体的质量有关”这一关键点，理解物体的惯性与地理位置、运动状态、是否受力、速度大小等因素均无关。命题研究二、利用牛顿第三定律转换研究对象【题例2】 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，则此时箱对地面的压力大小为多少？思路点拨：解答本题时应注意以下几点：1环下滑受几个力的作用；2箱子受几个力的作用
10、；3箱子对地面的压力和地面对箱子的支持力有什么关系？解题要点：规律总结牛顿第三定律的应用方法1根据作用力求反作用力(1)作用力与反作用力，二者一定等大、反向、分别作用在两个物体上，故本题可对箱子受力分析求出支持力。(2)在箱子受力分析中最容易出错的是环给箱子的力，为避免出错，可先对环受力分析，然后结合牛顿第三定律反推环给箱子的力。2研究对象的选取方法整体法和隔离法是高中物理中最常用的方法，特别是涉及两个或两个以上的物体时，往往会用到此法。在本题中用到了隔离法，把环和箱子隔离开来分别受力分析，再利用牛顿第三定律和物体平衡的知识解出相应的结果。1下列关于力、运动状态及惯性的说法，正确的是( )A牛
11、顿最早指出力不是维持物体运动的原因B笛卡儿对牛顿第一定律的建立作出了贡献C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，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”D牛顿认为力的真正效应总是改变物体的加速度，而不仅仅是使之运动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，气泡相对于瓶子将( )A向前运动 B向后运动C无相对运动 D无法判断3(2012浙江台州模拟)“嫦娥二号”的成功发射，一方面表明中国航天事业已走在了世界的前列，另一方面“嫦娥二号”的发射也带动了高科技的发展。目前计算机的科技含量已相当高，且应用于各个领域或各个方
12、面。如图是利用计算机记录的“嫦娥二号”发射时，火箭和地面的作用力和反作用力变化图线，根据图线可以得出的结论是( )A作用力大时，反作用力小B作用力和反作用力的方向总是相反的C作用力和反作用力是作用在同一个物体上的D牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用4现有下列物理量或单位，按下面的要求把相关字母填空：A密度Bm/sCND加速度E质量FsGcmH长度I时间Jkg(1)属于物理量的是_。 (2)在国际单位制中，作为基本单位的物理量有_。(3)在国际单位制中基本单位是_， 属于导出单位的是_。参考答案基础梳理自测知识梳理一、1.匀速直线运动静止2(1)惯性惯性定律(2)维持改变加速度(3)匀速
13、直线运动静止3(1)匀速直线运动静止(2)质量质量大质量小(3)固有二、1.大小相等、方向相反三、1.基本单位导出单位2质量(kg)基础自测1B解析：牛顿第一定律提出了惯性的概念，同时又指出了惯性是物体维持运动状态的原因，A错B对；牛顿第一定律提出了力是改变物体运动状态的原因，所以C错；综上所述，B选项是正确的。2B解析：作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，A错误；太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力，且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳，B正确，C错误；伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因，D正确。3答案：米千克秒4A解析：该题选错的主要原因就是对基本概念的理解不深刻，且受日常错误
14、观念的影响。误认为只有有力作用在物体上物体才会运动，撤去外力物体就停下来。忘记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。物体匀速运动时合外力必定为零，合外力不为零时物体的速度(大小或方向)一定发生变化。故选A。核心理解深化【自主探究1】 D提示：由牛顿运动定律可知，力是物体运动状态发生变化的原因，而不是维持物体运动的原因，故A、B错误。两物体从同一高度自由下落，物体下落的速度与物体的质量无关，故C错。由力的平衡知识可知，物体处于静止或匀速直线运动时，所受合外力为零，故一个物体维持匀速直线运动，不需要外力，选项D正确。【自主探究2】 D提示：绳拉物体的力与物体拉绳的力是一对作用力与反
15、作用力，大小相等、方向相反，与物体的运动状态无关。考向探究突破【题例1】 A解析：惯性是指物体保持原来的运动状态(或抵抗运动状态变化)的性质，当物体不受力的作用时，将保持匀速直线运动或静止状态，选项A正确，选项B、D错误；行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到始终指向圆心、大小不变的力的作用，不是由于惯性，选项C错误。【题例2】 答案：FfMg解析：环在竖直方向上受力情况如图甲所示，受重力mg和杆给它竖直向上的摩擦力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如图乙所示，受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力Ff，由于箱子处于平衡状态，可得：FN
16、FfMgFfMg。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弹力大小，则FNFfMg演练巩固提升1B解析：经过了漫长的思考，人们才形成了关于运动和力的正确关系，所以高考中时有对此点物理学史的考查，及关于运动和力关系的正确认识的考查，复习时既要掌握人类认识的过程，又要真正理解“力不是维持物体运动的原因”，故选项B、D正确。2B解析：用惯性知识来分析。由于惯性的大小与质量有关，而水的质量远大于气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，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，水相对瓶子向前运动，水将挤压气泡，使气泡相对瓶向后运动。B项正确。3B解析：作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上的，A、C错，B对。牛顿第三定律反映的规律与运动状态无关，D错。4B解析：当手突然停止运动后的极短时间内，弹簧上的弹力不变，所以物体的受力也不变，物体仍向上做加速运动，只有选项B正确。4答案：(1)ADEHI(2)EFHI(3)FJBC