1、第5讲牛顿运动定律的理解核心填空一、牛顿第一定律1内容：一切物体总保持_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惯性(1)定义：一切物体都有保持原来_运动状态或静止状态的性质(2)量度：_是物体惯性大小的唯一量度；_大的物体惯性大，_小的物体惯性小二、牛顿第二定律1内容：物体的加速度的大小跟它受到的_成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向_2公式：_3适用范围：(1)只适用于_参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)；(2)只适用于_物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况三、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
2、_，作用在同一条直线上2表达式：F甲对乙F乙对甲，负号表示_四、国际单位制力学中的基本量是质量、_、长度，对应的基本单位分别是_、_、_易错判断(1)牛顿第一定律是实验定律()(2)牛顿第一定律指出，当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态()(3)物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止()(4)力的单位是牛顿，1 N1 kgm/s2.()(5)合外力作用于静止物体的瞬间，物体立刻获得加速度()(6)物体加速度的方向一定与合外力方向相同()(7)惯性是物体抵抗运动状态变化的性质()(8)作用力与反作用力的效果相互抵消()考点一对牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律：牛顿第一定律不是
3、实验定律，它是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论；物体不受外力是牛顿第一定律的理想条件，其实际意义是物体受到的合外力为零2惯性：惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大；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1 (多选)如图51所示，高为h的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为a，车厢顶部A点有油滴滴落在车厢地板上，车厢地板O点位于A点的正下方则油滴落在地板上()图51AO点的左侧BO点的右侧C落点与O点距离为a D落点与O点距离
4、为式题1 (惯性的理解)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，指出力不是维持物体运动的原因，从而奠定了牛顿力学的基础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没有力的作用时，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性D运动的物体如果没有受到力的作用，也会逐渐变为静止式题2 (力与运动的关系)如图52所示，一个劈形物体N，放在固定的斜面M上物体N上表面水平，其上放一光滑小球m.若劈形物体各面均光滑，从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是()图52A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 注意事项惯性不是力，惯性和力是
5、两个截然不同的概念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(静止或匀速直线运动)不变；物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体运动状态越难以改变要判断物体下一时刻的运动状态，必须掌握物体的受力情况和初状态速度考点二对牛顿第二定律的理解矢量性公式Fma是矢量式，任一时刻，F与a总同向瞬时性a与F对应同一时刻，即a为某时刻的加速度时，F为该时刻物体所受的合外力因果性F是产生加速度a的原因，加速度a是F作用的结果同一性有三层意思：(1)加速度a是相对同一个惯性系的(一般指地面)；(2)Fma中，F、m、a对应同一个物体或同一个系统；(3)Fma中
6、，各量统一使用国际单位独立性(1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足Fma；(2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和；(3)力和加速度在各个方向上的分量也满足Fma即Fxmax，Fymay2 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图53中能正确描述F与a之间关系的图像是()图53式题1 (牛顿第二定律的瞬时性与矢量性)如图54所示，在质量为m的物体上加一个竖直向上的拉力F，使物体以加速度a竖直向上做匀加速运动，若不计阻力，下面说法正确的是()图54
7、A若拉力改为2F，则物体加速度为2a，方向向上B若质量改为，则物体加速度为2a ，方向向上C若质量改为2m，则物体加速度为，方向向下D若质量改为，拉力改为，则物体加速度不变式题2 (应用牛顿第二定律动态分析)2015漳州八校联考 如图55所示，一木块在光滑水平面上受到一个恒力F作用而运动，前方固定一个轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是()图55A将立即做匀减速直线运动B将立即做变减速直线运动C在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大D在弹簧处于最大压缩量时，木块的加速度为零式题3 (多选)(牛顿第二定律的瞬时性)2015海南卷 如图56所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c
8、之间用完全相同的轻弹簧S1和S2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a1，S1和S2 相对于原长的伸长分别记为l1和l2，重力加速度大小为g，在剪断的瞬间()图56Aa13g Ba10Cl12l2 Dl1l2式题4 (牛顿第二定律的独立性)如图57所示，车内绳AB与绳BC拴住一小球，BC水平，车由原来的静止状态变为向右加速直线运动，小球仍处于图中所示的位置，则()图57AAB绳、BC绳拉力都变大BAB绳拉力变大，BC绳拉力变小CAB绳拉力变大，BC绳拉力不变DAB绳拉力不变，BC绳拉力变大 注意事项1作用在物体上的每一个力都将独立地
9、产生各自的加速度，合外力产生的加速度即是这些加速度的矢量和；2.关于牛顿第二定律的瞬时性，主要考查轻绳和轻弹簧关于力的突变对比；3.牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的牛顿第一定律是物体不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律，牛顿第二定律的意义在于力是如何改变物体运动状态的考点三对牛顿第三定律的理解比较相互作用二力平衡方向_大小大小相等大小相等受力物体_力的性质_同时性_叠加性两力作用效果_求合力两力作用效果_求合力3 (多选)2016海阳一中模拟 北京时间2015年7月25日20时29分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙/远征一号”运载火箭
10、成功将两颗新一代北斗导航卫星发射升空，两颗卫星准确送入预定轨道，标志着北斗卫星导航系统向全球覆盖的建设目标迈出坚实一步下面关于导航卫星与火箭起飞的情形，叙述正确的是()A卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力B运载火箭尾部向下喷气，喷出的气体对火箭产生反作用力，火箭获得向上的推力C运载火箭尾部喷出的气体对空气产生作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力D运载火箭飞出大气层后，由于没有空气，火箭虽向下喷气，但也无法获得前进的动力式题1 (作用力和反作用力的性质)2015温州十校联考 如图58所示，甲、乙两人在冰面上进行特殊的“拔河”运动两人中间位置处有一分界线，约定先使对
11、方过分界线者为赢若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是()图58A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利式题2 (多选)(应用牛顿第三定律转换研究对象)两个物体A、B，其重力分别为GA15 N，GB40 N，现用轻质细绳将两物体通过两个定滑轮分别连接在同一弹簧测力计(不计重力)的两端，如图59所示，B物体放置于水平地面，当整个系统处于静止状态时()图59A测力计示数为25 NB测力计示数为15 NC地面受到的压力为25 ND地面受到的压力
12、为15 N 注意事项区分一对相互作用力与一对平衡力是牛顿第三定律问题的重点，平衡力是同一物体受到的一对力，其作用效果可以抵消，相互作用力是两个不同物体受到的一对力，二力分别作用在不同物体上，其作用效果不能抵消；牛顿第三定律的重要作用之一是转换研究对象，当根据已知条件无法直接求得物体受到的某作用力时，可以根据牛顿第三定律，先求得该力的反作用力第5讲牛顿运动定律的理解【教材知识梳理】核心填空一、1.匀速直线2(1)匀速直线(2)质量质量质量二、1.作用力(或合力)相同2.Fma3(1)惯性(2)宏观三、1.相等相反2.方向相反四、时间千克秒米易错判断(1)()牛顿第一定律不是实验定律，它是在可靠的
13、实验事实基础上采用科学的逻辑推理得出的结论(2)()牛顿第一定律提出了物体不受外力作用时，将处于静止状态或匀速直线运动状态(3)()伽利略的理想实验证明了物体的运动不需要力来维持(4)()使质量为1 kg的物体产生1 m/s2加速度需要的力是1 N(5)()由牛顿第二定律，合外力与加速度有瞬时对应关系(6)()根据牛顿第二定律，加速度的方向总与作用在物体上的合力方向相同(7)()惯性是物体保持静止或匀速直线运动状态的性质，物体受到外力时惯性表现为抵抗运动状态的变化(8)()由于作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上，因而它们之间是无法求合力的，故它们的作用效果根本不能相互抵消【考点互动探究
14、】考点一对牛顿第一定律的理解例1BD解析 油滴未滴落时具有与车厢相同的初速度，油滴落下时在水平方向上相对于车厢有水平向右的加速度a，落地时间为t，运动的距离为sat2，则油滴落在O点右方，与O点距离为s.选项B、D正确变式题1A解析 惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，选项A正确；根据惯性定律可知，没有力的作用时，物体将保持原来的运动状态，即静止状态或者匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆轨道上的运动是变速运动，是在万有引力作用下的运动，选项C错误；运动的物体如果不受力的作用，将保持原来的运动状态，即继续以同一速度沿着同一直线运动，选项D错误变式题2B解析 根据牛顿第一定律，小球在水平方向
15、不受外力，所以在水平方向运动状态不变，只能沿竖直方向运动，故B选项正确考点二对牛顿第二定律的理解例2C解析 由牛顿第二定律有：Fmgma，可得：Fmamg，即F是a的一次函数，且截距为正，选项C正确变式题1D解析 根据题意由牛顿第二定律得Fmgma，解得ag，据此可知：若拉力改为2F，物体加速度为a1g2a，选项A错误；若质量改为，物体加速度a2g2a，选项B错误；若质量改为2m，物体加速度a3g，选项C错误；若质量改为，拉力改为，物体加速度a4ga，选项D正确变式题2C解析 木块接触弹簧到弹簧处于最大压缩量过程中，弹力从零开始逐渐增大，所以木块受到的合力先向左，合力的大小逐渐减小，根据牛顿第
16、二定律，木块的加速度向左，加速度逐渐减小，当木块所受弹力和恒力F大小相等时合力为零，加速度减小为零，此时木块速度最大；此后木块继续向左运动，弹力继续增大，合力向右，加速度方向向右(改变)，加速度大小逐渐增大，速度逐渐减小为零，弹簧处于最大压缩量时，木块的加速度不为零选项C正确变式题3AC解析 以a、b、c整体为研究对象，绳子拉力F3mg，以b、c整体为研究对象，弹簧S1的弹力为F1kl12mg，以c为研究对象，弹簧S2的弹力为F2kl2mg，剪断绳子瞬间，对a，mgF1ma1，可得a13g，在剪断细线瞬间，弹簧的伸长来不及改变，则F12F2，l12l2，选项A、C正确变式题4D解析 如图所示，
17、车加速时，球的位置不变，则AB绳拉力沿竖直方向的分力仍为FT1cos ，且等于重力G，即FT1，故FT1不变向右的加速度只能是由BC绳上增加的拉力提供，故FT2增加，选项D正确考点三对牛顿第三定律的理解方向相反、作用在同一条直线上方向相反、作用在同一条直线上两个相互作用的物体上同一物体上一定是同性质的力性质不一定相同一定同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失不可可以例3AB解析 卫星进入轨道后，卫星与地球之间依然存在着相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，故选项A正确；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
18、出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层，是否在空气中飞行无关，所以选项B正确，选项C、D错误变式题1C解析 两个物体之间产生的相互作用是一对作用力和反作用力，所以甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，而平衡力是同一物体受到的两个力，物体处于平衡状态时，这两个力是一对平衡力，选项A、B错误；若甲的质量比乙大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，选项C正确；收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，故选项D错误变式题2BC解析 对物体A受力分析，A受竖直向下的重力GA
19、和竖直向上的细绳弹力F作用，根据共点力的平衡条件知，FAGA15 N；根据牛顿第三定律，细绳对弹簧的拉力大小为15 N，所以弹簧测力计的示数为15 N；细绳对B的拉力也为15 N，对B受力分析，物体B受竖直向上的拉力FB，竖直向上的地面的支持力FN，竖直向下的重力GB作用，三个力的合力为零，则地面的支持力FNGBFB40 N15 N25 N；根据牛顿第三定律，B对地面的压力与地面对B的支持力大小相等，即B对地面的压力为25 N选项B、C正确【教师备用习题】1如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时()AA与B之
20、间有相互作用力BA对B的作用在先，B对A的作用在后CB对A的作用力小于A对B的作用力DA对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力解析 AA推B时A与B之间有相互作用力，根据牛顿第三定律可知A对B的作用力和B对A的作用力同时产生，大小相等，分别作用在B和A上，选项A正确，选项B、C、D错误2如图所示为阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承摩擦、绳与滑轮间的摩擦初始时两人均站在水平地面上；当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮处下列说法正确的是()A若甲的质量较大，则乙先到达滑轮B若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮C若甲、乙质量相同，则乙先
21、到达滑轮D若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮解析 A甲、乙两人所受的向上的拉力大小相等，由牛顿第二定律可知质量较小的人会获得较大的加速度，先到达滑轮处，选项A正确3(多选)沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计)如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动，那么，下列说法中正确的是()A在加速向下运动时，人对沼泽地的压力小于人的重力B在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于人的重力C在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力D在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小
22、总是等于沼泽地对人的支持力大小解析 AD人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知，无论人加速下陷还是减速下陷，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力大小总是相等的，选项C错误，选项D正确加速下降时，人的重力大于沼泽地对人的支持力，减速下降时，人的重力小于沼泽地对人的支持力，选项A正确，选项B错误4(多选)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是()A物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大B物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零C物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大D物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可
23、能为零解析 CD物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关，选项C、D正确，A、B错误5(多选)如图所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落在小球下落的全过程中，下列说法中正确的是()A小球刚接触弹簧瞬间速度最大B从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C从小球接触弹簧到到达最低点，小球的速度先增大后减小D从小球接触弹簧到到达最低点，小球的加速度先减小后增大解析 CD根据牛顿第二定律，小球的加速度大小和方向取决于小球受到的合外力从接触弹簧到到达最低点，弹力从零开始逐渐增大，而小球的重力不变，所以小球受到的合力方向向
24、下，合力的大小逐渐减小，因此小球的加速度逐渐减小，当小球所受弹力和重力大小相等时合力为零，加速度减小为零，此时小球速度最大；此后小球继续下落，弹力继续增大，合力向上，加速度方向改变为向上，加速度大小增大，速度减小，当速度减小为零时，小球停止下落6(多选)2015湖北模拟如图所示，质量为m的小球穿在足够长的水平固定直杆上处于静止状态，现对小球同时施加水平向右的恒力F0和竖直向上的力F，使小球从静止开始向右运动，其中竖直向上的力F大小始终与小球的速度成正比，即Fkv(图中未标出)已知小球与杆间的动摩擦因数为，下列说法中正确的是()A小球先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速运动，直到最后做匀速运动B小球先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动直到静止C小球的最大加速度为D小球的最大速度为解析 ACD刚开始运动时，根据牛顿第二定律得，F0(mgkv)ma1，加速度 a1，随着速度v增大加速度增大，当速度v增大到kvmg后，加速度大小为a2，随着速度v增大加速度减小，当a2减小到0时，小球做匀速运动，故选项A正确，B错误；当阻力为零时，加速度最大，故小球的最大加速度为，选项C正确；当加速度为零时，小球的速度最大，此时有a20，故最大速度为v，故选项D正确
