必修1 第三章 第1讲.doc

[高考导航]考点内容要求高考(全国卷)三年命题情况对照分析牛顿运动定律及其应用Ⅱ201620172018命题分析超重和失重Ⅰ卷Ⅰ·T18：牛顿第二定律的理解和应用卷Ⅲ·T22：验证牛顿第二定律拓展实验卷Ⅲ·T25：滑块—木板模型(两个滑块)卷Ⅰ·T15：F－x图像、牛顿第二定律的应用高考命题既有选择题，又有计算题，命题热点是牛顿第二定律及应用，选择题多与图像结合，计算题多与运动学规律结合，试题难度中等。

单位制Ⅰ实验四：验证牛顿运动定律第1讲牛顿运动定律知识排查牛顿第一定律惯性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：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。

2.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，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关。

牛顿第二定律力学单位制1.牛顿第二定律(1)内容：物体加速度的大小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。

(2)表达式：F＝ma。

(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。

②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况。

2.力学单位制(1)单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

(2)基本单位：基本物理量的单位。

基本物理量共七个，其中力学有三个，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒。

(3)导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

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′。

小题速练1.思考判断(1)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。

()(2)飞跑的运动员，由于遇到障碍物而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态。

()(3)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。

()(4)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。

()答案(1)×(2)√(3)×(4)√2.(多选)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，则下列说法正确的是()图1A.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BCD3.(多选)在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合外力的大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是()A.a＝1.20.12m/s2＝120 m/s2B.a＝1.2×10－20.12m/s2＝1.2 m/s2C.F＝500×1.2 N＝600 ND.F＝0.5×1.2 N＝0.60 N答案BD4.(多选)[教科版必修1·P83·发展空间]如图2所示，大人很轻松地就能将小孩拉过来，这能说明大人拉小孩的力就比小孩拉大人的力大吗？用两个力传感器与计算机相连，显示出这两个力的变化情况，下列说法正确的是()图2A.作用力与反作用力大小时刻相等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同时变化D.作用力与反作用力方向相反答案ACD牛顿第一定律的理解和应用1.与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。

力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。

牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。

2.惯性的两种表现形式(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)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不变(静止或匀速直线运动)。

1.(2019·浙江舟山模拟)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解析牛顿第一定律揭示运动和力的关系，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，故B正确。

答案 B2.如图3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。

当小车遇到障碍物而突然停止运动时，车上的木块将()图3A.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解析车停止前，木块和小车一起做匀速直线运动，并且木块和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于木块在光滑的接触面上，因此木块由于惯性，还要保持原来的速度向左做匀速直线运动，故D正确。

答案 D3.牛顿第一定律是建立在理想斜面实验基础上，经抽象分析推理得出的结论，它不是实验定律。

利用如图4所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿水平面滑动。

水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()图4A.如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动或静止状态B.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变C.如果水平面光滑，小球将沿着水平面一直运动下去D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小解析由题意，水平面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料时，小球沿水平面滑动到的最远位置依次为1、2、3。

可知摩擦力越小，则小球滚得越远，由此得出的结论是如果水平面光滑，小球受到的合外力为0，则小球将沿着水平面一直运动下去，故选项C符合题意。

其他结论不是本实验直接得出的。

答案 C牛顿第二定律的理解1.牛顿第二定律的性质2.合力、加速度、速度的关系(1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。

(2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。

(3)a＝ΔvΔt是加速度的定义式，a与v、Δv无直接关系；a＝Fm是加速度的决定式。

【例1】据国外媒体报道，欧洲最大的直升机公司计划研制一款X3型高速直升机。

该公司已完成X3型直升机原型机的首次试飞。

设X3型直升机原型机的质量为m，某次试飞时，主旋翼提供大小为2mg向上的升力，每个向前螺旋推进器提供大小为mg、方向向前的推力。

不考虑空气的阻力影响，下列说法正确的是()图5A.该直升机原型机可能处于平衡状态B.该直升机原型机以加速度g做匀加速直线运动C.空气对直升机原型机的作用力为22mgD.空气对直升机原型机的作用力为4mg解析直升机原型机的受力如图所示，所受合外力大小为5mg，方向斜向右上方，加速度大小为5g，故选项A、B均错误；空气对直升机原型机的作用力为（2mg）2＋（2mg）2＝22mg，故选项C正确，D错误。

本题也可以由水平方向的加速度a x＝2g和竖直方向的加速度a y＝g合成得到原型机的加速度a＝a2x＋a2y＝5g。

答案 C1.关于速度、加速度和合外力之间的关系，下述说法正确的是()A.做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的B.做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C.物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快D.物体所受合外力为零时，一定处于静止状态解析做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知：它所受合外力是恒定不变的，故A正确；由牛顿第二定律可知加速度与合外力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，速度不一定为零，故D错误。

答案 A2.如图6，顶端固定着小球的直杆固定在小车上，当小车向右做匀加速运动时，球所受合外力的方向沿图中的()图6A.OA方向B.OB方向C.OC方向D.OD方向解析据题意可知，小车向右做匀加速直线运动，由于球固定在杆上，而杆固定在小车上，则三者属于同一整体，根据整体法和隔离法的关系分析可知，球和小车的加速度相同，所以球的加速度也应该向右，故选项D 正确。

答案 D3.(多选)某物体在光滑的水平面上受到两个恒定的水平共点力的作用，以10 m/s 2的加速度做匀加速直线运动，其中F 1与加速度的方向的夹角为37°，某时刻撤去F 1，此后该物体( )A.加速度可能为5 m/s 2B.速度的变化率可能为6 m/s 2C.1 s 内速度变化大小可能为20 m/sD.加速度大小一定不为10 m/s 2解析 设物体的质量为m ，根据牛顿第二定律F 合＝ma ＝10m ，F 1与加速度方向的夹角为37°，根据几何知识可知，F 2有最小值，最小值为F 2m ＝F 合sin 37°＝6m 。

所以当F 1撤消后，合力的最小值为F min ＝6m ，此时合力的取值范围为6m ≤F 合，所以最小的加速度为a min ＝F min m ＝6 m/s 2，故A 、D 错误；速度变化率Δv Δt ＝a ，可能为6 m/s 2，故B 正确；由Δv ＝at 知，1 s 内速度变化大小可能为20 m/s ，故C 正确。

答案 BC牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”(1)六同：大小相同、性质相同、同一直线、同时产生、同时变化、同时消失。

(2)三异：方向相反、不同物体、不同效果。

(3)二无关：与物体的运动状态无关、与物体是否受其他力无关。

2.一对平衡力与作用力、反作用力的不同点名称一对平衡力作用力与反作用力项目作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是()图7A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力解析绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；儿童从井内加速向上运动的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律知绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，故B正确；消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力，故C正确；消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。