第三章牛頓運動定律考綱要求TOC\o"1-5"\h\z牛頓第一定律，慣性 II牛頓第二定律，質(zhì)量 II牛頓第三定律 II牛頓力學的適用范圍 I牛頓定律的應(yīng)用 II超重和失重 I知識網(wǎng)絡(luò)：單元切塊：按照考綱的要求，本章內(nèi)容可以分成三部分，即：牛頓第一定律、慣性、牛頓第三定律；牛頓第二定律；牛頓運動定律的應(yīng)用。其中重點是對牛頓運動定律的理解、熟練運用牛頓運動定律分析解決動力學問題。難點是力與運動的關(guān)系問題?！?牛頓第一定律慣性牛頓第三定律教學目標：理解牛頓第一定律、慣性；理解質(zhì)量是慣性大小的量度理解牛頓第三定律，能夠區(qū)別一對作用力和一對平衡力掌握應(yīng)用牛頓第一定律、第三定律分析問題的基本方法和基本技能教學重點：理解牛頓第一定律、慣性概念教學難點：慣性教學方法：講練結(jié)合，計算機輔助教學教學過程：一、牛頓第一定律牛頓第一定律（慣性定律）：一切物體總是保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這個定律有兩層含義：（1） 保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)是物體的固有屬性；物體的運動不需要用力來維持（2） 要使物體的運動狀態(tài)（即速度包括大小和方向）改變，必須施加力的作用，力是改變物體運動狀態(tài)的原因點評：①牛頓第一定律導出了力的概念力是改變物體運動狀態(tài)的原因。（運動狀態(tài)指物體的速度）又根據(jù)加速度定義：。―互，有速度變化就一a—At定有加速度，所以可以說：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。（不能說“力是產(chǎn)生速度的原因”、“力是維持速度的原因”，也不能說“力是改變加速度的原因”。）②牛頓第一定律導出了慣性的概念一切物體都有保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)，這就是慣性。慣性反映了物體運動狀態(tài)改變的難易程度（慣性大的物體運動狀態(tài)不容易改變）。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。③牛頓第一定律描述的是理想化狀態(tài)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在的。物體不受外力和物體所受合外力為零是有區(qū)別的，所以不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F=0時的特例。慣性：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)。對于慣性理解應(yīng)注意以下三點：（1） 慣性是物體本身固有的屬性，跟物體的運動狀態(tài)無關(guān)，跟物體的受力無關(guān)，跟物體所處的地理位置無關(guān)（2） 質(zhì)量是物體慣性大小的量度，質(zhì)量大則慣性大，其運動狀態(tài)難以改變（3） 外力作用于物體上能使物體的運動狀態(tài)改變，但不能認為克服了物體的慣性【例1】下列關(guān)于慣性的說法中正確的是物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性物體只有受外力作用時才有慣性物體的運動速度大時慣性大物體在任何情況下都有慣性解析：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運動狀態(tài)及受力情況無關(guān)，故只有D項正確。點評：處理有關(guān)慣性問題，必須深刻理解慣性的物理意義，拋開表面現(xiàn)象，抓住問題本質(zhì)。【例2】關(guān)于牛頓第一定律的下列說法中，正確的是牛頓第一定律是實驗定律牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因慣性定律與慣性的實質(zhì)是相同的物體的運動不需要力來維持解析：牛頓第一定律是物體在理想條件下的運動規(guī)律，反映的是物體在不受力的情況下所遵循的運動規(guī)律，而自然界中不受力的物體是不存在的.故A是錯誤的?慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律（即牛頓第一定律）則反映物體在一定條件下的運動規(guī)律，顯然C不正確.由牛頓第一定律可知，物體的運動不需要力來維持，但要改變物體的運動狀態(tài)則必須有力的作用，答案為B、D【例3】在一艘勻速向北行駛的輪船甲板上，一運動員做立定跳遠，若向各個方向都用相同的力，則（）向北跳最遠向南跳最遠向東向西跳一樣遠，但沒有向南跳遠無論向哪個方向都一樣遠解析：運動員起跳后，因慣性其水平方向還具有與船等值的速度，所以無論向何方跳都一樣。因此應(yīng)選答案D。點評：此題主要考查對慣性及慣性定律的理解，解答此題的關(guān)鍵是理解運動員起跳過程中，水平方向若不受外力作用將保持原有勻速運動的慣性，從而選出正確答案【例4】某人用力推原來靜止在水平面上的小車，使小車開始運動，此后改用較小的力就可以維持小車做勻速直線運動，可見（ ）力是使物體產(chǎn)生運動的原因B.力是維持物體運動速度的原因力是使物體速度發(fā)生改變的原因力是使物體慣性改變的原因解析：由牛頓第一定律的內(nèi)容可知，一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止，說明一旦物體具有某一速度，只要沒有加速或減速的原因，這個速度將保持不變，根據(jù)這種第3頁共11頁觀點看來，力不是維持物體的運動即維持物體速度的原因，而是改變物體運動狀態(tài)即改變物體速度的原因，故選項C正確?！纠?】如圖中的甲圖所示，重球系于線DC下端，重球下再系一根同樣的線&4,下面說法中正確的是（ ）在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果CD線拉斷在線的A端慢慢增加拉力，結(jié)果AB線拉斷在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果AB線拉斷在線的A端突然猛力一拉，結(jié)果CD線拉斷解析：如圖乙，在線的A端慢慢增加拉力，使得重球有足夠的時間發(fā)生向下的微小位移，以至拉力72逐漸增大，這個過程進行得如此緩慢可以認為重球始終處于受力平衡狀態(tài)，即T2=71+mg，隨著71增大，72也增大，且總是上端繩先達到極限程度，故CD繩被拉斷，A正確。若在A端突然猛力一拉，因為重球質(zhì)量很大，力的作用時間又極短，故重球向下的位移極小，以至于上端繩未來得及發(fā)生相應(yīng)的伸長，T1已先達到極限強度，故AB繩先斷，選項C也正確。二、牛頓第三定律對牛頓第三定律理解應(yīng)注意：（1） 兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條上（2） 作用力與反作用力總是成對出現(xiàn).同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失（3） 作用力和反作用力在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，永遠不會抵消（4） 作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力（5） 物體間的相互作用力既可以是接觸力，也可以是“場”力定律內(nèi)容可歸納為：同時、同性、異物、等值、反向、共線區(qū)分一對作用力反作用力和一對平衡力一對作用力反作用力和一對平衡力的共同點有：大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。不同點有：作用力反作用力作用在兩個不同物體上，而平衡力作用在同一個物體上；作用力反作用力一定是同種性質(zhì)的力，而平衡力可能是不同性質(zhì)的力；作用力反作用力一定是同時產(chǎn)生同時消失的，而平衡力中的一個消失后，另一個可能仍然存在。一對作用力和反作用力一對平衡力作用對象兩個物體同一個物體作用時間同時產(chǎn)生，同時消失不一定同時產(chǎn)生或消失力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力力的大小關(guān)系大小相等大小相等力的方向關(guān)系方向相反且共線方向相反且共線一對作用力和反作用力的沖量和功一對作用力和反作用力在同一個過程中（同一段時間或同一段位移）的總沖量一定為零，但作的總功可能為零、可能為正、也可能為負。這是因為作用力和反作用力的作用時間一定是相同的，而位移大小、方向都可能是不同的?！纠?】汽車拉著拖車在水平道路上沿直線加速行駛，根據(jù)牛頓運動定律可知（）汽車拉拖車的力大于拖車拉汽車的力汽車拉拖車的力等于拖車拉汽車的力汽車拉拖車的力大于拖車受到的阻力汽車拉拖車的力等于拖車受到的阻力解析：汽車拉拖車的力與拖車拉汽車的力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律得知，汽車拉拖車的力與拖車拉汽車的力必定是大小相等方向相反的，因而B正確，A錯誤。由于題干中說明汽車拉拖車在水平道路上沿直線加速行駛，故沿水平方向拖車只受到兩個外力作用：汽車對它的拉力和地面對它的阻力。因而由牛頓第二定律得知，汽車對它的拉力必大于地面對它的阻力。所以C對，D錯?！纠?】甲、乙二人拔河，甲拉動乙向左運動，下面說法中正確的是做勻速運動時，甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等不論做何種運動，根據(jù)牛頓第三定律，甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等繩的質(zhì)量可以忽略不計時，甲乙二人對繩的拉力大小一定相等繩的質(zhì)量不能忽略不計時，甲對繩的拉力一定大于乙對繩的拉力解析：甲、乙兩人對繩的拉力都作用在繩上，即不是作用力和反作用力.故B項錯誤.做勻速運動時，繩子受力平衡，即甲、乙兩人對繩的拉力大小一定相等，故A項正確. 繩的質(zhì)量可以忽略不計時，繩子所受合力為零.故甲、乙二人對繩的拉力大小一定相等.故C項正確.繩的質(zhì)量不能忽略不計時，如果有加速度，當加速度向右時，乙對繩的拉力大于甲對繩的拉力.故D項不正確.故正確選項為AC。【例8】物體靜止在斜面上，以下幾種分析中正確的是物體受到的靜摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力物體所受重力沿垂直于斜面的分力就是物體對斜面的壓力物體所受重力的反作用力就是斜面對它的靜摩擦力和支持力這兩個力的合力物體受到的支持力的反作用力，就是物體對斜面的壓力解析：物體受到的靜摩擦力的反作用力是物體對斜面的靜摩擦力.故A錯誤.物體對斜面的壓力在數(shù)值上等于物體所受重力沿垂直于斜面的分力.故B錯誤.物體所受的重力的反作用力是物體對地球的吸引力.故C錯誤.故正確選項為D?！纠?】人走路時，人和地球間的作用力和反作用力的對數(shù)有一對 B.二對 C.三對 D.四對解析：人走路時受到三個力的作用即重力、地面的支持力和地面對人的摩擦力，力的作用總是相互的，這三個力的反作用力分別是人對地球的吸引作用，人對地面的壓力和人對地面的摩擦力，所以人走路時與地球間有三對作用力和反作用力，選C.小結(jié)：物體間的作用力和反作用力是相互的，總是成對出現(xiàn)的.【例10】物體靜止于水平桌面上，則桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力，這兩個力是一對平衡力 qP物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力 L物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同一種性質(zhì)的力物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡的力 :'耳，解析：物體和桌面受力情況如圖所示.對A選項，因物體處于平衡狀態(tài)，且Fn與G作用于同一物體，因此Fn和G是一對平衡力，故A正確.對B選項，因作用力和反作用力分別作用在兩個物體上，故B錯.對C選項，因壓力是彈力，而彈力與重力是性質(zhì)不同的兩種力，故C錯.對D選項，由于支持力和壓力是物體與桌面相互作用（擠壓）而產(chǎn)生的，因此Fn與Fn，是一對作用力和反作用力，故D錯.答案：A點評：（1）一對作用力和反作用力與一對平衡力的最直觀的區(qū)別就是：看作用點，二力平衡時此兩力作用點一定是同一物體；作用力和反作用力的作用點一定是分別在兩個物體上.（2）兩個力是否是“作用力和反作用力”的最直觀區(qū)別是：看它們是否是因相互作用而產(chǎn)生的.如B選項中的重力和支持力，由于重力不是因支持才產(chǎn)生的，因此，這一對力不是作用力和反作用力.三、針對訓練

火車在長直水平軌道上勻速行駛，坐在門窗密閉的車廂內(nèi)的一人將手中的鑰匙相對車豎直上拋，當鑰匙（相對車）落下來時（）落在手的后方 B.落在在手的前方C.落在手中 D.無法確定根據(jù)牛頓第一定律，我們可以得到如下的推論（ ）靜止的物體一定不受其它外力作用慣性就是質(zhì)量，慣性是一種保持勻速運動或靜止狀態(tài)的特性物體的運動狀態(tài)發(fā)生了改變，必定受到外力的作用力停止作用后，物體就慢慢停下來關(guān)于物體的慣性，下列說法中正確的是（ ）只有處于靜止或勻速運動狀態(tài)的物體才具有慣性只有運動的物體才能表現(xiàn)出它的慣性物體做變速運動時，其慣性不斷變化以上結(jié)論不正確伽利略的理想實驗證明了（ ）要物體運動必須有力作用，沒有力作用物體將靜止要物體靜止必須有力作用，沒有力作用物體就運動C.物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態(tài)D.物體不受外力作用時，總保持原來的勻速直線運動或靜止狀態(tài)關(guān)于慣性，下述哪些說法是正確的（ ）慣性除了跟物體質(zhì)量有關(guān)外，還跟物體速度有關(guān)物體只有在不受外力作用的情況下才能表現(xiàn)出慣性乒乓球可快速抽殺，是因為乒乓球的慣性小的緣故戰(zhàn)斗機投人戰(zhàn)斗時，必須丟掉副油箱，減小慣性以保證其運動的靈活性如圖所示，一個劈形物體M放在固定的粗糙的斜面上，上面成水平.在水平面上放一光滑小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面前的運動軌跡是（ ）沿斜面向下的直線豎直向下的直線無規(guī)則曲線拋物線關(guān)于作用力與反作用力以及相互平衡的兩個力的下列說法中，正確的是（ ）作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力作用力與反作用力大小相等，方向相反，因而可以互相抵消相互平衡的兩個力的性質(zhì)，可以相同，也可以不同相互平衡的兩個力大小相等，方向相反，同時出現(xiàn)，同時消失質(zhì)量為M的木塊靜止在傾角為。的斜面上，設(shè)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為"，則下列說法正確的是（ ）木塊受重力，斜面對它的支持力和摩擦力的作用木塊對斜面的壓力與斜面對木塊的支持力大小相等，方向相反斜面對木塊的摩擦力與重力沿科面向下的分力Mgsina大小相等，方向相反斜面對木塊的摩擦力大小可以寫成"Mgcosa下面關(guān)于慣性的說法中，正確的是運動速度大的物體比速度小的物體難以停下來，所以運動速度大的物體具有較大的慣性物體受的力越大，要它停下來就越困難，所以物體受的推力越大，則慣性越大物體的體積越大，慣性越大物體含的物質(zhì)越多，慣性越大關(guān)于作用力與反作用力，下列說法中正確的有物體相互作用時，先有作用力，后有反作用力作用力與反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上，因而這二力平衡作用力與反作用力可以是不同性質(zhì)的力，例如，作用力是彈力，其反作用力可能是摩擦力D.作用力和反作用力總是同時分別作用在相互作用的兩個物體上（2002年春上海大綜試題）根據(jù)牛頓運動定律，以下選項中正確的是人只有在靜止的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，才會落在車廂的原來位置人在沿直線勻速前進的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方人在沿直線加速前進的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方人在沿直線減速前進的車廂內(nèi)，豎直向上高高跳起后，將落在起跳點的后方12.關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是只有處于靜止或勻速直線運動的物體才具有慣性只有運動的物體才能表現(xiàn)出它的慣性物體做變速運動時，其慣性不斷變化以上說法均不正確下列現(xiàn)象中能直接由牛頓第一定律解釋的是豎直上升的氣球上掉下的物體，仍能繼續(xù)上升一定高度后才豎直下落水平勻速飛行的飛機上釋放的物體，從飛機上看是做自由落體運動水平公路上運動的卡車，速度逐漸減小直至停止用力將完好的雞蛋敲碎14.火車在平直軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回車上原處，這是因為人跳起時，車廂內(nèi)的空氣給他以向前的力，帶著他隨同火車一起向前運動人跳起瞬間，車廂地板給他一個向前的力，推動他隨同火車一起向前運動人跳起后，車在繼續(xù)向前運動，所以人落下必定偏后一些，只是由于時間很短，偏后距離太小，不明顯而已人跳起后直到落地，在水平方向上保持與車相同的速度15.大人拉小孩，下列說法正確的是當小孩被大人拉走時，大人拉力大于小孩拉力當小孩賴著不動時，大人拉力大于小孩的拉力不管什么情況下，大人拉力總大于小孩的拉力，因為大人的力氣總比小孩大不管什么情況下，大人拉力與小孩拉力大小相等參考答案：C 2.C 3.D4.D 5.CDB小球光滑，因此在水平方向不受力，當小球脫離劈形物后，只受重力，因而小球做自由落體運動直到碰到斜面.因而小球的運動軌跡是豎直向下的直線.AC8.ABC9.D10.D 11.C12.DAB水平公路上運動的卡車，速度逐漸減小直至停止，是因為受到地面對它的摩擦力.所以C錯誤.用力將完好的雞蛋打碎，是因為雞蛋在外力作用下發(fā)生了形變.因而D錯誤.D人跳起后，因慣性在水平方向人與車始終有相同的速度，所以落回原處.故選項D正確.D大人拉力與小孩拉力是一對作用力和反作用力.根據(jù)牛頓第三定律，物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，故不管在什么情況下，大人拉力與小孩拉力大小都相等.附：牛頓第一定律的實驗驗證不能用實驗直接驗證因為不受力的實驗只能是理想實驗，是無任何實驗誤差的思維實驗.嚴格來說“不受力”的條件真實實驗不能滿足，只能靠思維的邏輯推理去把握.根本的方法是實驗的間接驗證.即用實驗多次驗證牛頓第一定律或它與其他原理共同的邏輯推論的正確性.邏輯論證僅僅是輔助方法逐步減小真實實驗中物體在運動方向上的受力，令其逐步為零，則用外推法推論：如果受力等于零，則物體會做勻速直線運動.即牛頓第一定律的表述是令人可信的.口這種邏輯論證的實質(zhì)不過是為牛頓第一定律又提供了幾種理想實驗的基礎(chǔ)，因此不能做為實驗檢驗的根本標準.牛頓生平牛頓SirIsaacNewton(1642?1727)是偉大的英國物理學家和數(shù)學家。他出生于林肯郡伍爾索普的一個農(nóng)村家庭，恰與伽利略的去世是同年。牛頓是遺腹子，又是早產(chǎn)兒，先天不足，出生時體重只有3磅，差點夭折。他兩歲時母親改嫁，靠外祖母撫養(yǎng)。牛頓小學時期，體弱多病，性格靦腆，有些遲鈍，學習成績不佳。但他意志堅強，有不服輸?shù)膭蓬^。據(jù)說，一次班上功課第一的“小霸王”欺侮他，踢了他的肚子一腳。牛頓被迫鼓起勇氣與他較量，同時暗下決心在功課上一定要超過小霸王。他告誡自己說：“無論做什么事情，只要肯努力，是沒有不成功的?！苯?jīng)過刻苦努力，牛頓超過了小霸王，一躍而成為全班第一。牛頓12歲進金格斯中學上學。那時他喜歡自己設(shè)計風箏、風車、日規(guī)等玩意。他制作的一架精巧的風車，別出心裁，內(nèi)放老鼠一只，名曰“老鼠開磨坊”，連大人看了都贊不絕口?？?656年牛頓繼父去世，母親讓牛頓停學務(wù)農(nóng)，但他學習入迷，經(jīng)常因看書思考而誤活。在舅舅的關(guān)懷下，1661年，他進入劍橋大學三一學院學習，得到著名數(shù)學家巴羅的賞識和指導。他先后鉆研了開普勒的《光學※歐幾里得的《幾何學原本》等名著。1665年大學畢業(yè)，成績平平。這年夏天倫敦發(fā)生鼠疫，牛頓暫時離開劍橋，回到伍耳索普鄉(xiāng)下待了18個月。這18個月竟為牛頓一生科學的重大發(fā)現(xiàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)。1667年牛頓返回劍橋大學，進三一學院攻讀研究生，1668年獲得碩士學位。次年巴羅教授主動讓賢，并推薦牛頓繼任“盧卡斯自然科學講座”的數(shù)學教授。時年牛頓27歲，從此在劍橋一待30年，16