内容正文:
第三章 牛顿运动定律
命题探究
试题情境
1.命题分析:高考对本专题的考查以选择题为主。命题有通过运动图像提供信息,分析物体的实际运动;也有以生活中的常见现象为背景的计算题。
2.趋势分析:重点考查对牛顿运动定律的理解及灵活应用。试题联系生产、生活实际,涉及临界、极值并与图像相结合等的综合应用、对学生的理解能力、分析综合能力及应用数学方法解题的能力等要求较高。
1.生活实践类:交通安全、体育运动、娱乐活动,如汽车刹车、飞机起飞、滑雪、滑草等。
2.学习探索类:加速度测量,连接体问题,传送带问题,板块模型问题等。
第1讲 牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(2)意义
①指出了一切物体都有惯性。
②指出力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。
2.惯性
(1)特点:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关。
(2)表现形式
①在物体不受外力时,惯性表现为保持原来的运动状态。
②在物体受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度,质量越大,惯性越大,运动状态越难改变。
二、牛顿第二定律与力学单位制
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: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,是质量、长度和时间。
(3)国际单位制:国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫作国际单位制。长度、质量、时间在SI制中单位分别是m、kg和s。
(4)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。
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相等、方向相同、作用在同一条直线上。
2.意义:建立了相互作用物体之间的联系,揭示了物体间力的相互依赖关系。
3.表达式:F′=-F。
一辆货车在公路上行驶,司机突然发现前面有异常情况,紧急刹车,货车在公路上行驶一段距离后安全停车,则
(1)货车刹车后还要行驶一段距离,是因为货车具有惯性。( )
(2)货车刹车后,运动一段距离停了下来,是因为没有牵引力维持其运动。( )
(3)货车运动过程中,路面对车轮的摩擦力与车轮对路面的摩擦力等大反向。( )
(4)在结冰的路面上,货车的刹车距离变长,是因为车轮与路面间的摩擦力变小了。( )
(5)货车所受重力与水平路面对货车的支持力,是一对平衡力。( )
(6)货车加速运动时,牵引力大于阻力,若牵引力变小,则货车速度可能继续增加。( )
答案: (1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)√
考点一 对牛顿第一定律的理解
1.牛顿第一定律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,所以牛顿第一定律不是实验定律。
2.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的原因。
针对练1.(2022·山东威海统考)亚里士多德在其著作《物理学》中提道: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。牛顿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”的说法不符合牛顿观点的是( )
A.作用在物体上的力,是使物体做“受迫运动”的原因
B.一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动
C.竖直上抛的物体,因为有惯性,其速度只能连续变化,而不能突变
D.静止放入转盘上的物体向桌子边缘滑去,是由于物体受到向外的力大于转盘给物体的摩擦力
D [根据牛顿第一定律,一切物体都处于静止状态或匀速直线运动状态,作用在物体上的力,是使物体做加速运动或改变运动状态的原因,即“受迫运动”的原因,说法A符合牛顿的观点;牛顿认为一切物体都具有的“自然本性”是惯性,一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动,选项B符合牛顿的观点;竖直上抛的物体,因为有惯性,其速度只能连续变化,而不能突变,选项C符合牛顿的观点;静止放入转盘上的物体向桌子边缘滑去,是由于物体做圆周运动所需要的向心力大于转盘给物体的摩擦力,选项D不符合牛顿的观点。]
针对练2.(