内容正文:
第三章 牛顿运动定律
近几年高考对本章内容的考查仍以概念和规律的应用为主,单独考查本章的题目多为选择题,与曲线运动、电磁学相结合的题目多为计算题(规律分析)。 以实际生活、生产和科学实验为背景,突出表现物理知识的实际应用的命题趋势较强,2023年高考复习应予以高度关注(热点锁定)。
第1讲 牛顿运动定律
【考试要求】 1.理解惯性和牛顿第一定律。2.掌握利用牛顿第一定律和牛顿第三定律分析实际问题。3.正确区分一对平衡力与一对作用力和反作用力。
备考第1步——梳理教材基础,落实必备知识
一、牛顿第一定律 惯性
1.牛顿第一定律[1]
(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,因此牛顿第一定律也叫惯性定律;②揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动状态的原因,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[2]
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关。质量是惯性大小的唯一量度。
注解[1] 牛顿第一定律并不是牛顿第二定律在加速度等于零时的特例。
注解[2] 当物体不受力或所受合力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不变;当物体受到合力不为零时,惯性表现为抗拒运动状态改变的能力。
二、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]。
(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)国际单位制中的基本单位[4]
(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。
注解[3] 应用F=ma进行计算时,各量必须使用国际单位制中的单位。
注解[4] “基本量”既可以采用国际单位制中的单位,也可以采用其他单位制中的单位,如厘米、毫米等常用单位,并且不同的单位制规定的基本量不尽相同。
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、方向相反、作用在同一条直线上[5]。
2.表达式:F=-F′。
注解[5] 可简记为:异体、等大、反向、共线。
课前热身小题
1.(多选)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性
D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动
解析:物体不受外力作用时,将保持静止或匀速直线运动状态,物体具有的保持原来运动状态不变的性质叫惯性,也可以说抵抗运动状态变化的性质是惯性,A、D正确;没有力的作用时物体处于平衡状态,即物体处于静止或匀速直线运动状态,B错误;行星在圆周轨道上做匀速圆周运动,是因为受到万有引力的作用产生向心加速度,C错误。
答案:AD
2.下列各物理量中,其国际单位属于基本单位,同时也属于矢量的是( )
A.时间 B.位移
C.质量 D.力
解析:时间、质量的单位属于国际单位制中的基本单位,但都不属于矢量,力是矢量,但力的单位是导出单位,位移是矢量,且它的国际单位m属于基本单位,B正确。
答案:B
3.(2021·广东深圳外国语学校高三月考)根据如图所示,下列描述正确的是( )
A.跳远起跳时地对人的作用力大于人对地的作用力
B.背越式跳高过栏杆时人体的重心可能低于杆的高度
C.铅球被抛出后空气阻力可以忽略,仅受重力和冲力的作用
D.投铁饼时运动员要在原地转几圈再投出去,那是为了增大铁饼的惯性
解析:跳远起跳时地对人的作用力与人对地的作用力是一对相互作用力,大小相等,故A错误;人的弹跳把重心跳起高度一定时,背跃式通过调整姿势使重心低于横杆,则同样高度重心过杆高度背跃式更高,背越式跳高过栏杆时人体的重心可能低于杆的高度,故B正确;铅球被抛出后空气阻力可以忽略,仅受重力作用,故C错误;惯性只与质量有关,所以投铁饼时运动员要在原地转几圈再投出去,不能增加惯性,故D错误。故选B。
答案:B
备考第2步——突破核心考点,提升关键能力
考点一 牛顿第一定律
【核心知识】
1.对牛顿第一定律的理解
(1)提出惯性的概念:牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。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。
(2)揭示力的本质:力是改变物体运动状