内容正文:
第一讲 牛顿运动定律
[对应学生用书P48]
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揭示了物体的固有属性:一切物体都具有惯性,因此牛顿第一定律又被叫做惯性定律;
②揭示了运动和力的关系: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。
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、方向相反、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。
关于下列四幅图叙述正确的是( )
A.图甲中,公路上对各类汽车都有限速,是因为汽车速度越大惯性越大
B.图乙中,神舟十三飞船返回地球时打开降落伞减速下降,伞绳对返回舱的作用力大于返回舱对伞绳的作用力
C.图丙伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律,是为了“冲淡”重力,便于测量运动时间
D.图丁是伽利略利用“实验+逻辑推理”的思想,来验证力是维持物体运动原因的实验装置
解析 质量是惯性大小的量度,与速度无关,故A错误;伞绳对返回舱的作用力与返回舱对伞绳的作用力是作用力和反作用力,大小一定相等,故B错误;伽利略的“斜面实验”是为了“冲淡”重力,方便测量时间,故C正确;伽利略利用理想斜面实验说明力是改变物体运动的原因,故D错误。
答案 C
[对应学生用书P49]
考点一 牛顿第一定律 惯性
1.惯性的两种表现形式
(1)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)。
(2)物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态的改变,惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态较易改变。
2.牛顿第一定律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。
(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力,力是如何改变物体运动状态的问题则由牛顿第二定律来回答。
(2)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。
1.关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是( )
A.牛顿第一定律是以伽利略的理想实验为基础的,因此可用实验来直接验证
B.牛顿第一定律中提出的物体不受外力作用的条件是不可能达到的,所以这条定律可能是错误的
C.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
D.牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括总结出来的
解析 牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出,故A错误;牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论,不能直接通过实验得出,但能接受实践的检验,故B错误;惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关,任何状态下物体都有惯性,故C错误;牛顿第一定律是在大量实验事实的基础上,通过进一步推理而概括总结出来的,故D正确。
答案 D
2.在高空中匀速飞行的轰炸机,每隔时间t投放一颗炸弹,若不计空气阻力,则投放的炸弹在空中的位置可能是选项中的(图中竖直的虚线将各图隔离)( )
解析 由于惯性,炸弹被投放后具有和飞机相同的速度,每个炸弹在水平方向都做速度与飞机相同的匀速直线运动,因此炸弹落地前排列在同一条竖直线上,且位于飞机的正下方,炸弹在竖直方向做自由落体运动,空中相邻的炸弹之间的距离随着时间增大而增大,故B正确。
答案 B
3.(2022·临沂模拟)下列关于物体惯性的说法中,正确的是( )
A.被水平抛出的小球,尽管