内容正文:
第三章 运动和力的关系
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知识网络构建
1.理解牛顿运动定律。
2.能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。
3.通过实验,认识超重和失重现象。
4.知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要意义。
实验四:探究加速度与力、质量的关系。
第1讲 牛顿运动三定律
授课提示:对应学生用书第47页
[主干知识·梳理]
一、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)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律。
3.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:质量是物体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、牛顿第二定律及单位制
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,即相对地面静止或做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)、低速运动(远小于光速)的情况。
2.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:基本量的单位。力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间和长度,它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m)。
(3)导出单位:由基本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.牛顿第三定律的内容
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.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同。
(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生的效果不同。
(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关。
[易错易混·诊断]
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
一辆货车在公路上行驶时,司机发现前面有异常情况,紧急刹车。货车在公路上又运行了较长一段距离才停下来。
(1)由于惯性,货车有保持匀速直线运动状态的趋势,所以刹车后,货车没有立即停下来,而是又向前运行了一段距离。(√)
(2)货车承载的货物越重,惯性越大。(√)
(3)千克、秒、米、安培均为国际单位制的基本单位。(√)
(4)货车减速运动时加速度的方向与货车速度方向相反。(√)
(5)货车减速运动的加速度由地面的摩擦力提供。(√)
(6)货车的加速度与货车的质量成反比,与货车刹车时的速度成正比。(×)
(7)地面对货车的支持力与货车对地面的压力是一对平衡力。(×)
(8)车头拉货箱的力一定大于货箱拉车头的力。(×)
授课提示:对应学生用书第48页
自主探究
1.牛顿第一定律的意义
(1)明确了惯性的概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性。
(2)揭示了力的本质: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。
(3)理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态,而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中,如果物体所受的合力等于零,其效果跟不受外力作用时相同。
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.(2023·山东济南模拟)关于牛顿第一定律和惯性,下列说法中正确的是( )
A.竖直向上抛出去的物体还能够继续上升,是因为受到向上的力
B.合力为零的物体保持静止或匀速直线运动,说明牛顿第一定律是第二定律的特例
第三章 运动和力的关系高考总复习 物理C.根据牛顿第一定律,物体受力的方向与运动的方向可以相同,也可以不相同
D.运动的汽车,速度越大,就越难停下来,说明汽车的速度越大,它的惯性也越大
解析:物体能够继续上升是因为具有惯性,但惯性不是力,A错误;牛顿第一定律是物体完全不受力的理想情况,虽然跟合力为零时物体的运动状态是一样的,但这是两码事,牛顿第一定律提出了力和惯性的概念,为牛顿第二定律的建立奠定了基础,两者是并列关系,而不是包含关系,B错误;根据牛顿第一定律可知,力不是维持物体运动状态的原因,物体受力的方向与运动的方向没有任何关系,C正确;惯性的大小由物体的质量决定,D错误。
答案:C
2.如图