内容正文:
第三单元 运动与力的关系
课程标准
核心考点
1.通过实验,探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系.理解牛顿运动定律,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.通过实验,认识超重和失重现象
2.了解单位制在物理学中的重要意义.知道国际单位制中的力学单位
牛顿运动定律及其应用
超重和失重
传送带、滑块—木板类模型
实验:探究加速度与物体受力、
物体质量的关系
第7讲 牛顿第一定律、牛顿第二定律
第7讲 牛顿第一定律、牛顿第二定律
考点一 牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容:一切物体总保持 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 ,因此牛顿第一定律又被叫作 定律.
②揭示了运动和力的关系:力不是 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 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 ,质量小的物体惯性 .
(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 .
【辨别明理】
1.牛顿第一定律是实验定律. ( )
2.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小. ( )
3.物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态. ( )
例1 [2025·辽宁鞍山一中三模] 伽利略在研究力和运动的关系时,为了阐明自己的观点,设计了如图所示的实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面.如果没有摩擦,小球将到达原来的高度.如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长.由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去.下列说法中正确的是 ( )
A.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现
C.“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象
D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化,从而揭示现象本质的研究方法
[反思感悟]
例2 人在处于一定运动状态的车厢内竖直向上跳起,下列分析人的运动情况的选项中正确的是 ( )
A.只有当车厢处于静止状态,人才会落回跳起点
B.若车厢沿直线水平匀速前进,人将落在跳起点的后方
C.若车厢沿直线水平加速前进,人将落在跳起点的后方
D.若车厢沿直线水平减速前进,人将落在跳起点的后方
[反思感悟]
考点二 牛顿第二定律
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 ,跟它的质量成 ,加速度的方向跟作用力的方向 .
(2)表达式:F= .
(3)对牛顿第二定律的理解
2.合力、加速度、速度之间的决定关系
(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体都有加速度.
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝.
(3)合力与速度同向时,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动.
【辨别明理】
1.物体加速度的方向一定与物体所受合力的方向相同. ( )
2.由m=可知,物体的质量与其所受的合力成正比,与其运动的加速度成反比. ( )
3.可以利用牛顿第二定律确定高速电子的运动情况. ( )
4.物体所受的合力减小,则加速度一定减小,而速度不一定减小. ( )
例3 如图所示,一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动,前方固定一轻质弹簧,当木块接触弹簧后,下列判断正确的是 ( )
A.木块将立即做匀减速直线运动
B.木块仍将加速运动一段时间
C.当弹簧弹力大小等于恒力F时木块速度为零
D.当弹簧处于最大压缩状态时木块加速度为零
[反思感悟]
例4 如图所示,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L.一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直.当两球运动至二者相距L时,它们加速度的大小均为 ( )
A. B.
C. D.
[反思感悟]
例5 (多选)[2023·全国甲卷] 用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙.甲、乙两物体运动后,所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示.由图可知 ( )
A.m甲<m乙
B.m甲>m乙
C.μ甲<μ乙
D.μ甲>μ乙
[反思感悟]
考点三 单位制
1.单位制: 单位和 单位一起组成了单位制.
2.基本单位:基本量的单位.国际单位制中基本量共七个,其中力学范围内有三个,是 、 、 ,基本单位分别是 、 、 .
3.导出单位:由基本量根据 推导出来的其他物理量的单位.
4.国际单位制的基本单位
物理量名称
物理量符号
单位名称
单位符号
长度
l
米
m
质量
m
千克(公斤)
kg
时间
t
秒
s
电流
I
安[培]
A
(续表)
物理量名称
物理量符号
单位名称
单位符号
热力学温度
T
开[尔文]
K
物质的量
n,(ν)
摩[尔]
mol
发光强度
I,(Iv)
坎[德拉]
cd
例6 (多选)[2025·四川卷] 若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示,则下列各式可能表示能量的是 ( )
A. B.
C. D.
[反思感悟]
学科网(北京)股份有限公司
$
第三单元 运动与力的关系
第7讲 牛顿第一定律、牛顿第二定律
例1 D [解析] 当右侧斜面倾角变为0°时,忽略摩擦力的影响,小球将一直运动下去,伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”,故A错误;没有摩擦,绝对光滑的轨道,无论通过什么工艺都不能实现,故B错误;由于没有绝对光滑的轨道,故“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验观察不到的现象,故C错误;伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在,影响物体运动的摩擦力去掉,抓住事物的本质,这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想,也是揭示现象本质的重要研究方法之一,故D正确.
例2 C [解析] 人在跳起前与车厢的运动状态相同,竖直向上跳起后向上做竖直上抛运动,由于惯性,同时在车厢运动方向保持离开车厢时的运动状态不变,如果车厢运动状态一直不变,(静止或匀速)人都会落回跳起点,如果车厢的运动状态发生变化,则人不会落回跳起点,A、B错误;若车厢沿直线水平加速前进,人跳起后在水平方向受力平衡,将做匀速直线运动,向上做竖直上抛运动,人相对于车厢滞后,人将落在跳起点的后方,C正确;若车厢沿直线水平减速前进,人跳起后在水平方向受力平衡,将做匀速直线运动,向上做竖直上抛运动,车厢沿直线水平速度减小,人相对于车厢超前,人将落在跳起点的前方,D错误.
例3 B [解析] 当木块接触弹簧后,恒力F先大于弹簧的弹力,后小于弹簧的弹力,随着弹力的增大,加速度先减小后增大,故先做加速度减小的变加速运动,后做加速度增大的变减速运动,当弹簧弹力大小等于恒力F时,木块的速度最大,加速度为零,故B正确,A、C错误;在弹簧处于最大压缩状态时,木块速度为零,此时弹簧的弹力大于恒力F,加速度不为零,故D错误.
例4 A [解析] 当两球运动至二者相距L时,如图所示,由几何关系可知sin θ==,cos θ=,设轻绳拉力为FT,则2FTcos θ=F,解得FT=F,对其中任一球由牛顿第二定律可得FT=ma,解得a=,故A正确,B、C、D错误.
例5 BC [解析] 由牛顿第二定律得F-Ff=ma,变形可得F=ma+μmg,根据图线可知甲的图线的斜率大于乙的图线的斜率,即m甲>m乙,根据图线可知μ甲m甲g=μ乙m乙g,得μ甲<μ乙,故B、C正确.
例6 AC [解析] 根据题意可知的单位为=kg·(m/s)2,结合动能公式Ek=mv2可知kg·(m/s)2为能量单位,故A正确;同理的单位为=kg2·m/s2,根据F=ma可知kg·m/s2为力的单位,故可知kg2·m/s2为力与质量的乘积的单位,故不是能量的单位,故B错误;的单位为=kg·(m/s)2,根据前面A选项分析可知该单位为能量单位,故C正确;的单位为=,不是能量单位,故D错误.
第7讲 牛顿第一定律、牛顿第二定律
考点一
【必备知识】
1.(1)匀速直线运动 (2)①惯性 惯性 ②维持 加速度
2.(2)大 小 (3)无关
【辨别明理】
1.× 2.× 3.√
考点二
【必备知识】
1.(1)正比 反比 相同 (2)ma
【辨别明理】
1.√ 2.× 3.× 4.√
考点三
【必备知识】
1.基本 导出
2.长度 质量 时间 米 千克 秒
3.物理关系
学科网(北京)股份有限公司
$