2019-2020年高考物理一輪復習講義 第1講 牛頓第一定律.doc

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2019-2020年高考物理一輪復習講義 第1講 牛頓第一定律 高考目標 復習指導 牛頓運動定律　牛頓定律的應(yīng)用 Ⅱ 超重和失重 Ⅰ 實驗四：驗證牛頓運動定律 1.對基本概念的理解如慣性、相互作用力、超重、失重等． 2.會用牛頓運動定律分析解決兩類典型的動力學問題． 3.綜合應(yīng)用勻變速直線運動的規(guī)律及運動圖象、運動和力的關(guān)系、牛頓運動定律進行受力分析、運動過程分析． 4.本章內(nèi)容是高考的重點，單獨考查的題目多為選擇題，與直線運動、曲線運動、電磁學等知識結(jié)合的題目多為計算題. 一、牛頓第一定律 1．內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)． 2．物理學史：物理學家對力和運動的關(guān)系觀點如下： (1)亞里士多德：必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止在一個地方． (2)伽利略：力不是維持物體運動的原因(通過理想實驗得出)． (3)笛卡兒：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來，也不偏離原來的方向． (4)牛頓：力是改變物體運動狀態(tài)的原因． 二、慣性 1．定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)． 2．量度：質(zhì)量是物體慣性大小的惟一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性?。? 三、牛頓第三定律 1．作用力與反作用力：兩個物體之間的作用總是相互的．一個物體對另一個物體施加了力，后一物體一定同時對前一物體也施加了力． 2．牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上． 1．(xx北京東城統(tǒng)一檢測)下列對運動的認識不正確的是 (　　) A．亞里士多德認為必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就靜止 B．伽利略認為如果完全排除空氣的阻力，所有的物體將下落得同樣快 C．牛頓認為力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因 D．伽利略根據(jù)理想實驗推出，若沒有摩擦，在水平面上運動的物體將保持其速度繼續(xù)運動下去 解析：對于力和運動的關(guān)系，亞里士多德認為必須有力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就要靜止下來，即力是產(chǎn)生和維持物體運動的原因，這種觀點錯誤，A項說法錯誤；伽利略通過斜面實驗分析并推理，如果完全排除空氣的阻力，所有的物體將下落得同樣快，B項說法正確；牛頓第一定律指出力不是維持物體速度的原因，而是改變物體速度的原因，C項說法正確；伽利略根據(jù)理想實驗，并通過科學推理，若沒有摩擦，在水平面上運動的物體將保持其速度繼續(xù)運動下去，D項說法正確． 答案： A 2．下列關(guān)于慣性的說法，正確的是(　　) A．只有靜止或做勻速直線運動的物體才具有慣性 B．物體運動時慣性小，靜止時慣性大 C．有的物體沒有慣性 D．兩個物體質(zhì)量相等，那么它們的慣性大小相等 解析：　 選項 剖析 結(jié)論 A 有無慣性與運動狀態(tài)無關(guān) B 慣性大小與運動狀態(tài)無關(guān) C 一切物體都有慣性 D 質(zhì)量是決定慣性大小的唯一因素 √ 答案： D 3．伽利略用兩個對接的斜面，一個斜面固定，讓小球從固定斜面上滾下，又滾上另一個傾角可以改變的斜面，斜面傾角逐漸改變至零，如圖所示．伽利略設(shè)計這個實驗的目的是為了說明 (　　) A．如果沒有摩擦，小球?qū)⑦\動到與釋放時相同的高度 B．如果沒有摩擦，物體運動時機械能守恒 C．維持物體做勻速直線運動并不需要力 D．如果物體不受到力，就不會運動 解析：在伽利略理想斜面實驗中，“小球從兩個對接的斜面中的固定斜面滾下后將滾上另一個斜面”是經(jīng)驗事實；“如果沒有摩擦小球?qū)⑦\動到與釋放時相同的高度”是推論；“減小第二個斜面的傾角小球在斜面上滑行的距離更長”也是推論；“當?shù)诙€斜面的傾角為零時，小球?qū)⒀厮矫孀鰟蛩僦本€運動而不需 要力來維持”是外推的結(jié)果．本實驗是為了否定亞里士多德的觀點，揭示物體的運動不需要力來維持，所以C正確，A、B、D均錯誤． 答案： C 4.如圖所示，將兩彈簧測力計a、b連接在一起，當用力緩慢拉a彈簧測力時，發(fā)現(xiàn)不管拉力F多大，a、b兩彈簧測力計的示數(shù)總是相等，這個實驗說明(　　) A．這是兩只完全相同的彈簧測力計 B．彈力的大小與彈簧的形變量成正比 C．作用力與反作用力大小相等、方向相反 D．力是改變物體運動狀態(tài)的原因 解析：實驗中兩彈簧測力計的拉力互為作用力與反作用力，它們一定大小相等、方向相反，選項C正確． 答案： C 5. 關(guān)于力和運動的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．物體受到力的作用才會運動 B．力使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變 C．停止用力，運動的物體就會停止 D．力是使物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的原因 解析：由牛頓第一定律可知，力的作用是使物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變，選項B正確；物體的運動不需要力來維持，選項A、C錯誤；物體保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，是物體不受力或所受合外力為零時的運動規(guī)律，并不是力作用的結(jié)果，選項D錯誤． 答案： B 1．牛頓第一定律的意義 (1)明確了慣性的概念 牛頓第一定律揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性，即物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì)． (2)揭示了力的本質(zhì) 力是改變運動狀態(tài)的原因，不是維持運動狀態(tài)的原因．例如，運動的物體逐漸減速直至停止，不是因為不受力，而是因為受到了阻力． (3)指出了不受力作用時物體的運動規(guī)律 該定律揭示了物體不受任何外力時的運動狀態(tài)：靜止或勻速直線運動狀態(tài)． 2．慣性現(xiàn)象的“三性”“兩表現(xiàn)” (1)慣性現(xiàn)象的“三性” 普遍性 一切物體都有慣性 無關(guān)性 慣性與物體運動狀態(tài)、是否受力及速度的大小無關(guān) 惟一性 質(zhì)量是慣性大小的惟一量度 (2)慣性的“兩表現(xiàn)” ①不受外力的條件下，慣性表現(xiàn)出“保持”“原來的”運動狀態(tài)． ②在受力條件下，慣性表現(xiàn)出運動狀態(tài)改變的難易程度，質(zhì)量越大，慣性越大，運動狀態(tài)越難改變． (xx課標卷)伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的實驗和理想實驗，提出了慣性的概念，從而奠定了牛頓力學的基礎(chǔ)，早期物理學家關(guān)于慣性有下列說法，其中正確的是(　　) A．物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性 B．沒有力的作用，物體只能處于靜止狀態(tài) C．行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性 D．運動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動 解析：物體的慣性指物體本身要保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)，或者說是物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質(zhì)，選項A正確；沒有力的作用，物體將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，選項B錯誤；行星在圓周軌道上做勻速圓周運動，而慣性是指物體保持靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，選項C錯誤；運動物體如果沒有受到力的作用，根據(jù)牛頓第一定律可知，物體將繼續(xù)以同一速度沿同一直線一直運動下去，選項D正確． 答案： AD 處理慣性問題的一般方法：(1)明確所要研究的物體和它原來所處的運動狀態(tài)；(2)分析當外力作用在該物體上(或外力作用在與該物體有關(guān)聯(lián)的其他物體上)時，該物體的運動狀態(tài)的變化情況；(3)再分析該物體由于慣性將保持怎樣的運動狀態(tài)，最后會出現(xiàn)什么現(xiàn)象． 1－1：一天，下著傾盆大雨．某人乘坐列車時發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了．列車進站過程中，他發(fā)現(xiàn)水面的形狀如圖中的(　　) 解析：列車進站時剎車，速度減小，而水由于慣性仍要保持原來較大的速度，所以水向前涌，液面形狀和選項C一致． 答案： C 1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)” 2．應(yīng)用牛頓第三定律時應(yīng)注意的問題 (1)定律中的“總是”二字說明對于任何物體，在任何條件下牛頓第三定律都是成立的． (2)牛頓第三定律說明了作用力和反作用力中，若一個產(chǎn)生或消失，則另一個必然同時產(chǎn)生或消失． 3．一對平衡力與一對相互作用力的比較 一對平衡力 一對相互作用力 不同點 作用在同一個物體上 分別作用在兩個不同的物體上 力的性質(zhì)不一定相同 力的性質(zhì)一定相同 不一定同時產(chǎn)生、同時消失 一定同時產(chǎn)生、同時消失 相同點 大小相等、方向相反、作用在同一直線上 (xx廣州高三檢測)物體靜止在一固定在水平地面上的斜面上，下列說法正確的是(　　) A．物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對平衡力 B．物體對斜面的摩擦力和斜面對物體的摩擦力是一對作用力和反作用力 C．物體所受重力和斜面對物體的支持力是一對作用力和反作用力 D．物體所受重力可以分解為沿斜面的力和對斜面的壓力 解析：物體對斜面的壓力和斜面對物體的支持力是一對作用力和反作用力，故A錯．物體和斜面間的摩擦力是一對作用力和反作用力，B正確．C物體所受重力與物體受的支持力，受力物體均為物體本身，故C錯．D重力可以分解為沿斜面的力和垂直斜面向下的力，故D錯． 答案： B 2－1：如圖(a)、(b)所示的兩種情景中，靜水中原先靜止的甲、乙兩船的質(zhì)量相同，兩船上的人的質(zhì)量也分別相同．現(xiàn)站在甲船上的人以同樣大小的力拉繩相同的時間t(未發(fā)生碰撞)，則 (　　) A．t秒末，兩圖中甲船的速率相同 B．t秒末，(a)圖中甲船的速率小于(b)圖中甲船的速率 C．t秒末，(b)圖中甲船的速率大于乙船的速率 D．t秒末，(a)圖中甲船的速率等于(b)圖中乙船的速率 解析：根據(jù)牛頓第三定律可知，甲船上的人對繩的拉力與繩對甲船上的人的拉力大小相等，所以兩種情況下甲船受到的拉力大小是相等的，兩種情況下甲船的加速度大小是相等的，經(jīng)過相等的時間，速率相等，故A正確、B錯誤；(b)圖中，甲、乙兩船所受的拉力大小相等，所以加速度大小相等，經(jīng)過相等的時間，速率也相等，故C錯誤、D正確． 答案： AD 糾錯是成功的秘訣 糾錯只需要將自己錯的題記下來，找出錯的原因，做出正確的答案． 1．糾錯一般為三大類 (1)糾知識性錯誤，如 ①概念理解不透徹而出錯 ②知識應(yīng)用類錯誤 (2)糾邏輯性錯誤 如：盲目套用現(xiàn)成結(jié)論出錯 (3)糾思維性錯誤 如：不能構(gòu)建正確的物理模型而出錯 2．糾錯記錄 (1)分析錯誤原因 (2)規(guī)范正確解答 (3)總結(jié)規(guī)律、方法或解題步驟 (4)做變式訓練題 對牛頓第三定律理解不透徹而出錯(知識性錯誤) 某人用繩子將一桶水從井內(nèi)向上提的過程中，不計繩子的重力，以下說法正確的是(　　) A．只有在桶勻速上升的過程中，繩子對桶的拉力才等于桶對繩子的拉力 B．不管桶勻速上升還是加速上升，繩子對桶的拉力都等于桶對繩子的拉力 C．不管桶勻速上升還是加速上升，繩子對桶的拉力都大于桶的重力 D．只要桶能上升，人對繩子的拉力就大于桶對繩子的拉力 正確解答：繩子對桶的拉力和桶對繩子的拉力是一對作用力與反作用力，不管桶勻速上升還是加速上升，大小都相等，A項錯、B項對；當桶勻速上升時，繩子對桶的拉力和桶的重力才是一對平衡力，若桶加速上升，繩子對桶的拉力才大于桶的重力，C項錯；因為不計繩子的重力，人對繩子的拉力總等于桶對繩子的拉力，D項錯． 答案： B 易錯分析：　由于對牛頓第三定律理解不到位，在討論作用力與反作用力的關(guān)系時受到了物體的運動情況的干擾而導致錯解．誤認為只有桶勻速上升的過程中，合力為零，錯選A項；誤認為當人對繩子的拉力大于桶對繩子的拉力時，桶才能上升，錯選D項． 練一練：(xx四川內(nèi)江市模擬)沼澤地的下面蘊藏著豐富的泥炭，泥炭是沼澤地積累的植物殘體，它的纖維狀和海綿狀的物理結(jié)構(gòu)導致人在其上面行走時容易下陷(設(shè)在下陷過程中，泥炭對人的阻力不計)．如果整個下陷的過程是先加速再減速最后勻速運動，那么，下列說法中正確的是(　　) A．在加速向下運動時，人對沼澤地的壓力大于沼澤地對人的支持力 B．在減速向下運動時，人對沼澤地的壓力小于沼澤地對人的支持力 C．在整個運動過程中，人對沼澤地的壓力是先大于后等于沼澤地對人的支持力 D．在整個運動過程中，人對沼澤地的壓力大小總是等于沼澤地對人的支持力 答案： D 1.關(guān)于慣性在實際中的應(yīng)用，下列說法中正確的是(　　) A．運動員在跳遠時助跑，是為了增大起跳時的慣性 B．運動員在擲標槍時助跑，是為了利用慣性 C．手扶拖拉機的飛輪做得很重，是為了增大它轉(zhuǎn)動的慣性 D．戰(zhàn)斗機在空戰(zhàn)時，甩掉副油箱是為了減小慣性，提高飛行的靈活性 解析：慣性只與質(zhì)量有關(guān)，只有改變了質(zhì)量才能改變慣性，助跑是利用慣性，并不能改變慣性，所以選項A錯誤，選項B正確．慣性的大小由質(zhì)量量度，質(zhì)量越小，慣性越小，運動狀態(tài)就越容易改變，越靈活，故選項C、D正確． 答案： BCD 2．對靜止在水平地面上的汽車，下列分析正確的是(　　) A．汽車的重力和地面對汽車的支持力是一對相互作用力 B．汽車的重力和汽車對地面的壓力是一對相互作用力 C．汽車的重力和地面對汽車的支持力是一對平衡力 D．汽車對地面的壓力和地面對汽車的支持力是一對平衡力 解析：判斷兩個力是否為一對平衡力，首先要看這兩個力是不是作用在同一物體上，然后看這兩個力是不是大小相等、方向相反、作用在同一直線上，或看物體在這兩個力作用下是否保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)；判斷兩個力是不是一對相互作用力，首先看這兩個力是不是作用在互為施力物體和受力物體的兩個物體上，然后再看這兩個力是不是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上． 答案： C 3．在水平路面上有一輛勻速行駛的小車，車上固定一只盛滿水的碗．現(xiàn)突然發(fā)現(xiàn)碗中的水灑出，水灑出的情況如圖所示．則關(guān)于小車在此種情況下的運動，下列敘述正確的是(　　) A．小車勻速向左運動 B．小車可能突然向左加速運動 C．小車可能突然向左減速運動 D．小車可能突然向右減速運動 解析：原來水和小車相對靜止以相同的速度運動，水突然向右灑出有兩種可能：原來小車向左運動，突然加速，碗中的水由于慣性保持原速度不變，故相對于碗向右灑出；原來小車向右運動，突然減速，碗中的水由于慣性保持原速度不變，相對于碗向右灑出．故B、D正確． 答案： BD 4. 關(guān)于慣性，下列說法正確的有(　　) A．慣性是指物體不受外力作用時保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質(zhì) B．物體的運動速度越大，慣性越大 C．已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的，故一物體從地球移到月球時，其慣性減小為原來的 D．慣性是物體的固有屬性，僅由物體的質(zhì)量決定，質(zhì)量大的物體慣性大 解析：慣性是物體的固有屬性，由物體的質(zhì)量唯一決定，任何情況下都存在，與物體的運動狀態(tài)和受力情況均無關(guān)，所以D對． 答案： D 5．下列關(guān)于力的說法正確的是(　　) A．作用力和反作用力作用在同一物體上 B．太陽系中的行星均受到太陽的引力作用 C．運行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變 D．伽利略的理想實驗說明了力不是維持物體運動的原因 解析：本題考查力的概念、萬有引力定律、伽利略理想實驗，意在考查考生的理解能力、分析推理能力．作用力和反作用力作用在兩個不同的物體上，A錯誤；太陽系中的所有行星都要受到太陽的引力，且引力方向沿著兩個星球的連線指向太陽，B正確；人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動，引力方向沿地球與人造衛(wèi)星連線指向地球，故引力方向不斷變化，C錯誤；伽利略理想實驗說明力不是維持物體運動的原因，D正確；本題答案為B、D. 答案： BD