2023屆高三物理大一輪復(fù)習講義第3章第1節(jié)牛頓第第3定律

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2023高考導(dǎo)航

考綱展示

1．牛頓運動定律、牛頓運動定律的應(yīng)用Ⅱ2．超重和失重Ⅰ

3．單位制：要知道中學物理中涉及的國際單位制的基本單位和其他物理量的單位，包括小時、分、升、電子伏特(eV)Ⅰ試驗四：驗證牛頓運動定律

說明：知道國際單位制中規(guī)定的單位符號．熱點視角

1．高考對本章知識的考察依舊是重點，特別是牛頓運動定律與曲線運動、萬有引力及電磁學等相結(jié)合的題目出現(xiàn)的可能性較大．

2．對牛頓其次定律的考察依舊會放在瞬時關(guān)系、兩類基本問題及連接體問題等內(nèi)容上．3．對基本概念的考察主要涉及力和運動、超重、失重等方面．應(yīng)當注意牛頓第三定律的知識可能會在高考中出現(xiàn)．

第一節(jié)牛頓第一、第三定律

[學生用書P40]

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．意義

(1)透露了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律．(2)透露了力與運動的關(guān)系：力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因．

1.(多項選擇)關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是()

A．牛頓第一定律不能在試驗室中用試驗驗證B．牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C．物體不受外力作用時，一定處于靜止狀態(tài)

D．物體的運動不需要力來維持答案：ABD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)．

3．量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性?。?．普遍性：慣性是物體的本質(zhì)屬性，一切物體都有慣性．與物體的運動狀況和受力狀況無關(guān)．

2.(多項選擇)伽利略根據(jù)小球在斜面上運動的試驗和理想試驗，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)于慣性有以下說法，其中正確的是()

A．物體抗爭運動狀態(tài)變化的性質(zhì)是慣性

B．不受力的物體有慣性，受力的物體沒有慣性，速度不變的物體有慣性，速度改變的物體沒有慣性

C．行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質(zhì)是慣性

D．運動物體假使沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動

答案：AD

三、牛頓第三定律

1．內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，而且在一條直線上．

2．表達式：F＝－F′.

特別提醒：(1)作用力和反作用力同時產(chǎn)生，同時消失，同種性質(zhì)，作用在不同的物體上，各自產(chǎn)生的效果，不會相互抵消．

(2)作用力和反作用力的關(guān)系與物體的運動狀態(tài)無關(guān)．

3.(單項選擇)在日常生活中，小巧美觀的冰箱貼使用廣泛．一磁性冰箱貼貼在冰

箱的豎直表面上靜止不動時，它受到的磁力()

A．小于受到的彈力B．大于受到的彈力

C．和受到的彈力是一對作用力與反作用力D．和受到的彈力是一對平衡力答案：D

考點一牛頓第一定律[學生用書P41]

1．明確了慣性的概念．2．透露了力的本質(zhì)．

3．透露了不受力作用時物體的運動狀態(tài)．

(單項選擇)以下關(guān)于牛頓第一定律以及慣性概念的說法中，正確的是()

A．牛頓第一定律說明，只有不受外力的物體才保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)B．物體運動狀態(tài)發(fā)生變化則物體一定受到力的作用C．慣性定律與慣性的實質(zhì)是一致的

D．物體的運動不需要力來維持，但物體的運動速度越大時其慣性也越大

[解析]當物體所受的合力為零時，物體也可以處于勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，故

A項錯誤．由牛頓第一定律可知，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故B項正確．慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質(zhì)，慣性定律(即牛頓第一定律)則反映物體在一定條件下的運動規(guī)律，C項錯誤．雖然物體的運動不需要力來維持，但物體的慣性與運動速度大小無關(guān)，D項錯誤．

[答案]B

[總結(jié)提升](1)牛頓第一定律并非試驗定律．它是以伽利略的“理想試驗〞為基礎(chǔ)，經(jīng)過科學抽象，歸納推理而總結(jié)出來的．

(2)慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種固有屬性，與物體是否受力、受力的大小無關(guān)，與物體是否運動、運動速度的大小也無關(guān)．

1.(單項選擇)關(guān)于慣性的大小，以下說法中正確的是()

A．高速運動的物體不簡單停下來，所以物體運動速度越大，慣性越大

B．用一致的水平力分別推放在地面上的兩個材料不同的物體，則難以推動的物體慣性大

C．兩個物體只要質(zhì)量一致，那么慣性大小就一定一致

D．在月球上舉重比在地球上簡單，所以同一個物體在月球上比在地球上慣性小解析：選C.慣性是物體的固有屬性，只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度、受力狀況和地理位置均無關(guān)，C正確．

考點二牛頓第三定律的理解與應(yīng)用

[學生用書P41]

1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)〞

(1)“三同〞：①大小一致；②性質(zhì)一致；③變化狀況一致．(2)“三異〞：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生效果不同．

(3)“三無關(guān)〞：①與物體的種類無關(guān)；②與物體的運動狀態(tài)無關(guān)；③與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān)．

2．相互作用力與平衡力的比較作用力和反作用力一對平衡力作用在兩個相互作用的物受力物體作用在同一物體上體上依靠關(guān)系同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、同時消失不同點兩力作用效果不可抵消，兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可疊加性不可疊加，不可求合力求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定一致一致大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一條直線上點(單項選擇)(2023·南寧模擬)手拿一個錘頭敲在一塊玻璃上把玻璃打碎了．對于這一

現(xiàn)象，以下說法正確的是()

A．錘頭敲玻璃的力大于玻璃對錘頭的作用力，所以玻璃才碎裂

B．錘頭受到的力大于玻璃受到的力，只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂

C．錘頭和玻璃之間的作用力應(yīng)當是等大的，只是由于錘頭能夠承受比玻璃更大的力才沒有碎裂

D．由于不明白錘頭和玻璃的其他受力狀況，所以無法判斷它們之間的相互作用力的大小

[解析]錘頭敲玻璃的力與玻璃對錘頭的力是作用力與反作用力的關(guān)系，不管力的作用

效果如何，兩者總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．故C正確．

[答案]C

2.(多項選擇)用手托著一塊磚，開始時靜止不動，后來手突然向上加速運動，下

列判斷正確的是()

A．靜止時，磚受到的支持力等于磚的重力B．加速時，磚對手的壓力大于磚的重力

C．靜止時，磚受到的支持力等于磚對手的壓力D．加速時，磚受到的支持力大于磚對手的壓力

解析：選ABC.靜止時，重力與支持力是一對平衡力，大小相等，A正確；不管靜止還是加速，支持力和壓力都是一對相互作用力，大小相等，故C正確，D錯誤；加速時，支持力大于重力，則壓力大于重力，故B正確．

[學生用書P42]

物理思想——用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對象

作用力與反作用力，二者一定等大反向，分別作用在兩個物體上．當待求的某個力不簡單求時，可先求它的反作用力，再反過來求待求力．如求壓力時，可先求支持力．在大量問題中，摩擦力的求解亦是如此．

建筑工人用如下圖的定滑輪裝置運輸建筑材料．質(zhì)量為70.0kg的工人站在

水平地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以1.0m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及兩者間的摩擦，求：地面受到的壓力和摩擦力大小．(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)

轉(zhuǎn)換研究對象

人受力―→平衡條件

[審題點睛](1)求地面受力

牛頓第三定律

(2)繩受力―→建筑材料―→牛頓其次定律[解析]建筑材料受力如圖：由牛頓其次定律得：F1－mg＝ma代入數(shù)據(jù)解得：F1＝220N因此繩對人的拉力F2＝F1＝220N

人受力如下圖由平衡條件得：

?cos53°＝Ff?F2·

?

F·sin53°＋F＝Mg?2N?

代入數(shù)據(jù)解得：FN＝524N，F(xiàn)f＝132N

由牛頓第三定律得：人對地面的壓力大小為524N，地面受到的摩擦力大小為132N.

[答案]524N132N

3.(單項選擇)一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一

個環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如下圖．已知環(huán)沿桿勻加速下滑時，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱對地面的壓力大小為()

A．Mg＋FfC．Mg＋mgB．Mg－FfD．Mg－mg

解析：選A.環(huán)在豎直方向上受重力及箱子的桿給它的豎直向上的摩擦力Ff，受力狀況如圖甲所示，根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個豎直向下的摩擦力F′f，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對它的支持力FN及環(huán)給它的摩擦力F′f，受力狀況如圖乙所示，由于箱子處于平衡狀態(tài)，可得FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg.根據(jù)牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力，即F′N＝Mg＋Ff，應(yīng)選項A正確．

[學生用書P42]

1.(單項選擇)(2023·高考北京卷)伽利略創(chuàng)造的把試驗、假設(shè)和規(guī)律推理相結(jié)合的科學方法，有力地促進了人類科學認識的發(fā)展．利用如下圖的裝置做如下試驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升．斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3.根據(jù)三次試驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是()

A．假使斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置B．假使小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止狀態(tài)C．假使小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小

解析：選A.此題考察伽利略試驗，選項之間有一定的規(guī)律性．需要考生有一定的思維分辯能力．先分析題目本身，題目給出斜面上鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料，小球的位置依次為1、2、3，細心審題，題目要求是得到的直接結(jié)論．由題目試驗，我們不難想象當斜面絕對光滑時，在斜面上沒有能量損失，因此可以上升到與O點等高的位置．而B