第三章⎪⎪⎪牛顿运动定律[备考指南]第1节牛顿第一定律__牛顿第三定律(1)牛顿第一定律就是实验定律。
(×)(2)在水平面上运动得物体最终停下来,就是因为水平方向没有外力维持其运动得结果。
(×)(3)运动得物体惯性大,静止得物体惯性小。
(×)(4)物体得惯性越大,状态越难改变。
(√)(5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。
(×)(6)作用力与反作用力得作用效果不能抵消。
(√)(1)伽利略利用“理想实验”得出“力就是改变物体运动状态得原因”得观点,推翻了亚里士多德得“力就是维持物体运动得原因”得错误观点。
(2)英国科学家牛顿在《自然哲学得数学原理》著作中提出了“牛顿第一、第二、第三定律”。
要点一牛顿第一定律得理解1.惯性得两种表现形式(1)物体在不受外力或所受得合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来得运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
(2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变得难易程度。
惯性大,物体得运动状态较难改变;惯性小,物体得运动状态容易改变。
2.对牛顿第一定律得四点说明(1)明确惯性得概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有得一种固有属性——惯性。
(2)揭示力得本质:力就是改变物体运动状态得原因,而不就是维持物体运动状态得原因。
(3)理想化状态:牛顿第一定律描述得就是物体不受外力时得状态,而物体不受外力得情形就是不存在得。
在实际情况中,如果物体所受得合外力等于零,与物体不受外力时得表现就是相同得。
(4)与牛顿第二定律得关系:牛顿第一定律与牛顿第二定律就是相互独立得。
力就是如何改变物体运动状态得问题由牛顿第二定律来回答。
牛顿第一定律就是经过科学抽象、归纳推理总结出来得,而牛顿第二定律就是一条实验定律。
[多角练通]1.关于牛顿第一定律得说法中,正确得就是( )A.由牛顿第一定律可知,物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B.牛顿第一定律只就是反映惯性大小得,因此也叫惯性定律C.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时得运动规律,因此,物体在不受力时才有惯性D.牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态得原因,又揭示了运动状态改变得原因解析:选D 根据牛顿第一定律,物体在任何时候都有惯性,故选项C错;不受力时惯性表现为使物体保持静止状态或匀速直线运动状态,故选项A错;牛顿第一定律还揭示了力与运动得关系,即力就是改变物体运动状态得原因,所以选项D正确;牛顿第一定律并不能反映物体惯性得大小,故选项B错。
2.如图311所示,木块放在上表面光滑得小车上并随小车一起沿水平面向左做匀速直线运动。
当小车遇到障碍物而突然停止运动时,车上得木块将( )图311A.立即停下来B.立即向前倒下C.立即向后倒下D.仍继续向左做匀速直线运动解析:选 D 木块原来随小车一起向左运动,当小车突然停止时,木块在水平方向上没有受到外力得作用,根据牛顿第一定律,木块将继续向左做匀速直线运动。
选项D 正确。
3.(多选)(2012·全国卷)伽利略根据小球在斜面上运动得实验与理想实验,提出了惯性得概念,从而奠定了牛顿力学得基础。
早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确得就是( )A.物体抵抗运动状态变化得性质就是惯性B.没有力得作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动得性质就是惯性D.运动物体如果没有受到力得作用,将继续以同一速度沿同一直线运动 解析:选AD 惯性就是物体保持原来运动状态不变得性质,故A 对;根据惯性定律可知,没有力得作用,物体将保持原来得状态,即静止状态或者匀速直线运动状态,故B 错;行星在圆轨道上得运动就是变速运动,就是在万有引力作用下得运动,所以C 错;运动物体如果不受力作用,将保持原来得运动状态,即继续以同一速度沿着同一直线运动,D 对。
要点二 牛顿第三定律得理解1.作用力与反作用力得“六同、三异、二无关”(1)六同⎩⎨⎧ 大小相同、性质相同、同一直线同时产生、同时变化、同时消失(2)三异⎩⎨⎧ 方向相反不同物体不同效果(3)二无关⎩⎨⎧ 与物体得运动状态无关与物体就是否受其她力无关2.作用力、反作用力与一对平衡力得比较1.(2015·南宁模拟)手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。
对于这一现象,下列说法正确得就是( )A.锤头敲玻璃得力大于玻璃对锤头得作用力,所以玻璃才碎裂B.锤头受到得力大于玻璃受到得力,只就是由于锤头能够承受比玻璃更大得力才没有碎裂C.锤头与玻璃之间得作用力应该就是等大得,只就是由于锤头能够承受比玻璃更大得力才没有碎裂D.因为不清楚锤头与玻璃得其她受力情况,所以无法判断它们之间得相互作用力得大小解析:选 C 锤头敲玻璃得力与玻璃对锤头得作用力就是作用力与反作用力,总就是大小相等,方向相反,但因作用在不同得物体上,因物体得承受能力不同,产生不同得作用效果,故C 正确,A 、B 、D 均错误。
2、(多选)如图312所示,用水平力F 把一个物体紧压在竖直墙壁上静止,下列说法中正确得就是( )图312A.水平力F 跟墙壁对物体得压力就是一对作用力与反作用力B.物体得重力跟墙壁对物体得静摩擦力就是一对平衡力C.水平力F 与物体对墙壁得压力就是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁得压力与墙壁对物体得压力就是一对作用力与反作用力解析:选BD 水平力F 跟墙壁对物体得压力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,且作用在一条直线上,就是一对平衡力,选项A错误;物体在竖直方向上受竖直向下得重力以及墙壁对物体竖直向上得静摩擦力得作用,因物体处于静止状态,故这两个力就是一对平衡力,选项B正确;水平力F作用在物体上,而物体对墙壁得压力作用在墙壁上,这两个力不就是平衡力,也不就是相互作用力,选项C错误;物体对墙壁得压力与墙壁对物体得压力就是两个物体间得相互作用力,就是一对作用力与反作用力,选项D正确。
要点三应用牛顿第三定律转换研究对象如果不能直接求解物体受到得某个力时,可先求它得反作用力,如求压力时可先求支持力。
在许多问题中,摩擦力得求解亦就是如此。
可见利用牛顿第三定律转换研究对象,可以使我们对问题得分析思路更灵活、更宽阔。
[典例] (2015·海口模拟)建筑工人用如图313所示得定滑轮装置运送建筑材料。
质量为70、0 kg得工人站在地面上,通过定滑轮将20、0 kg得建筑材料以0、500 m/s2得加速度拉升,忽略绳子与定滑轮得质量及定滑轮得摩擦,则工人对地面得压力大小为(g取10 m/s2)( )图313A.510 NB.490 NC.890 ND.910 N[解析] 绳子对物体得拉力F1－mg＝maF＝m(g＋a)＝210 N1绳子对人得拉力F2＝F1＝210 N人处于静止,则地面对人得支持力F＝Mg－F2＝490 N,N由牛顿第三定律知:人对地面得压力F′＝F N＝490 NN故B项正确。
[答案] B[方法规律]本题中求解工人对地面得压力大小,不能直接选取地面为研究对象,只能以工人为研究对象先求解地面对工人得支持力,再由牛顿第三定律得出工人对地面得压力大小。
[针对训练]1.(多选)(2015·大连模拟)用手托着一块砖,开始静止不动,当手突然向上加速运动时,砖对手得压力大小( )A.一定小于手对砖得支持力大小B.一定等于手对砖得支持力大小C.一定大于手对砖得支持力大小D.一定大于砖得重力大小解析:选BD 砖对手得压力与手对砖得支持力就是一对作用力与反作用力,其大小一定相同,故A、C错误,B正确;当手突然向上加速时,砖得加速度方向向上,故有手对砖得支持力大小大于砖得重力大小,再由牛顿第三定律可得,砖对手得压力大小也一定大于砖得重力大小,故D正确。
2.一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定得竖直杆,在杆上套着一个环,箱与杆得质量为M,环得质量为m,如图314所示。
已知环沿杆匀加速下滑时,环与杆间得摩擦力大小为f,则此时箱对地面得压力大小为( )图314A.Mg＋fB.Mg－fC.Mg＋mgD.Mg－mg解析:选 A 环在竖直方向上受重力及箱子得杆给它得竖直向上得摩擦力f,受力情况如图甲所示,根据牛顿第三定律,环应给杆一个竖直向下得摩擦力f′,故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它得支持力N及环给它得摩擦力f′,受力情况如图乙所示,由于箱子处于平衡状态,可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。
根据牛顿第三定律,箱子对地面得压力大小等于地面对箱子得支持力,即N′＝Mg＋f,故选项A 正确。
对点训练:对力与运动关系得理解1.(2015·揭阳模拟)在物理学史上,正确认识运动与力得关系且推翻“力就是维持物体运动得原因”这个观点得物理学家及建立惯性定律得物理学家分别就是( )A.亚里士多德、伽利略B.伽利略、牛顿C.伽利略、爱因斯坦D.亚里士多德、牛顿解析:选 B 伽利略通过斜面实验正确认识了运动与力得关系,从而推翻了亚里士多德“力就是维持物体运动得原因”得错误观点;牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家得结论基础上得出了牛顿第一定律,即惯性定律,故选项B正确。
2.(2015·鹤壁模拟)关于运动状态与所受外力得关系,下面说法中正确得就是( )A.物体受到恒定得力作用时,它得运动状态不发生改变B.物体受到不为零得合力作用时,它得运动状态要发生改变C.物体受到得合力为零时,它一定处于静止状态D.物体得运动方向与它所受得合力得方向一定相同解析:选 B 力就是改变物体运动状态得原因,只要物体受力(合力不为零),它得运动状态就一定会改变,A错误,B正确;物体不受力或合力为零,其运动状态一定不变,处于静止或匀速直线运动状态,C错误;物体得运动方向与它所受合力方向可能相同,也可能相反,还可能不在一条直线上,D错误。
3.在物理学发展史上,伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学得发展做出了巨大贡献。
以下选项中符合伽利略与牛顿得观点得就是( )A.人在沿直线加速前进得车厢内竖直向上跳起后,将落在起跳点得后方B.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快,这说明:物体受得力越大则速度就越大C.把手中皮球由静止释放后,球将加速下落,说明力改变了皮球得惯性D.一个运动得物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才就是物体不受力时得“自然状态”解析:选 A 读题一定要仔细,以前得题目多就是车厢匀速前进,人会落在起跳点(忽略空气阻力),而本题车厢加速前进,故人将落在起跳点得后方,A选项符合伽利略与牛顿得观点;如果马车都就是匀速运动,它受到得合外力都为0,也就就是两匹马得拉力之与并不比一匹马得拉力大,之所以跑得快,就是因为两匹马得功率之与比一匹马得功率大了,B选项不符合;惯性就是物体得固有属性,物体得质量不变,其惯性就不变,皮球加速下落,只就是因为重力克服了它得惯性使之产生加速度,但并没有改变其惯性,C选项不符合;运动得物体如果不再受力了,它会一直做匀速直线运动,生活中常常瞧到物体逐渐停下来,其实还就是物体受到阻力得作用造成得,物体不受力时将保持静止或匀速直线运动状态,D选项不符合。