2024年高考物理第一轮复习课件：第三章 第1讲　对牛顿运动定律的理解

这是一份2024年高考物理第一轮复习课件：第三章 第1讲　对牛顿运动定律的理解，共59页。PPT课件主要包含了匀速直线运动，加速度，伽利略的理想实验，物理关系，同一条直线上，对牛顿第一定律的理解，答案D，答案A等内容，欢迎下载使用。

【素养解读·评价要求】1．本章是高考常考内容，涉及的核心知识是牛顿运动定律的理解及应用，瞬时性问题，两类动力学问题，动力学的图像问题，探究加速度与物体受力、物体质量的关系等。素养方面，主要是强化物体运动的物理观念，培养科学思维方法，提高实验探究能力，培养学生科学严谨的科学精神及态度，同时，关注与实际生活和生产密切联系的问题，学会把实际问题模型化。
2．本章常用物理思想方法主要体现在控制变量法、整体与隔离分析法、图像法、数理结合法等。3．高考对本章的单独命题，题型以选择题、实验题为主；综合命题通常与动力学、功能关系及电磁学相结合，题型常为计算题。
第1讲　对牛顿运动定律的理解
[自主落实]一、牛顿第一定律　惯性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：一切物体都有____，因此牛顿第一定律又叫____定律；
②揭示了运动与力的关系：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：物体具有的保持原来____________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____。
(1)特点：实践操作(实验)＋逻辑推理(数学演算)。(2)作用：提出力不是维持物体运动的原因。
伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验，可以完美地解释物理学规律或理论。二、牛顿第二定律　力学单位制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____，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)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面____或____________的参考系。②牛顿第二定律只适用于____物体(相对于分子、原子等)、____运动(远小于光速)的情况。2．力学单位制(1)单位制：____单位和____单位一起就组成了单位制。(2)基本单位：基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是____、____、____，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。三、牛顿第三定律1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是____的，当一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力，物体间相互作用的这一对力，通常叫作作用力与反作用力。2．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____，作用在____________。3．表达式：F＝－F′。
[自我诊断]一、判断题(1)牛顿第一定律不能用实验验证。( )(2)物体运动时受到惯性力的作用。( )(3)牛顿第二定律的表达式F＝ma在任何情况下都适用。 ( )(4)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。( )(5)两物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力。 ( )(6)作用力与反作用等大，反向，其合力为零。( )
二、选择题1．下列说法符合史实的是(　　)A．伽利略提出力是维持物体运动的原因B．亚里士多德猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C．笛卡儿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持D．牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度，而不是使之运动
解析：亚里士多德提出力是维持物体运动的原因，故A错误；伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体运动的速度与下落时间成正比，故B错误；伽利略利用“理想斜面实验”发现了物体的运动不需要力来维持，推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误；牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度，产生加速度，而不是使之运动，故D正确。
2．在国际单位制(简称SI)中，力学和电学的基本单位有：m(米)、kg(千克)、s(秒)、A(安培)。导出单位V(伏特)用上述基本单位可表示为 (　　)A．m2·kg·s－4·A－1B．m2·kg·s－3·A－1C．m2·kg·s－2·A－1D．m2·kg·s－1·A－1
3．某物体静止在水平桌面上，下列对它的描述正确的是(　　)A．桌面对物体支持力的大小等于物体重力的大小，这两个力是一对平衡力B．物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力和反作用力C．物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力D．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力
解析：某物体静止在水平桌面上，桌面对物体支持力的大小等于物体重力的大小，作用在同一物体上，这两个力是一对平衡力，故A正确，B错误；物体对桌面的压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，它们也不是同种性质的力，故C错误；物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故D错误。
4．一质量为m的物体，放在粗糙水平面上，受水平推力F的作用产生加速度a，物体所受摩擦力为f，当水平推力变为2F时(　　)A．物体的加速度小于2aB．物体的加速度大于2aC．物体的加速度等于2aD．物体所受的摩擦力变为2f
1．对牛顿第一定律的理解(1)揭示了物体的惯性：不受力的作用时，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。(2)揭示了力的作用对运动的影响：力是改变物体运动状态的原因。
2．对惯性的认识惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大。3．惯性的两种表现形式(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。(2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。
【例1】　从牛顿第一定律可直接演绎得出(　　)A．质量是物体惯性的量度B．质量一定的物体加速度与合外力成正比C．物体的运动需要力来维持D．物体有保持原有运动状态不变的特性
[解析]　一切物体在不受外力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。保持静止状态或匀速直线运动状态是指原来静止的将保持静止状态，原来运动的将保持匀速直线运动状态。故牛顿第一定律说明了一切物体均有惯性，会保持原来的运动状态，同时说明了力是改变物体运动状态的原因，故只有D正确。
【例2】　(2022·江苏扬州模拟)飞机在迫降前应该把机载的燃油放空；消防车在跑道上喷出了一条泡沫带。下列说法中正确的是(　　)A．放空燃油除了防止起火爆炸，同时也增加了飞机的惯性B．放空燃油除了防止起火爆炸，同时也减小了飞机的惯性C．喷出了一条泡沫带是为了减小飞机所受的合力D．喷出了一条泡沫带是为了减小飞机所受的阻力[解析]　惯性的大小只跟质量有关，质量越小，惯性越小，放空燃油除了防止起火爆炸，同时也减小了飞机的惯性，选项A错误，B正确；泡沫带是给飞机降温的，没有减小飞机的合力或阻力，选项C、D错误。
1．(对力与运动关系的理解)(2022·河北石家庄模拟)亚里士多德在其著作《物理学》中说：一切物体都具有某种“自然本性”，物体由其“自然本性”决定的运动称之为“自然运动”，而物体受到推、拉、提、举等作用后的非“自然运动”称之为“受迫运动”。伽利略、笛卡儿、牛顿等人批判地继承了亚里士多德的这些说法，建立了新物理学。新物理学认为一切物体都具有的“自然本性”是“惯性”。下列关于“惯性”和“运动”的说法中不符合新物理学的是(　　)
A．一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动——静止或者匀速直线运动B．作用在物体上的力，是使物体做“受迫运动”即变速运动的原因C．竖直向上抛出的物体，受到了重力，却没有立即反向运动，而是继续向上运动一段距离后才反向运动，是由于物体具有惯性D．可绕竖直轴转动的水平圆桌转得太快时，放在桌面上的盘子会向桌子边缘滑去，这是由于“盘子受到的向外的力”超过了“桌面给盘子的摩擦力”
解析：一切物体的“自然运动”都是速度不变的运动，力是迫使物体做“受迫运动”的原因，A、B正确；因物体具有惯性，竖直向上抛出的物体，受到了重力，向上的速度先减小到零后再反向向下运动，C正确；随桌面转动的盘子向桌子边缘滑去，并没有受到向外的力，而是盘子所需要的向心力超过了桌面给盘子的摩擦力，故D错误。
2．(对惯性的认识)关于惯性，下列说法正确的是(　　)A．抛出去的标枪靠惯性向远处运动B．完全失重时物体的惯性将消失C．球由静止释放后加速下降，说明力改变了惯性D．物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，说明速度大惯性就大
解析：质量是惯性的唯一量度，抛出去的标枪靠惯性向远处运动，选项A正确；完全失重时物体的惯性不会消失，选项B错误；球由静止释放后加速下落，说明力改变了物体的运动状态，惯性不变，选项C错误；物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，惯性不变，选项D错误。
3．(对牛顿第一定律的应用)如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)，原来随小车一起做匀速直线运动，当小车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球 (　　)A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定，因为不知小车的运动方向
解析：小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在小车光滑表面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，又两个小球的速度相同，相同时间内通过的位移相同，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰，故B正确，A、C、D错误。
1．牛顿第二定律的几个性质(1)同体性：式中合力F、质量m、加速度a对应同一物体。(2)独立性：作用在物体上的每一个力都可以产生一个加速度，物体的加速度是所有力产生的加速度的矢量和。(3)瞬时性：加速度与合力F是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。(4)矢量性：加速度方向与合力的方向相同，表达式是矢量式。
　对牛顿第二定律的理解与简单应用 　　
2．合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向。只要合力不为零，不管速度大小，物体都有加速度。(2)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；合力与速度不共线时，物体做曲线运动，但合力与速度无必然联系。
【例3】　关于速度、加速度和合力之间的关系，下述说法正确的是(　　)A．做匀变速直线运动的物体，它所受合力是恒定不变的B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合力三者总是在同一方向上C．物体受到的合力增大时，物体的运动速度一定增大D．物体所受合力为零时，一定处于静止状态
[解析]　做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知，它所受合力是恒定不变的，故A正确；由牛顿第二定律可知，加速度与合力方向相同，与速度不一定在同一方向上，故B错误；物体受到的合力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，但速度不一定增大，故C错误；物体所受合力为零时，物体的加速度一定等于零，速度不一定为零，故D错误。
【例4】　一个质量为2 kg的物体，在五个共点力作用下处于平衡状态。现同时撤去大小分别为15 N和10 N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动，下列说法中正确的是(　　)A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5 m/s2B．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小C．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2 m/s2D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是5 m/s2
[解析]　根据平衡条件可知，其余力的合力大小范围为5 N≤F合≤25 N，根据牛顿第二定律a＝得，物体的加速度大小范围为2.5 m/s2≤a≤12.5 m/s2，故C错误；若物体原来做匀速直线运动，撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上，物体做匀变速曲线运动，故A错误；由于撤去两个力后其余力保持不变，则物体所受的合力不变，一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小，故B正确；物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动，故D错误。
【例5】　(2022·湖北十堰高三检测)如图所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，质量为m的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放，设小球和弹簧一直处于竖直方向，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。在小球将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中错误的是(　　)
4．(变加速直线运动的分析)如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，那么(　　)A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动C．物体运动到O点时，所受合力为零D．物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小
解析：物体从A到O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右。随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大。当物体向右运动至AO间某点(设为点O′)时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大。此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左，至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大。所以物体通过O′点后，合力(加速度)方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反向，故物体做加速度逐渐增大的减速运动。故A正确。
5．(牛顿第二定律的简单应用)(2022·江苏溧阳模拟)妞妞同学某时间段内看到正在水平桌面上滑动的水杯内水面形状如图所示，水面前高后低成37°倾斜角(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)，则以下判断正确的是 (　　)A．水杯正加速向前滑行，加速度大小为0.6gB．水杯正减速向前滑行，加速度大小为0.6gC．水杯正加速向前滑行，加速度大小为0.75gD．水杯正减速向前滑行，加速度大小为0.75g
解析：对杯中液面某一小部分的水受力分析，如图，竖直方向有FNcs 37°＝mg水平方向有FNsin 37°＝ma得a＝g tan 37°＝0.75g方向向左，由题意可知，水平速度方向向右，可得水杯正减速向前滑行，加速度大小为0.75g，故D正确，A、B、C错误。
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
　对牛顿第三定律的理解及应用　　
【例6】　北京时间2021年8月6日0时30分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将中星2E卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于这次卫星与火箭上天的情形，下列叙述正确的是(　　)
A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用
[解析]　火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，选项B、C错误，A正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，这是一对作用力与反作用力，选项D错误。
【例7】　(2022·山东微山质检)如图为举重运动员举起杠铃稳定时的示意图。下列说法正确的是(　　)A．杠铃所受的重力与杠铃对手的压力是一对平衡力B．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对平衡力C．杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力D．杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力
[解析]　杠铃所受重力和杠铃对手的压力方向相同，且不作用在同一物体上，不是平衡力，A错误；杠铃对手的压力与手对杠铃的支持力是一对作用力与反作用力，B错误，D正确；杠铃所受的重力与手对杠铃的支持力是一对平衡力，C错误。
6．(作用力与反作用力的特点)(2022·山东潍坊高三检测)如图所示，体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(　　)A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜
解析：甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小相等，与二者的运动状态无关，即不管哪个获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只有当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力时，甲才能获胜，故A、B、C错误，D正确。
7．(作用力、反作用力和平衡力)(2022·湖南永州模拟)如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是(　　)A．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力B．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力C．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力D．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力
解析：人所受的重力作用在人身上，人对体重计的压力作用在体重计上，且二者的产生没有相互性，人所受的重力和人对体重计的压力方向相同，既不是相互作用力，也不是平衡力，故A、B错误。人对体重计的压力和体重计对人的支持力是人与体重计间的相互作用力，故C错误，D正确。
8．磁性冰箱贴既可以用来装饰冰箱，也可以用来记事备忘。当冰箱贴紧紧吸住侧壁不动时，下列说法错误的是(　　)A．冰箱贴受到三个力作用B．冰箱贴受到四个力作用C．磁性吸力和弹力是一对平衡力D．冰箱贴受到的摩擦力大小等于其受到的重力大小
解析：对冰箱贴受力分析可知，其受到重力、摩擦力、冰箱侧壁对它的磁性吸力和冰箱侧壁对它的弹力四个力作用，故A错误，B正确；磁性吸力和弹力是一对平衡力，故C正确；由于冰箱贴相对地面是静止的，因此冰箱贴受到的摩擦力大小等于其受到的重力大小，故D正确。
9．(2022·江苏苏州模拟)如图所示，餐厅服务员托举菜盘给顾客上菜。若菜盘沿水平向左加速运动，则(　　)A．手对菜盘的摩擦力方向向右B．手对菜盘的作用力等于菜盘的重力C．菜盘对手的作用力方向斜向右下D．菜盘对手的作用力方向斜向左下
解析：对菜盘受力分析，有竖直向下的自身重力、竖直向上的支持力和水平向左的静摩擦力。其中手对菜盘的作用力为支持力与静摩擦力的合力，方向为斜向左上，不等于菜盘的重力。根据牛顿第三定律，可知菜盘对手的作用力方向斜向右下，故A、B、D错误，C正确。