【物理】2018届一轮复习人教版第三章第1讲牛顿运动三定律力学单位制学案 16页

[考试标准] 知识内容 必考要求 加试要求 说明 牛顿第一定律 c 牛顿第二定律 d d 力学单位制 b 牛顿第三定律 c c 实验 4：探究作用力与反 作用力的关系 √ 1.不要求区别惯性质量与引力质量. 2.不要求分析非惯性系中物体的运 动情况. 3.不介绍其他单位制. 一、牛顿第一定律 1．内容 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状 态． 2．意义 (1)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原 因． (2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律． (3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而现实中不受力作用的物体是不存在的，当物体 受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线 运动状态． 3．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：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小． (3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无 关． [深度思考]　判断下列说法是否正确． (1)牛顿第一定律不能用实验验证．(√) (2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果．(×) (3)物体运动时受到惯性力的作用．(×) (4)物体匀速运动时才有惯性，加速时没有惯性．(×) 二、牛顿第二定律 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的 方向相同．表达式：F＝ma. 三、力学单位制 1．力学中的基本物理量及单位 (1)力学中的基本物理量是长度、质量、时间． (2)力学中的基本单位：基本物理量的所有单位都是基本单位．如：毫米(mm)、克(g)、毫秒(ms) 等等．三个基本物理量的单位在国际单位制中分别为米(m)、千克(kg)、秒(s)． 2．单位制 (1)由基本单位和导出单位组成的单位系统叫做单位制． (2)国际单位制(SI)：国际计量大会制定的国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国 际单位制． 3．单位制的应用 问题中的已知量的单位都用国际单位制表示时，计算的结果也是用国际单位制表示的．因此， 用国际单位制进行计算时，可以不必一一写出各个已知量的单位，只在数字后面写出正确的 单位就可以了．高中阶段进行物理量的计算时，一律采用国际单位制． 在进行计算或检查的过程中，如果发现所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致， 那么该公式或计算结果肯定是错误的． [深度思考]　判断下列说法是否正确． (1)在力学范围内，国际单位制规定长度、质量、力为三个基本物理量．(×) (2)后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位．(×) (3)1 N＝1 kg·m·s －2.(√) (4)“秒”“克”“摄氏度”都属于国际单位制中的基本单位．(×) 四、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相互的，一个物体对另一个物体施加了力， 另一个物体同时对这个物体也施加了力． 2．牛顿第三定律： (1)内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线 上． (2)表达式：F＝－F′. [深度思考]　由于作用力与反作用力大小相等、方向相反，所以作用效果可以抵消，合力为 零，这种认识对吗？ 答案　不对． 解析　作用力与反作用力作用在两个物体上，不可相互抵消． 1．以下说法正确的是(　　) A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态 B．要物体运动必须有力作用，没有力的作用，物体将静止 C．要物体静止必须有力作用，没有力的作用，物体将运动 D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态 答案　D 2．下列说法正确的是(　　) A．物体运动速度很大，受到的合外力不可能为零 B．物体运动速度变化越快，它受的合外力越大 C．物体速度方向一定与合外力的方向相同 D．由 F＝ma 可知，物体所受合外力与物体的质量和加速度都成正比 答案　B 3．(2015·浙江 1 月学考·1)在国际单位制中，速度单位的符号是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．N·kg B．kg/N C．m/s D．m/s2 答案　C 4．关于作用力与反作用力，下列说法中正确的是(　　) A．物体相互作用时，先有作用力而后才有反作用力 B．作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在同一条直线上，因此它们的合力为零 C．弹力的反作用力一定是弹力 D．马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力 答案　C 命题点一　牛顿第二定律 例 1 　如图 1 所示，A、B 两木块间连一轻质弹簧，A、B 质量相等，一起静止地放在一块木 板上，若将此木板突然抽去，在此瞬间，A、B 两木块的加速度分别是(　　) 图 1 A．aA＝0，aB＝2g B．aA＝g，aB＝g C．aA＝0，aB＝0 D．aA＝g，aB＝2g 解析　由抽出木板前的平衡状态可知弹簧的弹力 F＝mg，抽出木板的瞬间，弹簧的弹力不变， 上面木块受到的合外力仍然为零，加速度为零，下面木块受到弹力和重力的作用，合外力为 2mg，故加速度为 2g. 答案　A 求解瞬时加速度问题时应抓住“两点” 1．物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分 析和运动分析． 2．加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个过程的积累，不会发生突变． 题组阶梯突破 1．(多选)(2016·余姚市调研)关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是(　　) A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大 B．物体的速度为零，则加速度为零，所受的合外力也为零 C．物体的速度为零，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D．物体的速度很大，但加速度可能为零，所受的合外力也可能为零 答案　CD 解析　物体的速度大小与加速度大小及所受合外力大小无关，故 C、D 正确，A、B 错误． 2．(2016·台州市联考)人站在地面，竖直向上提起质量为 1 kg 的物体，物体获得的加速度为 5 m/s2(g 取 10 m/s2)．则此过程中人对物体的作用力为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．5 N B．10 N C．15 N D．20 N 答案　C 解析　根据牛顿第二定律，物体在竖直方向上有 F－mg＝ma，求得 F＝15 N. 3．(多选)一个质量为 2 kg 的物体，在 5 个共点力的作用下保持静止，若同时撤去其中大小分 别为 15 N 和 10 N 的两个力，其余的力保持不变，此时该物体的加速度大小可能是(　　) A．2 m/s2 B．3 m/s2 C．12 m/s2 D．15 m/s2 答案　BC 解析　由平行四边形定则可知，15 N 和 10 N 的两个力的合力的大小范围是 5 N≤F合≤25 N， 即加速度的大小范围是 2.5 m/s2≤a≤12.5 m/s2，所以可能的是 B、C. 命题点二　牛顿第三定律 例 2 　如图 2 所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状 态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则(　　) 图 2 A．绳子对甲的拉力小于甲的重力 B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力 C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力 D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力 解析　由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，A 错；由作用力与反作用 力的关系可知，绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，B 错；乙能把绳子拉断，对于具有同 样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力，而甲拉的 绳子能承受甲的重力，甲、乙质量相等，因此绳上的拉力一定大于乙的重力，C 错，D 对． 答案　D 相互作用力与平衡力 1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关” (1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同． (2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同． (3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体 存在相互作用无关． 2．相互作用力与平衡力的比较 对应名称 比较内容　 作用力与反作用力 一对平衡力 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 作用在两个相互作用的物体 上 作用在同一物体上 同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 两力作用效果不可抵消，不可 叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加， 可求合力，合力为零 不同点 一定是同性质的力 性质不一定相同 题组阶梯突破 4．如图 3 所示，物块 P 与木板 Q 叠放在水平地面上，木板 Q 对物块 P 的支持力的反作用力 是(　　) 图 3 A．物块 P 受到的重力 B．地面对木板 Q 的弹力 C．物块 P 对木板 Q 的压力 D．地球对木板 Q 的吸引力 答案　C 解析　两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上， 且作用在两个相互作用的物体上，所以 Q 对 P 的支持力的反作用力是 P 对 Q 的压力，选项 C 正确． 5．一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后做匀速运动，最后做减速运 动，则下列说法中正确的是(　　) A．加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力 B．减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力 C．只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等 D．不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等 答案　D 解析　“绳”与“物”是一对相互作用的物体，“绳”与“物”之间的作用力与反作用力永 远遵循牛顿第三定律，与相互作用的性质、物体的运动状态均无关系，总是等大、反向、作 用在不同物体上且在同一条直线上． 6．手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃敲碎了．对于这一现象，下列说法正确的是(　　) A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂 B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 C．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有 碎裂 D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小 答案　C 解析　锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相 反，但因作用在不同的物体上，因物体的承受能力不同，产生不同的作用效果，故 C 正确， A、B、D 均错误． 命题点三　实验 4：探究作用力与反作用力的关系 1．探究过程：如图 4 所示，把 A、B 两个弹簧测力计连接在一起，B 的一端固定，用手拉弹 簧测力计 A，可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动．这时，弹簧测力计 A 受到 B 的拉力 F′，弹簧测力计 B 则受到 A 的拉力 F.注意观察 F 与 F′的大小是如何变化的． 图 4 2．实验结论：在拉弹簧测力计的整个过程中，两个拉力的方向相反，A、B 弹簧测力计示数 总是满足大小相等． 例 3 　(2015·浙江 9 月选考·14)在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，某同学用两个 力传感器进行实验． (1)将两个传感器按图 5 甲方式对拉，在计算机屏上显示如图乙所示，横坐标代表的物理量是 ________，纵坐标代表的物理量是________． 图 5 (2)由图乙可得到的实验结论是(　　) A．两传感器间的作用力与反作用力大小相等 B．两传感器间的作用力与反作用力方向相同 C．两传感器间的作用力与反作用力同时变化 D．两传感器间的作用力与反作用力作用在同一物体上 答案　(1)时间(t)　力(F)　(2)AC 题组阶梯突破 7．(2016·扬州模拟)如图 6 所示，在“探究作用力与反作用力的关系”实验中，关于 A、B 两 个弹簧测力计示数的大小关系，下列说法中正确的是(　　) 图 6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．FA>FB B．FA＝FB C．FA