10/10第1節牛頓運動三定律[學習目標]1．理解慣性的本質及牛頓第一定律的內容。2．理解牛頓第二定律的內容并會簡單應用。3．理解牛頓第三定律的內容，會區別作用力和反作用力與平衡力。4．知道力學單位制。1．牛頓第一定律慣性(1)牛頓第一定律①內容：一切物體總保持________運動狀態或靜止狀態，除非作用在它上面的力____它改變這種狀態。②意義a．揭示了物體的固有屬性：一切物體都具有____，因此牛頓第一定律又被叫作____定律。b．揭示了運動和力的關系：力不是____物體運動的原因，而是改變物體運動狀態的原因，即力是產生______的原因。(2)慣性①定義：物體具有的保持原來________運動狀態或靜止狀態的性質。②量度：質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性__，質量小的物體慣性__。③普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運動情況和受力情況____。2．牛頓第二定律力學單位制(1)牛頓第二定律①內容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成____，跟它的質量成____，加速度的方向跟作用力的方向____。②表達式：F＝____。③適用范圍a．牛頓第二定律只適用于慣性參考系，即相對于地面____或____________的參考系。b．牛頓第二定律只適用于____物體(相對于分子、原子等)、____運動(遠小于光速)的情況。(2)力學單位制①單位制：____單位和____單位一起組成了單位制。②基本單位：基本量的單位。國際單位制中基本量共七個，其中力學有三個，是____、____、____，單位分別是__、____、__。③導出單位：由基本量根據________推導出來的其他物理量的單位。3．牛頓第三定律(1)作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是____的，當一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體一定同時對前一個物體也施加了力，物體間相互作用的這一對力，通常叫作作用力和反作用力。(2)內容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向____，作用在____________。(3)表達式：F＝－F′。1．易錯易混辨析(1)運動的物體慣性大，靜止的物體慣性小。 ()(2)物體不受力時，將處于靜止狀態或勻速直線運動狀態。 ()(3)物體加速度的方向一定與合外力方向相同。 ()(4)由m＝Fa可知，物體的質量與其所受合外力成正比，與其運動的加速度成反比。 (5)可以利用牛頓第二定律確定高速電子的運動情況。 ()(6)作用力和反作用力的效果可以相互抵消。 ()(7)人走在松軟土地上下陷時，人對地面的壓力大于地面對人的支持力。()2．(人教版必修第一冊習題改編)(多選)下面對牛頓第一定律和慣性的分析正確的是()A．飛機投彈時，當目標在飛機的正下方時投下炸彈，能擊中目標B．地球自西向東自轉，人向上跳起來后，還會落到原地C．安全帶的作用是防止汽車剎車時，人由于慣性發生危險D．向上拋出的物體，在空中向上運動，是因為受到了向上的作用力3．(人教版必修第一冊習題改編)(多選)一個質量為2kg的物體，放在光滑水平面上，受到兩個水平方向的大小為5N和7N的共點力作用，則物體的加速度可能是()A．1m/s2 B．4m/s2C．7m/s2 D．10m/s2牛頓第一定律的理解慣性1．牛頓第一定律的兩點說明(1)揭示了物體的慣性：不受力的作用時，一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。(2)揭示了力的作用對運動的影響：力是改變物體運動狀態的原因。2．對慣性的理解(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。(2)物體的慣性總是以“保持原狀”“反抗改變”兩種形式表現出來。(3)物體慣性的大小取決于質量，質量越大，慣性越大。(4)慣性與物體的受力情況、運動狀態及所處的位置無關。3．慣性的兩種表現形式(1)保持原狀：物體在不受力或所受合外力為0時，慣性表現為使物體保持原來的運動狀態(靜止或勻速直線運動)。(2)反抗改變：物體受到外力時，慣性表現為運動狀態改變的難易程度。慣性越大，物體的運動狀態越難以被改變。牛頓第一定律的理解和應用[典例1](多選)下列對牛頓第一定律的理解正確的是()A．牛頓第一定律反映了物體在不受外力作用時的運動規律B．在不受外力作用時，物體的運動狀態保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動D．奔跑的運動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態[聽課記錄]慣性的理解及應用[典例2]某同學為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力F擊打羽毛球筒的上端，則()A．該同學是在利用羽毛球的慣性B．該同學無法取出羽毛球C．羽毛球會從筒的下端出來D．羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來[聽課記錄]牛頓第二定律的理解1．牛頓第二定律的性質(1)同體性：式中合力F、質量m、加速度a對應同一物體。(2)獨立性：作用在物體上的每一個力都可以產生一個加速度，物體的加速度是所有力產生的加速度的矢量和。(3)瞬時性：加速度與合力F是瞬時對應關系，同時產生，同時變化，同時消失。(4)矢量性：加速度方向與合力的方向相同，表達式是矢量式。(5)因果性：合力F是產生加速度a的原因。2．瞬時加速度的兩類模型牛頓第二定律的理解[典例3](多選)下列說法正確的是()A．對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，在力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度B．物體由于做加速運動，所以才受合力作用C．F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關D．物體所受合力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小[聽課記錄]瞬時性問題[典例4](一題多變)如圖所示，兩個質量均為m的小球A、B用輕質彈簧連接，小球A的另一端用輕繩系在O點，放置在傾角為θ＝30°的光滑斜面上，斜面固定不動。系統靜止時，彈簧與輕繩均平行于斜面，在輕繩被剪斷的瞬間，設小球A、B的加速度大小分別為aA、aB，重力加速度大小為g，則()A．aA＝g，aB＝0 B．aA＝0，aB＝gC．aA＝g，aB＝g D．aA＝0，aB＝12[聽課記錄][變式1]在[典例4]中，若將去掉輕繩換成如圖所示擋板，突然撤去擋板的瞬間，A、B兩球的加速度大小分別是多少？[變式2]在[典例4]中，若A、B兩球用輕質桿相連，且去掉輕繩換成如圖所示擋板，突然撤去擋板的瞬間，A、B兩球的加速度大小分別是多少？求解瞬時加速度的步驟牛頓第三定律的理解1．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關”(1)三同：大小相同、性質相同、變化情況相同。(2)三異：方向相反、不同物體、不同效果。(3)三無關：與物體的種類、運動狀態、是否受其他力無關。2．作用力和反作用力與一對平衡力的區別名稱作用力和反作用力一對平衡力示例說明物塊對平板的壓力F1與平板對物塊的支持力F2是一對作用力和反作用力物塊在重力G與支持力F2作用下平衡，故重力G與支持力F2是一對平衡力作用對象兩個相互作用的不同物體同一個物體作用時間一定同時產生、同時消失不一定同時產生、同時消失力的性質一定相同不一定相同作用效果不可抵消可相互抵消牛頓第三定律的理解[典例5]北京時間2024年8月6日14時42分，長征六號甲運載火箭搭載“千帆星座”首批18顆組網衛星，從太原衛星發射中心成功發射升空。衛星在約兩小時后順利進入預定的極地軌道，發射任務圓滿成功，這標志著我國向全球衛星互聯網領域邁出重要一步。關于這次衛星與火箭發射的情形，下列敘述正確的是()A．火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向前的推力B．火箭尾部噴出的氣體對空氣產生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C．火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力D．衛星進入預定軌道之后，與地球之間不存在相互作用[聽課記錄]作用力和反作用力與一對平衡力的比較[典例6]如圖所示是一種有趣好玩的感應飛行器的示意圖，主要是通過手控感應飛行，它的底部設置了感應器裝置。只需要將手置于離飛行器底部一定距離處，就可以使飛行器靜止懸浮在空中，操作十分方便。下列說法正確的是()A．手對飛行器的作用力與飛行器所受的重力是一對平衡力B．空氣對飛行器的作用力與飛行器所受的重力是一對平衡力C．空氣對飛行器的作用力和空氣對手的作用力是一對作用力和反作用力D．因為空氣會流動，所以螺旋槳對空氣的作用力和空氣對螺旋槳的作用力大小不相等[聽課記錄]轉換研究對象法的應用[典例7]如圖所示，質量為M的大圓環，用輕繩懸掛于天花板上，兩個質量均為m的小圓環同時從等高處由靜止滑下，當兩小圓環滑至與大圓環圓心等高時所受到的摩擦力均為Ff，重力加速度為g，則此時大圓環對繩的拉力大小是()A．Mg B．(M＋2m)gC．Mg＋2Ff D．(M＋2m)g＋2Ff[聽課記錄]1．(2024·浙江1月選考)下列屬于國際單位制基本單位符號的是()A．s B．NC．F D．T2．(2023·浙江6月選考)在足球運動中，足球入網如圖所示，則()A．踢香蕉球時足球可視為質點B．足球在飛行和觸網時慣性不變C．足球在飛行時受到腳的作用力和重力D．觸網時足球對網的力大于網對足球的力3．(2024·湖南卷)如圖所示，質量分別為4m、3m、2m、m的四個小球A、B、C、D通過細線或輕彈簧互相連接，懸掛于O點，處于靜止狀態，重力加速度為g。若將B、C間的細線剪斷，則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為()A．g，1.5g B．2g，1.5gC．2g，0.5g D．g，0.5g教考銜接·鏈接人教版必修第一冊P114B組如圖所示，兩個質量相同的小球A和B之間用輕彈簧連接，然后用細繩懸掛起來，剪斷細繩的瞬間，A球和B球的加速度分別是多少？4．(2025·八省聯考陜西卷)如圖所示，質量均為m的兩個相同小球甲和乙用輕彈簧連接，并用輕繩L1、L2固定，處于靜止狀態，L1水平，L2與豎直方向的夾角為60°，重力加速度大小為g。則()A．L1的拉力大小為3mgB．L2的拉力大小為3mgC．若剪斷L1，該瞬間小球甲的加速度大小為3gD．若剪斷L1，該瞬間小球乙的加速度大小為g第1節牛頓運動三定律鏈接教材·夯基固本梳理·必備知識1．(1)勻速直線迫使慣性慣性維持加速度(2)勻速直線大小無關2．(1)正比反比相同ma靜止勻速直線運動宏觀低速(2)基本導出長度質量時間米千克秒物理關系3．(1)相互(2)相反同一條直線上激活·基本技能1．(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)×2．BC[飛機在目標正上方投彈時，由于慣性，炸彈會落在目標的前方，A錯誤；地球自西向東自轉，人向上跳起后，由于慣性，還會落在原地，B正確；汽車剎車時，由于慣性，人會向前沖，安全帶可以防止人的前沖帶來的危險，C正確；物體被向上拋出后，在空中向上運動是由于慣性，D錯誤。]3．AB[物體受到兩個水平方向的大小為5N和7N的共點力作用，合力大小的范圍為2N≤F≤12N，再由牛頓第二定律知加速度的范圍為1m/s2≤a≤6m/s2，A、B正確。]細研考點·突破題型考點1典例1ABD[牛頓第一定律描述的是物體在不受外力作用時的運動規律，在不受外力作用時總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態不變，A、B正確；牛頓第一定律還揭示了力和運動的關系，力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動狀態的原因，在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于摩擦力的作用而改變了運動狀態，奔跑的運動員，遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用而改變了運動狀態，C錯誤，D正確。]典例2A[用力F擊打羽毛球筒的上端時，球筒會在力的作用下向下運動，而羽毛球由于慣性而保持靜止，所以羽毛球會從筒的上端出來，故A正確，B、C錯誤；球筒向下運動，羽毛球相對于球筒向上運動，所以羽毛球受到向下的摩擦力，故D錯誤。]考點2典例3ACD[由于物體的加速度與合力是瞬時對應關系，因此在力剛作用瞬間，物體會立即獲得加速度，A正確；根據因果關系，合力是產生加速度的原因，即物體由于受合力作用，才會產生加速度，B錯誤；牛頓第二定律F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關，C正確；由牛頓第二定律知物體所受合力減小，加速度一定會減小，而速度的變化由加速度和初速度共同決定，不一定會減小，D正確。]典例4A[輕繩被剪斷前，對小球B進行受力分析，由平衡條件可知，輕彈簧的拉力F＝mgsin30°，輕繩被剪斷的瞬間，輕彈簧的長度還沒有來得及發生變化，輕彈簧的彈力不變，小球B的受力情況沒有發生變化，仍然處于靜止狀態，加速度為零。在剪斷輕繩的瞬間，小球A受到輕彈簧沿斜面向下的拉力、重力、斜面的支持力，由牛頓第二定律有F＋mgsin30°＝maA，解得aA＝g。A正確。]變式1解析：撤去擋板瞬間，由于彈簧彈力不能突變，則A球所受合力為0，加速度為0，撤去擋板前，擋板對B球的彈力大小為2mgsinθ，撤去擋板瞬間，B球與擋板之間彈力消失，B球所受合力大小為2mgsinθ，加速度大小為g。答案：0g變式2解析：撤去擋板前，輕桿上有彈力為mgsinθ，但是撤去擋板瞬間，桿的彈力突變為0，A、B兩球作為整體以共同加速度運動，所受合力大小為2mgsinθ，加速度大小均為g2答案：g2考點3典例5A[火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體，噴出的氣體同時對火箭產生向上的反作用力，即為火箭上升的推力，此動力并不是由周圍的空氣提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關，B、C錯誤，A正確；火箭運載衛星進入軌道之后，衛星與地球之間依然存在相互吸引力，這是一對作用力與反作用力，D錯誤。]典例6B[手與飛行器沒有接觸，手對飛行器沒有作用力，空氣對飛行器的作用力與飛行器所受的重力是一對平衡力，選項A錯誤，B正確；空氣對飛行器的作用力和飛行器對空氣的作用力是一對作用力和反作用力，選項C錯誤；由牛頓第三定律可知，螺旋槳對空氣的作用力和空氣對螺旋槳的作用力大小相等，選項D錯誤。]典例7C[小圓環受到大圓環的摩擦力大小為Ff，方向豎直向上，根據力的作用是相互的，則大圓環受到兩個小圓環的摩擦力大小各為Ff，方向豎直向下，以大圓環為研究對象，大圓環處于靜止狀態，受力平衡，向上的力是繩子對它的拉力F，