1、高中物理第四章牛顿运动定律第四章牛顿运动定律高中物理章章知识内容知识内容考试要求考试要求必考必考加试加试牛顿运动定律牛顿运动定律牛顿第一定律牛顿第一定律c c牛顿第二定律牛顿第二定律d dd d力学单位制力学单位制b b牛顿第三定律牛顿第三定律c cc c牛顿运动定律应用牛顿运动定律应用d dd d共点力平衡条件及应用共点力平衡条件及应用c cc c超重与失重超重与失重b b实验实验:探究加速度与力、质量的关系探究加速度与力、质量的关系实验实验:探究作用力与反作用力的关系探究作用力与反作用力的关系高中物理第第1 1节牛顿第一定律节牛顿第一定律高中物理课堂探究课堂探究自主学习自主学习课堂达标课堂
2、达标高中物理自主学习自主学习学习目标学习目标1.1.了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。2.2.认识伽利略研究运动和力的关系的思想方法认识伽利略研究运动和力的关系的思想方法,了解理想实验的作用了解理想实验的作用,知道知道理想实验的基本思路、主要推理过程和结论。理想实验的基本思路、主要推理过程和结论。3.3.知道速度是描述物体运动状态的物理量。知道速度是描述物体运动状态的物理量。4.4.理解牛顿第一定律的内容和意义理解牛顿第一定律的内容和意义,能运用牛顿第一定律解释有关现象。能运用牛顿第一定律解释有关现象。5.5.知道惯性是物体的固有属
3、性知道惯性是物体的固有属性,知道质量是物体惯性大小的量度。知道质量是物体惯性大小的量度。6.6.运用惯性概念运用惯性概念,解释有关实际问题。解释有关实际问题。高中物理教材提炼教材提炼一、历史回顾一、历史回顾【问题导引问题导引】生活经验告诉我们生活经验告诉我们,桌面上的书本你用力推它时桌面上的书本你用力推它时,它会动它会动,停止用力停止用力,书本书本也就即刻停下。智慧博学的亚里士多德据此认为也就即刻停下。智慧博学的亚里士多德据此认为,必须有力作用在物体上必须有力作用在物体上,物体才能运动物体才能运动,但这其实是错误的。你知道亚里士多德为什么犯错误了但这其实是错误的。你知道亚里士多德为什么犯错误了
4、?答案答案:亚里士多德之所以犯错误亚里士多德之所以犯错误,是因为他不是基于实验事实是因为他不是基于实验事实,而是根据而是根据表面现象作出了主观臆断。表面现象作出了主观臆断。高中物理【知识梳理知识梳理】代表人物代表人物主要观点主要观点亚里士多德亚里士多德必须有力作用在物体上必须有力作用在物体上,物体才能物体才能 ;没有力的作用没有力的作用,物体就要物体就要 在一个地方在一个地方伽利略伽利略力不是力不是 物体运动的原因物体运动的原因笛卡儿笛卡儿如果运动中的物体没有受到力的作用如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以它将继续以 .沿同一直线运动沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向既不停下
5、来也不偏离原来的方向运动运动静止静止维持维持同一同一速度速度高中物理【练一练练一练】科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法不符合历史事实的是法不符合历史事实的是()A.A.亚里士多德认为必须有力作用在物体上亚里士多德认为必须有力作用在物体上,物体才会运动物体才会运动B.B.伽利略通过伽利略通过“理想实验理想实验”得出结论得出结论:力不是维持物体速度的原因力不是维持物体速度的原因C.C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动而不仅仅是使之运动D.D.牛
6、顿认为只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态牛顿认为只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态D D解析解析:牛顿认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的牛顿认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质性质,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。即物体不受外除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。即物体不受外力或受合外力为零时力或受合外力为零时,处于平衡态处于平衡态,故选项故选项D D不符合历史事实。不符合历史事实。高中物理二、理想实验的魅力二、理想实验的魅力【知识梳理知识梳理】1.1.伽利略理想实验伽利略理想实验:让小球沿斜面从静止状态开始向下运动让小球
7、沿斜面从静止状态开始向下运动,小球将小球将“冲冲”上另一斜面上另一斜面,如果没有摩擦如果没有摩擦,小球将上升到小球将上升到 的高度。减小第二个斜面的高度。减小第二个斜面的倾角的倾角,小球在这个斜面上仍将达到小球在这个斜面上仍将达到 高度高度,但它要运动得远些。继续但它要运动得远些。继续减小第二个斜面的倾角小减小第二个斜面的倾角小,球达到同一高度时就会离得球达到同一高度时就会离得 。若将第。若将第二个斜面放平二个斜面放平,小球将永远运动下去。小球将永远运动下去。2.2.结论结论:力不是力不是 物体运动的原因。物体运动的原因。原来原来同一同一更远更远维持维持高中物理【练一练练一练】伽利略的斜面实验
8、说明了伽利略的斜面实验说明了()A.A.要使物体运动必须有力的作用要使物体运动必须有力的作用,没有力的作用物体将静止没有力的作用物体将静止B.B.要使物体静止必须有力的作用要使物体静止必须有力的作用,没有力的作用物体就运动没有力的作用物体就运动C.C.物体不受外力作用时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总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态D.D.物体不受外力作用时物体不受外力作用时,一定处于静止状态一定处于静止状态C C解析解析:没有力作用时没有力作用时,物体会静止或做匀速直线运动物体会静止或做匀速直线运动,选项选项A,B,DA,B,D错误错误,C,C正确。正确。高中
9、物理三、牛顿第一定律和惯性三、牛顿第一定律和惯性【问题导引问题导引】我们都有这样的生活体验我们都有这样的生活体验:汽车启动时汽车启动时,身体会向后倒身体会向后倒,而汽车突然而汽车突然刹车时刹车时,站在汽车中的乘客会向前倾倒。你有注意到如果汽车向左站在汽车中的乘客会向前倾倒。你有注意到如果汽车向左转弯转弯,乘客向哪边倒吗乘客向哪边倒吗?你知道这是为什么吗你知道这是为什么吗?答案答案:汽车向左转弯汽车向左转弯,乘客向右边倒乘客向右边倒,这是因为惯性。这是因为惯性。高中物理【知识梳理知识梳理】1.1.牛顿第一定律牛顿第一定律:一切物体总保持一切物体总保持 状态或静止状态状态或静止状态,除非除非作用在
10、它上面的作用在它上面的 迫使它改变这种状态。迫使它改变这种状态。2.2.惯性惯性:物体具有保持原来物体具有保持原来 状态或静止状态的性质。状态或静止状态的性质。3.3.惯性的量度惯性的量度:是惯性大小的唯一量度。是惯性大小的唯一量度。匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动匀速直线运动质量质量力力高中物理【练一练练一练】1.1.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念提出了惯性的概念,从而奠定从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是其中正确的是()A.A.物体
11、抵抗运动状态变化的性质是惯性物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.B.不受力的物体有惯性不受力的物体有惯性,受力的物体没有惯性受力的物体没有惯性C.C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.D.运动物体只要受力不变运动物体只要受力不变,将由于惯性而保持直线运动将由于惯性而保持直线运动A A解析解析:一般情况下我们将物体保持原有运动状态的性质称之为惯性一般情况下我们将物体保持原有运动状态的性质称之为惯性,这里换了这里换了一个说法一个说法,叫物体抵抗运动状态变化的性质叫物体抵抗运动状态变化的性质,其实意义是一样的其实意义是一样的,故故A A正确正确;
12、一切一切物体都有惯性物体都有惯性,故故B B错误错误;行星的圆周运动速度的方向在变行星的圆周运动速度的方向在变,是变速运动是变速运动,不是惯不是惯性的体现性的体现,故故C C错误错误;运动物体即使受力不变运动物体即使受力不变,但如果所受力方向和速度方向不但如果所受力方向和速度方向不在一条直线上在一条直线上,物体将做曲线运动物体将做曲线运动,D,D错误。错误。高中物理2.2.我国我国道路交通安全法道路交通安全法中规定中规定:各种小型车辆前排乘坐的人各种小型车辆前排乘坐的人(包括司包括司机机)必须系好安全带必须系好安全带,这是因为这是因为()A.A.系好安全带可以减小惯性系好安全带可以减小惯性B.
13、B.系好安全带可以增大人的惯性系好安全带可以增大人的惯性C.C.系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害D.D.系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害D D 解析解析:根据惯性的定义知根据惯性的定义知,安全带与人和车的惯性无关安全带与人和车的惯性无关,选项选项A,BA,B错误错误;系好安全带主要是防止刹车时人由于惯性继续向前运动发生碰撞而系好安全带主要是防止刹车时人由于惯性继续向前运动发生碰撞而造成伤害造成伤害,选项选项C C错误错误,D,D正确。正确。高中物理要点一要点一 对牛顿第一定律的理解对牛顿第一定律的理
14、解课堂探究课堂探究【例例1 1】关于牛顿第一定律关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.牛顿第一定律是在伽利略牛顿第一定律是在伽利略“理想实验理想实验”的基础上总结出来的的基础上总结出来的B.B.不受力作用的物体是不存在的不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义故牛顿第一定律的建立毫无意义C.C.牛顿第一定律表明牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性物体只有在不受外力作用时才具有惯性D.D.牛顿第一定律表明牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性A A 解析解析:牛顿第一定律是
15、牛顿在伽利略等前人实验的基础上牛顿第一定律是牛顿在伽利略等前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的根据逻辑推理得出的,是以实验为基础是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出的但又不是完全通过实验得出的,故选项故选项A A正确正确;虽然在地球上不受虽然在地球上不受力作用的物体是不存在的力作用的物体是不存在的,但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律但牛顿第一定律给出了物体不受力作用时的运动规律,为科学的发展奠定了基础为科学的发展奠定了基础,故选项故选项B B错误错误;牛顿第一定律表明物体具有保持原来速牛顿第一定律表明物体具有保持原来速度不变的性质度不变的性质,即惯性即惯性,惯性的大小与物体的受
16、力情况和运动情况均无关惯性的大小与物体的受力情况和运动情况均无关,故选项故选项C,DC,D错误。错误。高中物理规律方法规律方法牛顿第一定律巧应用牛顿第一定律巧应用(1)(1)要把生活感受和理论问题联系起来要把生活感受和理论问题联系起来,纠正生活中一些错误的认识。纠正生活中一些错误的认识。(2)(2)如果物体的运动状态发生改变如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到不为零的合外力作则物体必然受到不为零的合外力作用用,所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变所以判断物体的运动状态是否改变以及如何改变,应从受力分析应从受力分析入手。入手。高中物理针对训练针对训练1:1:在水平面上有一辆匀速行驶的
17、小车在水平面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗。现突然发车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示水洒出的情况如图所示,则关于小车在此种情况下的运动叙述正则关于小车在此种情况下的运动叙述正确的是确的是()A.A.小车匀速向左运动小车匀速向左运动B.B.小车可能突然向右加速运动小车可能突然向右加速运动C.C.小车可能突然向左减速运动小车可能突然向左减速运动D.D.小车可能突然向右减速运动小车可能突然向右减速运动解析解析:若小车匀速向左运动若小车匀速向左运动,则水也匀速运动则水也匀速运动,速度相等速度相等,水不会洒出水不会洒出,故选项故选项A A错错
18、误误;小车突然向右加速小车突然向右加速,由于惯性由于惯性,水还没有来得及加速水还没有来得及加速,所以小车向右的速度大所以小车向右的速度大于水向右的速度于水向右的速度,不可以出现图示情况不可以出现图示情况,故选项故选项B B错误错误;小车突然向左减速小车突然向左减速,由于惯由于惯性性,水还没有来得及减速水还没有来得及减速,所以小车向左的速度小于水向左的速度所以小车向左的速度小于水向左的速度,不可以出现图不可以出现图示情况示情况,故选项故选项C C错误错误;小车突然向右减速小车突然向右减速,由于惯性由于惯性,水还没有来得及减速水还没有来得及减速,所以所以小车向右的速度小于水向右的速度小车向右的速度
19、小于水向右的速度,可以出现图示情况可以出现图示情况,故选项故选项D D正确。正确。D D高中物理要点二要点二 对惯性的理解及其应用对惯性的理解及其应用【例【例2 2】下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.A.惯性是物体只在匀速运动或静止时才表现出来的性质惯性是物体只在匀速运动或静止时才表现出来的性质B.B.物体的惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质物体的惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质C.C.物体不受外力作用时物体不受外力作用时,保持匀速直线运动状态或静止状态保持匀速直线运动状态或静止状态,有惯性有惯性;受到外力作用受到外力作用时时
20、,不能保持匀速直线运动状态或静止状态不能保持匀速直线运动状态或静止状态,无惯性无惯性D.D.惯性是物体的属性惯性是物体的属性,与物体的运动状态和是否受力均无关与物体的运动状态和是否受力均无关思路探究思路探究(1)(1)惯性的大小与物体的运动状态有关吗惯性的大小与物体的运动状态有关吗?答案答案:惯性的大小只与物体的质量有关惯性的大小只与物体的质量有关,与其运动状态无关。与其运动状态无关。(2)(2)当物体受外力作用时当物体受外力作用时,它还有惯性吗它还有惯性吗?答案答案:仍然有仍然有,惯性是物体的属性惯性是物体的属性,与受力情况没有关系。与受力情况没有关系。解析解析:惯性是物体的固有属性惯性是物
21、体的固有属性,由物体的质量唯一决定由物体的质量唯一决定,任何情况下都存在任何情况下都存在,与物体与物体的运动状态和受力情况均无关的运动状态和受力情况均无关,选项选项D D正确。正确。D D高中物理误区警示误区警示正确理解惯性概念正确理解惯性概念(1)(1)物体的惯性与物体是否运动无关物体的惯性与物体是否运动无关,与运动状态是否变化无关。与运动状态是否变化无关。(2)(2)物体的惯性与物体是否受力无关物体的惯性与物体是否受力无关,与受力的大小和方向无关。与受力的大小和方向无关。(3)(3)惯性不是一种力惯性不是一种力,不能说物体保持原来运动状态是因为受到了惯不能说物体保持原来运动状态是因为受到了
22、惯性力。性力。高中物理针对训练针对训练2:2:关于物体的惯性关于物体的惯性,下述说法中正确的是下述说法中正确的是()A.A.运动速度大的物体不能很快地停下来运动速度大的物体不能很快地停下来,是因为物体速度越大是因为物体速度越大,惯性也越大惯性也越大B.B.静止的火车启动时静止的火车启动时,速度变化慢速度变化慢,是因为静止的物体惯性大是因为静止的物体惯性大C.C.乒乓球可以快速抽杀乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球惯性小是因为乒乓球惯性小D.D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性在宇宙飞船中的物体不存在惯性C C解析解析:惯性大小只与物体质量有关惯性大小只与物体质量有关,与物体的速度无关与物体的速度无关
23、,故选项故选项A A错误错误;质质量是物体惯性大小的唯一量度量是物体惯性大小的唯一量度,火车速度变化慢火车速度变化慢,表明它的惯性大表明它的惯性大,是因是因为它的质量大为它的质量大,与是否静止无关与是否静止无关,故选项故选项B B错误错误;乒乓球能被快速抽杀乒乓球能被快速抽杀,表表明它的运动状态容易发生改变明它的运动状态容易发生改变,是因为它的惯性小是因为它的惯性小,故选项故选项C C正确正确;一切一切物体在任何情况下都有惯性物体在任何情况下都有惯性,故选项故选项D D错误。错误。高中物理课堂达标课堂达标1.1.如图是伽利略的如图是伽利略的“理想实验理想实验”,根据该实验下列说法正确的是根据该
24、实验下列说法正确的是()A.A.该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据B.B.该实验是理想实验该实验是理想实验,是在思维中进行的是在思维中进行的,无真实的实验基础无真实的实验基础,故其结果并故其结果并不可信不可信C.C.该实验充分证实了亚里士多德该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因力是维持物体运动的原因”的结论的结论D.D.该实验说明了物体的运动需要力来维持该实验说明了物体的运动需要力来维持A A高中物理解析解析:该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据,故选项故选项A A正
25、正确确;虽然它是想象中的实验虽然它是想象中的实验,但是它建立在可靠的实验基础上但是它建立在可靠的实验基础上,其结果是其结果是可信的可信的,故选项故选项B B错误错误;伽利略由此推翻了亚里士多德的观点伽利略由此推翻了亚里士多德的观点,认为力不认为力不是维持物体运动的原因是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因而是改变物体运动状态的原因,故选项故选项C C错误错误;该实验说明了物体的运动不需要力来维持该实验说明了物体的运动不需要力来维持,故选项故选项D D错误。错误。高中物理2.2.关于惯性关于惯性,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.宇航员在太空行走时没有惯性宇航员在太空行走时没
26、有惯性B.B.铅球做自由落体运动时没有惯性铅球做自由落体运动时没有惯性C.C.篮球向上抛出后能继续上升是由于惯性的缘故篮球向上抛出后能继续上升是由于惯性的缘故D.D.汽车在匀速行驶时没有惯性汽车在匀速行驶时没有惯性,在起动或刹车时有惯性在起动或刹车时有惯性C C解析解析:惯性是物体固有的属性惯性是物体固有的属性,任何物体在任何情况下都有惯性任何物体在任何情况下都有惯性,选项选项C C正确。正确。高中物理3.3.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据没有实验依据B.B.牛顿第一定律无法用实验直接验证牛顿第一定
27、律无法用实验直接验证,因此是不成立的因此是不成立的C.C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维都是一种科学抽象的思维方法方法D.D.由牛顿第一定律可知由牛顿第一定律可知,静止的物体一定不受外力作用静止的物体一定不受外力作用解析解析:牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的,虽无法用实验来直接验证虽无法用实验来直接验证,但它是成立的但它是成立的,故选项故选项A,BA,B错误错误;理想实验的理想实验的思维方法与质点概念的建立相同思维方法与质点概念的建立相同,都是突出主
28、要因素、忽略次要因素的都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法科学抽象的思维方法,故选项故选项C C正确正确;物体静止时不受外力或所受合外力物体静止时不受外力或所受合外力为零为零,故选项故选项D D错误。错误。C C高中物理4.4.如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图,当汽车处于静止或匀速当汽车处于静止或匀速直线运动时直线运动时,摆锤竖直悬挂摆锤竖直悬挂,锁棒水平锁棒水平,棘轮可以自由转动棘轮可以自由转动,安全带能被拉安全带能被拉动。当汽车突然刹车时动。当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动摆锤由于惯性绕轴摆动,使得锁棒锁定棘轮的转动使得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运汽车的可能运动方向和运动状态是动方向和运动状态是()A.A.向左行驶、突然刹车向左行驶、突然刹车B.B.向右行驶、突然刹车向右行驶、突然刹车C.C.向左行驶、匀速直线运动向左行驶、匀速直线运动D.D.向右行驶、匀速直线运动向右行驶、匀速直线运动B B解析解析:向右行驶时向右行驶时,如果突然刹车如果突然刹车,由于惯性由于惯性,摆锤将从图中实线位置摆摆锤将从图中实线位置摆到虚线位置。到虚线位置。高中物理点击进入点击进入 课时作业课时作业
