2023届高考物理一轮复习：第05讲 牛顿运动定律的理解及应用

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第05 讲 牛顿运动定律的理解及应用
知识图谱
牛顿第一、第三定律
知识精讲
一．牛顿第一定律
1．伽利略的理想实验
伽利略的观点：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故物体不受外力作用，就
会保持自己的速度不变；笛卡尔的补充完善：除非物体受到外力作用，物体将永远保持其静止或运动状态，永远
不会使自己沿曲线运动，而只保持在直线上运动。
2．牛顿第一定律
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律又叫惯
性定律。
3．惯性与质量
（1）定义：物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
（2）惯性与牛顿第一定律
牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，即一切物体都具有惯性。同时，牛顿第
一定律还定性地指出了力的动力学意义：力是改变物体运动状态的原因，即改变速度的原因。
对惯性的理解：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性；惯性与运动状态无关。物体的惯性总是以保
持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。
二． 牛顿第三定律
1． 内容
两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。牛顿第三定律又称为
“作用与反作用定律”，也简称为“第三定律”。
当两个物体互相作用时，彼此施加于对方的力，其大小相等、方向相反。力必会成双结对地出现：其中一个
力称为“作用力”，而另一个力则称为“反作用力”。
2．利用牛顿第三定律解释生活现象
例一：瘦弱的男子与一个大力士“掰手腕”，两手之间的相互作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第
三定律，两手之间的这对力是大小相等的，但是为什么大力士会赢，是因为两人手腕能承受的力不同。
例二：以卵击石，鸡蛋“粉身碎骨”，但石头却“安然无恙”是不是鸡蛋对石头的力小，而石头对鸡蛋的力
大呢？ 不是的，鸡蛋与石头相撞击时，它们之间的相力是一对作用力和反作用力，之所以出现“蛋碎”的结果，
是因为蛋壳所能承受的力远远小于石头所能承受的力。
3．利用牛顿第三定律解题
在受力分析中，我们有时需要应用“转化研究对象法”，意思是，当将 A物体作为研究对象无法求解时，可
以选与 A相互作用的物体 B为研究对象进行求解，这里往往用到牛顿第三定律，求出未知力的反作用力。例如，
不易直接分析的物体，如地面，可转而分析与之接触的物体。
三点剖析
一．课程目标
1．理解牛顿第一定律的内容
2．学会应用牛顿第三定律的解释生活现象和受力分析
对牛顿第一定律的理解
例题 1、 伽利略在物理学研究方面把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，有力地推进了人类科学
认识的发展，标志着物理学的真正开端．
（1）伽利略在研究自由落体运动的性质中发现：如果 v与x成正比，将会推导出十分复杂的结论．他猜想v与t
成正比，但由于当时技术不够发达，无法直接测定瞬时速度，所以无法直接检验其是否正确．于是他想到了用便
于测量的位移 x与t的关系来进行检验：如果 v=kt 成立，则 x与t的关系应是 x=______________．
（2）伽利略在研究运动和力的关系时，发明了用实验来研究物理问题的方法，而且还为物理学引入了理想实验的
研究方法．
①下面关于理想实验的叙述中正确的是_______________．
A．理想实验是虚幻的，所以引入它没有现实意义
B．理想实验是没有实验基础的
C．理想实验是建立在可靠事实基础上的，对发现新的科学规律有着不可替代的作用
D．理想实验抓住了客观事实的主要因素，忽略次要因素，是科学的研究方法
②以下给出了伽利略理想斜面实验的有关程序：
a．减小第二个斜面的倾角，小球在斜面上仍然要达到原来的高度；
b．取两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
c．如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度；
d．继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平方向做持续的匀速运动．
按程序的先后排列应为：______________．
例题 2、 理想实验有时能更深刻地反映自然规律．伽利略设想了一个理想实验，下面是关于该实验被打乱的步骤：
① 减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度．
②如下图所示为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．
④ 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动．
（1）请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________(只填写序号即可)．
（2）在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，则步骤②属于________．
例题 3、 在平直轨道上,匀加速向右行驶的封闭车厢中,悬挂着一个带有滴管的盛油容器,如图所示．当滴管依次滴
下三滴油时（设三滴 油都落在车厢底板上），下列说法中 正确的是（ ）
A.这三滴油依次落在OA 之间,且后一滴比前一滴离 O点远
B.这三滴油依次落在OA 之间,且后一滴比前一滴离 O点近
C.这三滴油依次落在OA 间同一位置上
D.这三滴油依次落在O点上
例题 4、 如图是伽利略 年做斜面实验时的一页手稿照片，照片左上角的三列数据如下表．表中第二列是时
间，第三列是物体沿斜面运动的距离，第一列是伽利略在分析实验数据时添加的．根据表中的数据．伽利略可以
得出的结论是（ ）
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