高中物理人教专题14 牛顿三大定律（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题14 牛顿三大定律
导练目标
导练内容
目标1
牛顿第一定律和惯性
目标2
牛顿第三定律
目标3
牛顿第二定律及瞬时加速度问题
【知识导学与典例导练】
牛顿第一定律和惯性
1.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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
(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．对惯性的理解
(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，惯性表现为抗拒运动状态改变。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，与物体的速度和受力情况无关。
3．牛顿第一、第二定律的关系
(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础，经过科学抽象、归纳推理总结出来的，牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响；牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
【例1】水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管，液体中有一气泡，水平静止时，气泡位于玻璃管中央，如图所示。一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪，一个沿车头方向，一个垂直于车头方向。某时刻，气泡位置如图2所示，则此时关于火车运动的说法可能正确的是（　　）
A．加速行驶，且向左转弯
B．加速行驶，且向右转弯
C．减速行驶，且向左转弯
D．减速行驶，且向右转弯
【答案】B
【详解】CD．由题意可知，水平静止或匀速直线运动时，气泡位于玻璃管中央，由图2可以看出:沿车头方向的气泡向车头方向移动，当火车加速时，气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速，还会以原来的速度运动，相对火车向后运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡在液体作用下就向前运动，故CD错误；
AB．垂直于车头方向的装置中气泡处于右端，因原来火车做直线运动，气泡位于中心位置，当火车向右转弯时，气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转，还会沿直线运动，所以气泡和液体就相对火车向左运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动；所以此时刻火车应是加速运动且向右转弯，故A错误，B正确。故选B。
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。
2.作用力与反作用力的特点
(1)三同：①同大小；②同变化；③同性质
(2)三异：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同
(3)二无关：①与相互作用的物体运动状态无关；②与是否和其他物体相互作用无关；
3.作用力和反作用力与一对平衡力的区别
　名称
项目　　
作用力与反作用力
一对平衡力
作用对象
两个相互作用的不同物体
同一个物体
作用时间
一定同时产生、同时消失
不一定同时产生、同时消失
力的性质
一定相同
不一定相同
作用效果
不可抵消
可相互抵消
【例2】2021年9月20日，我国天舟三号火箭在海南文昌发射中心发射升空，大约经历597秒后，飞船进入预定轨道并进行正常工作，这是我国载人航天工程的第20次发射任务，也是长征系列运载火箭的第389次飞行。如图所示，火箭点火升空。燃料燃烧后的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，则（　　）
A．火箭获得的推力来自空气
B．喷出燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力
C．喷出燃气对火箭的作用力与火箭对喷出燃气的作用力是一对作用力与反作用力
D．火箭飞离大气层后，不受重力作用
【答案】C
【详解】A．火箭获得的推力来自燃料燃烧后的燃气，故A错误；
BC．喷出燃气对火箭的作用力与火箭对喷出燃气的推力是一对作用力与反作用力，故B错误，C正确；
D．火箭飞离大气层后，没有脱离地球的引力范围，受重力作用，故D错误。故选C。
牛顿第二定律及瞬时加速度问题
1.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。
2.表达式：F＝ma，其中F为物体受到的合外力。
3.牛顿第二定律的五个特性

4.合力、加速度、速度之间的决定关系
(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。
(2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，