1. 牛顿第一定律优秀教案案例

考点内容

牛顿运动定律及其应用

超重与失重

要求

Ⅱ

Ⅰ

考纲解读

1.从近几年的高考考点分布知道，本章主要考查考生能否准确理解牛顿运动定律的意义，能否熟练应用牛顿第二定律、牛顿第三定律和受力分析方法解决运动和力的问题；理解超重和失重现象，掌握牛顿第二定律的验证方法和原理．

2．有关本章内容高考命题的题型有选择题、计实验：探究加速度与力、质量的关系

算题．高考试题往往综合牛顿运动定律和运动学规

律进行考查，考题中注重与电场、磁场的渗透，并常常与生活、科技、工农业生产等实际问题相联系．

3．本章是中学物理的基本规律和核心知识，在整个物理学中占有非常重要的地位，预计2013年高考中，本章内容仍将为命题的重点和热点，考查和要求的程度往往层次较高. 第1课时

牛顿第一定律

牛顿第三定律

导学目标

1.掌握牛顿第一定律，会应用其解释物理现象.2.理解牛顿第三定律，会应用其解释物理现象．

一、牛顿第一定律

[基础导引] 回答下列问题：

(1)飞机投弹时，如果发现目标在飞机的正下方才投下炸弹，能击中目标吗？为什么？

(2)地球在从西向东自转．你向上跳起来以后，为什么还落到原地，而不落到原地的西边？

(3)我国道路交通安全法规定，在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带．为什么要做这样的规定？

(4)一个同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力，否则它不可能向上运动．这个结论错在什么地方？

[知识梳理]

1．内容：一切物体总保持________________状态或________状态，直到有外力迫使它________这种状态为止．

2．成立条件：物体不受外力作用．

3．意义

(1)指出力不是________物体运动的原因，而是________物体运动状态的原因，即力是产生____________的原因．

(2)指出了一切物体都有________，因此牛顿第一定律又称为____________．

4．惯性

(1)定义：物体具有保持原来________________状态或____________状态的性质．

(2)量度：________是物体惯性大小的唯一量度，__________的物体惯性大，__________的物体惯性小．

(3)表现：物体不受外力作用或所受合外力为零时，有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质；物体受到外力作用时，表现为运动状态改变的难易程度．

(4)普遍性：惯性是物体的________属性，一切物体都具有惯性．

思考：惯性与物体的受力和运动有关吗？

二、牛顿第三定律

[基础导引] 作用力和反作用力总是成对出现的．现把木箱放在地面上，如果我们所研究的物体只有木箱和地球，涉及木箱和地球的作用力和反作用力有哪几对？木箱所受的力是这几对中的哪几个？地球所受的力是其中的哪几个？

[知识梳理] 1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是________的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这个物体也施加了力．

2．牛顿第三定律的内容：两个物体之间的作用力（F）和反作用力（F′）总是大小________、方向________，且作用在________________．

3．表达式：F＝－F′.

考点一

牛顿第一定律的理解与应用

考点解读

1．明确惯性的概念

牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质．

2．揭示力的本质：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因．

3．理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的．在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的．

4．与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的．力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答．牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．

典例剖析

例1

某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状是下图中的

(

)

跟踪训练1

上题中：

(1)若列车正在出站，则水面的形状与哪个选项一致？

(2)若水面形状与选项A中相同，说明列车的运动状态是怎样的？

考点二

牛顿第三定律的理解与应用

考点解读

1．作用力与反作用力的关系

(1)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)作用力与反作用力总是成对出现，同时产生，同时变化，同时消失．

(3)作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，各自产生其效果，永远不会抵消．

(4)作用力和反作用力是同一性质的力．

(5)物体间的相互作用力既可以是接触力，也可以是场力．定律内容可归纳为：作用力与反作用力“三同三不同”及“三无关”．

“三同”是：大小相同；性质相同；出现、存在、消失的时间相同．

“三不同”是：方向不同；作用的对象不同；作用的效果不同．

“三无关”是：与物体的种类无关；与相互作用的两物体的运动状态无关；与是否与另外物体相互作用无关．

2．作用力和反作用力与一对平衡力的比较

对应名称

比较内容

不

同

点

依赖关系

受力物体

作用力和反作用力

作用在两个相互作用的物体上

相互依存，不可单独存在，且同时产生，同时变化，同时消失

一对平衡力

作用在同一物体上

无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在

两力作用效果可相互叠加性

两力作用效果不可叠加，不可求合力

抵消，可叠加，可求合力且合力为零

可以是同性质的力，力的性质

一定是同性质的力

也可以不是同性质的力

相同点

典例剖析

例2

汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下列说法正确的是

(

) A．汽车能拉着拖车向前是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的力

B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力

C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力

D．拖车加速前进时，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力

跟踪训练2

如图1所示，一个大人甲跟一个小孩乙站在水平地上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了．对这个过程中作

用于双方的力的关系，不正确的说法是

(

) A．大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大

B．大人与小孩间的拉力是一对作用力和反作用力

C．大人拉小孩的力与小孩拉大人的力的大小一定相等

D．只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大

4.运用“惯性”分析问题时由

于惯性思维而产生错误

例3

如图2所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分

别悬挂和拴着一只铁球和一只乒乓球，容器中的水和铁球、乒乓

球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时，两球的运动

状况是(以小车为参考系)

(

) A．铁球向左，乒乓球向右

B．铁球向右，乒乓球向左

C．铁球和乒乓球都向左

D．铁球和乒乓球都向右

误区警示

由于惯性，物体发生状态变化时呈相反状态，如公共汽车急刹车时乘客都向前倾倒；突然启动时乘客都向后倾倒，这是日常生活中随处可见的惯性现象．根据牛顿第一定律，物体有惯性，若它原来静止就容易保持静止，所以当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是向左运动．选C. 正确解析

因为小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都有向左运动趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球的质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的水球的运动状态容易改变，即速度变化快，而且水和车一起加速运动，所以小车加速运动时，铁球相对于小车向左运动，同理由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球向右运动．故选A. 答案

A 正本清源

引起错误的原因是惯性思维，认为任何情况下物体都随着其他物体向右加速时向左运动，没有对物体进行受力分析，比较其加速度的大小，对物体的运动与力的关系不图2

图1

面

大小方向

大小相等、方向相反、作用在同一条直线上

清楚.没有正确理解惯性的概念，搞不清惯性的大小与质量的具体关系. 跟踪训练3

做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的

瓶子，瓶内有一气泡，如图3所示，当小车突然停止运动时，气

泡相对于瓶子将

(

) A．向前运动

B．向后运动

C．无相对运动

D．无法判断

5．对牛顿第三定律理解不透彻而产生错误

例4

第二十二届世界大学生冬季运动会自由滑比赛中，中国小将张丹/ 张昊毫无争议地再夺第一名，为中国队夺得第一枚本届大冬会金

牌．花样滑冰表演刚开始时他们静止不动，如图4所示，随着优美的音

乐响起，他们在相互猛推一下后分别向相反方向运动，假定两人的冰

刀与冰面间的动摩擦因数相同，已知张丹在冰面上滑行的距离比张昊

滑行得远，下列说法正确的是

(

) A．在推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力

B．在推的过程中，张丹推张昊的时间等于张昊推张丹的时间

C．在刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度

D．在分开后，张丹的加速度的大小小于张昊的加速度的大小

误区警示

错解1

对牛顿第三定律认识不清，认为两个人相互作用的时间关系不能确定，容易漏选B；

错解2

对牛顿第二定律运用不当，不能充分理解“两人的冰刀与冰面间的动摩擦因数相同”的含义，从而不能正确分析两人加速度的大小，错误地根据“张丹在冰面上滑行的距离比张昊滑行得远”而选择D. 正确解析

张丹和张昊相互推的过程中，两人的推力为作用力和反作用力．根据牛顿第三定律，它们大小相等、方向相反、作用时间相同；由牛顿第二定律可以分析，F＝ma，两人与冰面间的动摩擦因数μ相同，分开后两人的加速度大小相等，都是a＝μg；根据运动12学公式0－v20＝－2ax(也可以根据动能定理来求解，即0－mv0＝－mgμx)容易理解，张丹2之所以滑行的距离比张昊滑行得远是因为两人分开时张丹获得的初速度较大．

答案

BC 正本清源

两物体无论怎样相互作用，它们的相互作用力总是等大反向的，但获得的初速度大小不一定相等.物体在地面上减速滑行时的加速度大小由动摩擦因数决定. 跟踪训练4

甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜．假设甲、乙两队的手与绳子之间都没有滑动，拔河所用的绳子质量不计．则在比赛中：①甲队与地面的最大静摩擦力大于乙队与地面的最大静摩擦力；②甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力；③甲队与地面摩擦力的大小等于乙队与地面摩擦力的大小；④甲队拉绳子的力的大小等于乙队拉绳子的力的大小．

以上说法中正确的是

(

) A．①②③

B．②③④

C．①④

D．①③④

图4

图3

A组

惯性的理解与应用

1．下列关于惯性的说法中正确的是

(

) A．物体只有静止或匀速直线运动时才有惯性

B．汽车速度越大刹车后越难停下来，表明速度越大惯性越大

C．宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，所以没有惯性

D．乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小

2.如图5所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球m，楔形物

体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是

(

) A．沿斜面方向的直线

B．竖直向下的直线

C．无规则的曲线

D．抛物线

B组

牛顿第三定律的理解与应用

3．用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，如图6 所示是把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，观

察显示器屏幕上出现的结果．观察分析两个力传感器的相互作

用力F随着时间t变化的曲线，以下结论不正确的是

(

) A．作用力与反作用力大小相等、方向相反

B．作用力与反作用力的效果相互抵消

C．作用力与反作用力作用在同一物体上

D．作用力与反作用力同时存在、同时消失

4．某学校教室里的磁性黑板上通常粘挂一些小磁铁，小磁铁被吸在黑板上可以用于“贴”挂图或试题答案．关于小磁铁，下列说法中正确的是

(

) A．磁铁受到的电磁吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上

B．磁铁与黑板间在水平方向上存在两对作用力与反作用力

C．磁铁受到五个力的作用

D．磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力

5．我们都难以忘记刘翔那优美的跨栏姿势．在他跨越栏架的过程中

(

) A．支撑脚蹬地的瞬间，地面对脚的支持力大于脚对地面的压力

B．支撑脚蹬地的瞬间，地面受到向后的摩擦力

C．支撑脚离地后，他还受到向前冲的力，以至于能很快地通过栏架

D．运动到最高处时，速度达到最大值，方向沿水平方向向前

图6

图5

水

课时规范训练

(限时：30分钟) 1．16世纪末意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验，其中应用到的物理思想方法属于

(

) A．等效替代

B．实验归纳

C．理想实验

D．控制变量

2．关于惯性，下列说法中正确的是

(

) A．物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性

B．物体不受外力作用时才有惯性

C．物体静止时有惯性，一旦开始运动，便不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性

D．物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性

3．伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜

面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐

渐改变至零，如图1所示．伽利略设计这个实验的目的是为

了说明

(

) A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度

B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒

C．维持物体做匀速直线运动并不需要力

D．如果物体不受到力，就不会运动

4．有人设计了一种交通工具，如图2所示，在平板车上装了一个电风扇，风扇转动时吹出的风全部吹到竖直固定在小车中间的风帆上，平板车靠风帆受力而向前运动．对于这种设计，下列分析中正确的是

(

) 图1

图2 A．根据牛顿第二定律，这种设计能使小车运行

B．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运行

C．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第二定律

D．这种设计不能使小车运行，因为它违反了牛顿第三定律

5．就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性的角度加以解释，其中正确的是

(

) A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度．这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性

B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了

C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它的惯性

D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的

6．有人做过这样一个实验：如图3所示，把鸡蛋A快速向另一个全一样的静止的鸡蛋B撞去(用同一部分撞击)，结果每次都是被

撞击的鸡蛋B被撞破．则下面说法正确的是

(

) A．A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小

B．A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小

图3

C．A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力

D．A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小

7．沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计)．如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动，那么，下列说法中正确的是

(

) A．在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力

B．在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力

C．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力

D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力

8．火车在长直水平轨道上匀速行驶，一门窗紧闭的车厢内有人向上跳起，发现仍落回原处，这是因为

(

) A．人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动

B．人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，

偏后距离太小，不明显而已

D．人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度

完

复习讲义

基础再现

一、

基础导引

(1)不能击中目标．如图所示，炸弹被投下后，由于惯性，仍有与飞机相同的水平速度，如果目标是静止的，炸弹就会落到目标的前方．

(2)因为当你跳起时，由于惯性，你仍有与地球相同的速度，所以还回到原处，而不是落在原地的西边．

(3)如果不系安全带，当紧急刹车时，车虽然停下了，但人因惯性而仍然向前运动，会发生危险．系上安全带后，人虽然因惯性向前运动，但受安全带的约束，不致发生危险．

(4)物体以一定速度向上抛出，由于具有惯性而继续向上运动，不是因为受到了向上的力的作用．

知识梳理

1.匀速直线运动

静止

改变

3．(1)维持

改变

加速度

(2)惯性

惯性定律

4.(1)匀速直线运动

静止

(2)质量

质量大

质量小

(4)固有

思考：惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物体所处的地理位置无关．惯性大小仅由物体质量决定．

二、

基础导引

共有两对作用力与反作用力：一对是木箱受的重力和木箱吸引地球的力，另一对是木箱受到地面对它的支持力和木箱对地面的压力．木箱受的力是重力和支持力，地球受的力是木箱对它的引力和压力．

知识梳理

1.相互

2.相等

相反

同一直线上

课堂探究

例1

C

跟踪训练1

(1)B

(2)静止或匀速前进

例2

D

跟踪训练2

AD

跟踪训练3

B 跟踪训练4

C 分组训练

1．

D

2.B

3.BC

4.B

5.B 课时规范训练

1．C

2．A

3．C

4．D

5．C

6．ACD

7．D

8．D