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第三章　牛頓運動定律
第1講　牛頓運動定律
常設情境　①生活實踐類：交通安全、體育運動、娛樂活動、如汽車剎車、飛機起飛、滑雪、滑草等.
②學習探索類：加速度測量、連接體問題、傳送帶問題、板塊模型問題等.
素養目標　1.知道慣性、牛頓運動定律、單位制的內容.（物理觀念） 2.掌握轉換研究對象法的應用技巧.（科學思維） 3.能應用“理想實驗”探究物理規律.（科學思維）
一、對牛頓第一定律的理解
A. 緩慢起動時，兩只行李箱一定相對車子向后運動
B. 急剎車時，行李箱a一定相對車子向前運動
C. 緩慢轉彎時，兩只行李箱一定相對車子向外側運動
D. 急轉彎時，行李箱b一定相對車子向內側運動
B
勻速直線運動
靜止
改變
維持
改變
加速度
慣性
慣性定律
勻速直線運動
靜止
固有
無關
質量
質量
質量
深化1　　牛頓第一定律的理解
（1）提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性.
（2）揭示力的本質：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.
深化2　　慣性的兩種表現形式
（1）物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現為使物體保持原來的運動狀態不變（靜止或勻速直線運動）.
（2）物體受到的合外力不為零時，慣性表現為抗拒運動狀態改變的能力.慣性大，物體的運動狀態較難改變；慣性小，物體的運動狀態容易改變.
深化3　　牛頓第一定律與牛頓第二定律的關系
（1）牛頓第一定律不是實驗定律，它是以伽利略的“理想實驗”為基礎，經過科學抽象、歸納推理而總結出來的；牛頓第二定律是通過探究加速度與力和質量的關系得出的.
（2）牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例，而是不受任何外力的理想情況.
A. 亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態才會改變
B. 伽利略通過“理想實驗”得出結論：如果物體不受力，它將以這一速度永遠運動下去
C. 笛卡兒指出，如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向
D. 牛頓認為，物體都具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質
BCD
解析：亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體才能運動，故A錯誤；伽利略通過“理想實驗”得出結論：力不是維持物體運動的原因，如果物體不受力，它將以這一速度永遠運動下去，故B正確；笛卡兒指出，如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向，故C正確；牛頓認為物體都具有保持原來勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質，故D正確.故選B、C、D.
A. 牛頓第一定律是依靠實驗事實，直接歸納總結得出的
B. 根據牛頓第一定律可知，力是維持物體運動的原因
C. 慣性是物體的固有屬性，物體的質量越大，慣性越大
D. 物體保持靜止或勻速直線運動狀態時有慣性，加速時沒有慣性
解析：牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前人實驗的基礎上，根據邏輯推理得出的，是以實驗為基礎，但又不是完全通過實驗得出，A錯誤；根據牛頓第一定律可知，力是改變物體運動狀態的原因，不是維持物體運動的原因，B錯誤；慣性是物體的固有屬性，一切物體在任何情況下都有慣性，慣性的大小只與物體的質量有關，與物體的運動狀態、是否受力等因素沒有關系，物體的質量越大，慣性越大，C正確，D錯誤.
C
A. 在線的A端慢慢向下增加拉力，結果CD線被拉斷
B. 在線的A端慢慢向下增加拉力，結果AB線被拉斷
C. 在線的A端突然向下猛力一拉，結果AB線被拉斷
D. 在線的A端突然向下猛力一拉，結果CD線被拉斷
AC
解析：緩慢增加拉力時，CD上的力較大，故CD先斷；快速猛力一拉，重球慣性較大，速度變化慢，CD上的拉力瞬間幾乎沒變，故AB先斷，所以選項A、C正確.
A
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
解析：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.
二、對牛頓第二定律的理解
A
作用力
質量
作用力
F＝ma
加速度
深化1　　對牛頓第二定律的理解
深化2　　合力、加速度、速度之間的決定關系
（1）不管速度是大是小，或是零，只要合力不為零，物體就有加速度.
（3）合力與速度同向時，物體做加速運動；合力與速度反向時，物體做減速運動.
直觀
情境 物體水平向右加速運動
Fcos θ－f＝ma 物體沿斜面上滑
mgsin θ＋f＝ma
C
A. 顧客始終受到三個力的作用
B. 扶梯對顧客的支持力始終等于mg
C. 加速階段扶梯對顧客的摩擦力大小為macos θ，方向水平向右
D. 顧客對扶梯作用力的方向先沿扶梯向下，再豎直向下
解析：顧客加速過程中，受力如圖所示，由牛頓第二定律知，水平方向有Ff＝macos θ，
Ff方向水平向右，豎直方向有FN－mg＝masin θ，則FN＞mg，選項B錯誤，C正確.在勻速運動過程中，顧客僅受重力和支持力，且二力平衡；加速階段，顧客受到的合力方向沿扶梯向上，而顧客受到的扶梯的作用力不是沿扶梯向上，根據牛頓第三定律可知，顧客對扶梯的作用力方向也不沿扶梯向下，選項A、D錯誤.
B
解析：上升過程，對排球由牛頓第二定律得mg＋f＝ma上，下落過程，對排球由牛頓第二定律得mg－f＝ma下，則上升過程中排球的加速度較大，又v－t圖像斜率的絕對值表示加速度大小，所以上升過程圖像斜率的絕對值要比下降過程圖像斜率的絕對值大，A、D錯誤；由于有空氣阻力存在，由能量守恒定律可知排球回到原出發點時的速度大小v末＜v0，B可能正確，C錯誤.
C. g
B
三、力學單位制
A. kg·m·s－1 B. kg·m·s－2
C. Pa·m2 D. J·m－1
B
基本單位
長度
質量
基本物理量
深化　　國際單位制中的基本單位
kg
s
m
A. 常數，沒有單位
A
限時跟蹤檢測
A級·基礎對點練
題組一　牛頓第一定律的理解
A. 小球由靜止開始釋放，“沖”上對接的斜面
B. 沒有摩擦，小球上升到原來釋放時的高度
C. 減小斜面的傾角θ，小球仍然到達原來的高度
D. 繼續減小斜面的傾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永遠運動下去
A
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解析：小球由靜止開始釋放，“沖”上對接的斜面，這是事實，故A正確；因為生活中沒有無摩擦的軌道，所以小球上升到原來釋放時的高度為推理，故B錯誤；減小斜面的傾角θ，小球仍然到達原來的高度是在B項的基礎上進一步推理，故C錯誤；繼續減小斜面的傾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永遠運動下去，這是在C項的基礎上繼續推理得出的結論，故D錯誤.
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A. 太空中處于失重狀態的物體沒有慣性
B. “安全帶，生命帶，前排后排都要系”.系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害
C. “強弩之末，勢不能穿魯縞”，是因為“強弩”的慣性減小了
D. 戰斗機作戰前拋掉副油箱，是為了增大戰斗機的慣性
解析：慣性只與質量有關，所以太空中處于失重狀態的物體具有慣性，A錯誤；系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害，B正確；“強弩之末，勢不能穿魯縞”，是因為“強弩”的速度減小了，慣性不變，C錯誤；戰斗機作戰前拋掉副油箱，是為了減小戰斗機的慣性，增加靈活性，D錯誤.
B
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A. F B. 2F C. 3F D. 4F
解析：設列車的質量為m，加速度大小為a，當列車的速率為v時，牽引力大小為F，根據牛頓第二定律得F－kv＝ma，即F＝kv＋ma；當列車的速率為3v時，牽引力大小為F'＝3kv＋ma，即F＜F'＜3F. 故B正確.
B
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B
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A. 汽車的質量
B. 汽車的輪胎與地面的動摩擦因數
C. 汽車所受的摩擦力
D. 汽車所受的支持力
B
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A. kg B. N C. W D. J
解析：kg是質量的單位，是基本單位，A正確；N是力的單位，是導出單位，B錯誤；W是功率單位，是導出單位，C錯誤；J是能量單位，是導出單位，D錯誤.故選A.
A
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A. 力kg·m2/s2 B. 電荷量A·s
C. 功N·m D. 電場強度V/m
B
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B級·能力提升練
A. 0.35mg B. 0.3mg
C. 0.23mg D. 0.2mg
D
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A. 地鐵列車一定在向右加速運動，加速度大小為gtan θ
B. 中學生受到的摩擦力一定向右
D. 細繩和輕桿對小球的作用力方向不同
C
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10. 一根不可伸縮的輕繩跨過輕質的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖所示.設運動員質量為65 kg，吊椅的質量為15 kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦，重力加速度取g＝10 m/s2.當運動員與吊椅一起以a＝1 m/s2的加速度上升時，試求：
（1）運動員豎直向下拉繩的力的大小；
答案：（1）440 N
解析：（1）設運動員和吊椅的質量分別為M和m，繩拉運動員的力為F. 以運動員和吊椅整體為研究對象，受到重力的大小為（M＋m）g，向上的拉力為2F，根據牛頓第二定律，有2F－（M＋m）g＝（M＋m）a
解得F＝440 N
根據牛頓第三定律，運動員拉繩的力的大小為440 N，方向豎直向下.
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（2）運動員對吊椅的壓力.
答案：（2）275 N，方向豎直向下
解析：（2）以運動員為研究對象，運動員受到三個力的作用，重力Mg、繩的拉力F、吊椅對運動員的支持力FN. 根據牛頓第二定律，有F＋FN－Mg＝Ma，解得FN＝275 N
根據牛頓第三定律，運動員對吊椅的壓力大小為275 N，
方向豎直向下.
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