高考物理一轮第3章 第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律.docx

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高考物理一轮第3章第1节牛顿第一定律牛顿第三定律

第1节　牛顿第一定律　牛顿第三定律

知识点一|牛顿第一定律和惯性

牛顿第一定律

内容

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

意义

（1）指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律

（2）指出力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因

惯性

定义

物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

普遍性

惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关

量度

质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小

（1）牛顿第一定律不能用实验验证。

（√）

（2）在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果。

（×）

（3）物体运动时受到惯性力的作用。

（×）

（4）用力拉一个原来停于水平地面上的重物时，没有拉动，这是由于重物的惯性较大的缘故。

（×）

考法1　对惯性的理解

1．关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　）

A．物体的运动速度越大，其惯性也越大

B．物体只有静止或做匀速直线运动时才具有惯性

C．力是改变物体惯性的原因

D．一切物体都具有惯性，质量是物体惯性大小的量度

D　[对惯性概念的理解应明确“一切”的含义，一切是指不论物体的种类、质量大小、是否受力、是否运动、做何种运动都不例外。

惯性只有大小之分，绝无不存在可言。

惯性是物体本身的一种固有属性，物体的惯性大小仅与质量有关，质量大，惯性大；质量小，惯性小。

力是改变物体运动状态的原因，而一个物体运动状态改变（即速度改变）时，其惯性大小并没有改变。

]

2．（多选）（2019·黑河模拟）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，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，其中正确的是（　　）

A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B．没有力作用，物体只能处于静止状态

C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性

D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动

AD　[惯性是物体本身的一种属性，是物体抵抗运动状态变化的本领（性质），A正确，C错误。

没有力作用时，物体可能静止也可能做匀速直线运动，B错误，D正确。

]

考法2　牛顿第一定律的理解

3．牛顿第一定律揭示了运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变

B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变

C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态

D．物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同

B　[物体只要受到的合力不为零，不论是否是恒力，运动状态就要发生变化，故A项错误，B项正确；合力方向不一定与运动方向相同，故D项错误；合力为零时，物体可能处于静止状态也可能做匀速直线运动，故C项错误。

]

4．下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是（　　）

A．牛顿第一定律是实验定律

B．牛顿第一定律只是提出了惯性的概念

C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态

D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因

D　[牛顿第一定律是在“理想实验”的基础上总结出来的，不是实验定律，故A错误；牛顿第一定律指出了惯性的概念，同时表明了力和运动的关系以及物体所受合力为零时物体的运动规律，故B、C错误，D正确。

]

考法3　牛顿第一定律及惯性的应用

5．（2019·宜城模拟）如图所示，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住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、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

A　[小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都“想”保持原有的静止状态，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，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，所以小车加速向右运动时，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，乒乓球相对于小车向右运动。

]

[考法指导]　牛顿第一定律的应用技巧

（1）应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。

（2）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用。

因此，判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。

知识点二|牛顿第三定律

1．作用力和反作用力

两个物体之间的作用总是相互的，一个物体A对另一个物体B施加了力，物体B一定同时对物体A也施加了力。

2．牛顿第三定律

（1）内容：

两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

（2）表达式：

F＝－F′。

（3）意义：

建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。

（1）作用力与反作用力可以作用在同一物体上。

（×）

（2）作用力与反作用力一定是同种性质的力。

（√）

（3）两物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力。

（×）

（4）人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。

（×）

（5）作用力与反作用力等大，反向，其合力为零。

（×）

1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”

（1）六同：

大小相同、性质相同、同一直线、同时产生、同时变化、同时消失。

（2）三异：

方向相反、不同物体、不同效果。

（3）二无关：

与物体的运动状态无关、与物体是否受其他力无关。

2．一对平衡力与作用力、反作用力的不同点

名称

项目　　

一对平衡力

作用力与反作用力

作用对象

同一个物体

两个相互作用的不同物体

作用时间

不一定同时产生、同时消失

一定同时产生、同时消失

力的性质

不一定相同

一定相同

作用效果

可相互抵消

不可抵消

[典例]　（多选）消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是（　　）

A．绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力

B．绳子对儿童的拉力大于儿童的重力

C．消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力

D．消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力

BC　[绳子对儿童的拉力和儿童对绳子的拉力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故A错误；儿童从井内加速向上运动的过程中，加速度方向向上，根据牛顿第二定律知绳子对儿童的拉力大于儿童的重力，故B正确；消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力，故C正确；消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力作用在不同物体上，不是一对平衡力，故D错误。

]

判断相互作用力与平衡力的方法

（1）看作用点：

作用力与反作用力的作用点在两个不同的物体上，平衡的两个力的作用点在同一物体上。

（2）看产生力的原因：

作用力与反作用力是由于两个物体相互作用产生的，一定是同一性质的力；平衡力是另外两物体施加的作用，两力的性质可同可不同。

考法1　作用力与反作用力的特点

1．（多选）图甲为传感器显示变速运动中两物体的作用力与反作用力的实验装置，图乙为两个钩子的受力情况，横坐标是时间，纵坐标是力的大小，假设桌面是光滑的。

则从图象上可以获得的信息有（　　）

甲　　　　　　　　　　　乙

A．任何时刻作用力与反作用力大小相等，方向相反

B．任何时刻作用力与反作力大小相等，方向相同

C．作用力与反作用力同时产生但不同时消失

D．作用力与反作用力同时产生同时消失

AD　[从题图乙可发现两钩子的拉力总是大小相等，方向相反，同时产生，同时变化，同时消失。

故选项A、D正确。

]

2．（2019·南昌模拟）牛顿在总结别人的研究结果后，提出了著名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系。

下列关于作用力和反作用力的说法正确的是（　　）

A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力

B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡

C．人推车加速前进，人对车的作用力的大小等于车对人的作用力的大小

D．物体在地面上滑行，物体对地面的摩擦力大于地面对物体的摩擦力

C　[物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，是同时产生的，所以选项A错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力分别作用在地面和物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力，选项B错误；人对车的作用力与车对人的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项C正确；物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项D错误。

]

考法2　作用力、反作用力与平衡力的区别

3.（多选）如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是（　　）

A．水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力

B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力

C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力

D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力

BD　[水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等、方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确。

]

4.（2019·呼和浩特调研）如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”，不计冰面的摩擦。

两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。

若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（　　）

A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力

B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力

C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利

D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利

C　[甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，选项A错误；甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，选项B错误；由牛顿第二定律知，若甲的质量比乙大，则甲的加速度比乙小，由x＝at2知，x甲

]

考法3　牛顿第三定律在受力分析中的应用

5.如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力大小一定为（　　）

A．μ1（m＋M）g　B．μ2mg

C．μ1mgD．μ1mg＋μ2Mg

B　[木块在长木板上向右滑行过程中，受到长木板对木块水平向左的滑动摩擦力，由牛顿第三定律可知，木块对长木板有水平向右的滑动摩擦力，大小为μ2mg，由于长木板处于静止状态，水平方向合力为零，故地面对长木板的静摩擦力方向水平向左，大小为μ2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg，故B正确。

]

6.如图所示，物体A、B质量分别是5kg和12kg，不计滑轮与绳间摩擦及绳的重力，整个系统静止。

则地面