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一、牛顿第一定律　惯性

1．牛顿第一定律

（1）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．

（2）意义：

①揭示了物体的固有属性：

一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；

②揭示了力与运动的关系：

力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因．

2．惯性

（1）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．

（2）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．

（3）普遍性：

惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．

自测1

　（多选）下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是（　　）

A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标

B．地球自西向东自转，你向上跳起来后，还会落到原地

C．安全带的作用是防止汽车刹车时人由于惯性发生危险

D．有的同学说，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

答案　BC

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，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力．

2．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．

3．表达式：

F＝－F′.

自测2

　（多选）用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定律的实验，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（如图1所示），分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线，以下结论正确的是（　　）

图1

A．作用力与反作用力同时产生

B．作用力与反作用力作用在同一物体上

C．作用力与反作用力大小相等

D．作用力与反作用力的合力为零

答案　AC

自测3

　（2018·

红桥中学一调）马拉车由静止开始做直线运动，先加速运动，中间匀速运动一段时间，然后减速至停止．下列说法正确的是（　　）

A．加速运动时，马向前拉车的力等于车向后拉马的力

B．加速运动时，马向前拉车的力小于车向后拉马的力

C．只有匀速运动时，马向前拉车与车向后拉马的力才会大小相等

D．在整个运动过程中，马向前拉车的力始终大于车向后拉马的力

答案　A

解析　马向前拉车的力和车向后拉马的力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反，所以不管是否是匀速运动，马向前拉车的力总等于车向后拉马的力，故A正确，B、C错误；

在整个运动过程中，马向前拉车与车向后拉马的力大小始终相等，故D错误．

命题点一　对牛顿第一定律和惯性的理解

1．明确了惯性的概念

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．揭示了力的本质

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，而在实际情况中不受外力作用的物体是不存在的，如果物体所受的合外力等于零，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体保持静止或匀速直线运动状态．

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．牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．

例1

南通市等七市三模）春秋末年齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动．这是关于惯性的最早记述．下列关于惯性的说法中正确的是（　　）

A．车只在运动时才具有惯性

B．撤去拉力后车的惯性大小不变

C．拉力可以改变车的惯性

D．车运动越快惯性越大

答案　B

变式1

　一天下着倾盆大雨，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（箭头表示列车进站的方向），他发现水面的形状如下面四个图中的（　　）

答案　C

解析　列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和C中一致．

命题点二　对伽利略理想实验的理解

例2

兴化市第一中学期初）伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，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2所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明（　　）

图2

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，物体运动过程中机械能守恒

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

解析　伽利略的理想斜面实验证明了：

运动不需力来维持，故C正确．

变式2

　伽利略设想了一个理想实验，如图3：

图3

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度．

②两个对接的斜面，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．

在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论．下列对理想实验各步骤顺序的排列、关于事实和推论的分类以及实验的目的的说法中，正确的是（　　）

A．顺序②①③④，①是事实，说明物体的运动离不开力的作用

B．顺序②③①④，②是事实，说明物体的运动不需要力来维持

C．顺序③②①④，③是事实，说明在不考虑摩擦力时小球机械能守恒

D．顺序③①②④，④是事实，说明小球将运动到与释放时相同的高度

命题点三　对牛顿第三定律的理解

1．相互作用力的特点

（1）三同

（2）三异

（3）二无关

2．一对平衡力与作用力、反作用力的比较

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

例3

苏州市期初调研）人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面．人能跳起离开地面的原因是（　　）

A．人除了受到地面的弹力外，还受到一个向上的力

B．地面对人的支持力大于人受到的重力

C．地面对人的支持力大于人对地面的压力

D．人对地面的压力大于地面对人的支持力

解析　人站在地面上，先将两腿弯屈，再用力蹬地，就能跳离地面，在这段时间内人从静止到运动，分析人的受力情况，人受重力和地面对人的支持力，人有向上的加速度，合力方向向上，地面对人的支持力大于人的重力，故A错误，B正确；

地面对人的作用力与人对地面的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，故C、D错误．

变式3

射阳二中模拟）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．关于如图4所示的小磁铁，下列说法中正确的是（　　）

图4

A．小磁铁受到的黑板吸引力大于受到的弹力才能被吸在黑板上

B．小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．小磁铁受到五个力的作用

D．小磁铁受到的支持力与黑板受到的压力是一对平衡力

拓展点　牛顿第三定律在受力分析中的应用

由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．

例4

盐城中学模拟）一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图5所示．已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱对地面的压力大小为（　　）

图5

A．Mg＋FfB．Mg－Ff

C．Mg＋mgD．Mg－mg

解析　环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示，

根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力Ff′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝Ff′＋Mg＝Ff

＋Mg，根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即FN′＝Mg＋Ff，故选项A正确．

变式4

　建筑工人用如图6所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10m/s2）（　　）

图6

A．510NB．490NC．890ND．910N

1．下列关于牛顿第一定律以及惯性概念的说法中，正确的是（　　）

A．牛顿第一定律说明，只有不受外力的物体才保持匀速直线运动状态或静止状态

B．物体运动状态发生变化则物体一定受到力的作用

C．惯性定律与惯性的实质是相同的

D．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度越大时其惯性也越大

解析　当物体所受的合力为零时，物体也可以处于匀速直线运动状态或静止状态，故A错误；

由牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，故B正确；

惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律（即牛顿第一定律）则反映物体在一定条件下的运动规律，故C错误；

物体的惯性与运动速度大小无关，故D错误．

2．（2018·

如东县质量检测）“严禁超载，严禁超速，严禁疲劳驾驶”是预防车祸的有效办法．下列说法正确的是（　　）

A．汽车超速会增大汽车的惯性

B．汽车超载会减小汽车的刹车距离

C．疲劳驾驶会缩短司机的反应时间

D．汽车超载会增大汽车的惯性

答案　D

3．（多选）（2018·

徐州三中月考）2007年10月24日18时05分，搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥”一号的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射，下面关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是（　　）

A．火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力

B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力

C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力

D．卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

答案　AD

解析　火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向上的推力，与有无空气无关，故A正确，B、C错误；

卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力，即地球对卫星的引力和卫星对地球的引力，故D正确．

4．（多选）（2018·

兴化市第一中学期初）汽车拉着拖车在平直的公路上加速运动，下面的说法正确的是（　　）

A．虽然汽车拉着拖车加速前进，但此时汽车对拖车的拉力大小等于拖车对汽车的拉力大小

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．拖车受到汽车的拉力是由于拖车弹性形变产生

D．拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车受到的阻力

解析　汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是作用力与反作用力，总是等大反向，故A正确；

作用力和反作用力具有同时性，故B错误；

拖车受到汽车的拉力是由于汽车弹性形变产生，故C错误；

拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车受到的阻力，拖车受到的合力大于零，故D正确．

5．如图7所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者赢．若绳子始终水平，质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是（　　）

图7

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

解析　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；

绳静止时，甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，选项B错误；

若甲的质量比乙的质量大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，选项C正确；

收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，选项D错误．

1.伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图1所示的装置做如下实验：

小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是（　　）

A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

解析　根据题意，铺垫材料的粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、D三个选项，从实验中不能直接得出，所以选项A正确．

2．（2019·

清江中学期初）伽利略的理想斜面实验证明了（　　）

A．物体不受外力作用时总是保持原来的匀速直线运动状态或静止状态

B．物体不受力作用时，一定处于静止状态

C．要使物体运动就必须有力的作用，没有力的作用物体就会停止运动

D．要使物体保持静止就必须有力的作用，没有力的作用物体就会运动

3．（2017·

南通市第三次调研）东汉王充在《论衡·

状留篇》中记述了球的运动：

“圆物投之于地，东西南北，无之不可；

策杖叩动，才微辄停”．关于运动和力的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．力是维持物体运动的原因

B．力是改变物体惯性大小的原因

C．力是改变物体位置的原因

D．力是改变物体运动状态的原因

解析　物体的运动不需要力的维持，故A错误；

惯性是物体的固有属性，仅与物体的质量有关，与是否受力无关，故B错误；

运动是改变物体位置的原因，与力无关，故C错误；

由题意，“策杖叩动，才微辄停”，即力是改变物体运动状态的原因，故D正确．

4.某同学为了取出如图2所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端，则（　　）

A．此同学无法取出羽毛球

B．羽毛球会从筒的下端出来

C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来

D．该同学是在利用羽毛球的惯性

解析　羽毛球筒被手击打后迅速向下运动，而羽毛球具有惯性要保持原来的静止状态，所以会从筒的上端出来，D正确．

5．（多选）我国《道路交通安全法》中规定：

各种小型车辆前排乘坐的人（包括司机）必须系好安全带，下列说法正确的是（　　）

A．系好安全带可以减小惯性

B．是否系好安全带对人和车的惯性没有影响

C．系好安全带可以减少因车的惯性而造成的伤害

D．系好安全带可以减少因人的惯性而造成的伤害

答案　BD

6．（2018·

如皋市开学考试）在某次交通事故中一辆载有30吨“工”字形钢材的载重汽车由于避让横穿马路的电动车而紧急制动，结果车厢上的钢材向前冲出，压扁驾驶室．关于这起事故原因的物理分析正确的是（　　）

A．由于车厢上的钢材有惯性，在汽车制动时，继续向前运动，压扁驾驶室

B．由于汽车紧急制动，使其惯性减小，而钢材惯性较大，所以继续向前运动

C．由于车厢上的钢材所受阻力太小，不足以克服其惯性，所以继续向前运动

D．由于汽车制动前的速度太大，汽车的惯性比钢材的惯性大，在汽车制动后，钢材继续向前运动

7.（多选）有人做过这样一个实验：

如图3所示，把鸡蛋A快速向另一个完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．则下列说法中正确的是（　　）

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

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

答案　ACD

解析　A对B的作用力和B对A的作用力为作用力与反作用力，大小相等，A正确，B错误；

在撞击瞬间，A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对A蛋壳向前的作用力，使A蛋壳接触处所受的合力比B蛋壳的小，因此B蛋壳易被撞破，故C、D正确．

8.（多选）如图4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

解析　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．

9．如图5所示，物体A、B叠放在水平粗糙桌面上，用水平力F拉物体B，使A随B一起向右做匀加速直线运动，则与物体B发生作用与反作用的力有（　　）

A．三对B．四对C．五对D．六对

10．（2017·

金陵中学质检）牛顿在总结C·

雷恩、J·

沃利斯和C·

惠更斯等人的研究结果后，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中正确的是（　　）

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．人推车前进，人对车的作用力大于车对人的作用力

D．物体在地面上滑行，不论物体的速度多大，物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等

11．（2018·

泰兴中学模拟）如图6所示，人沿水平方向拉牛，但没有拉动，下列说法中正确的是（　　）

A．绳拉牛的力小于牛拉绳的力

B．绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力

C．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力

D．绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是相互作用力

12．（多选）（2017·

盐城市质检）木箱所受重力为G1，人所受重力为G2，人站在木箱里用力F向上推木箱．如图7所示，则有（　　）

A．人对木箱底的压力大小为G2＋F

B．人对木箱底的压力大小为G2

C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－F

D．木箱对地面的压力大小为G1＋G2

解析　人的受力情况：

竖直向下的重力G2、木箱对人向下的大小为F的作用力、向上的支持力FN，可得FN＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，选项A正确，B错误；

将人与木箱看成一个整体，可得木箱对地面的压力大小为G1＋G2，选项C错误，D正确．

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