版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律学案.docx

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版高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律学案

第1讲　牛顿第一定律　牛顿第三定律

★★★考情微解读★★★

微知识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．成立条件：

物体不受外力作用。

3．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。

微知识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．性质：

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。

3．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。

微知识3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，后一个物体一定同时对前一物体也施加了力。

力是物体与物体间的相互作用，物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力。

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．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。

一、思维辨析（判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

）

1．只有运动的物体有惯性，静止的物体没有惯性。

（×）

2．牛顿第一定律不能用实验验证。

（√）

3．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．牛顿第三定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下定律都是成立的。

（√）

二、对点微练

1．（牛顿第一定律）下列说法正确的是（　　）

A．物体不受外力作用时，一定处于静止状态

B．要物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止

C．要物体静止必须有力的作用，没有力的作用，物体将运动

D．物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态

解析　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，B、C项错误，物体不受外力作用时，将处于匀速直线运动状态或静止状态，A项错误，D项正确。

答案　D　

2．（惯性）关于惯性，下列说法正确的是（　　）

A．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了

B．卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了

C．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性，使铁饼飞得更远

D．月球上物体的重力只有在地球上的1/6，但是惯性没有变化

解析　惯性只与质量有关，与速度无关，A、C项错误；失重或重力加速度发生变化时，物体质量不变，惯性不变，所以B项错误，D项正确。

答案　D　

3．（牛顿第三定律）（多选）用手托着一块砖，开始静止不动，当手突然向上加速运动时，砖对手的压力大小说法正确的是（　　）

A．一定小于手对砖的支持力大小

B．一定等于手对砖的支持力大小

C．一定大于手对砖的支持力大小

D．一定大于砖的重力大小

解析　砖对手的压力与手对砖的支持力是一对作用力和反作用力，其大小一定相同，故A、C项错误，B项正确；当手突然向上加速时，砖的加速度方向向上，故有手对砖的支持力大小大于砖的重力大小，再由牛顿第三定律可得，砖对手的压力大小也一定大于砖的重力大小，故D项正确。

答案　BD　

见学生用书P038

微考点　1　对牛顿第一定律和惯性的理解

核|心|微|讲

1．指出了物体的一种固有性质

牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总是保持原有运动状态不变的一种性质。

2．揭示了力的本质

牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。

3．揭示了物体不受力作用时的运动状态

牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态。

典|例|微|探

【例1】　关于惯性，下列说法正确的是（　　）

A．抛出去的标枪靠惯性向远处运动

B．完全失重时物体的惯性将消失

C．球由静止释放后加速下降，说明力改变了惯性

D．物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，说明速度大惯性就大

【解题导思】

（1）物体的速度越大，其惯性越大吗？

答：

不是，物体的惯性由质量决定，与速度无关。

（2）物体受到的外力作用能改变物体的惯性吗？

答：

不能，力可以改变物体的运动状态，但不能改变物体的惯性。

解析　质量是惯性的唯一量度，抛出去的标枪靠惯性向远处运动，选项A正确；完全失重时物体的惯性不会消失，选项B错误；球由静止释放后加速下落，说明力改变了物体的运动状态，惯性不变，选项C错误；物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，惯性不变，选项D错误；综上本题选A项。

答案　A

【反思总结】

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进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，则物体受到的合外力必然不为零。

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。

题|组|微|练

1．（多选）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．没有力的作用，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

解析　物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性，即物体抵抗运动状态变化的性质，则A项正确；没有力的作用，物体可能保持匀速直线运动状态或静止状态，则B项错；行星在圆周轨道上保持匀速率运动是由于受到改变运动状态的向心力作用，其运动状态是不断变化的，则C项错；D项符合惯性定义，是正确的。

答案　AD　

2．（多选）关于牛顿第一定律的说法正确的是（　　）

A．由牛顿第一定律可知，物体在不受外力或合外力为零时始终处于静止状态或匀速直线运动状态

B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律

C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性

D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因

解析　牛顿第一定律：

物体总保持静止状态或者匀速直线运动状态，直到有外力迫使其改变这种状态为止。

所以牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因。

综上选项A、D正确。

答案　AD　

微考点　2　对牛顿第三定律的理解

核|心|微|讲

1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”

2．一对平衡力与一对相互作用力的比较

3.应用牛顿第三定律时应注意的问题

（1）定律中的“总是”二字说明对于任何事物，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。

（2）牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失。

典|例|微|探

【例2】　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，从而与牛顿第一和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

【解题导思】

（1）作用力与反作用力一定是同时产生、同时变化、同时消失的吗？

答：

是。

（2）当物体做变速运动时作用力与反作用力大小仍然相等的说法正确吗？

为什么？

答：

对，作用力与反作用力大小相等永远成立。

解析　作用力和反作用力是同时产生的，A项错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力，B项错误；人推车前进，人对车的作用力与车对人的作用力大小相等，C项错误；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是一对作用力和反作用力，始终大小相等，且与速度大小无关，D项正确。

答案　D

题|组|微|练

3．（多选）下面关于飞船与火箭起飞的情形，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，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力

D．飞船进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

解析　火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷

出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即火箭上升的推力，此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否飞出大气层，是否在空气中飞行无关，故选项B、C错误，A项正确；当飞船进入轨道后，飞船与地球之间仍然存在着相互吸引力，即地球吸引飞船，飞船也吸引地球，这是一对作用力和反作用力，故选项D正确。

答案　AD　

4．物体静止于一斜面上，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力

B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力

C．物体所受的重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力

D．物体所受的重力可以分解为沿斜面向下的力和对斜面的压力

解析　根据作用力和反作用力及平衡力的特点可知物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力及物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力，分别作用在斜面和物体上，因此它们是两对作用力和反作用力，故A项错，B项对；物体的重力是地球施加的，它的反作用力应作用在地球上，由此可知C项错；对重力分解，其分力也是作用在物体上的，不可能分解为斜面上的压力，D项错。

答案　B　

见学生用书P039

转换研究对象法在受力分析中的应用

　素能培养

如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，如求压力时可先求支持力。

在许多问题中，摩擦力的求解也是如此。

可见利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。

　经典考题　

如图所示，两块小磁铁质量均为0.5kg，A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上，B磁铁在A正下方的地板上，弹簧的原长L0＝10cm，劲度系数k＝100N/m。

当A、B均处于静止状态时，弹簧的长度为L＝11cm。

不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力，求B对地面的压力大小。

（g取10m/s2）

解析　对A受力分析如图所示。

由平衡条件得

k（L－L0）－mg－F＝0，

解得F＝－4N，

故B对A的作用力大小为4N，方向竖直向上。

由牛顿第三定律得A对B的作用力

F′＝－F＝4N，方向竖直向下

对B受力分析如图所示，

由平衡条件得

N－mg－F′＝0，

解得N＝9N，

由牛顿第三定律得B对地面的压力大小为9N。

答案　9N

　对法对题

1.如图所示，质量为M＝60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40kg的重物送入井中。

当重物以2m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取10m/s2）（　　）

A．200NB．280N

C．320ND．920N

解析　设人对绳的拉力大小为F，对重物m应用牛顿第二定律得mg－F＝ma；由牛顿第三定律可知，绳对人向上的拉力F′与人对绳的拉力F等大反向，设地面

对人的支持力为N，对人应用平衡条件可得F′＋N＝Mg，解得N＝Mg－mg＋ma＝280N，由牛顿第三定律可知，人对地面的压力与地面对人的支持力大小相等，故人对地面的压力大小为280N，B项正确。

答案　B　

2.（多选）木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用力F向上推木箱，如图所示，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　对人隔离受力分析有：

竖直向下的重力G2、向下的作用力F、向上的支持力N，可得N＝G2＋F，根据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，A项正确，B项错误；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，C项错误，D项正确。

答案　AD　

见学生用书P039

1．牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础，它的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去一千多年中最杰出的科学巨人之一。

下列说法正确的是（　　）

A．牛顿第一定律是牛顿第二定律的一种特例

B．牛顿第一定律可以用实验验证

C．牛顿第二定律在非惯性系中不成立

D．为纪念牛顿，人们把“力”定为基本物理量，其基本单位为“牛顿”

解析　牛顿第一定律是实验定律，揭示的是物体在不受外力或合力为零情况下物体所处的状态，不是牛顿第二定律的特例，牛顿第一定律是理想实验加逻辑推导出来的，不能通过实验验证，A、B项错误；牛顿第二定律适用范围是在惯性系中，C项正确；力不是基本物理量，D项错误。

答案　C　

2．（多选）用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作用”。

把两个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所示。

观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到的实验结论正确的是（　　）

A．作用力与反作用力同时存在

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．作用力与反作用力方向相反

解析　由题图可知：

两个力传感器的相互作用力属于作用力和反作用力，它们同时存在、大小相等、方向相反、作用在两个物体上，故A、C、D项正确。

答案　ACD　

3．（多选）如图所示，猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子悬于空中，猴子处于静止状态。

以下相关说法正确的是（　　）

A．猴子受到三个力的作用

B．绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡

C．地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力

D．人将绳子拉得越紧，猴子受到的合力越大

解析　猴子受重力和两个拉力的作用，所以选项A正确；绳子拉猴子的力与猴子拉绳的力是一对作用力与反作用力，B项错误；地球对猴子的引力与猴子对地球的引力是一对作用力和反作用力，选项C正确，猴子处于平衡状态，合力总为零，D项错误。

答案　AC