第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律.docx
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第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律
第三章牛顿运动定律
高考调研
考纲导航
考点内容
要求
说明
6.牛顿第一定律惯性[来源:
学+科+Z+X+X+K][来源:
学,科,]
Ⅱ
[来源:
学,科,][来源:
学.科.Z.X.X.K]
[来源:
]
熟练掌握并应用[来源:
Zxxk.]
7.牛顿第二定律质量[来源:
Z&xx&k.][来源:
Z§xx§k.]
Ⅱ[来源:
学,科,Z,X,X,K][来源:
学,科,]
8.牛顿第三定律
Ⅱ
9.牛顿力学的适用范围
Ⅰ
20.牛顿定律的应用
Ⅱ
2.超重与失重
Ⅰ
命题取向
牛顿运动定律是力学知识的“基石”，也是整个高中物理中最重要的部分之一.《考试说明》中对本章的知识能力要求几乎达到最高地步，因此在历年的高考中，每年都要考查到本章知识，有时还会多题考查.
从近几年高考看，本章主要考查考生是否准确理解牛顿第一定律；要求考生加深理解牛顿第二定律，熟练掌握其应用，尤其是物体受力分析方法；理解牛顿第三定律；理解和掌握运动和力的关系；理解超重和失重.本章考查的重点是牛顿第二定律，而牛顿第一定律和第三定律在牛顿第二定律的应用中得到了完美体现.
从近几年的高考看，重点考查对牛顿定律的深刻理解和综合应用.以后的高考对本章的考查将趋向于牛顿运动定律解决生活、科技、工农业生产等诸多实际问题，更多的是综合性题目，多与电场、磁场等联系，试题难度中等以上.
备考方略
1.融会贯通理解牛顿三个定律:
牛顿第一定律是\!
前奏”、第二定律是“主干”、第三定律是“回声”充分体现了力和运动的客观规律.
2.应用牛顿定律,关键是对研究对象正确地
进行受力分析,参考加速度的方向建立直角坐标系,可在不同方向上进行应用.
3.从近几年的高考说明看,对连结体问题不作要求,但对系统的整体考查还是必要的.
第一课时牛顿第一定律牛顿第三定律
第一关：
基础关展望高考
基础知识
一、牛顿第一定律
知识讲解
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.对牛顿第一定律的理解
①明确了惯性的概念
定律的前半句话“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”,揭示了物体所具有的一个重要属性—惯性,即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质,牛顿第一定律指出一切物体在任何情况下都具有惯性.因此牛顿第一定律又叫惯性定律.
②确定了力的含义
定律的后半句话“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”,实际上是对力的定义,即力是改变物体运动状态的原因,并不是维持物体运动的原因,这一点要切实理解.
③定性揭示了力和运动的关系
牛顿第一定律指出物体不受外力作用时的运动规律,它描述的只是一种理想状态,而实际中不受外力作用的物体是不存在的,当物体所受合力为零时,其效果跟不受外力作用时相同.因此,我们可以把“不受外力作用”理解为“合力为零”.
活学活用
1.如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是（）
A.悬浮在空中不动
B.运动速度逐渐减小
C.做竖直向下的匀速直线运动
D.以上
三种情况都有可能
解析:
正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失后物体不再受力，由牛顿第一定律可知，物体将保持此时的速度做竖直向下的匀速直线运动，正确答案为C.
答案:
C
二、惯性
知识讲解
1.定义:
物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性.
2.对惯性的理解
①惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.
②惯性与运动状态无关,不论物体是处于怎样的运动状态,惯性总是存在的.当物体原来静止时,它一直“想”保持这种静止状态;当物体原来运动时,它一直“想”以那一时刻的速度做匀速直线运动.
③惯性与是否受力无关,与速率大小无关.
3.惯性现象的分析方法
①明确研究的物体原来处在怎样的运动状态.
②当外力作用在该物体的某一部分（或外力作用在与该物体有关联的其他物体上）时,这一部分的运动状态的变化情况.
③该物体由于惯性将保持怎样的运动状态,最后会出现什么现象?
活学活用
2.下列说法中正确的是（）
A.掷出的铅球速度不大，所以其惯性很小，可用手直接去接
B.用力打出的乒乓球速度很大，因此其惯性很大，不能用手直接去接
C.相同的两辆车，速度大的比速度小的难停下，是因为速度大的车惯性大
D.相同的两辆车
，速度大的比速度小的难停下，是因为速度大的运动状态变化大
解析:
因为惯性的大小仅由质量来决定，铅球质量很大，其惯性大，尽管速度不大，但是运动状态很难改变，故不能用手直接去接；而乒乓球则与其相反，运动状态容易改变，尽管速度很大，但也可以用手直接去接（这一点同学们都有经验），所以A、B是错误的.
对于C、D，相同的两辆车惯性相同，速度大的停下来，其运动状态变化大，因此较难，故D对.
答案:
D
三、牛顿第三定律
知识讲解
1.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,作用在一条直线上.
2.对牛顿第三定律的理解
①作用力和反作用力的相互依赖性.它们相互依存,互以对方作为自己存在的前提.
②作用力和反作用力的同时性.它们同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力.
③作用力和反作用力的性质相同.即作用力和反作用力是属同种性质的力.
④作用力和反作用力的不可叠加性.作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各自产生效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消.
⑤不管物体大小形状如何,例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其
相互作用力总是大小相等.
⑥不管物体的运动状态如何,例如静止的物体之间\,运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力都是大小相等的.
活学活用
3.关于作用力与反作用力，下列说法正确的是（）
A.马拉车加速行驶，马拉车的力大于车拉马的力
B.从井里将水桶提上来，绳子对桶的拉力大于桶对绳的拉力
C.不论电梯是加速、匀速，还是减速上升，人对电梯底板的压力和底板对人的支持力总是大小相等的
D.作用力是弹力，其反作用力也一定是弹力，因为作用力与反作用力是性质相同的力
解析:
由牛顿第三定律可知选项C、D正确.分析此类问题要搞清楚两个方面的问题：
一是正确理解作用力与反作用力；二是要正确认识物体运动状态的
改变取决于物体受到的力，而与物体给
其他物体的作用力无直接关系.
答案:
CD
四、对作用力\,反作用力和一对平衡力的区别与联系
知识讲解
一对平衡力
一对作用力与反作用力
不
同
点
两个力作用在同一物体上
两个力作用在相互作用的两个物体上
两个力性质不一定相同两个力性质一定相同
两个力性质不一定相同
一个力的产生\,变化\,消失不一定影响另一个力
两个力同时产生、同时变化、同时消失
相同点
两个力共同作用,效果是使物体平衡且合力为零
两个力各有各的作用效果,故对其中任一物体不能说是合力
大小相等\,方向相反、作用在同一直线上
活学活用
4.物体静止于一斜面上，如图所示，则下述说法正确的是（）
A.物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力可以是一对平衡力
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、反作用力和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以及物体与斜面间的摩擦力，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错B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是错的.
对重力分解其分力也是作用在物体上的，不可能产生作用在斜面上的压力，D的说法也是错的.
答案:
B
第二关：
技法关解读高考
解题技法
一、对惯性的理解
技法讲解
关于惯性，可以从以下
几个方面加以理解：
1.惯性是物体的根本属
性，不论物体处于什么样的
运动状态，也不论物体处于
什么样的地理位置，物体均
具有惯性.
2.质量是物体惯性大小
的唯一量度，物体的质量越
大，其惯性越大．但不能认
为，物体重力越大，其惯性越
大.其错误在于：
物体的重力
与物体所处的地理位置有
关，而质量与所处的地理位
置无关.况且物体即使处于
完全失重状态，仍有惯性，物
体确定，其惯性一定．因此千
万不能认为物体重力越大，
其惯性越大．
3.物体的运动状态改变
时，表现出惯性．任何物体在
任何情况下都具有惯性，但
是只有当物体的运动状态改
变时，才表现出惯性．如静止
的汽车突然启动，车上的乘
客将向后倾斜，不能认为此
时物体才有惯性．
4.特别需要指出的是：
惯性与物体运动的速度大小
无关.
5.惯性不是一种力．力
能改变物体的运动状态，而
惯性却要使物体保持原来的
运动状态．
6.惯性不是惯性定律．
牛顿第一定律又叫惯性定
律，它揭示了一切物体都具
有惯性的本质．
典例剖析
例我国公安部993年7月作出规定，在各种小型车辆前排就座的人员（包括司机）必须系好安全带，这主要是为了在急刹车时（）
A.减小车的惯性，确保安全
B.减小人的惯性，确保安全
C.防止由于车的惯性而使人受到较大的冲力
D.防止由于人的惯性而使人撞到汽车挡风板上
解析：
在小型车辆前排就座的人员必须系好安全带，这主要是为了在急刹车时，防止由于人的惯性而使人撞到汽车挡风板上受到伤害.故D正确.
答案：
D
例2如图所示，一个劈形物体M，各表面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个光滑小球m.劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是
（）
A.沿斜面向下的直线
B.竖直向下的直线
C.无规则曲线
D.抛物线
解析：
小球在
水平方向不受力，且速度为零，根
据牛顿第一定律，小球在水平方向将保持静止（速度为零）的状态，该方向上不会发生位移，只在竖直方向向下运动，在碰到斜面前的运动轨迹是竖直向下的直线，B正确.
答案：
B
二、牛顿第三定律的应用
技法讲解
在定性分析物体的受力情况或定量计算过程中，会经常用到牛顿第三定律，我
们要切实理解、掌握作用力和反作用力的关系，即大小相等、方向相反．分别作用在
不同的两个物体上；它们同时出现、同时消失；作用力和反作用力的性质相同等.要
弄清作用力和反作用力与一对平衡力的区别和联系.在讨论物体受到的某个
作用力时，如果直接选择该物体为研究对象求此力不方便或无法求时，可以改为求
它的反作用力（需要以另一个物体为研究对象），然后再应用牛顿第三定律确定要求
的那个力．
典例剖析
例3如图所示，光滑的球放在斜面和挡板之间处于静止状态，球的质量为m，斜面的倾角为θ.求斜面和挡板受的压力各是多大.
解析：
要求斜面和挡板受的压力，以
斜面和挡板为研究对象显然是不方便的，这时我们以球为研究对
象来计算斜面和挡板对球的作用力.受力图如图所示.根据平衡条件：
F=
，F2=mgtanθ根据牛顿第三定律，球对斜面的力
：
F′=F=
球对挡板的压力：
F2′=F2=mgtanθ
第三关：
训练关笑对高考
随堂训练
1.如图所示，重球系于易断的DC下端，重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（）
A.在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断
B.在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断
C.在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断
D.在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断
解析：
缓慢增加拉力，DC绳上作用力较大，故DC先断；快速猛力一拉，重球惯性较大，速度变化慢，DC线拉力几乎不变，故AB先断.
答案
：
AC
2.如图所示，一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆M和N,它们只能在图示平面上摆动,某一瞬时出现图示情景,由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是（）
A.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N静止
B.车厢做匀速直线运动,M在摆动,N也在摆动
C.车厢做匀速直线运动,M静止,N在摆动
D.车厢做匀加速直线运动,M静止,N也静止
解析：
由牛顿第一定律,当车厢做匀速直线运动时,相对于车厢静止的小球,其悬挂应在竖直方向上,故M球一定不能在图示情况下相对车厢静止,说明M正在摆动;而N既有可能相对于车厢静止,也有可能是相对小车摆动恰好达到图示位置,知A\,B正确,C错,当车厢做匀加速直线运动时,物体运动状态改变,合外力一定不等于零,故不会出现N球悬线竖直的情况,D错，故应选A、B.
答案：
AB
3.由同种材料制成的物体A和B放在长木板上，随长木板一起以速度v向右做匀速直线运动，如图所示，已知mA>mB,某时刻木板停止运动，下列说法正确的是（）
A.若木板光滑，由于A的惯性较大，A、B间的距离将增大
B.若木板光滑，由于B的惯性较小，A、B间距离将减小
C.若木板粗糙，A、B一定会相撞
D.不论木板是否光滑，A、B间的相对距离保持不变
解析：
开始A、B随木板一起匀速运动，说明A、B所受合外力为零.当木板停止运动后：
若木板光滑，A、B在水平方向上不受外力作用，仍以原来的速度做匀速运动，则相互间距离保持不变.
若木板粗糙，由于A、B材料相同，它们与木板间动摩擦因数相同，故由牛顿第二定律有μmg=ma，a=μg，即A、B以相同的初速度和加速度做匀减速运动，所以它们之间的距离仍保持不变.
综上所述，本题的正确选项为D.
答案：
D
4.吊在大厅天花板上的电扇重力为G,静止时固定杆对它的拉力为F,扇叶水平转动起来后,杆对它的拉力为F′,则（）
A.F=G,F′=F
B.F=G,F′>F
C.F=G,F′D.F′=G,F′>F
解析：
由题可知F=G,当扇叶水平转动起来后,对空气有竖直向下的压力,因此,空气对扇叶有竖直向上的作用力,所以F′所以F′答案：
C
5.如图所示，当你在平直路面上骑自行车时，是否觉得用力不停地蹬，车才会匀速前进,一旦不用力蹬，车子就会减速，甚至停下呢？
这与牛顿第一定律矛盾吗？
试解释之.
答案：
对比用力蹬和不用力蹬两种情况，发现不蹬车时，车
减速，运动状态改变，这是因为有阻力作用；而蹬车时，虽用
力蹬车，但合外力为零，因此可以匀速前进，仍然符合牛顿
第一定律．
课时作业十一牛顿第一定律牛顿第三定律
1.设想能创造一理想的没有摩擦力的环境，用一个人的力量去推一万吨的巨轮，则从理论上可以说（）
A.巨轮惯性太大，所以完全无法推动
B.一旦施力于巨轮，巨轮立即产生一个加速度
C.由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的加速度
D.由于巨轮惯性很大，施力于巨轮后，要经过很长一段时间后才会产生一个明显的速度
解析:
由牛顿第二定律可知物体受力必产生加速度，即加速度与力为瞬时对应关系；而速度的获得需要时间的积累.
答案:
BD
2.如图所示，一根轻质弹簧的一端系着一个物体，手拉轻质弹簧的一端，轻质弹簧与物体一起在粗糙水平面上向左做匀加速运动，当手突然停止运动后的很短时间内，物体将（）
A.立即停止运动
B.向左做变加速运动
C.向左做匀加速运动
D.向左做减速运动
解析:
当手突然停止运动，弹簧形变并未立即改变，其弹力仍大于滑动摩擦力，故手突然停止后一小段时间内仍向左做加速运动.
答案:
B
3.物体静止在斜面上，以下的几种分析中正确的是（）
A.物体所受到静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力
B.物体所受重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力
C.物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力
D.物体所受支持力作用就是物体对斜面的压力
解析:
作用力和反作用力一定是同种性质的力，分别作用在两个物体上，物体受到静摩擦力的反作用是物体对斜面的摩擦力，所以A错；物体受重力沿垂直斜面的分力在数值上等于物体对斜面的压力，重力是地球对物体的力，压力是物体对斜面的力，所以B错；物体受到地球的反作用力是物体对地球的吸引，所以C错；因此此题选D，此题考查力、作用力和反作用力，作用力和反作用力有个明显的特点，就是它一定要体现A对B，B对A，如果不满足这个模式，那就不是了.
答案:
D
4.在都灵冬奥会上，张丹和张昊一起以完美表演获得双人滑比赛的银牌.在滑冰表演刚开始时他们静止不动，随着优美的音乐响起，两人相互猛推一下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，已知张丹在冰上滑行的距离比张昊远，这是由于（）
A.在两个相互推的过程中，张丹推张昊的力小于张昊推张丹的力
B.在两个相互推的过程中，张丹推张昊的时间小于张昊推张丹的时间
C.两个刚分开时，张丹的初速度大于张昊的初速度
D.两人分开后，张丹的加速度小于张昊的加速度
答案:
C
5.下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：
阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话.宇航员：
“汤姆，我们现在已关闭了所有发动机，正向月球飞去.”汤姆：
“你们关闭了所有发电机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？
”宇航员犹豫了半天，说：
“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧.”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法正确的是（）
A.汤姆问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
B.宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”
C.宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”
D.宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行
解析:
上小学的汤姆，对于力和运动的认识，只能凭经验感觉，不会认识到力是改变物体运动的原因.
答案:
A
6.如图所示，体积相同的小铁球（如图中黑色球所示）和小塑料球（如图中白色球所示）分别用细线系于两个带盖的盛水的瓶子中，当两瓶和车一起加速向右运动时，会发生的现象最接近图中的哪一种情景（）
解析:
由于系统加速度向右，而水具有惯性，只会出现如题图A、B所示的水面.同样体积的铁球、水、塑料球中，铁球的惯性最大，塑料球的惯性最小，因而两球的相对位置如图B所示.
答案:
B
7.根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（）
A.人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢原来的位置
B.人在沿
直线匀速前进的车厢内，竖起向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖起向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内，竖起向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
解析:
依据牛顿定律可知，人竖直跳起离开车厢的瞬时，人与车在水平方向上的速度相同.人跳起后在水平方向上无外力改变其运动状态，故人在水平方向做匀速直线运动.如果车子静止或匀速直线运动，则依据牛顿第一定律，人都将落回原地；如果车加速前进，则在相同时间内人的水平位移比车子的位移小，故落在起跳点后方，C正确.反之，如果车子减速前进，则在相同时间内人的水平位移将比车子的水平位移大，故落在起跳点的前方.
答案:
C
8.用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验：
用一辆电
动玩具汽车托运另一辆无动力的玩具汽车，在两车挂接处装上传感器探头，并把它们
的挂钩连在一起.当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时，可以在显示器屏幕上出现相互作用力随时间变化的图象（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，可以得到以下实验结论（）
A.作用力与反作用力的大小时刻相等
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，方向相反
D.作用力与反作用力方向相同
解析:
由题中图像可知，作用力与反作用力总是同时变化，并且总是大小相等，对称分布于时间轴两侧，表示方向相反，故选项A、C正确.
答案:
AC
9.一列在笔直铁路上从静止开始加速行驶的火车车厢内，有一光滑水平桌面上放一小球，如
图所示，小球因受合力为零，故相对地球保持静止状态.若加速运动的列车向后以a做加速运动.怎样解释这种现象？
解析:
因小球水平方向不受外力，故小球保持与地面相对静止
，若车相对于地球向前以a做加速，但小球仍相对于地面静止，故小球必相对火车向后以a做加速运动.0.甲、乙两队进行拔河比赛，结果甲队获胜.有位同学解释甲队获胜的原因是因为甲队的拉力大于乙队的拉力，请你分析一下，这位同学的解释正确与否？
解析:
根据牛顿第三定律，可知甲队拉乙队的力与乙队拉甲队的力总是大小相等的.拔河比赛时，甲、乙两队水平方向受力情况如图所示，由于地面给甲队的最大静摩擦力大于地面给乙队的最大静摩擦力，所以当甲对乙的拉力大于地面给乙的最大静摩擦力时，乙队被拉动，而甲队还没被拉动，甲队就能获胜.
1.如图所示，在台秤上放半杯水，台秤示数为G′=50N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a=0cm的金属块，金属块的密度
=3×03kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平衡地浸入水中深b=4cm时，弹簧测力计和台秤的示数分别是多少？
（水的密度是ρ水=×03kg/m3，g取0m/s2）
解析:
弹簧测力计示数减小是由于金属块受到水向上的浮力作用.浮力的反作用力作用于水，从而使台秤的示数增大.金属块的受力分析如图.图中金属块静止，故有
F=G-F浮又因G=ρa3g=30N
F浮=ρ水gV排=ρ水ga2b=4N
故F=30N-4N=26N
即弹簧测力计的示数为26N台秤的示数由于浮力的反作用力增加了F浮′=4N，所以台秤的示数为FN=G′+F浮′=54N
答案:
26N54N
2.蛙泳时，双脚向后蹬水，水受到向后的作用力，则人体受到向前的反作用力，这就是人体获得的推进力.但是，在自由泳时，下肢是上下打水，为什么却能获得向前的推进力呢？
解析:
自由泳时人的双腿总是交替上下打水，在此过程中双脚与水的作用力是倾斜的，如图所示：
某时刻右脚向下打水，左脚向上打水，则受F、F2的反作用力，将F、F2沿水平方向和竖直方向分解.得F′和F2′，则F′+F2′就是人获得的向前的推进力.
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