1、第三章 牛顿运动定律第1讲 牛顿第一定律 牛顿第三定律考纲考情三年8考 高考指数：1.牛顿第一定律 2.牛顿第三定律【知识梳理】知识点1 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律：(1)内容：一切物体总保持_状态或_状态,除非作用在它上面的力迫使它_这种状态。匀速直线运动静止改变(2)意义。揭示了物体的固有属性：一切物体都有_,因此牛顿第一定律又叫_。揭示了力与运动的关系：力不是_物体运动的原因,而是_物体运动状态的原因,即力是产生_的原因。惯性惯性定律维持改变加速度2.惯性：(1)定义：物体具有保持原来_状态或_状态的性质。(2)特点：惯性是物体的_,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况_(
2、选填“有关”或“无关”)。(3)表现。物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或_状态。物体受外力作用时其惯性表现在反抗运动状态的_。匀速直线运动静止固有属性无关匀速直线运动改变(4)量度：_是惯性大小的唯一量度,_的物体惯性大,_的物体惯性小。质量质量大质量小知识点2 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_的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体同时对这个物体也施加了力。2.牛顿第三定律：(1)内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小_,方向_,作用在_。(2)表达式：_。相互相等相反同一直线上F=-F【思维诊断】(1)惯性的有无与运动状态和受力情况有关。()(2)
3、惯性即惯性定律。()(3)惯性是一种力。()(4)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力。()(5)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化。()(6)作用力与反作用力的合力为零。()提示：(1)。惯性由质量决定,与物体的运动状态和受力情况无关。(2)。惯性是物体的固有属性,而惯性定律是一条动力学定律。(3)。惯性是物体的固有属性,不是一种力。(4)。两个大小相等、方向相反,作用在同一直线上的力也可能是一对平衡力。(5)。作用力与反作用力始终大小相等、方向相反,与物体运动状态无关。(6)。作用力与反作用力作用在不同的两个物体上,其作用效果不能相互抵消,不能进行力的合
4、成。【小题快练】1.以下说法正确的是()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作用,没有力的作用,物体将静止C.要物体静止必须有力作用,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】选D。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,B、C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错误,D正确。2.物体A的质量为10 kg,物体B的质量为20 kg,A、B分别以20 m/s和10 m/s的速度运动,则下列说法中正确的是()A.A的惯性比B大B.B的惯性比A大C.A和B的惯性一样大D.不能确定【解
5、析】选B。质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,惯性大小与速度大小无关,故B的惯性比A大,选项B正确,选项A、C、D都错。3.如图所示,用细绳把小球悬挂起来,当小球静止时,下列说法中正确的是()A.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C.小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力D.小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力【解析】选C。小球受到的重力与细绳对小球的拉力均作用在小球上,且等大反向,是一对平衡力,A、D错误,C正确;小球对细绳的拉力与细绳对小球的拉力才是一对作用力和反作用力,故B错误。4.
6、(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()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.作用力与反作用力方向相反【解析】选A、C、D。根据作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时产生、同时消失,作用在相互作用的两个物体上,故选项B错误,A、C、D正确。5.一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对这一现象,下列说法正确的是()A.榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力,所以玻
7、璃才碎裂B.榔头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C.榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的,只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D.因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小【解析】选C。因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同,所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系。由牛顿第三定律知,作用力与反作用力等大、反向,故选项C正确。考点1 对牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律的意义：(1)揭示了物体的一种固有属性：牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性惯性。(2)揭示了力的本质：牛顿第一定律明确了力是改变
8、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。2.理解牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系：(1)牛顿第一定律不是实验定律,它是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象、归纳推理而总结出来的;牛顿第二定律是通过探究加速度与力和质量的关系得出的实验定律。(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,而是不受任何外力的理想情况,在此基础上,牛顿第二定律定量地指出了力和运动的
9、联系：F=ma。【典例1】(2014北京高考)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【解题探究】(1)由题干可知,小球受
10、到的阻力越小,小球上升的位置越_。(2)如果小球无阻力的影响,小球将上升到_。高与O点等高的位置【解析】选A。从实验可以得到,斜面的阻力越小,小球上升的位置越高,如果不受阻力,就会上升到相等的高度,其他选项都不是由实验直接得到的,A正确,B、C、D错误。【易错提醒】本题只是伽利略理想实验的部分过程,容易被直观认为是伽利略理想实验的全部过程而错选B。【总结提升】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
11、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。【变式训练】(多选)(2013海南高考)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质【解析】选B、C、D。亚里士多德认为物
12、体的运动需要力来维持,A错误;牛顿根据选项B中伽利略的正确观点和选项C中笛卡儿的正确观点,得出了选项D的正确观点,选项B、C、D正确。【加固训练】下列说法正确的是()A.运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大B.同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的,所以它的惯性也随位置的变化而变化C.一个小球竖直上抛,抛出后能继续上升,是因为小球运动过程中受到了向上的推力D.物体的惯性大小只与本身的质量有关,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小【解析】选D。惯性是物体本身的固有属性,其大小只与物体的质量有关,与物体的受力及运动情况无关,故B错,D正确;速度大的汽车要停下来时,速
13、度变化大,由v=at可知需要的时间长,惯性不变,故A错;小球上抛时是由于惯性向上运动,并未受到向上的推力,故C错。考点2 牛顿第三定律的理解与应用1.相互作用力的特点：(1)“三相同”：大小相同;性质相同;变化情况相同。(2)“三不同”：方向不同;受力物体不同;产生效果不同。(3)“三无关”：与物体的种类无关;与物体的运动状态无关;与是否和另外物体相互作用无关。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相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上不同点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
14、同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消【典例2】如图所示,质量相等的甲、乙两人所用绳子相同,甲拉住绳子悬在空中处于静止状态;乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了,则()A.绳子对甲的拉力小于甲的重力B.绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力C.乙拉断绳子前瞬间,绳上的拉力一定小于乙的重力D.乙拉断绳子前瞬间,绳上的拉力一定大于乙的重力【解题探究】(1)甲处于静止状态,说明甲受力有什么特点?提示：由平衡条件知,绳子对甲的拉力大小等于甲的重力。(2)乙能把绳子拉断,说明了什么?提示：说明乙拉绳子的力超出绳子的承受能力。(3)两条绳子完全相同说明了什么?提示：说明两条绳子具有同样的承受能力。【解析】选D。由平衡
15、条件可知,绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力,A错;由作用力与反作用力的关系可知,绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力,B错;乙能把绳子拉断,对于具有同样承受能力的绳子,说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力,而甲拉的绳子能承受甲的重力,甲、乙质量相等,因此乙拉绳子的拉力一定大于乙的重力,C错,D对。【总结提升】应用牛顿第三定律应注意的三个问题(1)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。(2)作用力与反作用力虽然等大反向,但因所作用的物体不同,所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同。(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力,不能牵扯第三个
16、物体。【变式1+1】1.(拓展延伸)在【典例2】中,如果甲在空中抓住绳子前后摆动(设绳子未断),那么绳子对甲的拉力与甲的重力大小还相等吗?甲对绳子的拉力与绳子对甲的拉力大小关系如何?提示：由于甲抓住绳子前后摆动,故甲处于不平衡状态,绳子对甲的拉力与甲的重力不再是一对平衡力了,二者大小不相等。甲对绳子的拉力和绳子对甲的拉力是一对作用力与反作用力,其大小始终相等,和物体的运动状态无关。2.(多选)跳高运动员从地面起跳的瞬间,下列说法中正确的是()A.运动员对地面的压力大于运动员受到的重力B.地面对运动员的支持力大于运动员受到的重力C.地面对运动员的支持力大于运动员对地面的压力D.运动员对地面的压力
17、大小等于运动员受到的重力【解析】选A、B。运动员起跳的瞬间向上做加速运动,由牛顿第二定律得FN-mg=ma,故地面对运动员的支持力大于运动员的重力,由牛顿第三定律得运动员对地面的压力等于地面对运动员的支持力,选项A、B正确,C、D错误。【加固训练】如图所示,物块P与木板Q叠放在水平地面上,木板Q对物块P的支持力的反作用力是()A.物块P受到的重力B.地面对木板Q的弹力C.物块P对木板Q的压力D.地球对木板Q的吸引力【解析】选C。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,所以Q对P的支持力的反作用力是P对Q的压力,选项C正确。【资源平台】备选角度：一对相互作用力和一对平衡力的区别【典例】(多选)物体静止在斜面上,如图所示,下列说法中正确的是()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.物体所受重力与物体对地球的引力是一对作用力和反作用力【规范解答】选B、D。物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力,物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力,物体所受重力和物体对地球的引力,均为作用力和反作用力,故A错误,B、D正确;物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力,故C错误。