第三章 第1單元 牛頓第一、第三定律

【考綱下載】1．牛頓運動定律、牛頓定律的應用(Ⅱ)2．超重和失重(Ⅰ)實驗四：驗證牛頓運動定律【考情上線】1．本章中有關(guān)于基本概念的理解和辨析，如慣性、相

互作用力、質(zhì)量等，在高考考查中經(jīng)常出現(xiàn)，對三

個定律的理解及應用更是高考中出題頻率較高的內(nèi)

容，且此內(nèi)容經(jīng)常與其他知識相聯(lián)系，命制綜合性

較強的題目．2．高考命題往往以牛頓定律和運動學知識綜合為載體，考

查靈活運用整體法、隔離法解決物理問題的能力，且有

時還將此部分知識與電磁場相滲透，與生活、科技、工

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等相聯(lián)系，命制新型試題，從而體現(xiàn)高考命題由

知識立意轉(zhuǎn)向能力立意的命題思想．3．高考命題涉及本章內(nèi)容時，從命題形式上有多樣化特點，

有選擇題、綜合分析計算題等，無論哪一種題型，在一般

情況下，綜合性都較高，因此要引起高度重視．一、牛頓第一定律1．內(nèi)容：一切物體總保持

狀態(tài)或

狀態(tài)，

除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．2．成立條件：宏觀、低速運動的物體，物體處于慣性參

考系中．勻速直線運動靜止3．牛頓第一定律的意義(1)指出了一切物體都有

，因此牛頓第一定律又叫慣

性定律．(2)指出力不是

物體運動狀態(tài)的原因，而是

物

體運動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因．慣性維持改變二、慣性1．定義：物體具有保持原來

狀態(tài)或

狀

態(tài)的性質(zhì)．2．慣性的性質(zhì)：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體

的固有屬性，與物體的運動情況和受力情況

．勻速直線運動靜止無關(guān)3．慣性的表現(xiàn)：物體不受外力作用時，有保持靜止或勻速

直線運動狀態(tài)的性質(zhì)；物體受到外力作用時，其慣性大

小表現(xiàn)在運動狀態(tài)改變的難易程度上．4．慣性大小的量度：

是慣性大小的唯一量度，

的物體慣性大，

的物體慣性?。|(zhì)量質(zhì)量大質(zhì)量小(1)物體的慣性總是以保持“原狀”或反抗“改變”兩種

形式表現(xiàn)出來．(2)慣性與物體是否受力、怎樣受力無關(guān)，與物體是否運

動、怎樣運動無關(guān)，與物體所處的地理位置無關(guān)，慣

性的大小僅由質(zhì)量決定．三、牛頓第三定律1．作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是

的，一個物體對另一個物體施加了力，另一個物體一定同時對前一物體也施加了力．力是物體與物體間的相互作用．物體間相互作用的這一對力通常叫做作用力和反作用力．2．內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小

，

方向

，作用在同一條直線上．3．物理意義：建立了相互作用物體之間的聯(lián)系及作用力與

反作用力的相互依賴關(guān)系．相互相等相反1．關(guān)于力和運動的關(guān)系，下列選項中正確的是(

)A．物體的速度不斷增大，表示物體必受力的作用

B．物體的位移不斷增大，表示物體必受力的作用

C．若物體的位移與時間的t2成正比，表示物體必受力的

作用

D．物體的速率不變，則其所受合力必為零解析：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，物體速度不斷增大，表示運動狀態(tài)發(fā)生改變，故必受力的作用，A選項正確．物體位移增大，但物體的運動狀態(tài)不一定改變(如勻速直線運動)，因此不一定受力的作用，B選項錯．物體位移與時間t的平方(t2)成正比，說明物體不是做勻速直線運動，運動狀態(tài)變化，必受力的作用，C選項正確．物體速率不變但速度方向可能發(fā)生變化，即運動狀態(tài)可能發(fā)生變化，就可能會受到力的作用，D選項錯．答案：

AC2．(2011·東莞模擬)跳高運動員蹬地后上跳，在起跳過程中(

)A．運動員蹬地的作用力大小大于地面對他的支持力大

小B．運動員蹬地的作用力大小等于地面對他的支持力大

小C．運動員所受的支持力和重力相平衡D．運動員所受的合力一定向上解析：運動員蹬地的作用力與地面對他的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，B正確；運動員起跳過程，是由靜止獲得速度的過程，因而有豎直向上的加速度，合力豎直向上，運動員所受的支持力大于重力，D正確．答案：BD3．一天，下著傾盆大雨，某人乘坐列車時發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了．列車進站過程中，他發(fā)現(xiàn)水面的形狀如圖3－1－1中的(

)圖3－1－1解析：列車進站時剎車，速度減小，而水由于慣性仍要保持原來較大的速度，所以水向前涌，液面形狀和選項C所示一致．答案：C4．我國《道路交通安全法》中規(guī)定：小型車輛前排乘坐的人(包括司機)必須系好安全帶，這是因為(

)A．系好安全帶可以減小慣性B．是否系好安全帶對人和車的慣性沒有影響C．系好安全帶可以防止因車的慣性而造成的傷害D．系好安全帶可以防止因人的慣性而造成的傷害解析：根據(jù)慣性的定義知：安全帶與人和車的慣性無關(guān)，A錯；B選項不符合題目要求，故B項不對；系好安全帶主要是防止因剎車時，人具有向前的慣性而造成傷害事故，C錯，D對．答案：D5．物體靜止于水平桌面上，則(

)A．桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力的大小，

這兩個力是一對平衡力B．物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力

與反作用力C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同

一種性質(zhì)的力D．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平

衡力解析：一對平衡力與一對作用力和反作用力最典型的區(qū)別，就在于受力物體和施力物體的不同．對A選項，因物體處于平衡狀態(tài)，且FN與G作用于同一物體，因此FN和G是一對平衡力，故A項正確；對B選項，因作用力和反作用力分別作用在兩個物體上，而物體所受的重力和桌面對它的支持力都作用在物體上，故B項錯；對C選項，因壓力是彈力，而彈力與重力是性質(zhì)不同的兩種力，故C項錯；對D選項，由于支持力和壓力是物體與桌面相互作用(擠壓)而產(chǎn)生的，因此FN與FN′是一對作用力和反作用力，故D項錯．答案：A[師之說]1．明確慣性的概念牛頓第一定律揭示了一切物體所具有的一種固有屬性—

—慣性，即物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的

性質(zhì)．2．揭示力的本質(zhì)力是改變物體運動狀態(tài)的原因，不是維持物體運動狀態(tài)

的原因．對牛頓第一定律的理解3．理想化狀態(tài)牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的狀態(tài)，而物體不受外力的情形是不存在的．在實際情況中，如果物體所受的合外力等于零，與物體不受外力時的表現(xiàn)是相同的．4．與牛頓第二定律的關(guān)系牛頓第一定律和第二定律是相互獨立的．力是如何改變物體運動狀態(tài)的問題由牛頓第二定律來回答．牛頓第一定律是不受外力的理想情況下經(jīng)過科學抽象、歸納推理而總結(jié)出來的，牛頓第二定律是一條實驗定律．[關(guān)鍵一點](1)牛頓第一定律是以伽利略的“理想實驗”為基礎，經(jīng)過科學抽象、歸納推理而總結(jié)出來的．(2)慣性與力不同，慣性不是力．下列說法中正確的是(

)A．物體在不受外力作用時，保持原有運動狀態(tài)不變的

性質(zhì)叫慣性，故牛頓運動定律又叫慣性定律B．牛頓第一定律僅適用于宏觀物體，只可用于解決物

體的低速運動問題C．牛頓第一定律是牛頓第二定律在物體的加速度a＝0

條件下的特例D．伽利略根據(jù)理想實驗推出，如果沒有摩擦，在水平

面上的物體，一旦具有某一個速度，將保持這個速

度繼續(xù)運動下去[思路點撥]

解答本題應把握以下兩點：(1)明確牛頓第一定律的適用條件和物理意義．(2)明確牛頓第一定律和牛頓第二定律的區(qū)別．[解析]

牛頓第一定律表明，物體在不受外力作用時，保持原有運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，故牛頓第一定律又叫慣性定律，A錯誤．牛頓運動定律都是在宏觀、低速的情況下得出的結(jié)論，在微觀、高速的情況下不成立，B正確．牛頓第一定律說明了兩點含義，一是所有物體都有慣性，二是物體不受力時的運動狀態(tài)是靜止或勻速直線運動，牛頓第二定律并不能完全包含這兩點意義，C錯誤．伽利略的理想實驗是牛頓第一定律的基礎，D正確．[答案]

BD[學之用]1．16世紀末，伽利略用實驗和推理，推翻了已在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運動的理論，開啟了物理學發(fā)展的新紀元．在以下說法中，與亞里士多德觀點相反的是(

)A．四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快；這說明，物體受的

力越大，速度就越大B．一個運動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來；

這說明，靜止狀態(tài)才是物體不受力時的“自然狀態(tài)”C．兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快D．一個物體維持勻速直線運動，不需要力解析：亞里士多德認為力是維持物體運動的原因，力越大，物體運動得越快，沒有力的作用，物體將會逐漸停下來，故A、B、C均是亞里士多德的觀點，只有D中說法與亞里士多德的觀點相反．答案：D對牛頓第三定律的理解[師之說]1．作用力與反作用力的關(guān)系作用力與反作用力的關(guān)系可總結(jié)為“三同、三異、三無

關(guān)”．(1)三同同大小同時產(chǎn)生、變化、消失同性質(zhì)(2)三異(3)三無關(guān)反向異體不同效果與物體的種類無關(guān)與相互作用的兩物體的運動狀態(tài)無關(guān)與是否與另外物體相互作用無關(guān)

2.相互作用力與平衡力的比較對應名稱比較內(nèi)容作用力和反作用力二平衡力不同點受力物體作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系相互依存，不能單獨存在，同時產(chǎn)生，同時變化，同時消失無依賴關(guān)系，撤除一個，另一個可依然存在疊加性兩力作用效果不能疊加，不能求合力兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力且合力為零對應名稱比較內(nèi)容作用力和反作用力二平衡力不同點力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可能是同性質(zhì)的力也可能不是同性質(zhì)的力相同點大小方向大小相等、方向相反、作用在一條直線上3．應用牛頓第三定律時應注意的問題(1)定律中的“總是”二字說明對于任何物體，在任何條件下

牛頓第三定律都是成立的．(2)牛頓第三定律只對相互作用的兩個物體成立，因為大小相

等、方向相反、作用在兩個物體上且作用在同一條直線上

的兩個力，不一定是作用力和反作用力．

汽車拉著拖車在平直的公路上運動，下面的說法正確的是(

)A．汽車能拉著拖車前進是因為汽車對拖車的拉力大于拖

車對汽車的拉力B．汽車先對拖車施加拉力，然后才產(chǎn)生拖車對汽車的拉

力C．勻速前進時，汽車對拖車的拉力等于拖車向后拉汽車

的力；加速前進時，汽車向前拉拖車的力大于拖車向

后拉汽車的力D．拖車加速前進時，是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力；汽車加速前進是因為地面對汽車向前的作用力(牽引力)大于拖車對它的拉力[思路點撥]

本題考查對作用力與反作用力關(guān)系的理解．要注意作用力與反作用力的關(guān)系，在任何情況下都成立．[解析]

汽車對拖車的拉力與拖車對汽車的拉力是一對作用力和反作用力，兩者一定等大、反向、分別作用在拖車和汽車上，故A項錯；作用力和反作用力總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失的，故B項錯；不論汽車勻速運動還是加速運動，作用力和反作用力大小總相等，故C項錯；拖車加速前進是因為汽車對拖車的拉力大于地面對拖車的摩擦阻力(包括其他阻力)，汽車能加速前進是因為地面對汽車向前的作用力大于拖車對它向后的拉力，符合牛頓第二定律，故D項正確．[答案]

D[學之用]2．(2011·濟南模擬)有人做過這樣一個

實驗：如圖3－1－2所示，把一個

雞蛋A快速向另一個完全一樣的靜

止的雞蛋B撞去(用同一部分撞擊)，圖3－1－2

結(jié)果每次都是被撞擊的靜止雞蛋B被撞破，則下面說法正確

的是(

)A．A對B的作用力的大小等于B對A的作用力的大小B．A對B的作用力的大小大于B對A的作用力的大小C．A蛋碰撞瞬間，其內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性會對A蛋殼產(chǎn)

生向前的作用力D．A蛋碰撞部位除受到B對它的作用力外，還受到A蛋中

蛋黃和蛋白對它的作用力，所以所受合力較小解析：A對B的作用力和B對A的作用力為作用力與反作用力，一定大小相等，A正確，B錯誤；在撞擊瞬間，A蛋內(nèi)蛋黃和蛋白由于慣性，會產(chǎn)生對A蛋殼向前的作用力，使A蛋殼接觸處所受的合力比B蛋殼的小，因此B蛋殼易被撞破，故C、D正確．答案：ACD考情分析由牛頓第一定律考查慣性，由相互作用的物體考查牛頓第三定律，牛頓第三定律不會單獨出題，但貫穿于相互作用的全過程．多數(shù)試題與牛頓第二定律、運動學規(guī)律、電磁學知識相聯(lián)系．命題預測對牛頓第一定律的考查一般是結(jié)合慣性及力和運動的關(guān)系進行，通常為選擇題，關(guān)于牛頓第三定律一般是結(jié)合物體的受力情況和運動狀態(tài)進行考查，一般是融合在選擇題或計算題中.1.(2009·寧夏高考)在力學理論建立的過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻．關(guān)于科學家和他們的貢獻，下列說法正

確的是(

)A．伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運動的規(guī)律

B．卡文迪許通過實驗測出了引力常量

C．牛頓最早指出力不是維持物體運動的原因

D．笛卡爾對牛頓第一定律的建立做出了貢獻解析：根據(jù)物理學史，B、D正確，A、C錯誤．答案：

BD2．(2009·安徽高考)為了節(jié)約能量，

某商場安裝了智能化的電動扶

梯．無人乘行時，扶梯運轉(zhuǎn)得

很慢；有人站上扶梯時，它會圖3－1－3

先慢慢加速，再勻速運轉(zhuǎn)．一顧客乘扶梯上樓，恰好

經(jīng)歷了這兩個過程，如圖3－1－3所示．那么下列說法

中正確的是(

)A．顧客始終受到三個力的作用B．顧客始終處于超重狀態(tài)C．顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方，再豎直向下D．顧客對扶梯作用力的方向先指向右下方，再豎直向下解析：人加速運動時，受重力、支持力和水平向右的靜摩擦力作用，扶梯對人的作用力指向右上方，人對扶梯的作用力指向左下方；當人勻速運動時，人只受重力和豎直向上的支持力作用，所以僅C項正確．答案：C3．(2009·安徽高考)在2008年北京殘奧

會開幕式上，運動員手拉繩索向上

攀登，最終點燃了主火炬，體現(xiàn)了

殘疾運動員堅韌不拔的意志和自強

不息的精神．為了探求上升過程中圖3－1－4

運動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化．一根

不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，

另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖3－1－4所

示．設運動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量