【物理】2020届一轮复习人教版牛顿第一定律牛顿第三定律学案 10页

第1讲　牛顿第一定律　牛顿第三定律一、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，因此牛顿第一定律也叫惯性定律；②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，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：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关。质量是惯性大小的唯一量度。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，后一物体对前一物体也施加了力。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′。(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。(√)1．(牛顿第一定律)(2019·天水一中质检)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　“圆球投在地上，它的运动方向，或东或西或南或北是不一定的，但是不论向哪个方向运动，只要用手杖加上一个微小的力，就会停止下来。”说明力是改变物体运动状态的原因，A、B、C三项错误，D项正确。答案　D2．(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，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两项错误；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　D3．(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两项错误，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考点　1　对牛顿第一定律和惯性的理解考|点|速|通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，A项正确；完全失重 时物体的惯性不会消失，B项错误；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，C项错误；物体沿水平面滑动，速度越大滑行的时间越长，惯性不变，D项错误。答案　A1．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|冲|关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项错误；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项错误；D项符合惯性定义，是正确的。答案　AD2.(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A、D两项正确。答案　AD考点　2　对牛顿第三定律的理解考|点|速|通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类别一对平衡力一对相互作用力不同点作用在同一个物体上分别作用在两个不同的物体上力的性质不一定相同力的性质一定相同不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失相同点大小相等、方向相反、作用在同一直线上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|冲|关1．(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B、C两项错误，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D项正确。答案　AD2.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项错误，B项正确；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项错误；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项错误。答案　B转换研究对象法在受力分析中的应用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必|刷|好|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．280NC．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　B2．(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＋FB．人对木箱底的压力大小为G2C．木箱对地面的压力大小为G2＋G1－FD．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，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　AD1．(2019·衡水中学滁州分校培养卷)本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下面是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是(　　)A．这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的B．骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原有的运动状态，因此摔倒C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地了D．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了解析　骑车人与车原来处于运动状态，车陷入水坑时，前轮静止，但人(与车的后半部分)由于具有惯性仍保持向前运动，因此摔倒，B项正确，A、C、D三项错误。答案　B2．(2019·山东实验中学月考)对一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性的角度加以解释，其中正确的是(　　)A．采用了大功率的发动机后，可使某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度。这表明，可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性B．射出枪膛的子弹在运动一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了C．货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变它的惯性D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到行驶目的解析　采用了大功率的发动机后，某些赛车的速度甚至超过某些老式螺旋桨飞机的速度，原因是发动机功率增大了，但是赛车质量不变，惯性不变，A项错误；射出枪膛的子弹在运动一段距离后，由于受到空气阻力，速度减小，而子弹质量不变，惯性不变，B项错误；货车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这些会改变货车的质量，改变它的惯性，C项正确；摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，这是通过调控人和车的重心位置，但是整体的质量不变，惯性不变，D项错误。答案　C3．(2019·新疆模拟)(多选)关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是(　　) A．在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一端走向另一端时，船向相反方向运动B．汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，从而获得向前的反作用力即动力C．如图所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管会自动转向D．软体动物乌贼在水中经过身体侧面的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去解析　人从小船的一端走向另一端时，要受到船给人的摩擦力，方向与人行走的方向相同，根据牛顿第三定律知，人对小船也有一个摩擦力，方向与人行走的方向相反，因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态，向人行走的相反方向运动，A项正确；汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，虽然燃气对排气筒有反作用力，但毕竟很小，并不是汽车动力的来源，B项错误；农业灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管在水的反作用力的推动下会自转旋转，大大增加了喷水的面积，C项正确；乌贼通过身体侧面的孔把水吸入鳃腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，D项正确。答案　ACD【借鉴高考】(2019·海南模拟)如图所示，放在水平地面上的质量为m的物体，与地面的动摩擦因数为μ，在劲度系数为k的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度，则(　　)A．弹簧的伸长量为B．弹簧的伸长量为C．物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力D．弹簧的弹力与物体受到的摩擦力是一对作用力与反作用力解析　物体沿地面做匀速直线运动，由平衡条件，kx＝μmg，解得弹簧的伸长量为x＝ ，A项错误，B项正确；物体受到的支持力与它对地面的压力是一对作用力与反作用力，C项错误；弹簧的弹力与物体受到的摩擦力是一对平衡力，D项错误。答案　B