2023年人教版高中物理复习第三章 第1讲牛顿第一定律、牛顿第三定律、单位制

第三章牛顿运动定律
第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律单位制
【课程标准】
理解牛顿第一定律和牛顿第三定律。

【素养目标】
物理观念：能准确叙述牛顿第一、第三定律的内容。

科学思维：领悟理想实验的科学推理方法及其意义，能对牛顿第一、第三定律有较深刻理解。

一、牛顿第一定律
二、惯性
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作惯性。

2．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。

3．普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关。

命题·生活情境
如图所示，图甲中公交车减速行驶，图乙中公交车加速行驶。

(1)由图甲可知，公交车在减速行驶，乘客由于惯性，相对车厢有_________ _______________，故乘客向前倾；由图乙可知，公交车在加速行驶，乘客由于惯性，相对车厢有__________________________，故乘客向后倾。

(2)图甲中公交车速度越大，急刹车时人倾斜越明显，说明人的惯性和速度有关吗？
提示：(1)向前运动的速度向后运动的速度
(2)惯性与速度无关，只与质量有关。

三、牛顿第三定律
命题·科技情境
据中国航天报消息，2021年11月25日7时41分，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲运载火箭，成功将试验十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。

试分析火箭升空时为什么要向下喷出热气流。

提示：火箭向下喷出热气流时，对热气流有向下的作用力，热气流对火箭有向上的反作用力，反作用力使火箭升空。

四、力学单位制
1．单位制
基本单位和导出单位一起组成了单位制。

2．基本单位
基本物理量的单位。

力学中的基本物理量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是kg、m和s。

3．导出单位
由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

角度1 牛顿第一定律
(1)牛顿第一定律是根据实验得到的定律，可以通过实验验证。

( ×)
(2)汽车速度越大，刹车时越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大。

( ×)
(3)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动。

( ×)
角度2 牛顿第三定律
(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)人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。

( ×)
角度3 力学单位制
(7)力的单位是牛顿，简称牛，也属于基本单位。

( ×)
(8)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关系。

( √)
考点一牛顿第一定律
1．惯性的两种表现形式
(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。

(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。

惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。

2．对牛顿第一定律的四点说明
(1)明确惯性的概念：牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性。

(2)揭示力的本质：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。

(3)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。

在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。

(4)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。

牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。

【典例1】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，它将一直保持匀速直线运动或静止状态
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
【解析】选A。

根据实验结果，得到的最直接的结论是如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，A项正确；小球不受力时状态不变，小球受力时状态发生变化，是在假设和逻辑推理下得出的结论，而不是实验的直接结论，所以B和C项错误；D选项不是本实验所说明的问题，故错误。

【变式训练】(2022·西宁模拟)如图所示，观察者面朝东坐在一列火车中，看到水平桌面上的小球忽然离开他向东滚动，仅凭这一现象，他能够做出的正确判断是( )
A．列车的速度方向一定向东
B．列车的速度方向一定向西
C．列车的加速度方向一定向西
D．列车的加速度方向一定向东
【解析】选C。

根据牛顿第一定律，可知小球向东滚动，则列车可能向东做减速运动，也可能向西做加速运动，其加速度方向一定向西，故选C。

【加固训练】
各个面都光滑的直角三角体 A 放在光滑的斜面 B 上时，恰好使一直角边水平，如图所示，将－个小球置于该光滑直角边水平面上，然后将三角体 A 由静止释放，则小球在碰到斜面之前的运动轨迹是( )
A．平行斜面向下的直线B．竖直向下的直线
C．无规则曲线D．垂直斜面的直线
【解析】选B。

由于直角三角体的水平面是光滑的，A又是放在光滑的斜面上，当A在光滑的斜面B 上下滑时，小球由于只在竖直方向受力，故小球在碰到斜面之前的运动轨迹是竖直向下的直线。

故B 选项正确。

考点二牛顿第三定律
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
2．一对平衡力与作用力、反作用力的比较
比较项目一对平衡力作用力与反作用力
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
力的性质不一定相同一定相同
作用效果可相互抵消不可抵消
【典例2】据国家航天局消息，2021年7月5日7时28分，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功发射风云三号E星①，卫星精准进入预定轨道，任务取得圆满成功。

下列叙述正确的是( )
A．火箭尾部向下喷气，喷出的气体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②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，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力
D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用
题眼破译——提升信息转化能力
【解析】选A。

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，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，选项B、C错误，A正确；火箭运载卫星进入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，这是一对作用力与反作用力，选项D错误。

【加固训练】
1．(2021·福州模拟)汽车拉着拖车在平直的公路上运动。

下列说法正确的是( )
A．汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖车对汽车的拉力
B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉力
C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车的力；加速前进时，汽车对拖车的拉力大于拖车向后拉汽车的力
D．拖车加速前进，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦力；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力
【解析】选D。

汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对相互作用力，而一对相互作用力总是大小相等的，故A、C错误；一对相互作用力总是同时产生的，故B错误；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦力，汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它的拉力，故D正确。

2．如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。

两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者赢。

若绳子质量不计，冰面可看成光滑平面，则下列说法正确的是( )
A.甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
【解析】选C。

甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，A错误；绳静止时，甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，B错误；若甲的质量比乙的质量大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，C正确；收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，D错误。