3-1 牛顿第一定律 牛顿第三定律

必修一第三章牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律牛顿第一定律Ⅱ(考纲要求)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)指出力不是维持物体运动的原因，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)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律．3．惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．(2)量度：质量是物体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.牛顿第三定律Ⅱ(考纲要求)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，另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力．2．牛顿第三定律：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．作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关”．(1)三同⎩⎪⎨⎪⎧ 同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧ 反向异体不同效果(3)三无关⎩⎪⎨⎪⎧ 与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否与另外物体相互作用无关1．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是( )．A ．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大B ．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C ．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D ．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力解析 亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，力越大，物体运动得越快，没有力的作用，物体将会逐渐停下来，故A 、B 、C 均是亚里士多德的观点，只有D 中说法与亚里士多德的观点相反．答案 D2．下列关于惯性的说法中正确的是( )．A ．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B ．汽车速度越大刹车后越难停下来，表明速度越大惯性越大C ．宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，所以没有惯性D ．乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小解析 惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，A 错误；惯性的大小仅取决于质量，与其速度的大小及运动的时间无关，B 错误；处于完全失重状态的物体，失去的不是重力，更不是质量，而是物体对悬挂物或支撑物的弹力为零，C 错误；乒乓球可以被快速抽杀，是由于它的质量小，即惯性小，D正确，本题答案为D.答案 D3．关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是()．A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同解析力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力(合力不为零)，它的运动状态就一定会改变，A错误、B正确；物体不受力或合力为零，其运动状态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，C错误；物体的运动方向与它所受合力方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D正确．答案BD4．关于两个物体间的作用力和反作用力，下列说法正确的是()．A．作用力和反作用力一定同时产生、同时消失B．作用力和反作用力可以不同时产生C．作用力和反作用力一定是相同性质的力D．作用力和反作用力的效果会相互抵消解析作用力和反作用力一定是同时产生、同时变化、同时消失，力的性质一定相同，由于作用在两个物体上，力的作用效果不能相互抵消，故A、C对，B、D错．答案AC5.图3－1－1如图3－1－1所示，杯子放到水平桌面上时，下列关于F1和F2的说法正确的是()．A．力F1就是杯子的重力B．力F1和力F2是一对平衡力C．力F1和力F2是一对作用力和反作用力D．力F1的大小大于力F2的大小解析力F1和F2分别是杯子对桌面的压力和桌面对杯子的支持力，它们是一对相互作用力，二者大小相等，方向相反，不是平衡力，故C对，A、B、D都错．答案C考点一牛顿第一定律的理解1．明确了惯性的概念牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总保持原来的静止状态或匀速直线运动状态的性质．2．揭示了力的本质牛顿第一定律对力的本质进行了定义：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，物体的运动并不需要力来维持．3．揭示了不受力作用时物体的运动状态牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受外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，物体都将保持静止或匀速直线运动状态不变．【典例1】在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，图3－1－2车上固定一盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图3－1－2所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是()．A．小车匀速向左运动B．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速D．小车可能突然向右减速解析原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出．②原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B、D正确．答案BD——用惯性解释运动现象的思路日常生活中有很多与惯性相关的运动现象，如人乘车时的前倾后仰、跑步时的跌跟头、用铁锤钉钉子等，运用惯性知识解释这些现象的思路是：(1)明确要研究的是哪个物体或物体的哪一部分，它原来处于什么运动状态．(2)确定外力作用在此物体的什么位置，物体在此位置的运动状态发生了怎样的变化．(3)由于惯性的原因，物体上没受力的部分保持原运动状态．(4)物体的不同部位运动状态不同，引起了惯性现象的出现．【变式1】就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是()．A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机，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相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性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转弯的目的解析采用了大功率的发动机后，可以提高车速，但功率的大小与惯性无关．只要质量不变，惯性就不变，故A错；惯性与运动时间无关，故B错；摘下或加挂车厢，会使列车的质量增大或减小，惯性发生变化，故C对；摩托车转弯时，身体稍微向里倾斜是改变其受力情况，惯性与力无关，故D错．答案 C考点二对牛顿第三定律的理解【典例2】在滑冰场上，甲、乙两小孩分别坐在滑冰板上，原来静止不动，在相互猛推一下后分别向相反方向运动．假定两板与冰面间的动摩擦因数相同．已知甲在冰上滑行的距离比乙远，这是由于()．A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间C．在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度D．在分开后，甲的加速度的大小小于乙的加速度的大小解析作用力、反作用力总是等大、反向，且同时产生、同时消失、作用时间相等，故A、B均错；对两小孩分开后应用牛顿第二定律得μmg＝ma，所以a＝μg，因为两板与冰面间的动摩擦因数相同，故加速度相同，D错；分开后，甲、乙都做匀减速运动直到停下，由2ax＝v2，x甲>x乙，得x甲>x乙，C对．答案 C——此题容易错选D.误认为：两人的推力一样，作用时间一样，分开时的速度一样，由2as=v2得出a甲<a乙的结论.实质上在推开的那段时间内，虽然力相同但两人的质量不同，加速度会不同，导致分离时的初速度不同.【变式2】如图3－1－3所示，图3－1－3我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是()．A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜解析物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变，不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，由于它们作用在不同的物体上，其效果可以不同．甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力；乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小．B、D正确．答案BD7.考查对牛顿运动定律的理解阅卷教师揭秘(1)命题分析近年来的高考试题中，对牛顿运动定律的理解方面的命题虽然不多，但做为基础题出现也需引起高度重视．试题主要考查惯性的概念、加速度与力和质量的关系、作用力与反作用力等．例如2010广东20题，2011浙江14题，2011上海4题等．(2)主要题型：选择题(3)卷面错因：①思维定势作用造成审题不清．②不能正确区分作用力和反作用与一对平衡力．③不能正确理解力与运动的关系，认为只要有力作用在物体上，物体就运动．(4)解决方法①正确理解牛顿三个运动定律．②注意审题，提取有用信息．③弄清要判断的问题属于牛顿的哪个定律所解决的范畴. , , 【典例】 (2011·浙江卷，14)图3－1－4如图3－1－4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为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，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”比赛的胜利教你审题关键点：冰面隐含光滑甲拉绳，乙也拉绳甲与绳、乙与绳之间存在作用力和反作用力(两对)；绳受甲、乙的拉力(一对平衡力)牛顿第二、三定律及x ＝12at 2讨论自己试一试！解析 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，故选项A 错误．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B 错误．设绳子的张力为F ，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F ，若m 甲>m 乙，则由a ＝F m得，a 甲<a 乙，由x ＝12at 2得在相等时间内甲的位移小，因开始时甲、乙距分界线的距离相等，则乙会过分界线，所以甲能赢得“拔河”比赛的胜利，故选项C 正确．收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D 错误．答案 C一、对牛顿第一定律的考查(低频考查)1．(2009·辽宁、宁夏)在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()．A．伽利略发现了行星运动的规律B．卡文迪许通过实验测出了引力常量C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D．笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献解析行星运动定律是开普勒发现的，选项A错误，B正确．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，选项C错误，D正确．答案BD二、对牛顿第三定律的考查(中频考查)2．(2010·广东理综，20)下列关于力的说法正确的是()．A．作用力和反作用力作用在同一物体上B．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用C．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变D．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因解析作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，A错误；太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力，且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳，B正确、C错误；伽利略的理想实验说明力不是维持物体运动的原因，D正确．答案BD3．(2011·上海综合，4)在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力()．A．小于受到的弹力B．大于受到的弹力C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．和受到的弹力是一对平衡力解析因磁性冰箱贴静止不动，在水平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为平衡力，所以D正确，A、B、C错误．答案D。