2019高中物理 重难点复习一本通 专题10 牛顿第一定律 牛顿第三定律重、难点通关学案1

专题10 牛顿第一定律牛顿第三定律重难点1 牛顿第一定律一、理想实验的魅力1．亚里士多德认为：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在一个地方．2．伽利略的理想实验（1）斜面实验：让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同．当第二个斜面放平，小球将永远运动下去．（2）推理结论：力不是（填“是”或“不是”）维持物体运动的原因．3．笛卡尔的观点：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．二、牛顿物理学的基石——惯性定律1．牛顿第一定律：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．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叫惯性．牛顿第一定律也叫做惯性定律．三、惯性与质量描述物体惯性的物理量是它们的质量，质量是物体惯性大小的惟一量度．【典例精析】【例1】关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是A．牛顿第一定律可以用实验直接验证B．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义C．牛顿第一定律就是惯性D．当物体受到的外力为零时，物体可做匀速直线运动【典例分析】根据牛顿第一定律的相关知识解答。

【参考答案】D【精准解析】牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括出来的科学理论，而不是直接通过实验得出的，但它符合物理规律，故有一定的物理意义，A、B错误；牛顿第一定律是描述运动和力的关系的定律，惯性是物体的性质，C错误；由牛顿第一定律的内容可知D正确．【规律总结】1．牛顿第一定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的．2．牛顿第一定律不是实验定律，它是在理想实验的基础上总结得出的．【例2】如图所示，小球A静止放在小车的光滑底板上（设小车底板足够长），当小车受到水平向右的力F作用时，小车从静止开始在水平面上做加速直线运动，则小球A相对于地面的运动情况A．做匀速直线运动B．处于静止状态C．做与小车同方向速度越来越大的直线运动D．做与小车反方向速度越来越大的直线运动【典例分析】分析小球A的受力情况可得出答案。

【参考答案】B【例3】关于物体的惯性，以下说法中正确的是A．物体的运动速度越大，物体越难停下来，说明运动速度大的物体惯性大B．汽车突然减速时，车上的人向前倾，拐弯时人会往外甩，而汽车匀速前进时，车上的人感觉平稳，说明突然减速和拐弯时人有惯性，匀速运动时没有惯性C．在同样大小的力作用下，运动状态越难改变的物体，其惯性一定越大D．在长直水平轨道上匀速运动的火车上，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起后，发现落回原处，这是因为人跳起后，车继续向前运动，人落下后必定向后偏些，但因时间太短，偏后距离太小，不明显而已【典例分析】根据惯性的相关知识解答。

【参考答案】C【精准解析】物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速状态，B错误；同样大小的力作用于物体上，运动状态越难改变，说明物体保持原来运动状态的本领越大，惯性也越大，所以C正确；人向上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向的速度不变，与车速相同，因此仍落在车上原处，D错误．故正确答案为C.【知识深化】1．惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．2．物体惯性的大小由质量决定，与物体的运动状态无关，与是否受力无关，与物体的速度大小无关．1．（牛顿第一定律的理解）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是A．力是维持物体运动的原因，没有力的物体将保持静止，比如自行车B．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用C．物体如果向正北方向运动，其受外力方向必须指向正北D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变【答案】B2．（牛顿第一定律的应用）如果正在做自由落体运动的物体的重力忽然消失，那么它的运动状态应该是A．悬浮在空中不动 B．运动速度逐渐减小C．做竖直向下的匀速直线运动 D．以上三种情况都有可能【答案】C【解析】由题意可知，正在做自由落体运动的物体一定具有速度，而且仅受重力作用．如果重力忽然消失，则物体就不受外力的作用，根据牛顿第一定律，撤去外力作用的物体应该保持它撤去外力时的运动状态，所以该物体应该做竖直向下的匀速直线运动．做自由落体运动的物体如果是在刚释放的瞬间重力忽然消失，物体还没有开始运动，速度是零；或者竖直上抛的物体运动到最高点时重力忽然消失，速度也为零，根据牛顿第一定律可分析，物体都会悬浮在空中不动，保持没有重力时的那个瞬间的状态不变．故正确答案为C.3．（对惯性的理解）物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性．下列有关惯性的说法中，正确的是A．乘坐汽车时系好安全带可减小惯性 B．运动员跑得越快惯性越大C．宇宙飞船在太空中也有惯性 D．汽车在刹车时才有惯性【答案】C【解析】乘坐汽车时系好安全带，不是可以减小惯性，而是在紧急刹车时可以防止人由于惯性的作用飞离座椅，所以A错误；质量是物体惯性大小的唯一量度，与人的速度的大小无关，所以B、D错误；在太空中物体的质量是不变的，所以物体的惯性也不变，所以C正确．4. 对于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．“强弩之末势不能穿鲁缟”，这表明强弩的惯性减小了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，这是为了通过调控人和车的惯性达到转弯的目的【答案】C5．（伽利略的理想实验）理想实验有时更能深刻地反映自然规律．伽利略设计了一个如图2所示的理想实验，他的设想步骤如下：①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动．请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列______（只要填写序号即可）．在上述的设想步骤中，步骤________属于可靠的事实，步骤______是理想化的推论．【答案】②③①④②①③④【解析】本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理，将实验理想化，并符合物理规律，得到正确的结论．而②是可靠事实，因此放在第一步，③①是在斜面上无摩擦的设想，最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.重难点2 牛顿第三定律一、作用力与反作用力1．力是物体对物体的作用，只要谈到力，就一定存在着受力物体和施力物体．2．力的作用是相互的，物体间相互作用的这一对力称为作用力和反作用力．3．作用力与反作用力总是互相依存、同时存在的．把它们中的一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力．二、牛顿第三定律1．实验探究：如图1所示，两个弹簧测力计A和B连接在一起，用手拉A，结果发现两个弹簧测力计的示数是相等的．改变拉力，弹簧测力计的示数也随着改变，但两个弹簧测力计的示数总是相等，这说明作用力和反作用力大小相等，方向相反．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．三、物体的受力分析1．受力分析中常见的三种力：（1）重力：任何物体都受重力，其方向竖直向下．（2）弹力：两个相互接触的物体相互挤压时就会产生弹力，其方向与接触面垂直（填“平行”或“垂直”）．（3）摩擦力：当两个粗糙的接触面发生相对运动或具有相对运动趋势时，接触面处就会产生滑动摩擦力或静摩擦力，其方向与接触面平行（填“平行”或“垂直”）．2．平衡力与作用力和反作用力（1）一对相互平衡的力：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且作用在一个（填“一个”或“两个不同的”）物体上 .（2）作用力和反作用力：大小相等、方向相反、作用在同一条直线上，且作用在两个不同的（填“一个”或“两个不同的”）物体上．（3）一对作用力和反作用力一定（填“一定”或“不一定”）是同一种类的力，而一对相互平衡的力则不一定（填“一定”或“不一定”）是同一种类的力．[知识深化]作用力与反作用力的“三性”和“四征”：（1）三个性质：①异体性：作用力和反作用力分别作用在彼此相互作用的两个不同的物体上，各自产生各自的作用效果；②同时性：作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失，不分先后；③相互性：作用力和反作用力总是相互的，成对出现的．（2）四个特征：①等值：大小总是相等的；②反向：方向总是相反的；③共线：总是作用在同一条直线上；④同性：力的性质总是相同的．四、牛顿三定律的区别与联系【典例精析】【例1】跳水一直是我国的优势项目，如图2所示，一运动员站在3 m 跳板上，图中F 1表示人对跳板的弹力，F 2表示跳板对人的弹力，则A ．先有F 1后有F 2B ．一旦人离开跳板，F 2立即消失，F 1依旧存在C ．因人离开跳板前具有向上的加速度，所以F 2大于F 1D ．F 1和F 2大小相等、方向相反，是一对相互作用力 【典例分析】根据牛顿第三定律的相关知识解答。

【参考答案】D【精准解析】F 1和F 2是一对相互作用力，大小相等、方向相反、同时产生、同时消失，D 正确． 【例2】如图所示，一匹马拉着车前行，关于马拉车的力和车拉马的力的大小关系，下列说法中正确的是A ．马拉车的力总是大于车拉马的力B ．马拉车的力总是等于车拉马的力C ．加速运动时，马拉车的力大于车拉马的力D ．减速运动时，马拉车的力小于车拉马的力 【典例分析】根据牛顿第三定律的相关知识解答。

【参考答案】B【知识深化】一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较依赖关简记为：作用力与反作用力是“异体、同类、同存，不同效”；平衡力是“同体、可异、非同存、效果抵消”．【例3】两个小球A和B，中间用弹簧连接，并用细绳悬挂于天花板下，如图6所示，下列说法正确的是A．绳对A的拉力和弹簧对A的拉力是一对平衡力B．弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作用力C．弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力D．B的重力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作用力【典例分析】根据牛顿第三定律的相关知识解答。

【参考答案】C【精准解析】绳对A的拉力和弹簧对A的拉力大小不相等，不是平衡力，选项A错误；作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体之间的力，弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力，选项B错误，C正确；B受到的重力和弹簧对B的拉力是一对平衡力，选项D错误．【总结提升】区别作用力与反作用力和平衡力的方法1．作用力与反作用力作用在两个物体上，平衡力作用在一个物体上．2．作用力与反作用力只涉及两个相互作用的物体，是甲物体对乙物体，乙物体对甲物体的关系；平衡的一对力涉及三个物体，即两个施力物体同时作用在平衡的物体上．【例4】质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图7所示，若重物以加速度a下降（a<g），则人对地面的压力大小为A．（M＋m）g－ma B．M（g－a）－maC．（M－m）g＋ma D．Mg－ma【典例分析】利用牛顿第二定律和第三定律及其相关知识解答。