物理牛顿第一定律和牛顿第三定律 知识讲解(2)

物理总复习：牛顿第一定律和牛顿第三定律

【考纲要求】

1、理解牛顿第一定律，并会应用分析解决具体问题；

2、理解牛顿第三定律，并会应用分析判断作用力和反作用力。

【知识网络】

【考点梳理】

要点一、牛顿第一定律

1、力与物体运动的关系

亚里士多德的观点：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就不会运动。所以力是维持物体运动的原因。

伽利略的观点：以一定速度在水平面上运动的物体，如果没有摩擦力，物体将保持原有速度继续运动下去。

笛卡儿的观点：除非物体受到外力作用，否则物体将会永远保持其静止或匀速直线运动状态，永远不会沿曲线运动。

2、牛顿第一定律

1、定律内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

2、惯性：物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性，一切物体都有惯性，惯性是物体的固有性质。质量是物体惯性大小的唯一量度。

3、理想实验：也叫假想实验。它是在可知的经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证。

要点诠释：（1）牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因，为牛顿第二定律的提出作出了准备。

（2）牛顿第一定律明确指出适用于一切物体。这就包括地上的物体和天上的物体，这

是人类思想史上的一次跨越，把地上的物体运动规律与天上的物体运动规律统一起来。

（3）牛顿第一定律不能看作牛顿第二定律的特殊情况，牛顿第一定律研究的是不受外力的理想情况，与受合外力为零不是一回事。（理想与现实是不能等同的）

要点二、牛顿第三定律

定律内容

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。要点诠释：（1）作用力和反作用力同时产生、同时消失，同种性质，作用在不同的物体上各产生其效果，不会相互抵消。

（2）作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关。

（3）和平衡力的区别：一对平衡力是作用在同一物体上的，且力的性质可以不同。

（4）借助牛顿第三定律可以变换研究对象，从一个物体的受力分析讨论到另一个物体的受力分析。

例、在一次学校组织的拔河比赛中甲队胜、乙队负，在分析总结会上，同学们关于胜负的讨论有以下几种说法，正确的是（）

A．由于甲胜、乙负，所以甲拉乙的力大于乙拉甲的力

B．只在两队相持不动时，两队拉力才大小相等

C．不管什么情况下两队的拉力总是相等的

D．甲队获胜的原因是甲队受到地面的最大静摩擦力大于乙队受到地面的最大静摩擦力【答案】 C D

【解析】甲拉乙与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，任何情况下都相等，故C对，A、B错。若比较甲、乙两队的静摩擦力，甲胜，则甲受到的最大静摩擦力大于乙队受到的最大静摩擦力，而使乙队被拉动，故D正确。

【总结升华】甲拉乙的力作用在乙上，乙拉甲的力作用在甲上，力的性质相同，作用在两个不同的物体上，作用在同一条直线上，方向相反，所以是一对作用力与反作用力，大小相等。拔河比赛实际上比的是最大静摩擦力的大小。

【典型例题】

类型一、生活现象中的惯性问题

惯性和惯性定律是同学们最易混淆的两个内容。惯性是物体的一种属性，惯性定律（即牛顿第一定律）是物体运动的一种规律；惯性的存在是无条件的，一切物体都有惯性，其大小由物体的质量决定；惯性定律的成立是有条件的，即物体不受外力或受外力的合力为零。

例1、(2015 兰州模拟)在向前行驶的客车上,某时刻驾驶员和乘客的身体姿势如图所示,则对客车运动情况的判断正确的是()

A.客车一定做匀加速直线运动

B.客车一定做匀速直线运动

C.客车可能是突然减速

D.客车可能是突然加速

【答案】C

【解析】驾驶员和乘客向前倾,按照牛顿第一定律,客车可能刹车即减速,也可能是向后加速倒车。选项C正确。

类型二、对牛顿第一定律的理解

牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，它说明了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，并指出一切物体都具有惯性，即保持物体原来静止状态或匀速直线运动状态不变的特性。牛顿第一定律的内容包含两层含义，说明了物体所处的两种状态（保持的状态和变化的状态）与物体受力的关系，即（1）不受力或所受外力之和为零，则物体处于平衡状态，运动状态不变；（2）物体受到外力且外力之和不为零，则物体处于变化的状态，运动状态一定发生改变。

【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例1】

例2、关于物体的惯性，下述说法中正确的有（）

A. 运动速度大的物体不能很快停下来，是因为物体运动速度越大，惯性也越大

B. 人推不动一辆大卡车是因为大卡车的惯性很大

C. 快速飞来的乒乓球，可以用球拍在很短的时间内将其打回去，是因为乒乓球的惯性很小

D. 在远离星球的宇宙空间中的物体不存在惯性

E. 物体受外力大，惯性大；受外力小，惯性大

【答案】C

【解析】因为一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性，惯性仅由物体的质量大小决定，与外界因素（受力与否、受力的大小与多少、运动状态以及所处环境）无关，故DE错。运动速度大的物体不能很快停下来，是因为从较大的速度变为静止，速度的改变量很大，需要较长的时间，并非速度大，惯性大，故A错。乒乓球可以很快抽杀，是因为其质量很小，惯性小，在相同外力作用下运动状态容易改变，故C正确。人推不动一辆大卡车的原因跟最大静摩擦力有关，即跟物体的重力和摩擦因素有关，如果大卡车与地面是光滑的，一个小孩就能推动，B错。

举一反三

【高清课堂：牛顿第一定律、牛顿第三定律例2】

【变式】如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上面呈水平，水平面上放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（）

A.沿斜面向下的直线

B.竖直向下的直线

C.无规则曲线

D.抛物线

【答案】B

【解析】劈形物体从静止开始释放，小球没有初速度，轨迹不可能是抛物线，D错。小球水平方向不受力，水平方向运动状态保持不变；竖直方向受向下的重力，向上的支持力，只受竖直向下的合力作用，所以运动轨迹是竖直向下的直线，B正确。

【总结升华】小球水平方向不受力，水平方向运动状态就保持不变，这是牛顿第一定律的思想。

类型三、作用力、反作用力和一对平衡力的区别

例3、(2015 广州模拟)2014年8月18日11时15分，中国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射高分二号卫星，卫星顺利进入预定轨道，关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是()

A. 火箭尾部向外喷气，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前的推力

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

【答案】A

【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，即为火箭上升的推动力，