3-1 牛顿第一定律 牛顿第三定律

高考经典课时作业3-1 牛顿第一定律、牛顿第三定律（含标准答案及解析）时间：45分钟分值：100分1．如图为伽利略的“理想实验”示意图，两个斜面对接，让小球从其中一个固定的斜面滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面的倾角逐渐减小直至为零．这个实验的目的是为了说明()A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度B．如果没有摩擦，小球运动时机械能守恒C．维持物体做匀速直线运动并不需要力D．如果物体不受到力，就不会运动2．(2013·亳州模拟)下列说法正确的是()A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大B．同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的，所以它的惯性也随位置的变化而变化C．一个小球竖直上拋，拋出后能继续上升，是因为小球运动过程中受到了向上的推力D．物体的惯性大小只与本身的质量有关，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小3．下列关于惯性的说法中正确的是()A．物体只有静止或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4．做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子将()A．向前运动B．向后运动C．无相对运动D．无法判断5．(2013·池州模拟)如图所示，用细绳把小球悬挂起来，当小球静止时，下列说法中正确的是()A．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对作用力和反作用力B．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对作用力和反作用力C．小球受到的重力和细绳对小球的拉力是一对平衡力D．小球受到的重力和小球对细绳的拉力是一对平衡力6．一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了．对这一现象，下列说法正确的是() A．榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂B．榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C．榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D．因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小7．(2012·四川省德阳市高三第一次诊断性考试)一只封闭的小箱子，自重为G，内有一只重为G0的小蜜蜂，箱子放在水平地面上，则关于箱子对地面的压力的说法正确的是() A．若小蜜蜂在箱子内水平匀速飞行，箱子对地面的压力等于GB．若小蜜蜂在箱子内竖直向上匀速飞行，箱子对地面的压力大于G＋G0C．若小蜜蜂在箱子内竖直向下匀速飞行，箱子对地面的压力小于G＋G0D．若小蜜蜂在箱子内倾斜向上匀速飞行，箱子对地面的压力等于G＋G0 8．(2013·福建六校联考)我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功发射第九颗北斗导航卫星，这是北斗导航系统组网的第四颗倾斜地球同步轨道卫星．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9．双人滑冰比赛表演刚开始时两人静止不动，随着优美的音乐响起在相互猛推一下之后他们分别向相反方向运动．假定两人与冰面间的动摩擦因数相同．已知甲在冰面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．在刚分开时，甲的加速度小于乙的加速度10．(2011·高考浙江卷)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11．在北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员质量为65 kg ，吊椅的质量为15 kg ，不计定滑轮与绳子间的摩擦．重力加速度取g ＝10 m/s 2，当运动员与吊椅一起以a ＝1 m/s 2的加速度上升时，试求：(1)运动员竖直向下拉绳的力；(2)运动员对吊椅的压力．12．(2013·成都模拟)如图所示，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ，A 与地面的摩擦不计．(1)当卡车以a 1＝12g 的加速度运动时，绳的拉力为56mg ，则A 对地面的压力为多大？ (2)当卡车的加速度a 2＝g 时，绳的拉力为多大？标准答案及解析：1．答案：C2．解析：惯性是物体本身的固有属性，其大小只与物体的质量大小有关，与物体的受力及运动情况无关，故B错、D正确；速度大的汽车要停下来时，速度变化大，由Δv＝at 可知需要的时间长，惯性不变，故A错；小球上拋时是由于惯性向上运动，并未受到向上的推力，故C错．答案：D3．答案：D4．答案：B5．解析：小球受到的重力与细绳对小球的拉力均作用在小球上，且等大反向，是一对平衡力，A、D错误，C正确；小球对细绳的拉力与细绳对小球的拉力才是一对作用力和反作用力，故B错误．答案：C6．解析：这里要明确作用力和反作用力的作用效果的问题，因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上去比较作用力与反作用力的大小关系．故选项C正确．答案：C7．解析：无论箱内的小蜜蜂向何方向匀速飞行，箱子对地面的压力都等于G＋G0，所以A、B、C均错，D正确．答案：D8．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，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，因而选项B、C错误，选项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，即卫星吸引地球，地球吸引卫星，这是一对作用力与反作用力，故选项D错误．答案：A9．解析：根据牛顿第三定律，在推的过程中，作用力和反作用力是等大、反向、共线的，它们总是同时产生、同时消失、同时变化，所以推力大小相等，作用时间相同．由于两人和冰面的动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律求得两人的加速度大小相同(均为μg )，甲在冰上滑行的距离比乙远，由运动学公式v 2＝2ax 可知，在刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度，故选C.答案：C10．解析：A 项中两力是一对作用力与反作用力，A 错；B 项中两力是一对平衡力，B 错；因m 甲＞m 乙，由a ＝F m 知a 甲＜a 乙，由x ＝12at 2得x 乙＞x 甲，C 项正确；由x ＝12at 2知x 与收绳的速度无关，D 项错．答案：C11．解析：(1)设运动员和吊椅的质量分别为M 和m ，绳拉运动员的力为F .以运动员和吊椅整体为研究对象，受到重力的大小为(M ＋m )g ，向上的拉力为2F ，根据牛顿第二定律 2F －(M ＋m )g ＝(M ＋m )a解得F ＝440 N根据牛顿第三定律，运动员拉绳的力的大小为440 N ，方向竖直向下．(2)以运动员为研究对象，运动员受到三个力的作用，重力大小Mg ，绳的拉力F ，吊椅对运动员的支持力F N .根据牛顿第二定律F ＋F N －Mg ＝Ma解得F N ＝275 N根据牛顿第三定律，运动员对吊椅压力大小为275 N ，方向竖直向下．答案：(1)440 N (2)275 N ，方向竖直向下12．解析：(1)卡车和A 的加速度一致，由图知绳的拉力的分力使A 产生了加速度，故有：56mg cos α＝m ·12g 解得cos α＝35，sin α＝45设地面对A 的支持力为F N ，则有F N ＝mg －56mg ·sin α＝13mg 由牛顿第三定律得：A 对地面的压力为13mg . (2)设地面对A 弹力为零时，物体的临界加速度为a 0，则a 0＝g ·cot α＝34g 故当a 2＝g >a 0时，物体已飘起，此时物体所受合力为mg ，则由三角形知识可知，拉力大小为F 2＝m g 2＋m g 2＝2mg答案：(1)13mg (2)2mg。

牛顿三大定律公式：
1，牛顿第一定律(惯性定律）：
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，牛顿第二定律公式：
F合=ma或a=F合/m
a由合外力决定，与合外力方向一致。

3，牛顿第三定律公式：
F= -F;
负号表示方向相反，F、-F为一对作用力与反作用力，各自作用在对方。

4，共点力的受力平衡公式：
F合=0
二力平衡则满足公式F1=-F2
请注意，二力平衡与作用力与反作用力是不一样的。

二力平衡的研究对象，是同一个物体；而作用力与反作用力，研究对象是两个不同的物体。

5，超重与失重的公式：
超重满足：N>G
失重满足：N<G
N为支持力，G为物体所受重力，不管失重还是超重，物体所受重力是不变的。

牛顿三大定律的内容：
1、牛顿第一定律：一切物体总是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。

（定性的描述了力与运动的关系，物体的运动不需要力维持，但改变物体的运动一定需要力，牛顿第一定律也叫惯性定律）
2、牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

（定量的计算力与运动的关系，F=ma）
3、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。

（说明了力的作用是相互的）。

牛顿第一、二、三定律解析牛顿第一定律：惯性定律牛顿第一定律，也被称为惯性定律，是牛顿力学的基础。

惯性定律表述如下：一个物体若没有受到外力的作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。

这条定律揭示了物体运动状态的保持性。

也就是说，在没有外力作用的情况下，物体的运动状态不会发生变化。

惯性定律可以从两个方面来理解：1.静止状态的保持：一个静止的物体，在没有外力作用的情况下，将一直保持静止状态。

2.匀速直线运动状态的保持：一个做匀速直线运动的物体，在没有外力作用的情况下，将继续保持这一运动状态。

惯性定律也引入了一个重要的概念——惯性参考系。

惯性参考系是指一个相对于其他物体没有加速度的参考系。

在这个参考系中，牛顿第一定律总是成立的。

牛顿第二定律：加速度定律牛顿第二定律是牛顿力学中关于力和运动关系的核心定律，表述如下：一个物体的加速度与作用在它上面的外力成正比，与它的质量成反比，加速度的方向与外力的方向相同。

牛顿第二定律的数学表达式为：[ F = m a ]其中，( F ) 表示作用在物体上的外力，( m ) 表示物体的质量，( a ) 表示物体的加速度。

从牛顿第二定律，我们可以得出以下几点：1.力的作用：力是引起物体加速度变化的原因。

如果一个物体受到了外力，它的运动状态（静止或匀速直线运动）将会发生改变。

2.质量：质量是物体对加速度的抵抗程度。

质量越大，物体对加速度的抵抗越大，即相同的力作用在质量大的物体上，其加速度会比质量小的物体小。

3.加速度方向：加速度的方向与外力的方向相同。

这意味着，如果外力改变了方向，加速度也会相应地改变方向。

牛顿第三定律：作用与反作用定律牛顿第三定律是关于力的相互作用定律，表述如下：任何两个物体之间都存在相互作用的力，且这些力大小相等、方向相反。

牛顿第三定律揭示了力的相互作用性。

对于任何两个相互作用的物体，它们之间的力都是大小相等、方向相反的。

例如，当我们用手推墙时，我们的手感受到了墙的推力，而墙也感受到了我们手的推力。

牛顿第一定律和牛顿第三定律知识要点：（一）牛顿第一定律：早在两千多年前，人们已经提出了运动和力的关系，但是直到伽利略和牛顿时代，才对这个问题给出了正确的答案。

1. 牛顿第一定律：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。

这就是牛顿第一定律，物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性。

牛顿第一定律又叫做惯性定律。

关于这个定律可以从以下三个方面来理解和认识。

（1）定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态。

而所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体。

在时间上，是指每个物体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体。

这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性，一句话，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性。

（2）定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”这实际上是给力下的定义，即力是改变物体运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）。

（3）牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律。

实际上，不受外力作用的物体是不存在的．物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止。

2. 一切物体都具有惯性，物体的运动并不需要力来维持，惯性是物体的固有性质，不论物体处于什么状态，都具有惯性。

3. 质量是惯性大小的量度。

4. 力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。

5. 力是使物体产生加速度的原因。

6. 物体的运动状态变不变看速度，即要看速度的大小又要看速度的方向。

（二）牛顿第三定律：1. 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，作用在一条直线上。

这就是牛顿第三定律。

牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性，即两个物体间只要有作用就必然会出现一=-F乙对甲，负号表示方向相反。

对作用力和反作用力，具体可表达为F甲对乙（1）这里的“总是”是强调对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立。

牛顿三大定律的内容：
1、牛顿第一定律：一切物体总是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。

（定性的描述了力与运动的关系，物体的运动不需要力维持，但改变物体的运动一定需要力，牛顿第一定律也叫惯性定律）
2、牛顿第二定律：物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。

（定量的计算力与运动的关系，F=ma）
3、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。

（说明了力的作用是相互的）。

牛顿第一定律、第二定律和第三定律的关系湖北省恩施高中陈恩谱1、牛顿第一定律：牛顿第一定律奠定了整个牛顿力学的基础，它定义了两个概念——惯性和力，指出了惯性和力怎样影响着物体的运动：惯性是一切物体都具有的一种本性——抵抗速度改变的性质；力是改变物体速度的原因——即产生加速度的原因；物体不受力时，由于惯性，物体的自然运动是速度不变的运动——匀速直线运动（或者保持静止）；物体受力时，物体的速度就要变化，不过，此时惯性仍然有表现——它抵抗速度的改变，使得物体的速度只能渐变，不能突变。

注意：不受力，不包括所受合力为零的情况，具体解释见牛顿第二定律。

2、牛顿第二定律牛顿第一定律定义了惯性和力的概念，定性指出了惯性和力对物体速度的影响；牛顿第二定律在此基础上进一步定量的定义了惯性的大小和力的大小，定量的指出了惯性大小和力的大小对物体运动（具体化为加速度）的影响。

惯性大小——惯性质量的定义，是牛顿第二定律给出的，这是大多数中学老师所不知道的；大学教材中惯性质量的操作定义是这样的——两个孤立物体相互作用，经过一段时间，两个物体的速度该变量分别为Δv1和Δv2，则两个物体的惯性质量大小之比就是m1/m2=Δv2/Δv1，即m1/m2=（Δv2/Δt)/(Δv1/Δt)，即m1/m2=a1/a2。

具体请参见大学教材“动量守恒”一章。

力的大小，是在惯性质量大小定义的基础上，由F=ma来定义的，即力是由加速度来定义的。

从力的定义可以看出来，牛顿第二定律首先是一个定义式；但是牛顿第二定律之所以称之为定律，是因为实验发现，不仅仅对标准物体，a∝F，而且对任何物体，也有a∝F——此处的F的大小是用标准物体来定义的。

牛顿第二定律a=F/m。

这个表达式是和牛顿第一定律协调的，当F=0时，a=0，即物体由于惯性做匀速直线运动，当F≠0时，由于任何物体的质量都不为零，因此物体加速度并不是无穷大，有运动学知识可知，物体的速度就只能随着时间逐渐变化，而不能突变。