2019年高考物理一轮复习：牛顿第一定律牛顿第三定律讲义含解析

第1讲 牛顿第一定律牛顿第三定律 板块一 主干梳理·夯实基础 【知识点1】 牛顿第一定律 Ⅱ 1．牛顿第一定律 (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揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 ②揭示了力与运动的关系：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．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)惯性的两种表现 ①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。 ②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的改变。 (3)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。 (4)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。 【知识点2】 牛顿第三定律 Ⅱ 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，另一个物体同时对这个物体也施加了力。 2．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。 3．意义：建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。 板块二 考点细研·悟法培优 考点1对牛顿第一定律的理解[深化理解]

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．对牛顿第一定律的三点说明 (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。 例1 如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球( )

A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．无法确定

车停止后，两球如何运动？ 提示：仍匀速。 尝试解答 选B。 因小车表面光滑，因此小球在水平方向上不会受到外力作用，原来两小球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰。 总结升华 牛顿第一定律的应用技巧 (1)应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。 (2)如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此，判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。 [跟踪训练] [2018·荆州模拟](多选)下面是摘自20世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登

月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内的宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话。宇航员：“汤姆，我们现在已关闭了所有发动机，正向月球飞去。”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那靠什么力量推动火箭向前运动呢？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动。”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法中正确的是( ) A．汤姆的问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” B．宇航员的答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因” C．宇航员的答话所体现的物理思想是“物体的运动不需要力来维持” D．宇航员的答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行 答案 ACD 解析 上小学的汤姆，对于力和运动的认识，只能凭经验感觉，不会认识到力是改变物体运动状态的原因，故A正确；宇航员的答话所体现的物理思想是“物体的运动不需要力来维持”，即火箭依靠惯性飞行，故B错误，C、D正确。 考点2牛顿第三定律的理解与应用[拓展延伸] 1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关” (1)“六同”：①大小相同；②性质相同；③同一直线；④同时产生；⑤同时变化；⑥同时消失。 (2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。 (3)“二无关”：①与物体的运动状态无关；②与是否和另外物体相互作用无关。 2．一对平衡力与作用力、反作用力的比较

例2 [2018·昆明模拟](多选)如图所示，我国有一种传统的民族体育项目叫作“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

(1)甲、乙两人拉力大小有何关系？ 提示：两人拉力大小相同。 (2)甲为什么获胜？ 提示：地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力。 尝试解答 选BD。 甲对乙的拉力和乙对甲的拉力属于作用力与反作用力，总是大小相等，与甲、乙运动状态无关。故B正确，A、C错误。地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜。 总结升华 应用牛顿第三定律应注意的问题 (1)对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的。不能错误地认为只有物体受力平衡时，牛顿第三定律才成立。 (2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果往往不同。 (3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能牵扯第三个物体。 [递进题组]1.[2018·乐山模拟]如图所示，家用吊扇对悬挂点有拉力作用，正常转动时吊扇对

悬挂点的拉力与 它不转动时相比( )

A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断 答案 B 解析 吊扇不转动时，吊扇对悬挂点的拉力等于吊扇的重力，吊扇旋转时要向下扑风，即对空气有向下的压力，根据牛顿第三定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬挂点的拉力减小，B正确。 2．[2018·海口模拟]建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)( )

A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N 答案 B 解析 绳子对建筑材料的拉力设为F1，如图甲所示。则有 F1－mg＝ma，F1＝m(g＋a)＝210 N， 绳子对人的拉力F2＝F1＝210 N 人处于静止，受力分析如图乙所示。则地面对人的支持力 FN＝Mg－F2＝490 N， 由牛顿第三定律知：人对地面的压力FN′＝FN＝490 N，故B项正确。

1．方法概述 在对物体进行受力分析时，如果不便于分析物体受到的某些力，则可以通过分析其反作用力来解决问题，牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。 2．常见类型 物体与地面(或其他受力未知的物体)相互作用，求物体对地面(或其他物体)的作用力。 3．解题思路 (1)根据所求问题应用整体法或隔离法选择研究对象。 (2)根据牛顿第三定律转换研究对象，进行受力分析。

一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为( ) A．Mg＋f B．Mg－f C．Mg＋mg D．Mg－mg [答案] A [解析] 环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得N＝f′＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即N′＝Mg＋f，故选项A正确。

名师点睛 题中箱对地面的压力作用在地面上，因不能以地面为研究对象，这时必须转换研究对象，先以箱为研究对象，求地面对箱的支持力，再通过牛顿第三定律求箱对地面的压力。

如图所示，圆环的质量为M，经过环心的竖直钢丝AB上套有一个质量为m的小球，今让小球沿钢丝AB以初速度v0竖直向上运动，要使圆环对地面无压力，则小球的加速度和小球能达到的最大高度是多少？(设小球不会到达A点)

答案 M＋mmg mv202M＋mg 解析 由牛顿第三定律知，若圆环对地面无压力，则地面对圆环无支持力， 取小球为研究对象，受重力mg和钢丝对小球竖直向下的摩擦力Ff，由牛顿第二定律得：mg＋Ff＝ma 由牛顿第三定律可知小球对钢丝竖直向上的摩擦力Ff′＝Ff 对圆环受力分析可知，圆环受重力Mg和竖直向上的摩擦力Ff′作用，则：Mg＝Ff′

由以上各式解得：a＝M＋mmg