高中物理第四章牛顿运动定律第一讲牛顿第一定律和牛顿第三定律破题致胜复习检测新人教版必修1

第一讲 牛顿第一定律和牛顿第三定律

自主复习

知识点1 牛顿第一定律

一、牛顿第一定律

1．内容：一切物体总或，直到有为止．

2．物理意义:

(1)揭示了物体在不受外力或受合外力为零时的运动规律．

(2)提出了，即保持原来运动状态的特性．

(3)揭示了力与运动的关系，说明____________________________________________________．

二、惯性

1. 定义：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．

2. 惯性大小的量度:______________________________．物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小．

3. 惯性的表现形式:

(1)物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态．

(2)物体受到外力时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度．惯性越大，物体的运动状态越难改变．

4. 辨析惯性与惯性定律:

(1)惯性是物体的固有属性，而惯性定律是涉及物体运动的一条动力学规律．

(2)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关；而牛顿第一定律是有条件的，其成立的条件是物体不受外力的作用，或所受合外力为零．

(3)惯性的大小决定于物体的质量，而牛顿第一定律所描述的物体的匀速直线运动状态或静止状态，则决定于物体是否受力或所受合外力是否为零．

知识点2 牛顿第三定律

1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是的，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、方向、作用在．

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．

4. 相互作用力与平衡力的比较: 作用力与反作用力 平衡力

受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上

依赖关系 相互依存，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在

叠加性 作用效果不可叠加，不可求合力 作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力且合力为零

力的性质 一定是同种性质的力 不一定是同种性质的力

大小、方向 大小相等，方向相反，作用在一条直线上

考点1 对牛顿第一定律的理解

1. 指出了物体的一种固有性质

牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总是保持原有运动状态不变的一种性质．

2. 揭示了力的本质

牛顿第一定律明确了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，物体的运动不需要力来维持．

3. 揭示了物体不受力作用时的运动状态

牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受外力的合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体都将保持静止状态或匀速直线运动状态不变．

4.牛顿第一定律应用技巧

中有很日常生活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)物体的不同部分运动状态不同，引起了惯性现象的出现．

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．

例题：伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法,有力地促进了人类科学认识的发展.利用如图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升.斜面上先后辅垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是( )

A.如图斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置

B.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态

C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变

D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小

【答案】A

考点2 牛顿第三定律的理解与应用

1.作用力与反作用力的比较

四

同 同大小 无论在任何情况下，作用力和反作用力必定大小相等

同直线 作用力和反作用力一定在同一条直线上

同性质 作用力和反作用力一定是同一性质的力

同存在 作用力和反作用力总是同时产生，同时变化，同时消失

三

不 不同向 作用力和反作用力的方向相反

不同点 作用力和反作用力作用在两个物体上，力的作用点不同 同 不同效果 作用力和反作用力在两个物体上的作用效果不同

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

与是否与另外的物体相互作用无关

2.应用牛顿第三定律应注意的问题

①定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的．

②牛顿第三定律只对相互作用的两个物体成立，受力物体是两个不同的物体．

③作用力和反作用力同性、共存、等大、反向．

3.牛顿第三定律的应用方法

(1)合理选取研究对象，一般以受力较少、分析起来较容易的物体为研究对象，有时“整体法”与“隔离法”综合应用．

(2)做好对研究对象的受力分析和运动情况分析，确定哪些力是作用力和反作用力．

(3)利用牛顿第三定律把已知力或所求力转移至研究对象上，求合力．

(4)对于不宜直接分析的物体，如地面，可转而分析与之接触的物体，解出作用力后，再利用牛顿第三定律说明反作用力的大小和方向．

例题：如图所示，物体A放在水平桌面上，被水平细绳拉着处于静止状态，则( )

A. 绳子对A的拉力小于A受的静摩擦力

B. A受的重力和桌面对A的支持力是一对作用力和反作用力

C. A对桌面的压力和桌面对A的支持力总是平衡的

D. A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的

【解析】物体A处于平衡状态，故物体A所受绳子水平向右的拉力等于所受桌面水平向左的静摩擦力，选项A错误；A对桌面的摩擦力与桌面对A的摩擦力是一对作用力和反作用力，故A对桌面的摩擦力的方向是水平向右的，选项D正确；A对桌面的压力和桌面对A的支持力是一对相互作用力，选项C错误；A受的重力和桌面对A的支持力是一对平衡力，选项B错误．

【答案】D

巩固练习

1. (多选)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有( )

A．力不是维持物体运动的原因

B．物体之间普遍存在相互吸引力

C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快

D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反

2. (多选)一根轻质弹簧竖直悬挂一小球，小球和弹簧的受力如图所示，下列说法正确的是(

)

A. F1的施力者是弹簧

B. F2的反作用力是F3

C. F3的施力者是小球

D. F4的反作用力是F1

3.火车在长直的水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到车上原处，这是因为 ( )

A．人跳起后，车厢内空气给他一向前的力，带着他随同火车一起向前运动

B．人跳起的瞬间，车厢的底板给他一向前的力，推动他随同火车一起向前运动

C．人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短，偏后距离很小，不明显而已

D．人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度

4.如图所示，用质量不计的轻细绳l1和l2将A、B两重物悬挂起来，下列说法正确的是 ( )

A. l1对A的拉力和l2对A的拉力是一对平衡力

B．l2对A的拉力和l2对B的拉力是一对作用力与反作用力

C．l1对A的拉力和A对l1的拉力是一对平衡力

D．l2对B的拉力和B对l2的拉力是一对作用力和反作用力

5.(多选)如图所示，在光滑水平面上一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来，此时磁铁对水平面的压力为N1，现在磁铁左上方位置固定一导体棒，当导体棒中通以垂直纸面向里的电流后，磁铁对水平面的压力为N2，则以下说法正确的是(

)

A．弹簧长度将变长B．弹簧长度将变短

C．N1>N2D．N1

参考答案与解析：

1.AC

【解析】伽利略利用“理想斜面实验”，否定了亚里士多德的“要维持物体的运动就需要外力”的观点，A正确．伽利略将逻辑推理和科学实验相结合，否定了亚里士多德的“重的物体比轻的物体下落快”的观点，C正确．物体间普遍存在的相互吸引力及物体间相互作用力的特点是由牛顿发现或研究的规律，B、D错误．

2.BC

【解析】F1即为球的重力、施力者为地球，A选项错；F2是弹簧对小球的拉力，其反作用力是小球对弹簧的拉力F3，选项B、C正确；F4是天花板对弹簧的拉力，其反作用力是弹簧对天花板的拉力．

3.D

【解析】力是改变物体运动状态的原因，人竖直跳起时，在水平方向上没有受到力的作用，因此，人将保持和火车相同的前进速度，向前做匀速直线运动，落地时仍在车上原处，故正确答案为D.

4.D

5.BC

【解析】画出导体棒所在处的磁感线方向，用左手定则可判断出条形磁铁对导体棒的安培力斜向右下，由牛顿第三定律可知，导体棒对条形磁铁的安培力斜向左上，所以弹簧长度将变短，N1>N2，B、C对．