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1、第三章第三章 11 牛顿第一定律牛顿第三定律牛顿第一定律牛顿第三定律一、对牛顿第一定律的理解一、对牛顿第一定律的理解 1导出了惯性的概念 一切物体都具有保持原有运动状态的性质，这就是惯性 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性惯性大小的唯一量度是物体的质量，物体的质量越大，惯性 就越大，运动状态就越难改变惯性与物体是否受力、怎样受力无关，与物体是否运动、怎样运动无关，与物 体所处的地理位置无关 (2)惯性不是一种力惯性大小反映了改变物体运动状态的难易程度，物体的惯性越大，它的运动状态就越难以 改变 (3)外力作用于物体上能使物体的运动状态改变，但不能认为克服或改变了物体的惯性 2揭示力
2、的本质力是改变物体运动状态的原因(运动状态指物体的速度)，又根据加速度定义：a，有速度变化就一定有加速vt 度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因 3牛顿第一定律描述的是理想化状态 牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的物体不受外力和物体所 受合外力为零是有区别的，所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在 F0 时的特例 【例 1】 关于力、运动状态及惯性的说法，下列正确的是( ) A牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因(2009宁夏理综14) B笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献(2009宁夏理综14) C一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停
3、下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的 “自然状态”(2007海南1) D牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动(2006广东1) E伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度 继续运动下去(2006广东1) F车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大(2005广东1) 例 1BDE 规范思维 经过了漫长的思考，人们才形成了关于运动和力的正确关系，所以高考中时有对此点物 理学史的考查， 及关于运动和力关系的正确认识的考查，复习时既要掌握人类认识的过程，又要真正理解“力 不是维持物体运动的原因” 【例 2】 (20
4、11江苏省连云 港市一检)就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射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性小了 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，通过调控人和车的惯性 达到行驶目的 例 2 C 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，原因
5、 是功率变大了，但惯性不变，选项 A 错；射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，原因是 子弹具有的动能过小，但惯性不变，选项 B 错；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，列车 的质量改变了，当然它的惯性也就改变了，选项 C 正确；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，调控人和车的重心位置，但整体的惯性不变，选项 D 错 规范思维 解决关于惯性概念理解的题目时，要紧紧抓住“物体的惯性只与物体的质量有关”这一关键点，理 解物体的惯性与地理位置、运动状态、是否受力、速度大小等因素均无关 针对训练 1 我国道路交通安全法中规定：各
6、种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，下列 说法正确的是( BD ) A系好安全带可以减小惯性 B是否系好安全带对人和车的惯性有影响 C系好安全带可以防止因车的惯性而造成的伤害 D系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害 二、牛顿第三定律的理解与应用 1作用力与反作用力的关系 作用力与反作用力的关系可总结为“三同、三异、三无关” (1)三同Error! (2)三异Error! (3)三无关Error! 2相互作用力与平衡力的比较 对应名称比较内容作用力和反作用力二力平衡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，不可单独存在，同 时产生，同时变化，同时消失无
7、依赖关系，撤除一个，另一 个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加，不可 求合力两力作用效果可相互抵消，可 叠加，可求合力且合力为零不同点力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力，也可以是 不同性质的力 相同点大小方向大小相等、方向相反、作用同一条直线上【例 3】 (2009安徽理综17)图 3 为了节约能量，某商场安装了智能化的电动扶梯，无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢 慢加速，再匀速运转一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图 3 所示那么下列说法中正确的是( ) A顾客始终受到三个力的作用 B顾客始终处于超重状态 C顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，
8、再竖直向下 D顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下 例 3C 人加速运动时，受重力、支持力和水平向右的静摩擦力作用，扶梯对人的作用力指向右上方，根据牛顿 第三定律人对扶梯的作用力指向左下方，当人匀速运动时，人只受重力和竖直向上的支持力作用，所以仅 C 项正 确 规范思维 根据人的运动状态确定摩擦力是否存在及其方向；根据牛顿第三定律确定人对扶梯作用力的方 向牛顿第三定律往往作为分析不同物体间作用力的转换“工具” 针对训练 2 一物体受绳的拉力作用由静止开始前进，先做加速运动，然后改做匀速运动，最后改做减速运 动，则下列说法中正确的是( D ) A加速前进时，绳拉物体的力大于物体拉绳的力
9、 B减速前进时，绳拉物体的力小于物体拉绳的力 C只有在匀速前进时，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小才相等 D不管物体如何前进，绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等 【例 4】 有人做过这样一个实验：图 4 如图 4 所示，把鸡蛋 A 快速向另一个完全一样的静止的鸡蛋 B 撞去(用同一部分撞击)，结果每次都是被撞击的 鸡蛋 B 被撞破则下面说法不正确的是( ) AA 对 B 的作用力的大小等于 B 对 A 的作用力的大小 BA 对 B 的作用力的大小大于 B 对 A 的作用力的大小 CA 蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对 A 蛋壳产生向前的作用力 DA 蛋碰撞部位除受到 B 对它的作用力外，
10、还受到 A 蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小 例 4 ACD A 对 B 的作用力和 B 对 A 的作用力为作用力与反作用力，一定大小相等，A 正确，B 错误；在撞击瞬 间，A 蛋内蛋黄和蛋白由于惯性，会产生对 A 蛋壳向前的作用力，使 A 蛋壳接触处所受的合力比 B 蛋壳的小，因此 B 蛋壳易被撞破，故 C、D 正确 规范思维 应用牛顿第三定律分析问题时应注意以下几点 (1)不要凭日常观察的直觉印象随便下结论，科学问题需严格依据科学理论分析才行 (2)理解应用牛顿第三定律时，一定抓住“总是”二字，即作用力与反作用力的这种关系与物体的运动状态无关 【例 5】 物体静止于水平桌面上，
11、则( ) A桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力 B物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力 C物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力 D物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力例 5 A 物体和桌面受力情况如右图所示对选项 A，因物体处于平衡状态，且 FN与 G 作用于同一物体，因此 FN和 G 是一对平衡力，故 A 项正确对选项 B，因作用力和反作用力分别作用在两个物 体上，而物体所受的重力和桌面对它的支持力都作用在物体上，故 B 项错对选项 C，因压力是弹力，而弹力与 重力是性质不同的两种力，故 C 项错 对选项 D，由于支
12、持力和压力是物体与桌面相互作用(挤压)而产生的，因此 FN与 FN是一对作用力和反作用力， 故 D 项错 规范思维 相互作用力与一对平衡力的区别在于相互作用力作用在两个物体上，而平衡力作用在一个物体 上做题时要正确受力分析、找出各力的施力物体与受力物体【基础演练】 1(2011上海宝山期末)关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是( ) A它表明了力是维持物体运动状态的原因 B它表明了物体具有保持原有运动状态的性质 C它表明了改变物体的运动状态并不需要力 D由于现实世界不存在牛顿第一定律所描述的物理过程，所以牛顿第一定律没有用处 1B 牛顿第一定律揭示运动和力的关系：力是改变物体运动状态的原因，而
13、不是维持物体运动状态的原因， 故选项 B 正确 2话说齐天大圣孙悟空被师傅赶回花果山后，闷闷不乐的他有一日飞上天庭漫无目的地到处游玩，不经意间 来到一个仙洞里，洞内有一开关，写着“地球自转快慢调节器” ，天性顽皮的他便将此开关向“快”那边拨了 一下，使地球自转突然快了许多，此瞬间地面上的人会( ) A头向东倒下 B头向西倒下 C头向南倒下 D头向北倒下 2B 地面上的人随地球自西向东自转，当地球自转突然加快时，地面上人的下半身随地球向 东运动加快，而人的上半身由于惯性保持运动状态不变，故头向西倒下3如图 5 所示是图 5 一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动状态时，摆锤
14、竖直悬挂，锁棒水平，棘轮 可以自由转动，安全带能被拉动当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安 全带不能被拉动若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是( B ) A向左行驶、突然刹车 B向右行驶、突然刹车 C向左行驶、匀速直线运动 D向右行驶、匀速直线运动 4在某停车场，甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故甲车司机背部受伤，乙车司机胸部受伤根据两位 司机的伤情可以判定，下列说法中可能正确的是( )A甲车车头撞了静止的乙车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头 B甲车车头撞了静止的乙车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头 C乙车车头撞了静止的甲车
15、车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头 D乙车车头撞了静止的甲车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头 4C 这是一道关于惯性知识运用的题目，若是甲车车头撞了静止的乙车车尾，乙车受到甲车的撞击力向前运 动，由于惯性，乙车司机背部会受到座椅的撞击导致背部受伤，甲车由于撞击了乙车而速度变慢，由于惯性，甲车司机 仍保持着高速，会撞向方向盘，从而导致胸部受伤如果是乙车倒车撞了静止的甲车车头，同理可推知，甲车司机的胸 部会受伤，乙车司机的背部会受伤，故 A、B、D 错误，C 正确 5(2011临沂模拟)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验，如图 6 所示是把两个测力探头的 挂钩钩在一起
16、，向相反方向拉动，观察显示器屏幕上出现的结果观察分析两个力传感器的相互作用随着时间 变化的曲线，以下结论不正确的是( AC )图 6 A作用力与反作用力是同时作用的 B作用力与反作用力作用在不同的物体上 C作用力与反作用力大小相等、方向相反 D作用力与反作用力的合力大小为零 6卫星、飞船等宇宙空间飞行器，都是由火箭发射到太空的下面关于飞船与火箭起飞的情形，叙述正确的 是( ) A火箭尾部向下喷气，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上的推力 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，由于没有空气，火箭虽然向下喷气，但也无法获得前进的动力 D飞船进入运行轨道之后，与地球
