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1、第1讲牛顿第一、第三定律一、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:保持原来运动状态不变的特性 惯性 。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 物体运动状态的原因,而是 改变 物体运动状态的原因,即产生加速度的原因。二、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,我们把这个性质叫做惯性。2.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。3.普遍性:惯性是物体的 固有 属
2、性,一切物体都有惯性,与物体的运动情况和受力情况 无关 。三、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 相互 的。一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力,通常叫做作用力和反作用力。2.牛顿第三定律(1)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。(2)表达式:F=-F。1.判断下列说法对错。(1)牛顿第一定律是实验定律。()(2)在水平面上运动的物体最终停下来,是因为水平方向没有外力维持其运动。()(3)运动的物体惯性大,静止的物体惯性小。()(4)物体的惯性越大,运动状态越难
3、改变。()(5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。()(6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。()2.(多选)用计算机辅助实验系统(DIS)做验证牛顿第三定律的实验,把两个测力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,观察显示器屏幕上出现的结果(如图所示),分析两个力传感器的相互作用随着时间变化的曲线,以下结论正确的是() A.作用力与反作用力同时产生B.作用力与反作用力作用在同一物体上C.作用力与反作用力大小相等D.作用力与反作用力方向相反2.答案ACD3.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3.答案B考点
4、一牛顿第一定律和惯性的理解1.牛顿第一定律的理解(1)提出惯性的概念:牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。(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。2.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)物体受到的合外力不为零时,惯性表现为抗拒运动状态改变的能力。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。1.伽利略创造地把实验、假设和逻辑推理相结合,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
5、止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,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.如果斜面绝对光滑,小球将上升到与O点等高的位置B.如果小球不受力,它将一直保持匀速直线运动或静止状态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根据题意,铺垫材料粗糙程度降低时,小球上升的最高位置升高,因此可以得到的结论是当斜面绝对光滑时,小球可以上升到与O点等高的位置,而B、C、D三个选项,从题目不能直接得出,故选项A正确。2.(多选)下列关于牛顿
6、第一定律的理解正确的是()A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块的运动D.奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态答案ABD牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态,即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变,选项A、B正确;牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系,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,在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于摩擦力的作用而改变了木块的运动状态,奔跑的运动员,遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用而改
7、变了运动状态,选项C错误,D正确。考点二牛顿第三定律的理解1.作用力与反作用力的关系三同大小相同;性质相同;变化情况相同三异方向不同;受力物体不同;产生效果不同三无关与物体类型无关;与物体的运动状态无关;与物体是否和其他物体存在相互作用无关2.一对相互作用力与一对平衡力的比较一对作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体分别作用在两个相互作用的物体上共同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,不一定同时产生、同时变化、同时消失叠加性两个力的作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两个力的作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零力的性质力的性质一定相同力的性质
8、不一定相同相同点都大小相等、方向相反、作用在同一条直线上例(2020四川乐山模拟)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”比赛的胜利答案C甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力,选项A错误;绳静止时,甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力,选项B错误;若甲的质量比乙的质量大,则甲的加速度比乙的小,可知乙先
9、到分界线,故甲能赢得“拔河”比赛的胜利,选项C正确;收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢,选项D错误。考向1作用力与反作用力的关系1.手拿一个锤头敲在一块玻璃上,把玻璃打碎了。对于这一现象,下列说法正确的是()A.锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力,所以玻璃才碎裂B.锤头受到的力大于玻璃受到的力,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂C.锤头和玻璃之间的作用力是等大的,只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂D.因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况,所以无法判断它们之间的相互作用力的大小关系答案C锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是一对作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,
10、但作用在不同的物体上,因物体的承受能力不同,则产生的作用效果不同,故C项正确,A、B、D项均错误。考向2转换研究对象法2.如图所示,用弹簧测力计悬挂一个重G=10 N的金属块,使金属块一部分浸在台式弹簧秤上的水杯中(水不会溢出)。若弹簧测力计的示数变为FT=6 N,则台式弹簧秤的示数比金属块没有浸入水前()A.保持不变B.增加10 NC.增加6 ND.增加4 N答案D对金属块受力分析,由平衡条件可知,水对金属块的浮力F=G-FT=4 N,方向竖直向上,则由牛顿第三定律可得,金属块对水的作用力大小F=F=4 N,方向竖直向下,所以台式弹簧秤的示数比金属块没有浸入水前增加了4 N,选项D正确。名师
11、点拨应用牛顿第三定律需注意的三个问题(1)定律中的“总是”说明对于任何物体,在任何情况下牛顿第三定律都是成立的。(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(运动效果或形变效果)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,不能涉及第三个物体。生活中的惯性分析惯性的大小只与物体的质量有关,因此惯性具有“相对性”,往往表现在相同体积不同密度的物体间,如当装满水的车加速时,水中的气泡会相对车向前运动。1.水平放置的密闭玻璃管内充有水,它的中间有一气泡,如图所示,当玻璃管由静止开始向右沿水平方向运动时,气泡相对玻璃管将要()A.向右运动 B.向左运动 C.保
12、持不动 D.无法判断答案A管中的气泡和相同体积水相比,其质量很小,当玻璃管由静止开始向右沿水平方向运动时,玻璃管中的水由于惯性,仍然要保持原来的静止状态,使水涌向管的左端,气泡由于惯性较小,则相对玻璃管向右运动,故选项A正确。2.(多选)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出,水洒出的情况如图所示,则关于小车在此种情况下的运动,下列叙述正确的是()A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加速C.小车可能突然向左减速D.小车可能突然向右减速答案BD原来水和小车相对静止,以共同速度运动,水突然向右洒出有两种可能:原来小车向左运动,突然加速,碗中水由于惯性保持
13、原速度不变,相对碗向右洒出;原来小车向右运动,突然减速,碗中水由于惯性保持原速度不变,相对碗向右洒出。故B、D正确。A组基础过关1.(2019安徽六安质检)关于物体的惯性,下列说法中正确的是() A.骑自行车的人,上坡前要紧蹬几下,是为了增大惯性冲上坡B.子弹从枪膛中射出后在空中飞行,速度逐渐减小,因此惯性也减小C.物体惯性的大小,由物体质量的大小决定D.物体由静止开始运动的瞬间,它的惯性最大1.答案C质量是物体惯性大小的唯一量度,惯性与物体的运动情况和受力情况无关,故选C。2.某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球,一只手拿着球筒的中部,另一只手用力击打羽毛球筒的上端,则()A.此同学无法
14、取出羽毛球B.羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.该同学是在利用羽毛球的惯性2.答案D羽毛球筒被手击打后迅速向下运动,而羽毛球具有惯性要保持原来的静止状态,所以会从筒的上端出来,D正确。3.牛顿在总结C.雷恩、J.沃利斯和C.惠更斯等人的研究结果后,提出了著名的牛顿第三定律,阐述了作用力和反作用力的关系,从而与牛顿第一定律和牛顿第二定律形成了完整的牛顿力学体系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A.物体先对地面产生压力,然后地面才对物体产生支持力B.物体对地面的压力和地面对物体的支持力互相平衡C.人推车前进,人对车的作用力大于车对人的作用力D.物体在地面上滑行,不论物体的速度多大,物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力始终大小相等3.答案D由牛顿第三定律可知,作用力和反作用力同时产生,同时消失,A项错;物体对地面的压力和地面对物体的支持力作用在不同的两个物体上,而平衡力是作用在同一物体上的,B项错;作用力与反作用力等大反向,故人对车的作用力等于车对人的作用力,C项错;物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,D项对。4.(多选)如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验,风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。此过程中()A.地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等B.人受到的
