（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復習 第三章 第1節(jié) 牛頓第一定律 牛頓第三定律學案（含解析）

（新課改省份專用）2022年高考物理一輪復習 第三章 第1節(jié) 牛頓第一定律 牛頓第三定律學案（含解析）新課程標準核心知識提煉1.通過實驗，探究物體運動的加速度與物體受力、質量的關系。理解牛頓運動定律，能用牛頓運動定律解釋生產(chǎn)生活中的有關現(xiàn)象、解決有關問題。通過實驗，認識超重和失重現(xiàn)象。2.了解單位制在物理學中的重要意義。知道國際單位制中的力學單位。牛頓運動定律超重和失重現(xiàn)象力學單位制實驗：探究加速度與物體受力、物體質量的關系第1節(jié)牛頓第一定律牛頓第三定律一、牛頓第一定律1內容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2意義(1)指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律。(2)指出力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因。注1二、慣性1定義：物體保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。2性質：慣性是一切物體都具有的性質，是物體的固有屬性，與物體的運動情況和受力情況無關。注23量度：質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的物體慣性小。三、牛頓第三定律 1作用力和反作用力兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體一定同時對前一個物體也施加了力。物體間相互作用的這一對力叫做作用力和反作用力。2牛頓第三定律兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。注3【注解釋疑】注1 牛頓第一定律并不是牛頓第二定律在加速度等于零時的特例。注2 當物體不受力或所受合力為零時，慣性表現(xiàn)為保持原來的運動狀態(tài)不變；當物體受到合力不為零時，慣性表現(xiàn)為抗拒運動狀態(tài)改變的能力。注3 可簡記為：異體、等大、反向、共線。深化理解1慣性是物體的固有屬性，不是一種力。2牛頓第一定律的本質是力與運動的關系，即力不是維持運動的原因，而是改變運動狀態(tài)的原因。3牛頓第三定律指出了作用力與反作用力間的關系，這種關系適用于宏觀、低速運動的情況?；A自測一、判斷題(1)牛頓第一定律是實驗定律。(×)(2)牛頓第一定律指出，當物體受到的合外力為零時，物體將處于靜止狀態(tài)。(×)(3)物體運動必須有力的作用，沒有力的作用，物體將靜止。(×)(4)運動的物體慣性大，靜止的物體慣性小。(×)(5)慣性是物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質。()(6)作用力與反作用力的效果可以相互抵消。(×)(7)人走在松軟土地上下陷時，人對地面的壓力大于地面對人的支持力。(×)二、選擇題1(多選)科學家關于物體運動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用。下列說法符合歷史事實的是()A亞里士多德認為，必須有力作用在物體上，物體的運動狀態(tài)才會改變B伽利略通過“理想實驗”得出結論：運動必具有某一速度，如果它不受力，它將以這一速度永遠運動下去C笛卡兒指出：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不停下來也不偏離原來的方向D牛頓認為，物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質解析：選BCD亞里士多德認為力是維持物體運動的原因，他的觀點是錯誤的；伽利略通過實驗與推理證明了力不是維持物體運動的原因，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，假如沒有力作用在運動的物體上，物體將以原來的速度永遠運動下去；同時期的笛卡兒也得出了類似的結論；牛頓在伽利略和笛卡兒的基礎上，提出了慣性定律，即認為物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)的性質。B、C、D正確。2人教版必修1 P70 T1改編(多選)下面對牛頓第一定律和慣性的分析正確的是()A飛機投彈時，當目標在飛機的正下方時投下炸彈，能擊中目標B地球自西向東自轉，人向上跳起來后，還會落到原地C安全帶的作用是防止汽車剎車時，人由于慣性作用發(fā)生危險D有的同學說，向上拋出的物體，在空中向上運動時，肯定受到了向上的作用力解析：選BC飛機在目標正上方投彈時，由于慣性，炸彈會落在目標的前方，A錯誤；地球自西向東自轉，人向上跳起后，由于慣性，還會落在原地，B正確；汽車剎車時，由于慣性，人會向前沖，安全帶可以防止人的前沖，C正確；物體被向上拋出后，在空中向上運動是由于慣性，D錯誤。3下列說法中正確的是()A高速運動的物體不容易停下來，所以物體運動速度越大，慣性越大B用相同的水平力分別推放在地面上的兩個材料不同的物體，則難以推動的物體慣性大C慣性是物體的固有屬性，慣性大小只與質量有關D在月球上舉重比在地球上容易，所以同一物體在月球上比在地球上的慣性小解析：選C慣性是物體的固有屬性，慣性大小僅與物體的質量有關，與其他因素無關，A、B、D錯誤，C正確。4粵教版必修1 P71 T1沼澤的下面蘊藏著豐富的泥炭，泥炭是沼澤地積累的植物殘體，它的纖維狀和海綿狀的物理結構導致人在其表面行走時容易下陷。若人下陷的過程是先加速后勻速運動，下列判斷正確的是()A加速運動時人對沼澤地的壓力大于沼澤地對他的支持力B加速運動時人對沼澤地的壓力小于沼澤地對他的支持力C人對沼澤地的壓力先大于后等于沼澤地對他的支持力D人對沼澤地的壓力大小總等于沼澤地對他的支持力解析：選D人對沼澤地的壓力與沼澤地對人的支持力為作用力與反作用力，故二力大小一定相等，故A、B、C錯誤，D正確。高考對本節(jié)內容的考查，主要集中在對牛頓第一定律和慣性的理解、掌握牛頓第三定律的內容、區(qū)分相互作用力與平衡力等，常結合其他知識進行綜合考查，以選擇題的形式呈現(xiàn)，難度一般?？键c一牛頓第一定律的理解基礎自修類題點全練1(多選)關于牛頓第一定律的說法正確的是()A牛頓第一定律是理想的實驗定律B牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因C慣性定律與慣性的實質是相同的D物體的運動不需要力來維持解析：選BD牛頓第一定律不是實驗定律，它是以伽利略理想斜面實驗為基礎，經(jīng)過科學抽象，歸納推理總結出來的，故A錯誤；慣性是物體保持原有運動狀態(tài)不變的一種性質，而慣性定律即為牛頓第一定律，反映的是物體不受力作用時的運動規(guī)律，故C錯誤；根據(jù)牛頓第一定律可知，物體的運動不需要力來維持，但物體運動狀態(tài)改變時必須有力的作用，故B、D正確。2(多選)早期物理學家關于慣性有下列說法，其中正確的是()A物體抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性B沒有力的作用，物體只能處于靜止狀態(tài)C行星在圓周軌道上保持勻速率運動的性質是慣性D運動物體如果沒有受到力的作用，將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動解析：選AD物體不受外力作用時，將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)，物體具有的保持原來運動狀態(tài)不變的性質叫慣性，也可以說抵抗運動狀態(tài)變化的性質是慣性，A、D正確；沒有力的作用時物體處于平衡狀態(tài)，即物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)，B錯誤；行星在圓周軌道上做勻速圓周運動，是因為受到萬有引力的作用產(chǎn)生向心加速度，C錯誤。3下列說法正確的是()A在高速公路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運場的集裝箱貨車的慣性大B牛頓第一定律是根據(jù)理論推導出來的C在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因為小球的慣性逐漸變?yōu)榱鉊物體的速度逐漸增大同時加速度逐漸減小是有可能的解析：選D慣性大小與物體的質量有關，質量越大，慣性越大，慣性大小與速度無關，所以高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運場的集裝箱貨車的慣性小，故A錯誤；牛頓第一定律是根據(jù)實驗和邏輯推理得出來的，故B錯誤；在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因為小球受到阻力，小球的慣性不變，故C錯誤；如果加速度方向與速度方向相同，雖然加速度減小，但物體速度是增大的，所以D選項正確。名師微點1牛頓第一定律的意義(1)提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性。(2)揭示力與運動的關系：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因。2牛頓第一定律與牛頓第二定律的對比牛頓第一定律是經(jīng)過科學抽象、歸納推理總結出來的，而牛頓第二定律是一條實驗定律?？键c二牛頓第三定律的理解基礎自修類題點全練1牛頓在總結C.雷恩、J.沃利斯和C.惠更斯等人的研究結果后，提出了著名的牛頓第三定律，闡述了作用力和反作用力的關系，從而與牛頓第一定律和牛頓第二定律形成了完整的牛頓力學體系。下列關于作用力和反作用力的說法正確的是()A物體先對地面產(chǎn)生壓力，然后地面才對物體產(chǎn)生支持力B物體對地面的壓力和地面對物體的支持力互相平衡C人推車前進，人對車的作用力大小等于車對人的作用力大小D物體在地面上滑行，物體對地面的摩擦力大于地面對物體的摩擦力解析：選C物體對地面的壓力和地面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，是同時產(chǎn)生的，所以選項A錯誤；物體對地面的壓力和地面對物體的支持力分別作用在地面和物體上，是一對作用力與反作用力，不是平衡力，選項B錯誤；人對車的作用力與車對人的作用力是一對作用力與反作用力，大小相等，選項C正確；物體對地面的摩擦力與地面對物體的摩擦力是一對作用力與反作用力，大小相等，選項D錯誤。22018年9月29日12時13分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號甲固體運載火箭，成功將微厘空間一號試驗衛(wèi)星送入預定軌道。關于這次衛(wèi)星與火箭上天的情形敘述正確的是()A火箭尾部向外噴氣，噴出的氣體反過來對火箭產(chǎn)生一個反作用力，從而讓火箭獲得了向前的推力B火箭尾部噴出的氣體對空氣產(chǎn)生一個作用力，空氣的反作用力使火箭獲得飛行的動力C火箭飛出大氣層后，由于沒有了空氣，火箭雖然向后噴氣，但也無法獲得前進的動力D衛(wèi)星進入預定軌道之后，與地球之間不存在相互作用解析：選A火箭升空時，其尾部向下噴氣，火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體，火箭向下噴氣時，噴出的氣體同時對火箭產(chǎn)生向上的反作用力，即為火箭上升的推動力，此動力并不是由周圍的空氣提供的，因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關，因而選項B、C錯誤，選項A正確；火箭運載衛(wèi)星進入軌道之后，衛(wèi)星與地球之間依然存在相互吸引力，即衛(wèi)星吸引地球，地球吸引衛(wèi)星，這是一對作用力與反作用力，故選項D錯誤。3物體靜止于水平桌面上，則()A物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對相互平衡的力B物體的重力和桌面對它的支持力是一對作用力與反作用力C物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同性質的力D桌面對物體的支持力大小等于物體的重力大小，這兩個力是一對平衡力解析：選D物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故A錯誤；物體的重力和物體對地球的吸引力是一對作用力與反作用力，故B錯誤；壓力不是重力，它們的施力物體、受力物體、作用點都不相同，故C錯誤；物體的重力是作用在物體上的力，支持力也是作用在這個物體上的力，這兩個力大小相等、方向相反且作用在同一直線上，所以這兩個力是一對平衡力，故D正確。名師微點1作用力與反作用力的“六同、三異、二無關”六同性質相同、大小相同、同一直線同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失三異方向相反、不同物體、不同效果二無關與物體的運動狀態(tài)無關與物體是否受其他力無關2作用力和反作用力與一對平衡力的比較作用力和反作用力一對平衡力不同點作用在兩個物體上作用在同一物體上力的性質一定相同對力的性質無要求作用效果不可抵消作用效果相互抵消相同點大小相等、方向相反，作用在同一直線上考點三應用牛頓第三定律轉換研究對象 師生共研類典例建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料。一質量為70.0 kg 的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為(g取10 m/s2)()A510 NB490 NC890 N D910 N思路點撥(1)明確物體間的相互作用：(2)轉換研究對象：求地面所受壓力時，由于地面無其他信息，因此轉換到求人受地面的支持力。求繩對人的拉力時，人的受力情況復雜，因此轉換到求建材所受繩的拉力。(3)根據(jù)牛頓第三定律，轉換研究對象后所求的力與待求的力是“等大”的，因此問題得以巧妙地解出。解析設繩子對建材的拉力為F1，F(xiàn)1mgmaF1m(ga)210 N 繩子對人的拉力F2F1210 N人處于靜止狀態(tài)，則地面對人的支持力FNMgF2490 N，由牛頓第三定律知：人對地面的壓力FNFN490 N故B項正確。答案B如果不能直接求解物體受到的某個力時，可先求它的反作用力，如求壓力時可先求支持力。在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此。利用牛頓第三定律轉換研究對象，可以使我們分析問題的思路更靈活、更開闊。題點全練1.如圖所示，家用吊扇對懸掛點有拉力作用，正常轉動時吊扇對懸掛點的拉力與它不轉動時相比()A變大 B變小C不變 D無法判斷解析：選B吊扇不轉時，F(xiàn)拉G，當?shù)跎绒D動時，風扇對空氣有一個向下的力，根據(jù)牛頓第三定律，空氣對風扇有一個向上的力，由平衡條件可得：F拉F空G，故有F拉F拉，選項B正確。2如圖所示，用彈簧測力計懸掛一個重G10 N的金屬塊，使金屬塊一部分浸在臺秤上的水杯中(水不會溢出)。若彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)镕T6 N，則臺秤的示數(shù)比金屬塊沒有浸入水前()A保持不變 B增加10 NC增加6 N D增加4 N解析：選D對金屬塊受力分析，由平衡條件可知，水對金屬塊的浮力為FGFT4 N，方向豎直向上，則由牛頓第三定律可得，金屬塊對水的作用力大小為FF4 N，方向豎直向下，所以臺秤的示數(shù)比金屬塊沒有浸入水前增加了4 N，選項D正確。3如圖所示，質量為m的木塊在質量為M的長木板上水平向右加速滑行，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為1，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為2，若長木板仍處于靜止狀態(tài)，則長木板對地面摩擦力的大小一定為()A1(mM)g B2mgC1mg D1mg2Mg解析：選B木塊在長木板上向右滑行過程中，受到長木板對木塊水平向左的滑動摩擦力，由牛頓第三定律可知，木塊對長木板有水平向右的滑動摩擦力，大小為2mg。由于長木板處于靜止狀態(tài)，水平方向合力為零，故地面對長木板的靜摩擦力方向水平向左，大小為2mg，由牛頓第三定律可知，長木板對地面的摩擦力大小為2mg，故B正確。“易錯問題”辨清楚慣性的“相對性”(一)空氣中的鐵球和乒乓球1如圖所示，一容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛一只鐵球和一只乒乓球，容器中鐵球和乒乓球都處于靜止狀態(tài)，當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動情況是(以小車為參考系)()A鐵球向左，乒乓球向右B鐵球向右，乒乓球向左C鐵球和乒乓球都向左 D鐵球和乒乓球都向右解析：選C由于慣性，當容器隨小車突然向右運動時，鐵球和乒乓球都相對容器向左運動，C正確。(二)水中的鐵球和乒乓球2如圖所示，一盛水的容器固定在一個小車上，在容器中分別懸掛和拴住一只鐵球和一只乒乓球。容器中的水和鐵球、乒乓球都處于靜止狀態(tài)。當容器隨小車突然向右運動時，兩球的運動情況是(以小車為參考系)()A鐵球向左，乒乓球向右 B鐵球向右，乒乓球向左C鐵球和乒乓球都向左 D鐵球和乒乓球都向右解析：選A因為小車突然向右運動，鐵球和乒乓球都有向右運動的趨勢，但由于與同體積的“水球”相比，鐵球質量大、慣性大，鐵球的運動狀態(tài)難改變，即速度變化慢，而同體積的“水球”的運動狀態(tài)容易改變，即速度變化快，而且水和車一起向右運動，所以小車向右運動時，鐵球相對小車向左運動。同理，由于乒乓球與同體積的“水球”相比，質量小，慣性小，乒乓球相對小車向右運動。 (1)質量是物體慣性大小的唯一量度，物體的質量越大，慣性越大，狀態(tài)越難改變。(2)懸掛在空氣中的鐵球和乒乓球的慣性都比對應的“空氣球”的慣性大，但懸掛在水中的乒乓球的慣性沒有對應的“水球”的慣性大。