第三章 第1单元 牛顿第一、第三定律

【考纲下载】1．牛顿运动定律、牛顿定律的应用(Ⅱ)2．超重和失重(Ⅰ)实验四：验证牛顿运动定律【考情上线】1．本章中有关于基本概念的理解和辨析，如惯性、相

互作用力、质量等，在高考考查中经常出现，对三

个定律的理解及应用更是高考中出题频率较高的内

容，且此内容经常与其他知识相联系，命制综合性

较强的题目．2．高考命题往往以牛顿定律和运动学知识综合为载体，考

查灵活运用整体法、隔离法解决物理问题的能力，且有

时还将此部分知识与电磁场相渗透，与生活、科技、工

农业生产等相联系，命制新型试题，从而体现高考命题由

知识立意转向能力立意的命题思想．3．高考命题涉及本章内容时，从命题形式上有多样化特点，

有选择题、综合分析计算题等，无论哪一种题型，在一般

情况下，综合性都较高，因此要引起高度重视．一、牛顿第一定律1．内容：一切物体总保持

状态或

状态，

除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．2．成立条件：宏观、低速运动的物体，物体处于惯性参

考系中．匀速直线运动静止3．牛顿第一定律的意义(1)指出了一切物体都有

，因此牛顿第一定律又叫惯

性定律．(2)指出力不是

物体运动状态的原因，而是

物

体运动状态的原因，即产生加速度的原因．惯性维持改变二、惯性1．定义：物体具有保持原来

状态或

状

态的性质．2．惯性的性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体

的固有属性，与物体的运动情况和受力情况

．匀速直线运动静止无关3．惯性的表现：物体不受外力作用时，有保持静止或匀速

直线运动状态的性质；物体受到外力作用时，其惯性大

小表现在运动状态改变的难易程度上．4．惯性大小的量度：

是惯性大小的唯一量度，

的物体惯性大，

的物体惯性小．质量质量大质量小(1)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种

形式表现出来．(2)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，惯

性的大小仅由质量决定．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

的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对前一物体也施加了力．力是物体与物体间的相互作用．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．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小

，

方向

，作用在同一条直线上．3．物理意义：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．相互相等相反1．关于力和运动的关系，下列选项中正确的是(

)A．物体的速度不断增大，表示物体必受力的作用

B．物体的位移不断增大，表示物体必受力的作用

C．若物体的位移与时间的t2成正比，表示物体必受力的

作用

D．物体的速率不变，则其所受合力必为零解析：力是改变物体运动状态的原因，物体速度不断增大，表示运动状态发生改变，故必受力的作用，A选项正确．物体位移增大，但物体的运动状态不一定改变(如匀速直线运动)，因此不一定受力的作用，B选项错．物体位移与时间t的平方(t2)成正比，说明物体不是做匀速直线运动，运动状态变化，必受力的作用，C选项正确．物体速率不变但速度方向可能发生变化，即运动状态可能发生变化，就可能会受到力的作用，D选项错．答案：

AC2．(2011·东莞模拟)跳高运动员蹬地后上跳，在起跳过程中(

)A．运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大

小B．运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大

小C．运动员所受的支持力和重力相平衡D．运动员所受的合力一定向上解析：运动员蹬地的作用力与地面对他的支持力是作用力和反作用力，大小相等，方向相反，B正确；运动员起跳过程，是由静止获得速度的过程，因而有竖直向上的加速度，合力竖直向上，运动员所受的支持力大于重力，D正确．答案：BD3．一天，下着倾盆大雨，某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状如图3－1－1中的(

)图3－1－1解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C所示一致．答案：C4．我国《道路交通安全法》中规定：小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带，这是因为(

)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没有影响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解析：根据惯性的定义知：安全带与人和车的惯性无关，A错；B选项不符合题目要求，故B项不对；系好安全带主要是防止因刹车时，人具有向前的惯性而造成伤害事故，C错，D对．答案：D5．物体静止于水平桌面上，则(

)A．桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力的大小，

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

衡力解析：一对平衡力与一对作用力和反作用力最典型的区别，就在于受力物体和施力物体的不同．对A选项，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B选项，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C选项，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D选项，由于支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．答案：A[师之说]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，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的

性质．2．揭示力的本质力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态

的原因．对牛顿第一定律的理解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．4．与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和第二定律是相互独立的．力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答．牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，牛顿第二定律是一条实验定律．[关键一点](1)牛顿第一定律是以伽利略的“理想实验”为基础，经过科学抽象、归纳推理而总结出来的．(2)惯性与力不同，惯性不是力．下列说法中正确的是(

)A．物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的

性质叫惯性，故牛顿运动定律又叫惯性定律B．牛顿第一定律仅适用于宏观物体，只可用于解决物

体的低速运动问题C．牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0

条件下的特例D．伽利略根据理想实验推出，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[思路点拨]

解答本题应把握以下两点：(1)明确牛顿第一定律的适用条件和物理意义．(2)明确牛顿第一定律和牛顿第二定律的区别．[解析]

牛顿第一定律表明，物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律，A错误．牛顿运动定律都是在宏观、低速的情况下得出的结论，在微观、高速的情况下不成立，B正确．牛顿第一定律说明了两点含义，一是所有物体都有惯性，二是物体不受力时的运动状态是静止或匀速直线运动，牛顿第二定律并不能完全包含这两点意义，C错误．伽利略的理想实验是牛顿第一定律的基础，D正确．[答案]

BD[学之用]1．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是(

)A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的

力越大，速度就越大B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；

这说明，静止状态才是物体不受力时的“自然状态”C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快D．一个物体维持匀速直线运动，不需要力解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，力越大，物体运动得越快，没有力的作用，物体将会逐渐停下来，故A、B、C均是亚里士多德的观点，只有D中说法与亚里士多德的观点相反．答案：D对牛顿第三定律的理解[师之说]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)三同同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异(3)三无关反向异体不同效果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物体相互作用无关

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平衡力不同点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，不能单独存在，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两力作用效果不能叠加，不能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对应名称比较内容作用力和反作用力二平衡力不同点力的性质一定是同性质的力可能是同性质的力也可能不是同性质的力相同点大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上3．应用牛顿第三定律时应注意的问题(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，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，因为大小相

等、方向相反、作用在两个物体上且作用在同一条直线上

的两个力，不一定是作用力和反作用力．

汽车拉着拖车在平直的公路上运动，下面的说法正确的是(

)A．汽车能拉着拖车前进是因为汽车对拖车的拉力大于拖

车对汽车的拉力B．汽车先对拖车施加拉力，然后才产生拖车对汽车的拉

力C．匀速前进时，汽车对拖车的拉力等于拖车向后拉汽车

的力；加速前进时，汽车向前拉拖车的力大于拖车向

后拉汽车的力D．拖车加速前进时，是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力；汽车加速前进是因为地面对汽车向前的作用力(牵引力)大于拖车对它的拉力[思路点拨]

本题考查对作用力与反作用力关系的理解．要注意作用力与反作用力的关系，在任何情况下都成立．[解析]

汽车对拖车的拉力与拖车对汽车的拉力是一对作用力和反作用力，两者一定等大、反向、分别作用在拖车和汽车上，故A项错；作用力和反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失的，故B项错；不论汽车匀速运动还是加速运动，作用力和反作用力大小总相等，故C项错；拖车加速前进是因为汽车对拖车的拉力大于地面对拖车的摩擦阻力(包括其他阻力)，汽车能加速前进是因为地面对汽车向前的作用力大于拖车对它向后的拉力，符合牛顿第二定律，故D项正确．[答案]

D[学之用]2．(2011·济南模拟)有人做过这样一个

实验：如图3－1－2所示，把一个

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)，图3－1－2

结果每次都是被撞击的静止鸡蛋B被撞破，则下面说法正确

的是(

)A．A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小B．A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小C．A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D．A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中

蛋黄和蛋白对它的作用力，所以所受合力较小解析：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．答案：ACD考情分析由牛顿第一定律考查惯性，由相互作用的物体考查牛顿第三定律，牛顿第三定律不会单独出题，但贯穿于相互作用的全过程．多数试题与牛顿第二定律、运动学规律、电磁学知识相联系．命题预测对牛顿第一定律的考查一般是结合惯性及力和运动的关系进行，通常为选择题，关于牛顿第三定律一般是结合物体的受力情况和运动状态进行考查，一般是融合在选择题或计算题中.1.(2009·宁夏高考)在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正

确的是(

)A．伽利略发现了行星运动的规律

B．卡文迪许通过实验测出了引力常量

C．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献解析：根据物理学史，B、D正确，A、C错误．答案：

BD2．(2009·安徽高考)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，它会图3－1－3

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3－1－3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，再竖直向下D．顾客对扶梯作用力的方向先指向右下方，再竖直向下解析：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，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．答案：C3．(2009·安徽高考)在2008年北京残奥

会开幕式上，运动员手拉绳索向上

攀登，最终点燃了主火炬，体现了

残疾运动员坚韧不拔的意志和自强

不息的精神．为了探求上升过程中图3－1－4

运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根

不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，

另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图3－1－4所

示．设运动员的质量为65kg，吊椅的质量