2019版物理大一轮优选讲义：第7讲　牛顿第一、第三定律 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三章牛顿运动定律第7讲牛顿第一、第三定律考纲要求考情分析命题趋势1。牛顿第一定律及其应用Ⅱ2．牛顿第三定律及其应用Ⅱ2014·北京卷，19对于力和运动关系的正确理解是复习的重点．本节内容既可以考查独立的知识点，侧重于基本概念、规律的识记与理解，同时也可以和具体的运动形式进行综合；对牛顿第一定律的考查,主要是以选择题的形式出现；对牛顿第三定律的考查,主要体现在计算题中的某一问1．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,直到有外力迫使它改变这种状态为止．(2)意义①指出了一切物体具有__惯性__，因此牛顿第一定律又称__惯性定律__。②指出力不是__维持__物体运动状态的原因，而是__改变__物体运动状态的原因，即力是产生__加速度__的原因．③当物体不受力时，物体总保持__匀速直线运动__状态或__静止__状态．（3)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．②量度：__质量__是物体惯性大小的唯一量度，与物体的运动状态、受力情况、地理位置均无关，__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__属性，一切物体都有惯性．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__相互__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__相等__、方向__相反__、作用在__同一条直线上__。（3）表达式__F＝－F′__.（4）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．1．请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因．(1)物体不受外力作用时一定处于静止状态．（×）解析物体不受外力作用时处于平衡状态(匀速直线运动状态或静止状态)．(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是没有外力维持木块运动的结果．（×)解析在水平面上滑动的木块最终停下来是因为受摩擦阻力的结果．(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小．(×）解析物体惯性大小的唯一量度是质量．(4）做匀速直线运动的物体和静止的物体没有惯性．(×)解析物体的惯性与运动状态无关．（5)作用力与反作用力可以是不同性质的力．（×)解析作用力与反作用力，性质完全相同．（6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消．（√)（7）人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力．(×）解析人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力，而作用力与反作用力大小相等．2．(多选）下列关于牛顿第一定律的说法正确的是(ABD）A．牛顿第一定律不能在实验室中用实验验证B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C．物体不受外力作用时,一定处于静止状态D．物体的运动不需要力来维持3．在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力(D）A．小于受到的弹力B．大于受到的弹力C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力D．和受到的弹力是一对平衡力一牛顿第一定律的应用技巧1．应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因,克服生活中一些错误的直观印象,建立正确的思维习惯．2．.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1］伽利略创造性地把实验、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）A．如果斜面光滑，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,它的加速度越小解析根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高,当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置,而B、C、D三个选项,从题目不能直接得出，所以选项A正确．二对牛顿第三定律的理解及应用1．相互作用力的特点：“三同、三异、三无关”．（1）三同eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（同大小,同时产生、变化、消失,同性质））(2）三异eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（反向,异体,即作用力、反作用力作用在不同物体上,不同效果））（3)三无关eq\b\lc\｛\rc\(\a\vs4\al\co1（与物体的种类无关，与相互作用的两物体的运动状态无关，与是否和其他物体相互作用无关））2．一对平衡力与作用力、反作用力的不同点：名称项目一对平衡力作用力与反作用力作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消[例2］（2017·宁夏银川模拟)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（C)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应该是等大的，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解析锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的力是作用力与反作用力的关系，不论力的作用效果如何，两者总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上．故选项C正确．应用牛顿第三定律应注意的三个问题（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．1.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(D)A．此同学无法取出羽毛球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解析一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，故选项D正确．2．某人用绳子将一桶水从井内向上提起的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是(C）A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力B．桶加速上升的过程中,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力C．桶加速上升的过程中,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力D．桶减速向上运动的过程中,绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力3．(多选）下面是摘自上个世纪美国报纸上的一篇小文章：阿波罗登月火箭在脱离地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去．"汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动？"宇航员犹豫了半天，说:“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知下列说法不正确的是(AB)A．汤姆问话所体现的物理思想是“力是改变物体运动的原因”B．宇航员答话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”C．宇航员答话所体现的物理思想是“物体运动不需要力来维持”D．宇航员答话的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行解析由于汤姆对物理知识了解的不全面，只能依据生活经验认为物体的运动要靠力来维持，而宇航员的回答体现了物体靠惯性向前运动，不需要外力维持．选项C、D正确．4。（多选)如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是(BD)A．水平力F跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力解析水平力F跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上,大小相等、方向相反,且作用在同一条直线上,是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力,选项B正确；水平力F作用在物体上,而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确．［例1](2016·陕西西安质检·6分)我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河，如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是(）A．甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜B．当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小等于乙对甲的拉力大小C．当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，所以甲获胜[答题送检]来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A受解答常规题目的思维定式的影响,不能正确理解作用力和反作用力的关系，没有分析每个人的受力情况及所受合力的特点．实际上甲获胜的原因是甲、乙所受合力指向甲这一方．－6C不能正确区分物体所受的合力与作用力和反作用力的关系．实际上根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力大小相等,只是由于地面对甲、乙的摩擦力大小不同，而导致甲获胜。［规范答题］[解析]物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的，只有当物体所受的合外力不为零时，物体的运动状态才会改变;不论物体处于何种状态，物体间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反，由于它们作用在不同的物体上,其效果可以不同．甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力；但是，根据牛顿第三定律,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小．故选项B、D正确．[答案]BD1．如图所示,物体A和B的重力分别为11N和7N，不计弹簧测力计、细线的重力和一切摩擦，则下列说法正确的是(C)A．弹簧测力计的读数为14N，A对地面的压力为11NB．弹簧测力计的读数为18N,A对地面的压力为0C．弹簧测力计的读数为7N，A对地面的压力为4ND．弹簧测力计的读数为0，A对地面的压力为11N2．下列说法正确的是(B）A．静止的物体一定不受力，受力的物体一定运动B．物体运动状态发生变化，则物体一定受到力的作用C．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度越大时其惯性也越大D．物体运动状态不变时有惯性,运动状态改变时没有惯性解析受平衡力作用时，物体可能静止，也可能匀速运动，故选项A错误；运动状态改变时，物体一定受到了非平衡力，故选项B正确；惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关，故选项C、D错误．3．(多选）如图所示，重球系于线DC下端,重球下再系一根同样的线BA，下面说法中正确的是（AC)A．在线的A端慢慢增加拉力，结果CD线拉断B．在线的A端慢慢增加拉力，结果AB线拉断C．在线的A端突然猛力一拉，结果AB线拉断D．在线的A端突然猛力一拉，结果CD线拉断解析如图所示，在线的A端慢慢增加拉力，使得重球有足够的时间发生向下的微小位移，以至拉力F2逐渐增大，这个过程进行得如此缓慢可以认为重球始终处于受力平衡状态，即F2＝F1＋mg，随着F1增大，F2也增大，且总是上端绳先达到极限程度，故CD绳被拉断，选项A正确．若在A端突然猛力一拉，因为重球质量很大，力的作用时间又极短，因惯性重球向下的位移几乎为零，以至于上端绳未来得及发生相应的伸长,F1已先达到极限程度，故AB绳先断，选项C也正确．1．(多选）科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是(BCD）A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质2．(2018·湖北八市联考)在物理学发展史上,伽利略、牛顿等许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献．以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是(B)A．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受力越大则速度就越大B．人在沿直线加速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方C．两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢D．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”3．(2018·湖南衡水模拟)下列说法正确的是(D）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．牛顿第一定律不仅适用于宏观低速物体，也可用于解决微观物体的高速运动问题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4．（2018·江苏南通市如皋高三质检）(多选)2016年里约奥运会上中国奥运队共获得26枚金牌、18枚银牌和26枚铜牌，排名奖牌榜第三位．如图所示，吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度，重力大小为G的运动员静止时,左边绳子张力为T1，右边绳子张力为T2，则下列说法正确的是(CD)A．T1和T2是一对作用力与反作用力B．T1和T2的合力与重力G是一对作用力与反作用力C．T1和T2的合力大小等于重力的大小GD．运动员两手缓慢撑开时，T1和T2都会变大解析作用力与反作用力必须作用在相互作用的两个物体上，T1与T2作用在同一个物体上，故选项A错误；两绳作用力T1和T2的合力与运动员的重力是一对平衡力，大小相等，故选项B错误，C正确;当运动员两手缓慢撑开时，吊绳与竖直方向的夹角增大，T1和T2夹角变大，T1和T2都会变大，故选项D正确．课时达标第7讲［解密考纲]主要考查对相关物理发展史的认识,对惯性等基本概念的理解,对力与运动的关系的理解和应用，对力的作用是相互的理解．1．在地球赤道上的A处静止放置一个小物体．现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内，小物体相对A点处的地面来说，将（C）A．水平向东飞去B．原地不动,物体对地面的压力消失C．向上并渐偏向西方飞去D．向上并渐偏向东方飞去解析如果地球对小物体的万有引力突然消失，小物体不受力，由于惯性将沿切线AC方向飞出，做匀速直线运动．设经过时间t到达B点．同一时间内A点处地面将转到A′处，如题图所示．由于A点的线速度等于小物体的速度，故AB＝eq\x\to（AA′）.小物体相对于A点处(已转到A′处了）的地面来说，将向上并渐偏向西方飞去．故选项C正确．2．如图所示，一个劈形物体A,各面均光滑,放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面上放一光滑的小球B，劈形物体A从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(B）A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线C．无规则曲线 D．抛物线解析小球原来静止时受重力和支持力作用，其合力为零．当劈形物体由静止释放，A应沿斜面下滑，故B也将运动，运动状态就要发生改变,但由于惯性，小球原来速度为零,没有水平或其他方向上的速度,而小球又光滑，除竖直方向可以有合力外，其他方向上没有合力，加之力是使物体运动状态改变的原因，小球只能在竖直方向上有运动，在碰到斜面之前，运动轨迹应为一条直线，即竖直向下的直线．故选项B正确．3．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（C)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，这表明它的惯性变小了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转弯的目的4．(多选)关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（BD）A．物体受到恒定的力作用时,它的运动状态不发生改变B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同5．月球表面上的重力加速度为地球表面重力加速度的eq\f(1，6）。对于同一个飞行器，在月球表面上时与在地球表面上时相比较（C)A．惯性减小为在地球表面时的eq\f（1，6)，重力不变B．惯性和重力都减小为在地球表面时的eq\f（1，6）C．惯性不变，重力减小为在地球表面时的eq\f（1，6）D．惯性和重力都不变6．(多选)抖空竹是人们喜爱的一项体育活动．最早的空竹是两个如同车轮的竹筒，中间加一个转轴，由于外形对称，其重心在中间位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡．随着制作技术的发展，如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎，现在的空竹大多是塑料制成的，也有天然竹木制成的．关于抖空竹，在空气阻力不可忽略的情况下，下列说法中正确的是（AD)A．空竹启动前用绳子拉住提起，要保证支持力和重力在同一条直线上B．空竹的转动是依靠绳子的拉动，绳子与转轴之间的摩擦力越小越好C．空竹抛起后由于惯性而继续向上运动，在空中受重力和惯性作用D．空竹从抛起到接住，转速会减小,表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动解析空竹启动前要保证支持力和重力平衡,否则会从绳上落下，选项A正确；空竹是利用绳子与转轴之间的摩擦使其转动，因此摩擦力较大更好,选项B错误；空竹上抛后由于惯性继续上升，由于重力和空气阻力作用，速度越来越小，然后下落，选项C错误;空竹从抛起到接住,由于空气阻力作用，转速比抛起前减小,因此表演时还要继续牵拉绳子使其加速转动，选项D正确．7．关于惯性的大小，下列说法中正确的是(C）A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大C．两个物体只要质量相同,那么惯性大小就一定相同D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小解析惯性是物体的固有属性,只与物体的质量有关，与物体的速度、受力情况和地理位置均无关,选项C正确．8．如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动,这是因为A推B时(A）A．A与B之间有相互作用力B．A对B的作用在先,B对A的作用在后C．B对A的作用力小于A对B的作用力D．A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力解析A推B时，A与B之间有相互作用力,作用力与反作用力同时产生、大小相等、方向相反，选项A正确，选项B、C、D错误．9．(多选)用手托着一块砖，开始时静止不动,后来手突然向上加速运动，下列判断正确的是(ABC）A．静止时,砖受到的支持力等于砖的重力B．加速时，砖对手的压力大于砖的重力C．静止时,砖受到的支持力等于砖对手的压力D．加速时，砖受到的支持力大于砖对手的压力解析静止时，重力与支持力是一对平衡力,大小相等，选项A正确；不论静止还是加速,支持力和压力都是一对相互作用力,大小相等，故选项C正确、D错误；加速时，支持力大于重力，则压力大于重力，故选项B正确．10．如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是（B）A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力B．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力D．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力解析人对体