2025届高考物理一轮总复习第三章牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律教师用书

第1讲牛顿第肯定律牛顿第三定律一、牛顿第肯定律惯性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变更这种状态。2．意义(1)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第肯定律又叫惯性定律。(2)揭示了运动和力的关系：力不是维持物体运动状态的缘由，而是变更物体运动状态的缘由，即产生加速度的缘由。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)普遍性：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动状况和受力状况无关。(3)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。二、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，后一个物体肯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叫作作用力和反作用力。2．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。3．表达式：F＝－F′。情境创设一辆货车在马路上行驶时，司机发觉前面有异样状况，紧急刹车。货车在马路上又运行了较长一段距离才停下来。微点推断(1)由于惯性，货车有保持匀速直线运动状态的趋势，所以刹车后，货车没有马上停下来，而是又向前运行了一段距离。(√)(2)货车承载的货物越重，惯性越大。(√)(3)刹车时，货车做减速运动是因为地面对货车的摩擦力大于货车对地面的摩擦力。(×)(4)地面对货车的支持力与货车对地面的压力是一对平衡力。(×)(5)车头拉货箱的力肯定大于货箱拉车头的力。(×)(一)牛顿第肯定律(固基点)[题点全练通]1．[对力与运动关系的理解](2024·福建泉州五校联考)关于力与运动的关系，下列说法中正确的是()A．必需有力的作用物体才能运动B．牛顿第肯定律可以用试验干脆验证C．志向斜面试验否定了“力是维持物体运动的缘由”D．牛顿其次定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大解析：选C力是变更物体运动状态的缘由，物体不受力时也能保持匀速直线运动，故A错误；牛顿第肯定律是在试验的基础上进一步推理概括出来的科学理论，不能干脆通过试验得出，但能经住实践的检验，故B错误；伽利略通过志向斜面试验说明，力不是维持物体运动的缘由，而是变更物体运动状态的缘由，故C正确；惯性的大小由物体的质量确定，与物体受力的大小无关，与是否受力也无关，故D错误。2．[对牛顿第肯定律的理解]如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a直立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有肯定空间。当公交车()A．缓慢起动时，两只行李箱肯定相对车子向后运动B．急刹车时，行李箱a肯定相对车子向前运动C．缓慢转弯时，两只行李箱肯定相对车子向外侧运动D．急转弯时，行李箱b肯定相对车子向内侧运动解析：选B缓慢起动的公交车具有向前的加速度，但加速度较小，两只行李箱所受的摩擦力可能小于最大静摩擦力，则行李箱可以相对公交车静止，A错误；急刹车时，a、b行李箱由于惯性，要保持原来的运动状态，但a行李箱与底面的摩擦为滚动摩擦，摩擦力较小，故a行李箱会向前运动，b行李箱可能静止不动，也可能向前运动，B正确；缓慢转弯时，公交车具有指向轨迹内侧的较小的加速度，若行李箱所受的静摩擦力足以供应其向心力时，行李箱相对车子静止，C项错误；急转弯时，公交车的加速度较大，若行李箱b所受的静摩擦力不足以供应所需的向心力，则其做离心运动，即相对公交车向外侧运动，若行李箱b所受的静摩擦力足以供应所需的向心力，则其相对公交车静止，D项错误。3．[对惯性的相识]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，则下列推断正确的是()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．该同学是在利用惯性取羽毛球解析：选D羽毛球筒被手击打后快速向下运动，而羽毛球具有惯性要保持原来的状态，所以会从筒的上端出来，D正确。[要点自悟明]1．对牛顿第肯定律的理解(1)揭示了物体的惯性：不受力的作用时，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。(2)揭示了力的作用对运动的影响：力是变更物体运动状态的缘由。2．对惯性的相识惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大。3．惯性的两种表现形式(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。(2)抗拒变更：物体受到外力时，惯性表现为运动状态变更的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被变更。(二)牛顿第三定律(精研点)研清微点1作用力与反作用力的关系1．(2024·杭州月考)如图甲所示，将一个力传感器固定在滑块上，另一个力传感器钩住它向右拉滑块，视察到这对拉力随时间变更的曲线如图乙所示，下列说法正确的是()A．作用力大时，反作用力小B．作用力和反作用力的大小总是相等C．反作用力总是在作用力出现后才产生的D．图乙所示的曲线，只有在滑块静止或做匀速运动时才能得到解析：选B视察分析两个力传感器的相互作用力随时间变更的曲线，可以看出作用力与反作用力总是大小相等、方向相反、同时变更，A、C错误，B正确；作用力与反作用力总是等大、反向、共线的关系，与物体的运动状态无关，D错误。一点一过作用力与反作用力的关系研清微点2作用力和反作用力与一对平衡力的区分2．(2024·山东泰安模拟)马扎属于中国传统手工艺制品。腿交叉，上面绷帆布或麻绳等，可以合拢，便于携带。如图所示，马扎放在水平地面上，一小孩站在马扎上，以下说法正确的是()A．小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对作用力和反作用力B．小孩受到的重力和小孩对马扎的压力是一对平衡力C．马扎在光滑水平面上无法平衡D．斜撑A、B之间的夹角越大，A、B上的作用力越大解析：选D小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对平衡力，A错误；小孩受到的重力和小孩对马扎的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，B错误；对马扎和小孩整体分析可知，马扎在水平方向不受摩擦力，则马扎在光滑水平面上也能平衡，C错误；小孩对马扎的压力是肯定的，即两个斜撑的合力是肯定的，斜撑A、B之间的夹角越大，A、B上的作用力越大，D正确。一点一过作用力和反作用力与一对平衡力的区分项目作用力与反作用力一对平衡力作用对象两个相互作用的不同物体同一个物体作用时间肯定同时产生、同时消逝不肯定同时产生、同时消逝力的性质肯定相同不肯定相同作用效果不行抵消可相互抵消研清微点3牛顿第三定律的应用3．建筑工人用如图所示的定滑轮装置运输建筑材料。一质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升，忽视绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10m/s2)()A．510N B．490NC．890N D．910N解析：选B设绳子对建材的拉力为F1，F1－mg＝ma，F1＝m(g＋a)＝210N，绳子对人的拉力F2＝F1＝210N，人处于静止状态，则地面对人的支持力FN＝Mg－F2＝490N，由牛顿第三定律知：人对地面的压力FN′＝FN＝490N，故B正确。一点一过利用牛顿第三定律转换探讨对象假如不能干脆求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，如求压力时可先求支持力，然后依据牛顿第三定律得到压力的大小和方向。求摩擦力时也可以用此种方法转换探讨对象。[课时跟踪检测]1．科学探讨方法对物理学的发展意义深远，试验法、归纳法、演绎法、类比法、志向试验法等对揭示物理现象的本质非常重要。下列哪个成果是运用志向试验法得到的()A．牛顿发觉“万有引力定律”B．库仑发觉“库仑定律”C．法拉第发觉“电磁感应现象”D．伽利略发觉“力不是维持物体运动的缘由”解析：选D牛顿发觉“万有引力定律”是通过演绎法得到的；库仑发觉“库仑定律”，法拉第发觉“电磁感应现象”，这些都是建立在大量的试验的基础上干脆得出的结论；而伽利略发觉“力不是维持物体运动的缘由”，是在试验的基础上经过抽象推理得出的结论，即运用了志向试验法。故D正确。2．鞋子上粘上泥巴，在地面上脚跟朝下磕两下，泥巴就掉了，这是利用()A．鞋的惯性 B．泥巴的惯性C．地面的惯性 D．脚的惯性解析：选B当鞋遇地面停止运动后，泥巴由于惯性接着运动而脱离鞋子，B正确。3.2024年11月29日23时08分，我国在酒泉卫星放射中心用长征二号F遥十五运载火箭，胜利将神舟十五号载人飞船放射升空。关于这次神舟十五号载人飞船与火箭上天的情形叙述正确的是()A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力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，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力D．神舟十五号载人飞船进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用解析：选A火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由四周的空气供应的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，B、C错误，A正确；神舟十五号载人飞船进入预定轨道之后，与地球之间依旧存在相互吸引力，即神舟十五号载人飞船吸引地球，地球吸引神舟十五号载人飞船，这是一对作用力与反作用力，D错误。4.如图所示，滑板运动员沿水平地面对前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，运动员与滑板分别，分别从横杆的上、下通过，忽视运动员和滑板在运动中受到的阻力，则运动员()A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后下方B．在空中水平方向先加速后减速C．越过杆后落在滑板的后方D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置解析：选D运动员相对于滑板竖直向上起跳，所以脚对滑板的作用力竖直向下，A错；运动员在空中时，水平方向不受力的作用，水平方向速度不变，B错；由于运动员和滑板的水平速度始终相同，所以运动员落在滑板上起跳的位置，C错，D对。5.(2024·广州调研)高山滑雪是2024年北京冬奥会的重要竞赛项目，如图所示为某高山滑雪运动员在倾斜赛道上高速下滑时的情景，以下说法正确的是()A．赛道对运动员的弹力竖直向上B．运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道斜向下C．赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力是一对作用力和反作用力D．运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力是一对平衡力解析：选B赛道对运动员的弹力垂直于倾斜赛道向上，A错误；运动员相对赛道沿赛道下滑，因此赛道对运动员的滑动摩擦力方向沿赛道向上，由牛顿第三定律知，运动员对赛道的摩擦力方向沿赛道向下，B正确；赛道对运动员的弹力与运动员受到的重力的受力物体都是运动员，因此不行能是一对作用力和反作用力，C错误；运动员受到的摩擦力与赛道受到的摩擦力，是一对作用力和反作用力，D错误。6．(多选)如图所示是我国首次立式风洞跳伞试验的情景，风洞喷出竖直向上的气流将试验者加速向上“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．人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力C．人受到的重力大小等于气流对人的作用力大小D．人被向上“托起”时处于超重状态解析：选AD地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对相互作用力，等大反向，A正确；相互作用力是两个物体间的相互作用，而人受到的重力和人受到气流的力涉及人、地球、气流三个物体，不是一对相互作用力，B错误；由于风洞喷出竖直向上的气流将试验者加速向上“托起”，在竖直方向上人受到的合力不为零，所以人受到的重力大小不等于气流对人的作用力大小，C错误；试验者被加速向上“托起”时，加速度方向向上，处于超重状态，D正确。7．如图所示，某学习小组将两绿色乒乓球放在两塑料盒中，上面塑料盒盛满水，下面塑料盒是空的，然后用细线将乒乓球分别系于两塑料盒的中间挡板处，当塑料盒静止时，细线均伸直处于竖直方向，现使两塑料盒以肯定加速度一起向右加速运动，则P、Q两球相对塑料盒()A．P球向右偏移 B．两球均向左偏移C．Q球向右偏移 D．两球均向右偏移解析：选A由两种介质组成的系统，密度大的惯性大，当系统向右匀加速运动时，密度小的向右偏移，密度大的向左偏移；P球的密度小于水的密度，P球