2025届高三暑假培优讲义-第6讲　牛顿第一定律 牛顿第三定律（教师版）

第6讲牛顿第一定律牛顿第三定律1.理解牛顿第一定律的内容和惯性，会分析实际问题.2.理解牛顿第三定律的内容，会区分相互作用力和平衡力．考点一牛顿第一定律的理解与应用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)指出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因．(2)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称为惯性定律．(3)牛顿第一定律描述的只是一种理想状态，而实际中不受力作用的物体是不存在的，当物体受外力但所受合力为零时，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体将保持静止或匀速直线运动状态．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，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，与物体的运动情况和受力情况无关．（2024•福州模拟）闽江河口龙舟竞渡历史可追溯到秦汉，那时河口居有一支闽越王无诸氏族，他们擅长划舟，喜赛龙舟，留下了龙舟竞渡传统。《福州地方志》记载：“福州龙舟竞渡，台江、西湖皆有之。”图为龙舟比赛的照片，下列说法正确的是（）A．龙舟的速度越大，惯性也越大 B．获得冠军的龙舟，其平均速度一定最大 C．龙舟齐头并进时，相对于河岸是静止的 D．龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力【解答】解：A、质量是惯性大小的唯一量度，与速度的大小无关，故A错误；B、在比赛时是相同距离下比较时间，即比较平均速度的大小，平均速度大，时间短，获得冠军，故B正确；C、龙舟齐头并进时，相对于河岸是运动的，故C错误；D、水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误；故选：B。（2024•兰州模拟）在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是（）A．水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因 B．“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关 C．只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持 D．“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力【解答】解：A、水冲沙石，沙石才能运动，因为水的冲击力克服了阻力，故力是改变运动状态的原因，故A错误；B、物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性，其大小只与质量有关，质量越大惯性越大，力是改变物体运动状态的原因，重的大石由于质量太大，惯性太大，所以运动状态不容易被水流改变，故B正确；C、物体的运动不需要力来维持，如沙石不受力的作用时，可以做匀速直线运动状态，故C错误；D、“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力为零，故D错误。故选：B。（2023•海口模拟）下列有关力和运动，说法正确的是（）A．把手中的铅球静止释放，铅球竖直下落是因为惯性 B．汽车的速度越大，刹车时越难停下来，说明速度越大惯性越大 C．牛顿第一定律也被叫作惯性定律 D．汽车紧急刹车时乘客向前倾，是因为乘客受到向前的惯性力【解答】解：A．把手中的铅球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球受到竖直向下的重力的缘故，故A错误；B．惯性是物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，是物体的固有属性，惯性的大小只与物体的质量有关，质量越大，物体的惯性越大，故惯性与速度无关，故B错误；C．牛顿第一定律指出：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，也叫“惯性定律”，故C正确；D．汽车紧急刹车时，乘客会向前倾倒，这是由于乘客具有惯性；惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。故选：C。考点二牛顿第三定律的理解与应用1．牛顿第三定律的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．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同．(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同．(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．3．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一对平衡力不同点作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零一定是同性质的力性质不一定相同相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线上（2024•惠州一模）如图所示，一女士借助瑜伽球靠墙静止蹲在墙边，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在竖直墙面上。下列说法正确的是（）A．地面对女士的支持力大于女士受到的重力 B．地面对女士的摩擦力为零 C．女士对瑜伽球的弹力可能为0 D．女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对相互作用力【解答】解：A、瑜伽球有向下的运动趋势，墙壁和女士对球有竖直向上的摩擦力。女士受到竖直向下的重力、瑜伽球对女士向下的摩擦力和地面竖直向上的支持力，根据平衡条件可知地面对女士的支持力等于重力与摩擦力之和，所以地面对女士的支持力大于女士受到的重力，故A正确；B、女士在水平方向上受力平衡，由于瑜伽球对女士有水平向左的弹力，所以地面对女士有水平向右的摩擦力，故B错误；C、瑜伽球在水平方向受力平衡，墙壁对瑜伽球有水平向左的弹力，所以女士对瑜伽球有水平向右的弹力，故C错误；D、女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力都作用在瑜伽球上，是一对平衡力，故D错误。故选：A。（2024•浙江模拟）2023年10月7日，第19届亚运会皮划艇静水项目中浙江选手李冬盎以1分58秒931的成绩获得皮划艇静水女子500米单人皮艇决赛冠军，如图为运动员冲刺时的照片。下列说法一定正确的是（）A．研究冲刺瞬间的划水动作时可以将运动员视为质点 B．“1分58秒931”是指时间间隔 C．桨对水的作用力大于水对浆的作用力 D．运动员冲刺的瞬时速度约为4.2m/s【解答】解：A、在冲刺瞬间，船的长度不能忽略不急，此时不能将船视为质点，故A错误；B、“1分58秒931”是指比赛时间，故B正确；C、桨对水的作用力与水对桨的作用力是一对相互作用力，大小相等，故C错误；D、根据题意无法得出比赛冲刺时的瞬时速度，故D错误；故选：B。（2024•南充模拟）如图，木模A、B质量均为m，通过三根轻质竖直细线对称连接，木模B静止在水平面上。细线a、b、c上的拉力大小分别用Fa、Fb、Fc表示，水平面所受的压力大小为FN，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．Fa＝Fb+Fc+mg B．FN＜2mg C．Fa+Fb+Fc＝2mg D．Fa＝Fb+Fc【解答】解：AD．研究对象为木模A，对木模A受力分析有：Fa＝Fb+Fc+mg，故A正确，D错误；B．求水平面受到的压力，研究对象是整体，故对木模A、B整体有：F′N＝mg+mg＝2mg根据牛顿第三定律可知水平面所受的压力大小为：FN＝F′N＝2mg，故B错误；C．由：Fa+Fb+Fc＝2Fb+2Fc+mg≠2mg，故C错误。故选：A。考点三“转移研究对象法”在受力分析中的应用作用力与反作用力，二者一定等大反向，分别作用在两个物体上．当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．（2023•广州三模）如图所示，小明同学在家做家务时，沿轻质推杆方向斜向下施加力，拖把受到杆的推力F与水平方向的夹角为θ，且拖把刚好做匀速直线运动，则（）A．拖把所受地面的摩擦力为Fsinθ B．地面对拖把的支持力大于拖把的重力 C．推杆对拖把的作用力大于拖把对推杆的作用力 D．推杆对拖把的作用力小于拖把对推杆的作用力【解答】解：AB、拖把的受力图如下根据正交分解可得Fcosθ＝FfFN＝mg+Fsinθ所以，拖把所受地面的摩擦力为Fcosθ；地面对拖把的支持力大于拖把的重力，故A错误，B正确；CD、根据牛顿第三定律，可知推杆对拖把的作用力与拖把对推杆的作用力是相互作用力，等大反向，故CD错误。故选：B。（2022•昌平区二模）激光是20世纪60年代发明的一种新型光源，它有很多特点，其中之一是光束截面上光强分布不均匀，中心强，向外依次减弱，也可以这样理解：如图甲中的一束激光，经焦点F会聚后向下照射，光线①由单个光子hv构成，光线②由双光子2hv构成，光线③由三光子3hv构成，能量最大。如图乙所示，一透明微粒处于向下照射的激光束中，微粒中心O位于激光束中心轴MN左侧，激光束穿过微粒时发生了折射（图中只画出两条光线，且强度②＞①），微粒的折射率大于周围介质的折射率，不考虑光的反射和吸收。入射光束由光子组成，光子在与微粒作用时速度方向发生了改变，说明微粒对光子施加了作用力。下列说法正确的是（）A．光线①对微粒的作用力方向为向右偏上 B．光线②对微粒的作用力方向为向左偏上 C．光线①和光线②对微粒的作用力大小相等 D．光线①和光线②对微粒作用力的合力会将微粒推向光束中心【解答】解：A．光线①对微粒的作用力方向为向左偏下，故A错误；B．光线②对微粒的作用力方向为向右偏下，故B错误；C．光线①和光线②的能量不等，则对微粒的作用力大小不等，故C错误；D．虽然图中只画出两条光线，但实际上光束中心左侧的光线会多于光束中心右侧的光线，光线①和光线②对微粒作用力的合力会将微粒推向光束中心，故D正确。故选：D。（2023•邵阳三模）在楼房维修时，为防止重物碰撞阳台，工人经常使用如图所示的装置提升重物。跨过光滑定滑轮的a绳和b、c绳子连结在O点，工人甲拉动绳的一端使重物上升，工人乙在地面某固定位置用力拉着b绳的一端，保证重物沿竖直方向匀速上升，则下列说法正确的是（）A．a绳的拉力先变大后变小 B．b绳的拉力越来越小 C．工人乙对地面的压力越来越大 D．工人乙对地面的摩擦力越来越大【解答】解：AB、重物沿竖直方向匀速上升，O点受到c绳的拉力大小等于重物的重力，受力分析如图所示当物体上升时，a绳与竖直方向的夹角变大，b绳与竖直方向的夹角变小，根据平行四边形法则可知ab绳中的拉力都变大，故AB错误；C、工人乙在竖直方向受到b段绳子拉力的竖直分力越来越大，根据平衡条件可知，地面对乙的支持力越来越小，由牛顿第三定律可知，工人乙对地面的压力越来越小，故C错误；D、由于a段绳子拉力越来越大，与竖直方向的夹角越来越大，其水平方向的分力越来越大，对重物和乙整体分析，水平方向根据平衡条件可知，工人乙受到地面的摩擦力等于a段绳子水平方向的分力，故工人乙受到地面的摩擦力越来越大，由牛顿第三定律知，工人乙对地面的摩擦力越来越大，故D正确。故选：D。题型1对牛顿第一定律的理解（2022•银川模拟）根据牛顿第一定律，以下说法不正确的是（）A．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因 B．在宇宙飞船内物体不存在惯性 C．物体运动状态发生了改变，必定受到外力的作用 D．歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了减小惯性【解答】解：A、由牛顿第一定律可知，当物体不受力或受平衡力时，物体将处于静止状态或匀速直线运动状态，因此力是改变物体运动状态的原因，故A正确；B、惯性是物体的固有属性，物体在任何状态下均有惯性，则在宇宙飞船内物体有惯性，故B不正确；C、力是改变物体运动状态的原因，体运动状态发生了改变，必定受到外力的作用；故C正确；D、惯性只与质量有关，质量越小，惯性越小，越容易改变运动状态，则歼击机在进入战斗状态时要丢掉副油箱，这样做是为了减小惯性，有利于运动状态的改变；故D正确；本题选择不正确的，故选：B（2023•梅州一模）早在2300年前，墨子在《墨经》中就对力的概念提出了初步的论述：“力，形之所以奋也。”这句话的意思是说，力是使物体开始运动或加快运动的原因。则下列关于力的说法正确的是（）A．墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同 B．物体受到变力作用，速度大小一定会改变 C．力不是维持物体运动的原因 D．当物体不受力时，物体将停止运动【解答】解：A、墨子的观点与伽利略关于力和运动的观点基本相同，故A错误；B、物体受到变力作用，物体的运动状态一定发生改变，即物体的速度一定发生变化，但是速度的大小不一定会改变，例如物体做匀速圆周运动，故B错误。C、力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C正确。D、当物体不受力时，物体的运动状态不发生变化，即物体保持静止或匀速直线运动状态不变，运动的物体不会停止运动，故D错误。故选：C。题型2惯性与质量（2023•广东模拟）机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是（）A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用 B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力 C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大 D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力【解答】解：A、菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品所受合力为零，故菜品不受摩擦力的作用；故A错误；B、菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力分别作用在两个不同的物体上，是作用力和反作用力关系。不是一对平衡力，故B错误；C、惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，故C错误；D、菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力在竖直方向的分力等于菜品的重力，机器人对菜品还有沿水平方向的分力，所以机器人对菜品的作用力大于菜品的重力，故D正确；故选：D。（2023•丽江一模）如图所示，在一辆表面光滑的小车上，放有质量分别为m1、m2的两个球，随车一起匀速运动，当车突然停止运动，其他阻力不计，设车无限长，则两小球（）A．一定相碰 B．一定不相碰 C．若m1＞m2，则肯定相碰 D．若m1＜m2，则一定不相碰【解答】解：车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，由于两球的速度相同，相等时间内通过的位移相等，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰。故选：B。题型3牛顿第三定律应用（2023•绍兴二模）如图所示，拖车的缆绳将违章车与拖车拴在一起，使违章车停在倾斜坡道上保持静止状态。下列说法正确的是（）A．缆绳对违章车的拉力等于违章车对缆绳的拉力 B．违章车对坡道的作用力的方向一定与坡道垂直 C．坡道与水平面的夹角越小，坡道受到的压力也越小 D．违章车一定只受到重力、支持力、拉力三个力的作用【解答】解：A．根据牛顿第三定律可知，缆绳对违章车的拉力等于违章车对缆绳的拉力，故A正确；B．违章车受到重力，支持力和绳子的拉力，当拉力等于重力沿斜坡的分力时，违章车对坡道没有摩擦力作用，若拉力小于重力分力，那么斜坡对轨道有摩擦，因此违章车对斜坡的作用力可能是摩擦力和支持力的合力，这个合力与坡道不垂直；若违章车只受坡道的支持力，没有摩擦力，违章车对坡道的作用力的方向与坡道垂直，故B错误；C．设坡道与水平面的夹角为θ，则FN＝mgcosθ坡道与水平面的夹角越小，坡道受到的压力越大，故C错误；D．违章车除了受到重力、支持力、拉力之外还有可能受到坡道对它的摩擦力，故D错误。故选：A。（2023•潮州二模）如图所示为智能机器人协助派件员分拣快递的场景，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过扫码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置，从而实现包裹的分拣功能。关于机器人和包裹，下列说法正确的是（）A．机器人加速前进则包裹对水平托盘的摩擦力方向向后 B．包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的 C．包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力 D．包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受到向前的摩擦力【解答】解：A、机器人加速前进时，相对包裹机器人有向前运动的趋势，故此时包裹具有向前的加速度，所以受到向前的摩擦力作用，根据牛顿第三定律可知包裹对水平托盘的摩擦力方向向后，故A正确；B、包裹受到向上的支持力是托盘发生形变产生的，故B错误；C、包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力，故C错误；D、包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹加速度为零，故此时不受到摩擦力，故D错误。故选：A。（2023•邯山区校级二模）“电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具。如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力 B．“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小 C．“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上 D．“电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力【解答】解：A、人受”电动平衡车”的作用力和“电动平衡车”受到人的作用力是一对作用力和反作用力，二者总是大小相等，方向相反，故A错误；B、“电动平衡车”匀速行驶时人受到的合外力等于零，所以车对人的作用力即人受到的支持力，大小等于人对车的压力大小，故B正确；C、“电动平衡车”加速行驶时，人受到的合力的方向向前，车对人的作用力方向斜向上，故C错误；D、“电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力与人的重力的和与地面对平衡车的支持力是一对平衡力，故D错误。故选：B。题型4作用力和反作用力与一对平衡力的区别（2022•沈北新区校级模拟）如图所示是智能快递分拣机器人，派件员将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人通过打码读取目的地信息，并生成最优路线，将不同目的地的包裹送至不同的位置．从而实现包裹的分拣功能。关于机器人下列说法正确的是（）A．机器人的轮胎上印有花纹，是为了增大摩擦力 B．包裹受到向上的支持力是包裹发生形变产生的 C．包裹对机器人的压力和机器人对包裹的支持力是一对平衡力 D．包裹随着机器人