2024年高考物理一轮复习专题3.1牛顿第一定律牛顿第三定律精讲含解析

PAGEPAGE1专题3.1牛顿第肯定律牛顿第三定律1.理解牛顿第肯定律的内容和惯性，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。学问点一牛顿第肯定律1．牛顿第肯定律(1)内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它变更这种状态．(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第肯定律又叫惯性定律；②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的缘由．2．运动状态变更的三种状况(1)速度的方向不变，只有大小变更．(物体做直线运动)(2)速度的大小不变，只有方向变更．(物体做匀速圆周运动)(3)速度的大小和方向同时发生变更．(物体做曲线运动)【特殊提示】1．牛顿第肯定律所描述的是物体不受外力作用时的状态，与物体所受合外力为零是等效的．2．牛顿第肯定律不是试验定律，它是在志向试验的基础上总结得出的．学问点二惯性1．惯性(1)定义：物体具有保持原来匀速直线状态或静止状态的性质．(2)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．(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动状况和受力状况无关．2．惯性与质量(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．(2)质量是物体惯性大小的惟一量度，质量越大，惯性越大．2．惯性与力(1)惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此说“物体受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等都是错误的．(2)力是变更物体运动状态的缘由，惯性是维持物体运动状态的缘由．力越大，运动状态越易变更；惯性越大，运动状态越难变更．(3)惯性与物体的受力状况无关．3．惯性与速度(1)速度是表示物体运动快慢的物理量，惯性是物体本身固有的性质．(2)一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关．4．惯性与惯性定律(1)惯性不是惯性定律，惯性没有条件限制，是物体的一种固有属性．(2)惯性定律是物体不受外力作用时物体运动所遵守的一条规律．【特殊提示】1．在不受力(或合外力为零)的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态．2．在受力条件下，惯性表现为运动状态变更的难易程度．学问点三牛顿第三定律1．对作用力和反作用力的理解(1)三个特征：①等值，即大小总是相等的．②反向，即方向总是相反的．③共线，即二者总是在同始终线上．(2)四种性质：①异体性，即作用力和反作用力是分别作用在彼此相互作用的两个物体上．②同时性，即作用力和反作用力同时产生，同时变更，同时消逝．③相互性，即作用力和反作用力总是相互的、成对出现的．④同性性，即二者性质总是相同的．2．作用力与反作用力和二力平衡的比较作用力与反作用力二力平衡共同点大小相等、方向相反、且作用在同一条直线上不同点作用对象两个力分别作用在两个物体上两个力作用在同一个物体上作用时间同时产生，同时变更，同时消逝，不行单独存在不肯定同时产生或消逝力的性质肯定是同性质的力不肯定是同性质的力作用效果因为一对作用力与反作用力作用在两个物体上，各自产生作用效果，故不能求合力一对平衡力的作用效果是使物体处于平衡状态，合力为零【特殊提示】1．作用力和反作用力分别作用在两个物体上，其作用效果分别体现在各自的受力物体上，所以作用力和反作用力产生的效果不能抵消.2．牛顿第三定律是个普遍定律，它的成立不受条件限制，作用力与反作用力的关系与物体运动状态无关，与参考系的选取无关．【方法技巧】区分作用力、反作用力和平衡力的方法区分作用力、反作用力和平衡力最简洁的方法是看作用点，一对平衡力的作用点肯定作用在同一个物体上，而作用力、反作用力的作用点肯定分别作用在两个物体上，但只作用在两个物体上的力也不能说是作用力、反作用力，还必需是因为相互作用而产生．学问点四如何对物体受力分析1．受力分析的一般依次一般先分析重力；再分析弹力，环绕物体一周，找出跟探讨对象接触的物体，并逐个分析这些物体对探讨对象是否有弹力作用；然后分析摩擦力，对凡有弹力作用处逐一进行分析；最终是其他力．2．受力分析的详细步骤(1)确定探讨对象——即所要探讨的物体，可以是单个物体，也可以是多个物体组成的系统．(2)按依次进行受力分析：先重力，然后依次是弹力、摩擦力，最终分析其他力．这样可以避开漏掉力．(3)画出物体的受力示意图，留意各力的方向和作用点．(4)检查各力的施力物体，防止添力．3．受力分析要留意的五个问题(1)探讨对象的受力图，通常只画出依据性质命名的力，不要把按效果分解的力或合成的力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解，以免造成混乱．(2)区分内力和外力：对几个物体组成的系统进行受力分析时，这几个物体间的作用力为内力，不能在受力图中出现；当把其中的某一物体单独隔离分析时，原来的内力变成外力，要画在受力图上．(3)防止“添力”：找出各力的施力物体，若没有施力物体，则该力肯定不存在．(4)防止“漏力”：严格依据重力、弹力、摩擦力、其他力的步骤进行分析是防止“漏力”的有效方法．(5)受力分析时还要亲密留意物体的运动状态，运用平衡条件或牛顿运动定律判定未知力的有无及方向．4．受力分析常用的方法(1)整体法与隔离法整体法隔离法概念将加速度相同的几个物体作为一个整体来分析的方法将探讨对象与四周物体分隔开分析的方法选用原则探讨系统外的物体对系统整体的作用力或系统整体的加速度探讨系统内物体之间的相互作用力留意问题受力分析时不要再考虑系统内物体间的相互作用力一般隔离受力较少的物体整体法、隔离法在受力分析时要敏捷选用：①当所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，可使问题简洁明白，而不必考虑内力的作用．②当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时系统中物体间相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力．(2)假设法：在受力分析时，若不能确定某力是否存在，可先对其作出存在或不存在的状况假设，然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来推断该力是否存在．【方法技巧】推断力是否存在的方法1．依据力的产生条件：依据各种性质的力产生的条件进行推断，如弹力产生的条件是相互接触且发生弹性形变；摩擦力产生的条件是相互接触、有弹力且有相对运动或相对运动趋势．2．依据作用力和反作用力的关系：利用作用力和反作用力的关系来检验力是否存在，因为探讨对象所受的每个力都有施力物体或反作用力，找不到施力物体或没有反作用力的力是不存在的．3．依据物体所处的运动状态：力的作用效果与物体的运动状态之间有着相互制约的关系．对有些力是否存在，或力的方向难以确定时，可依据物体所处的运动状态，运用物体的平衡条件或牛顿运动定律来推断。考点一牛顿第肯定律【典例1】（2024·成都试验外国语学校模拟）牛顿第肯定律揭示了运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是()A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生变更B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生变更C．物体受到的合力为零时，它肯定处于静止状态D．物体的运动方向肯定与它所受的合力的方向相同【答案】B【解析】物体只要受到的合力不为零，不论是否是恒力，运动状态就要发生变更，故A项错误，B项正确；合力方向不肯定与运动方向相同，故D项错误；合力为零时，物体可能处于静止状态也可能做匀速直线运动，故C项错误。【方法技巧】牛顿第肯定律的应用技巧1.应用牛顿第肯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相识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的缘由，克服生活中一些错误的直观印象，建立正确的思维习惯。2.假如物体的运动状态发生变更，则物体必定受到不为零的合外力作用。因此，推断物体的运动状态是否变更，以及如何变更，应分析物体的受力状况。【变式1】（2024·湖南长沙一中模拟）关于牛顿第肯定律，下面说法中正确的是()A．牛顿第肯定律反映了物体不受外力作用时物体的运动规律B．牛顿第肯定律就是惯性C．不受外力作用时，物体运动状态保持不变是由于物体具有惯性D．运动的物体状态发生变更时，物体必定受到外力的作用【答案】ACD【解析】牛顿第肯定律又叫惯性定律，但不能说惯性定律就是惯性．惯性是指一切物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质，它是物体的固有性质，惯性大小仅由物体的质量确定，与物体是否受力及物体的运动状态无关．而惯性定律指物体在不受外力作用(合外力为零)的条件下所遵守的运动规律，它指出了力是变更物体运动状态的缘由，而不是产生或维持物体运动的缘由．总之，惯性和惯性定律是两个不同的概念，但惯性定律揭示出物体具有惯性．故选A、C、D.考点二惯性【典例2】（2024·西安市第一中学模拟）下列说法正确的是()A．惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质B．物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来直线运动状态或静止状态的性质C．物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因而就无惯性D．惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力无关【答案】D【解析】惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故A错；有外力作用时，物体运动状态发生变更，但运动状态的变更不等于物体惯性的变更．“克服惯性”“惯性消逝”等说法均是错误的，不管物体是否受外力作用，其惯性是不能被变更的，故B、C错．物体惯性由物体本身确定，与运动状态和是否受力无关，故D正确．【变式2】（2024·重庆八中模拟）如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右【答案】A【解析】小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都“想”保持原有的静止状态，由于与同体积的“水球”相比铁球的质量大，惯性大，铁球的运动状态难变更，而同体积的“水球”的运动状态简洁变更，所以小车加速向右运动时，铁球相对于小车向左运动。同理，由于与同体积的“水球”相比乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球相对于小车向右运动。考点三牛顿第三定律【典例3】（2024·河南新乡一中模拟）牛顿在总结别人的探讨结果后，提出了闻名的牛顿第三定律，阐述了作用力和反作用力的关系，从而与牛顿第肯定律和牛顿其次定律形成了完整的牛顿力学体系。下列关于作用力和反作用力的说法正确的是()A．物体先对地面产生压力，然后地面才对物体产生支持力B．物体对地面的压力和地面对物体的支持力相互平衡C．人推车加速前进，人对车的作用力的大小等于车对人的作用力的大小D．物体在地面上滑行，物体对地面的摩擦力大于地面对物体的摩擦力【答案】C【解析】物体对地面的压力和地面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，是同时产生的，所以选项A错误；物体对地面的压力和地面对物体的支持力分别作用在地面和物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力，选项B错误；人对车的作用力与车对人的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项C正确；物体对地面的摩擦力与地面对物体的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，选项D错误。【方法技巧】推断相互作用力与平衡力的方法(1)看作用点：作用力与反作用力的作用点在两个不同的物体上，平衡的两个力的作用点在同一物体上。(2)看产生力的缘由：作用力与反作用力是由于两个物体相互作用产生的，肯定是同一性质的力；平衡力是另外两物体施加的作用，两力的性质可同可不同。【变式3】（2024·山东潍坊二中模拟）如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动