高中物理必修一：牛頓第一定律和第三定律（教師版）

1、.牛頓第一、第三定律_1.理解物理學(xué)史，理解伽利略與牛頓第一定律相關(guān)的猜測(cè)和實(shí)驗(yàn)；2.掌握牛頓第一定律的內(nèi)容；3.明確慣性的概念以及相關(guān)因素；4.明確受力平衡的條件；5.掌握牛頓第三定律的內(nèi)容；6.明確平衡力和作用力與反作用力的區(qū)別；一、知識(shí)框架1、牛頓第一定律一切物體總保持 ，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。注意：1牛頓第一定律進(jìn)一步提醒了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)物體速度的原因，而是 物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物體速度的原因，換言之，力是產(chǎn)生 的原因。2牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，它是以伽利略的“理想實(shí)驗(yàn)“為根底，經(jīng)過(guò)科學(xué)抽象，歸納推理而總結(jié)出來(lái)的。2、慣性物體保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性。

2、3、對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律的理解1運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性，物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來(lái)維持。2它定性地提醒了運(yùn)動(dòng)與力的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，是使物體產(chǎn)生加速度的原因。3定律說(shuō)明了任何物體都有一個(gè)極其重要的性質(zhì)慣性。4牛頓第一定律提醒了靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的等價(jià)性。4、對(duì)物體的慣性的理解1慣性是物體總有保持自己原來(lái)狀態(tài)速度的本性，是物體的固有屬性，不能抑制和防止。2慣性只與物體本身有關(guān)而與物體是否運(yùn)動(dòng)，是否受力無(wú)關(guān)。任何物體無(wú)論它運(yùn)動(dòng)還是靜止，無(wú)論運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是改變還是不改變，物體都有慣性，且物體質(zhì)量不變慣性不變。質(zhì)量是物體慣性的唯一量度。3物體慣性的大小是描繪物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)弱。物

3、體慣性質(zhì)量大，保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的本領(lǐng)強(qiáng)，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難改變，反之物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變。4慣性不是力。5、牛頓第三定律的內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一條直線上6、對(duì)牛頓第三定律的理解1作用力和反作用力的同時(shí)性。它們是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)變化，同時(shí)消失，不是先有作用力后有反作用力。2作用力和反作用力的性質(zhì)一樣，即作用力和反作用力是屬于同種性質(zhì)的力。假設(shè)作用力是彈力，反作用力必定是彈力。3作用力和反作用力不可疊加性。作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生各的效果，不可求它們的合力，兩力的作用效果不能互相抵消。7、作用力與反作用力和二力平衡的區(qū)別內(nèi) 容作用

4、力和反作用力二力平衡受力物體作用在兩個(gè)互相作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系互相依存，不可單獨(dú)存在無(wú)依賴關(guān)系，撤除一個(gè)力另一個(gè)力可仍然存在，只是不再平衡疊加性兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力兩力作用效果可互相抵消，可疊加，可求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力不一定是同性質(zhì)的力二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析：1.慣性和慣性定律的區(qū)別1慣性：是物體本身的固有屬性，僅由質(zhì)量決定。2慣性定律：是在理想條件下的一種運(yùn)動(dòng)規(guī)律。牛頓第一定律說(shuō)明，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變必然有加速度，所以力是產(chǎn)生加速度的原因。2.質(zhì)量與慣性的關(guān)系1慣性的普遍性和差異性：一切物體在任

5、何條件下都具有慣性，這說(shuō)明了慣性的普遍性。當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變又有難易之別，質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變，質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變，這說(shuō)明不同物體的慣性大小具有差異性。2質(zhì)量是慣性大小的量度：因?yàn)閼T性是物體固有的性質(zhì)，所以物體慣性的大小只能由物體自身來(lái)決定。3.牛頓第三定律：兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。對(duì)牛頓第三定律的理解要點(diǎn)：1作用力和反作用力互相依賴性，它們是互相依存，互以對(duì)方作為自己存在的前提；2作用力和反作用力的同時(shí)性，它們是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，同時(shí)變化，不是先有作用力后有反作用力；3作用力和反作用力是同一性質(zhì)的力；4

6、作用力和反作用力是不可疊加的，作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可求它們的合力，兩個(gè)力的作用效果不能互相抵消，應(yīng)注意同二力平衡加以區(qū)別。4.牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀、低速的物體，不適用于微觀、高速的物體，只適用于慣性參考系，不適用于非慣性參考系。類型一：關(guān)于慣性例1.火車在長(zhǎng)直程度軌道上勻速行駛，門窗緊閉的的車廂內(nèi)有一人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因?yàn)锳人跳起后，車廂內(nèi)空氣給他以向前的力，帶著他伴隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)。B人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他伴隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)。C人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下后必是偏后一些，只是由于時(shí)間很短，

7、偏后間隔 太小，不明顯而已。D人跳起后直到落地，在程度方向上人和車始終有一樣的速度。解析：人從跳起到落地的過(guò)程中，程度方向不受外力作用，保持著原來(lái)所具有的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以仍落回車上原處。答案：D例2.有人設(shè)想，乘坐氣球飄在高空，由于地球的自轉(zhuǎn)，一晝夜就能周游世界。請(qǐng)你評(píng)價(jià)一下，這個(gè)設(shè)想可行嗎？解析：因?yàn)榈厍蛏系囊磺形矬w包括地球周圍的大氣都隨著地球一起在自轉(zhuǎn)。氣球升空后，由于慣性，它仍保持原來(lái)的自轉(zhuǎn)速度。當(dāng)忽略其他與地球有相對(duì)運(yùn)動(dòng)如風(fēng)的作用產(chǎn)生的影響時(shí)，升空的氣球與它下方的地面處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，不可能使它相對(duì)地球繞行一周的。答案：這個(gè)設(shè)想不符合物理原理，不可行。類型二：關(guān)于牛頓定律的受

8、力分析例3.一向右運(yùn)動(dòng)的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，他們只能在如圖1 所示平面內(nèi)擺動(dòng)。某一瞬時(shí)出現(xiàn)如圖1所示情景，由此可知車廂的運(yùn)動(dòng)及兩單擺相對(duì)車廂運(yùn)動(dòng)的可能情況是 A車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M擺動(dòng)，N靜止B車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M擺動(dòng)，N也擺動(dòng)C車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N擺動(dòng)D車廂作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，M靜止，N也靜止解析：作用在兩個(gè)擺上的力只有擺的重力和擺線張力兩個(gè)力。當(dāng)車廂作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，N擺相對(duì)車廂靜止或擺動(dòng)中經(jīng)過(guò)平衡位置的瞬間，此時(shí)擺所受重力和擺線張力在同一豎直線上，可以出現(xiàn)如圖1中所示情景。M擺所受重力和擺線張力不在一直線上，不可能靜止在圖中所示位置，但可以是擺動(dòng)中到達(dá)極端位置最大偏角的

9、位置的瞬間。A、B正確，C錯(cuò)。當(dāng)車廂作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，作用在擺球上的重力和擺線張力不再平衡，它們不可能在一直線上，其合力使擺球產(chǎn)生程度方向的加速度。所以，M靜止在圖中位置是可能的，但N也靜止不可能，D錯(cuò)。答案：A、B。類型三：關(guān)于互相作用力的判斷例4.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.但凡大小相等、方向相反、分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力，必定是一對(duì)作用力和反作用力B.但凡大小相等、方向相反、作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，必定是一對(duì)作用力和反作用力C.但凡大小相等、方向相反、作用在同一直線上且分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力，才是一對(duì)作用力和反作用力D.互相作用的一對(duì)力中，終究哪一個(gè)力是作用力、哪一個(gè)力是反作用

10、力是任意的解析：由牛頓第三定律知，互相作用的一對(duì)力總是大小相等、方向相反、在一條直線上，且分別作用在互相作用的兩個(gè)物體上.但大小相等、方向相反、分別作用在兩個(gè)物體上的兩個(gè)力，不一定是一對(duì)作用力和反作用力，A、B、C都是錯(cuò)誤的，只有D對(duì).答案：D類型四：關(guān)于牛頓第三定律的受力分析例5.如下圖，滑桿和底座的總質(zhì)量為M，一質(zhì)量為m的猴子沿桿以0.4 g的加速度加速下滑，那么底座對(duì)地面的壓力大小為A.Mg+0.4mg B.Mg+0.6mgC.M+mg D.Mg解析：選B.設(shè)猴子受到桿的摩擦力為f，那么有：mg-f=ma滑桿和底座受重力Mg、支持力N、猴子對(duì)桿的摩擦力f三個(gè)力的作用，由三力平衡可得：N=

11、Mg+f 由牛頓第三定律得：f=f 由解得：N=Mg+0.6mg由牛頓第三定律得底座對(duì)地面的壓力大小為：N=N=Mg+0.6mg，應(yīng)選B.答案：B例6.如下圖，用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)重G=10 N的金屬塊，使金屬塊部分浸在臺(tái)秤上的水杯中水不會(huì)溢出。假設(shè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變?yōu)門=6N，那么臺(tái)秤的示數(shù)A.保持不變B.增加10 NC.增加6 ND.增加4 N解析：金屬塊浸入水中后，水對(duì)金屬塊產(chǎn)生浮力F，由彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)知，浮力的大小為F=G-T=10-6 N=4 N.根據(jù)牛頓第三定律，金屬塊對(duì)水也施加一個(gè)反作用力F，其大小F=F=4 N，通過(guò)水和杯的傳遞，對(duì)臺(tái)秤產(chǎn)生附加壓力，所以臺(tái)秤的示數(shù)增加4 N，

12、故D正確。答案：D例7.跳高運(yùn)發(fā)動(dòng)從地面上跳起，是由于地面給運(yùn)發(fā)動(dòng)的支持力大于運(yùn)發(fā)動(dòng)給地面的壓力運(yùn)發(fā)動(dòng)給地面的壓力大于運(yùn)發(fā)動(dòng)受的重力地面給運(yùn)發(fā)動(dòng)的支持力大于運(yùn)發(fā)動(dòng)受的重力運(yùn)發(fā)動(dòng)給地面的壓力等于地面給運(yùn)發(fā)動(dòng)的支持力A.只有B.只有C.D.解析：運(yùn)發(fā)動(dòng)受重力和支持力，其中支持力和運(yùn)發(fā)動(dòng)對(duì)地面的壓力是一對(duì)作用力和反作用力，大小相等，但不是運(yùn)發(fā)動(dòng)跳起的原因，運(yùn)發(fā)動(dòng)跳起是因?yàn)榈孛鎸?duì)運(yùn)發(fā)動(dòng)的支持力大于運(yùn)發(fā)動(dòng)所受的重力。答案：C例8.以下有關(guān)牛頓第三定律的表達(dá)正確的選項(xiàng)是A.牛頓第三定律是由牛頓第一、第二定律推導(dǎo)得出的B.牛頓第三定律是關(guān)于作用力和反作用力性質(zhì)的規(guī)律C.只有重力、彈力、摩擦力才符合牛頓第三定

13、律D.以上說(shuō)法都不對(duì)解析：牛頓第三定律是關(guān)于作用力和反作用力的規(guī)律，與牛頓第一、第二定律描繪的規(guī)律不同，故B正確，A錯(cuò)誤；牛頓第三定律具有普遍性，對(duì)任何力均適用，故C錯(cuò)誤。答案：B根底演練1.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)證明了 A要物體運(yùn)動(dòng)必須有力作用，沒(méi)有力作用物體將靜止B要物體靜止必須有力作用，沒(méi)有力作用物體就運(yùn)動(dòng)C物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)D物體不受外力作用時(shí)，總保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)答案：D2.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A運(yùn)動(dòng)越快的汽車越不容易停下來(lái)，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快，慣性越大B小球由于重力的作用而自由下落時(shí)，它的慣性就不存在了 C一個(gè)小球被豎直上拋，當(dāng)拋出后能繼續(xù)上升，是因?yàn)?/p>

14、小球受到了向上的推力D物體的慣性是物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的一種屬性，與物體的速度大小無(wú)關(guān)答案：D3.關(guān)于慣性，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A慣性是一切物體的根本屬性B物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)C物體運(yùn)動(dòng)快，慣性就大D慣性大小用物體的質(zhì)量大小來(lái)量度答案：ABD4.關(guān)于牛頓第一定律，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A牛頓第一定律是依靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)，直接歸納總結(jié)得出的B牛頓第一定律是以可靠實(shí)驗(yàn)為根底，通過(guò)抽象出理想化實(shí)驗(yàn)而得出的結(jié)論C根據(jù)牛頓第一定律可知，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D根據(jù)牛頓第一定律可知，力是改變物體速度的原因答案：BD5.以下關(guān)于慣性的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是A人走路時(shí)沒(méi)有慣性，被絆倒時(shí)有慣性B百

15、米賽跑到終點(diǎn)時(shí)不能立即停下是由于慣性，停下時(shí)就沒(méi)有慣性了C物體沒(méi)有受外力作用時(shí)有慣性，受外力作用后慣性被抑制了D物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及受力情況均無(wú)關(guān)答案：D6.一物體向上拋出后，所受空氣阻力大小不變，從它被拋出到落回原地的過(guò)程中 A上升時(shí)間大于下降時(shí)間B上升加速度大于下降加速度C上升階段平均速度大于下降階段平均速度D上升階段平均速度小于下降階段平均速度答案：BC7.以下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變的是 A.勻速行駛的列車 B.地球同步衛(wèi)星C.自由下落的小球 D.在水面上浮動(dòng)的木塊答案：A8.下面關(guān)于慣性的說(shuō)法中，正確的是 A運(yùn)動(dòng)速度大的物體比速度小的物體難以停下來(lái)，所以運(yùn)動(dòng)速度大的物體具有較大

16、的慣性B物體受的力越大，要它停下來(lái)就越困難，所以物體受的推力越大，那么慣性越大C物體的體積越大，慣性越大D物體含的物質(zhì)越多，慣性越大答案：D穩(wěn)固進(jìn)步1.關(guān)于慣性的大小，以下說(shuō)法正確的是 A只有處于靜止或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體才具有慣性B推動(dòng)地面上靜止的物體比保持這個(gè)物體勻速運(yùn)動(dòng)所需的力大，所以靜止的物體慣性大C在光滑的程度面上，用一樣的程度推力推一輛空車和一輛滿載的車，空車啟動(dòng)的快，所以質(zhì)量小的物體慣性小。D在月球上舉起重物比地球上容易，所以同一物體在月球上比地球上慣性小答案：C2.火車在長(zhǎng)直程度軌道上勻速行駛，門窗緊閉的車廂內(nèi)有一個(gè)人向上跳起，發(fā)現(xiàn)仍落回到車上原處，這是因?yàn)椋篈人跳起后，車廂內(nèi)空

17、氣給他向前的力，帶著他伴隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)B人跳起的瞬間，車廂的地板給他一個(gè)向前的力，推動(dòng)他伴隨火車一起向前運(yùn)動(dòng)C人跳起后，車在繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以人落下后必定偏后一些，只是由于時(shí)間很短偏后距離太短看不出來(lái)D人跳起后直到落地，在程度方向上和車始終具有一樣的速度答案：D3.當(dāng)高速行駛的公共汽車突然剎車，乘客會(huì)向什么方向傾斜？為什么？假設(shè)公共汽車向左轉(zhuǎn)彎，乘客會(huì)向什么方向傾斜？為什么？為什么在高速公路上行駛的小車中的司機(jī)和乘客必須系好平安帶？答案：乘客會(huì)向前傾斜。因開場(chǎng)人和車一起高速向前行駛，突然剎車，在車的作用下人的下半身會(huì)減速，人的上半身由于慣性繼續(xù)保持原來(lái)的速度向前運(yùn)動(dòng)，所以乘客會(huì)向前傾倒。假

18、設(shè)公共汽車向左轉(zhuǎn)彎，乘客會(huì)向右傾斜。因開場(chǎng)人和車一起向前運(yùn)動(dòng)，公共汽車向左轉(zhuǎn)彎，人的下半身跟著汽車向左轉(zhuǎn)彎，人的上半身由于慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，所以乘客向右傾倒。在高速公路上行駛的小車因質(zhì)量小剎車時(shí)加速度大，司機(jī)和乘客容易向前傾倒而受傷，所以必須系好平安帶。1.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)進(jìn)展推論，認(rèn)識(shí)到：力不是維持_的原因，而是改變_的原因。答案：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)2.以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是 A運(yùn)動(dòng)越快的汽車越不容易停下來(lái)，是因?yàn)槠囘\(yùn)動(dòng)得越快，慣性越大B小球由于重力的作用而自由下落時(shí)，它的慣性就不存在了C一個(gè)小球被豎直上拋，當(dāng)拋出后能繼續(xù)上升，是因?yàn)樾∏蚴艿搅讼蛏系耐屏物體的慣性是物體保持勻速

19、直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的一種屬性，與物體的速度大小無(wú)關(guān)答案：D3.關(guān)于慣性，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A慣性是一切物體的根本屬性B物體的慣性與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)C物體運(yùn)動(dòng)快，慣性就大D慣性大小用物體的質(zhì)量大小來(lái)量度答案：ABD4.由牛頓第一定律可知 A物體的運(yùn)動(dòng)是依靠慣性來(lái)維持的B力停頓作用后，物體的運(yùn)動(dòng)就不能維持C物體做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定有外力作用D力是改變物體慣性的原因答案：AC5.關(guān)于牛頓第一定律，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A牛頓第一定律是依靠實(shí)驗(yàn)事實(shí)，直接歸納總結(jié)得出的B牛頓第一定律是以可靠實(shí)驗(yàn)為根底，通過(guò)抽象出理想化實(shí)驗(yàn)而得出的結(jié)論C根據(jù)牛頓第一定律可知，力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D根據(jù)牛頓第一定律可知，力是改變物體速度的原因答案：BD6.伽利略理想實(shí)驗(yàn)將可靠的事實(shí)和理論思維結(jié)合起來(lái)，能更深化地反映規(guī)律，有關(guān)的實(shí)驗(yàn)程序內(nèi)容如下： 1減小第二個(gè)斜面的角度，小球在這個(gè)斜面上仍要到達(dá)原來(lái)的高度。2兩個(gè)對(duì)接的光滑斜面，使靜止的小球沿一個(gè)斜面滾下，小球?qū)L上另一個(gè)斜面。3假如沒(méi)有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫诺母叨取?繼續(xù)減小第二個(gè)斜面的傾角，最后使它處于程度位置，小球沿程度面做持續(xù)的勻