2025屆高三暑假培優(yōu)講義-第6講　牛頓第一定律 牛頓第三定律（教師版）

第6講牛頓第一定律牛頓第三定律1.理解牛頓第一定律的內(nèi)容和慣性，會分析實際問題.2.理解牛頓第三定律的內(nèi)容，會區(qū)分相互作用力和平衡力．考點一牛頓第一定律的理解與應(yīng)用1．內(nèi)容一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．2．意義(1)指出力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因．(2)指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又稱為慣性定律．(3)牛頓第一定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實際中不受力作用的物體是不存在的，當(dāng)物體受外力但所受合力為零時，其運動效果跟不受外力作用時相同，物體將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)．3．慣性(1)定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．(2)量度：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性?。?3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都有慣性，與物體的運動情況和受力情況無關(guān)．（2024?福州模擬）閩江河口龍舟競渡歷史可追溯到秦漢，那時河口居有一支閩越王無諸氏族，他們擅長劃舟，喜賽龍舟，留下了龍舟競渡傳統(tǒng)。《福州地方志》記載：“福州龍舟競渡，臺江、西湖皆有之?！眻D為龍舟比賽的照片，下列說法正確的是（）A．龍舟的速度越大，慣性也越大 B．獲得冠軍的龍舟，其平均速度一定最大 C．龍舟齊頭并進(jìn)時，相對于河岸是靜止的 D．龍舟能前進(jìn)是因為水對船槳的作用力大于船槳對水的作用力【解答】解：A、質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，與速度的大小無關(guān)，故A錯誤；B、在比賽時是相同距離下比較時間，即比較平均速度的大小，平均速度大，時間短，獲得冠軍，故B正確；C、龍舟齊頭并進(jìn)時，相對于河岸是運動的，故C錯誤；D、水對船槳的作用力與船槳對水的作用力是一對相互作用力，大小相等，方向相反，故D錯誤；故選：B。（2024?蘭州模擬）在東漢王充所著的《論衡?狀留篇》中提到“是故湍瀨之流，沙石轉(zhuǎn)而大石不移。何者？大石重而沙石輕也?！睆奈锢韺W(xué)的角度對文中所描述現(xiàn)象的解釋，下列說法正確的是（）A．水沖沙石，沙石才能運動，因為力是產(chǎn)生運動的原因 B．“沙石轉(zhuǎn)而大石不移”是因為物體運動狀態(tài)改變的難易程度與質(zhì)量有關(guān) C．只有在水的持續(xù)沖力作用下沙石才能一直運動，是因為運動需要力來維持 D．“大石不移”是因為大石受到的阻力大于水的沖力【解答】解：A、水沖沙石，沙石才能運動，因為水的沖擊力克服了阻力，故力是改變運動狀態(tài)的原因，故A錯誤；B、物體總有保持原有運動狀態(tài)的性質(zhì)即為慣性，其大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大慣性越大，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，重的大石由于質(zhì)量太大，慣性太大，所以運動狀態(tài)不容易被水流改變，故B正確；C、物體的運動不需要力來維持，如沙石不受力的作用時，可以做勻速直線運動狀態(tài)，故C錯誤；D、“大石不移”是因為水的沖力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力為零，故D錯誤。故選：B。（2023??？谀M）下列有關(guān)力和運動，說法正確的是（）A．把手中的鉛球靜止釋放，鉛球豎直下落是因為慣性 B．汽車的速度越大，剎車時越難停下來，說明速度越大慣性越大 C．牛頓第一定律也被叫作慣性定律 D．汽車緊急剎車時乘客向前傾，是因為乘客受到向前的慣性力【解答】解：A．把手中的鉛球由靜止釋放后，球能豎直下落，是由于球受到豎直向下的重力的緣故，故A錯誤；B．慣性是物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，是物體的固有屬性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，物體的慣性越大，故慣性與速度無關(guān)，故B錯誤；C．牛頓第一定律指出：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)，也叫“慣性定律”，故C正確；D．汽車緊急剎車時，乘客會向前傾倒，這是由于乘客具有慣性；慣性不是力，不能說受到慣性力的作用，故D錯誤。故選：C?？键c二牛頓第三定律的理解與應(yīng)用1．牛頓第三定律的內(nèi)容兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上．2．作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”(1)“三同”：①大小相同；②性質(zhì)相同；③變化情況相同．(2)“三異”：①方向不同；②受力物體不同；③產(chǎn)生的效果不同．(3)“三無關(guān)”：①與物體的種類無關(guān)；②與物體的運動狀態(tài)無關(guān)；③與物體是否和其他物體存在相互作用無關(guān)．3．相互作用力與平衡力的比較對應(yīng)名稱比較內(nèi)容作用力和反作用力一對平衡力不同點作用在兩個相互作用的物體上作用在同一物體上同時產(chǎn)生、同時消失不一定同時產(chǎn)生、同時消失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相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零一定是同性質(zhì)的力性質(zhì)不一定相同相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上（2024?惠州一模）如圖所示，一女士借助瑜伽球靠墻靜止蹲在墻邊，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在豎直墻面上。下列說法正確的是（）A．地面對女士的支持力大于女士受到的重力 B．地面對女士的摩擦力為零 C．女士對瑜伽球的彈力可能為0 D．女士對瑜伽球的彈力與墻壁對瑜伽球的彈力是一對相互作用力【解答】解：A、瑜伽球有向下的運動趨勢，墻壁和女士對球有豎直向上的摩擦力。女士受到豎直向下的重力、瑜伽球?qū)ε肯蛳碌哪Σ亮偷孛尕Q直向上的支持力，根據(jù)平衡條件可知地面對女士的支持力等于重力與摩擦力之和，所以地面對女士的支持力大于女士受到的重力，故A正確；B、女士在水平方向上受力平衡，由于瑜伽球?qū)ε坑兴较蜃蟮膹椓Γ缘孛鎸ε坑兴较蛴业哪Σ亮?，故B錯誤；C、瑜伽球在水平方向受力平衡，墻壁對瑜伽球有水平向左的彈力，所以女士對瑜伽球有水平向右的彈力，故C錯誤；D、女士對瑜伽球的彈力與墻壁對瑜伽球的彈力都作用在瑜伽球上，是一對平衡力，故D錯誤。故選：A。（2024?浙江模擬）2023年10月7日，第19屆亞運會皮劃艇靜水項目中浙江選手李冬盎以1分58秒931的成績獲得皮劃艇靜水女子500米單人皮艇決賽冠軍，如圖為運動員沖刺時的照片。下列說法一定正確的是（）A．研究沖刺瞬間的劃水動作時可以將運動員視為質(zhì)點 B．“1分58秒931”是指時間間隔 C．槳對水的作用力大于水對漿的作用力 D．運動員沖刺的瞬時速度約為4.2m/s【解答】解：A、在沖刺瞬間，船的長度不能忽略不急，此時不能將船視為質(zhì)點，故A錯誤；B、“1分58秒931”是指比賽時間，故B正確；C、槳對水的作用力與水對槳的作用力是一對相互作用力，大小相等，故C錯誤；D、根據(jù)題意無法得出比賽沖刺時的瞬時速度，故D錯誤；故選：B。（2024?南充模擬）如圖，木模A、B質(zhì)量均為m，通過三根輕質(zhì)豎直細(xì)線對稱連接，木模B靜止在水平面上。細(xì)線a、b、c上的拉力大小分別用Fa、Fb、Fc表示，水平面所受的壓力大小為FN，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．Fa＝Fb+Fc+mg B．FN＜2mg C．Fa+Fb+Fc＝2mg D．Fa＝Fb+Fc【解答】解：AD．研究對象為木模A，對木模A受力分析有：Fa＝Fb+Fc+mg，故A正確，D錯誤；B．求水平面受到的壓力，研究對象是整體，故對木模A、B整體有：F′N＝mg+mg＝2mg根據(jù)牛頓第三定律可知水平面所受的壓力大小為：FN＝F′N＝2mg，故B錯誤；C．由：Fa+Fb+Fc＝2Fb+2Fc+mg≠2mg，故C錯誤。故選：A?？键c三“轉(zhuǎn)移研究對象法”在受力分析中的應(yīng)用作用力與反作用力，二者一定等大反向，分別作用在兩個物體上．當(dāng)待求的某個力不容易求時，可先求它的反作用力，再反過來求待求力．如求壓力時，可先求支持力．在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此．（2023?廣州三模）如圖所示，小明同學(xué)在家做家務(wù)時，沿輕質(zhì)推桿方向斜向下施加力，拖把受到桿的推力F與水平方向的夾角為θ，且拖把剛好做勻速直線運動，則（）A．拖把所受地面的摩擦力為Fsinθ B．地面對拖把的支持力大于拖把的重力 C．推桿對拖把的作用力大于拖把對推桿的作用力 D．推桿對拖把的作用力小于拖把對推桿的作用力【解答】解：AB、拖把的受力圖如下根據(jù)正交分解可得Fcosθ＝FfFN＝mg+Fsinθ所以，拖把所受地面的摩擦力為Fcosθ；地面對拖把的支持力大于拖把的重力，故A錯誤，B正確；CD、根據(jù)牛頓第三定律，可知推桿對拖把的作用力與拖把對推桿的作用力是相互作用力，等大反向，故CD錯誤。故選：B。（2022?昌平區(qū)二模）激光是20世紀(jì)60年代發(fā)明的一種新型光源，它有很多特點，其中之一是光束截面上光強(qiáng)分布不均勻，中心強(qiáng)，向外依次減弱，也可以這樣理解：如圖甲中的一束激光，經(jīng)焦點F會聚后向下照射，光線①由單個光子hv構(gòu)成，光線②由雙光子2hv構(gòu)成，光線③由三光子3hv構(gòu)成，能量最大。如圖乙所示，一透明微粒處于向下照射的激光束中，微粒中心O位于激光束中心軸MN左側(cè)，激光束穿過微粒時發(fā)生了折射（圖中只畫出兩條光線，且強(qiáng)度②＞①），微粒的折射率大于周圍介質(zhì)的折射率，不考慮光的反射和吸收。入射光束由光子組成，光子在與微粒作用時速度方向發(fā)生了改變，說明微粒對光子施加了作用力。下列說法正確的是（）A．光線①對微粒的作用力方向為向右偏上 B．光線②對微粒的作用力方向為向左偏上 C．光線①和光線②對微粒的作用力大小相等 D．光線①和光線②對微粒作用力的合力會將微粒推向光束中心【解答】解：A．光線①對微粒的作用力方向為向左偏下，故A錯誤；B．光線②對微粒的作用力方向為向右偏下，故B錯誤；C．光線①和光線②的能量不等，則對微粒的作用力大小不等，故C錯誤；D．雖然圖中只畫出兩條光線，但實際上光束中心左側(cè)的光線會多于光束中心右側(cè)的光線，光線①和光線②對微粒作用力的合力會將微粒推向光束中心，故D正確。故選：D。（2023?邵陽三模）在樓房維修時，為防止重物碰撞陽臺，工人經(jīng)常使用如圖所示的裝置提升重物。跨過光滑定滑輪的a繩和b、c繩子連結(jié)在O點，工人甲拉動繩的一端使重物上升，工人乙在地面某固定位置用力拉著b繩的一端，保證重物沿豎直方向勻速上升，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)繩的拉力先變大后變小 B．b繩的拉力越來越小 C．工人乙對地面的壓力越來越大 D．工人乙對地面的摩擦力越來越大【解答】解：AB、重物沿豎直方向勻速上升，O點受到c繩的拉力大小等于重物的重力，受力分析如圖所示當(dāng)物體上升時，a繩與豎直方向的夾角變大，b繩與豎直方向的夾角變小，根據(jù)平行四邊形法則可知ab繩中的拉力都變大，故AB錯誤；C、工人乙在豎直方向受到b段繩子拉力的豎直分力越來越大，根據(jù)平衡條件可知，地面對乙的支持力越來越小，由牛頓第三定律可知，工人乙對地面的壓力越來越小，故C錯誤；D、由于a段繩子拉力越來越大，與豎直方向的夾角越來越大，其水平方向的分力越來越大，對重物和乙整體分析，水平方向根據(jù)平衡條件可知，工人乙受到地面的摩擦力等于a段繩子水平方向的分力，故工人乙受到地面的摩擦力越來越大，由牛頓第三定律知，工人乙對地面的摩擦力越來越大，故D正確。故選：D。題型1對牛頓第一定律的理解（2022?銀川模擬）根據(jù)牛頓第一定律，以下說法不正確的是（）A．牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因 B．在宇宙飛船內(nèi)物體不存在慣性 C．物體運動狀態(tài)發(fā)生了改變，必定受到外力的作用 D．殲擊機(jī)在進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)時要丟掉副油箱，這樣做是為了減小慣性【解答】解：A、由牛頓第一定律可知，當(dāng)物體不受力或受平衡力時，物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)，因此力是改變物體運動狀態(tài)的原因，故A正確；B、慣性是物體的固有屬性，物體在任何狀態(tài)下均有慣性，則在宇宙飛船內(nèi)物體有慣性，故B不正確；C、力是改變物體運動狀態(tài)的原因，體運動狀態(tài)發(fā)生了改變，必定受到外力的作用；故C正確；D、慣性只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越小，慣性越小，越容易改變運動狀態(tài)，則殲擊機(jī)在進(jìn)入戰(zhàn)斗狀態(tài)時要丟掉副油箱，這樣做是為了減小慣性，有利于運動狀態(tài)的改變；故D正確；本題選擇不正確的，故選：B（2023?梅州一模）早在2300年前，墨子在《墨經(jīng)》中就對力的概念提出了初步的論述：“力，形之所以奮也。”這句話的意思是說，力是使物體開始運動或加快運動的原因。則下列關(guān)于力的說法正確的是（）A．墨子的觀點與亞里士多德關(guān)于力和運動的觀點基本相同 B．物體受到變力作用，速度大小一定會改變 C．力不是維持物體運動的原因 D．當(dāng)物體不受力時，物體將停止運動【解答】解：A、墨子的觀點與伽利略關(guān)于力和運動的觀點基本相同，故A錯誤；B、物體受到變力作用，物體的運動狀態(tài)一定發(fā)生改變，即物體的速度一定發(fā)生變化，但是速度的大小不一定會改變，例如物體做勻速圓周運動，故B錯誤。C、力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，故C正確。D、當(dāng)物體不受力時，物體的運動狀態(tài)不發(fā)生變化，即物體保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)不變，運動的物體不會停止運動，故D錯誤。故選：C。題型2慣性與質(zhì)量（2023?廣東模擬）機(jī)器人服務(wù)人類的場景正步入現(xiàn)實生活中，例如餐廳中使用機(jī)器人來送餐，就越來越常見。如圖甲所示為某餐廳的送餐機(jī)器人，將其結(jié)構(gòu)簡化為如圖乙所示的示意圖，機(jī)器人的上表面保持水平。則下列說法中正確的是（）A．菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運動時，菜品受到與運動方向一致的摩擦力作用 B．菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運動時，菜品對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對菜品的支持力是一對平衡力 C．菜品隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性逐漸增大 D．菜品隨著機(jī)器人一起做勻減速直線運動時，機(jī)器人對菜品的作用力大于菜品的重力【解答】解：A、菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運動時，菜品所受合力為零，故菜品不受摩擦力的作用；故A錯誤；B、菜品對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對菜品的支持力分別作用在兩個不同的物體上，是作用力和反作用力關(guān)系。不是一對平衡力，故B錯誤；C、慣性是物體的固有屬性，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；D、菜品隨著機(jī)器人一起做勻減速直線運動時，機(jī)器人對菜品的作用力在豎直方向的分力等于菜品的重力，機(jī)器人對菜品還有沿水平方向的分力，所以機(jī)器人對菜品的作用力大于菜品的重力，故D正確；故選：D。（2023?麗江一模）如圖所示，在一輛表面光滑的小車上，放有質(zhì)量分別為m1、m2的兩個球，隨車一起勻速運動，當(dāng)車突然停止運動，其他阻力不計，設(shè)車無限長，則兩小球（）A．一定相碰 B．一定不相碰 C．若m1＞m2，則肯定相碰 D．若m1＜m2，則一定不相碰【解答】解：車停止前，兩個小球和小車一起做勻速直線運動，并且兩個小球和小車具有共同的速度，當(dāng)小車突然停止時，由于小球在光滑接觸面上，因此兩個小球由于慣性，還要保持原來大小不變的速度做勻速直線運動，由于兩球的速度相同，相等時間內(nèi)通過的位移相等，因此兩個小球間的距離不變，一定不會相碰。故選：B。題型3牛頓第三定律應(yīng)用（2023?紹興二模）如圖所示，拖車的纜繩將違章車與拖車拴在一起，使違章車停在傾斜坡道上保持靜止?fàn)顟B(tài)。下列說法正確的是（）A．纜繩對違章車的拉力等于違章車對纜繩的拉力 B．違章車對坡道的作用力的方向一定與坡道垂直 C．坡道與水平面的夾角越小，坡道受到的壓力也越小 D．違章車一定只受到重力、支持力、拉力三個力的作用【解答】解：A．根據(jù)牛頓第三定律可知，纜繩對違章車的拉力等于違章車對纜繩的拉力，故A正確；B．違章車受到重力，支持力和繩子的拉力，當(dāng)拉力等于重力沿斜坡的分力時，違章車對坡道沒有摩擦力作用，若拉力小于重力分力，那么斜坡對軌道有摩擦，因此違章車對斜坡的作用力可能是摩擦力和支持力的合力，這個合力與坡道不垂直；若違章車只受坡道的支持力，沒有摩擦力，違章車對坡道的作用力的方向與坡道垂直，故B錯誤；C．設(shè)坡道與水平面的夾角為θ，則FN＝mgcosθ坡道與水平面的夾角越小，坡道受到的壓力越大，故C錯誤；D．違章車除了受到重力、支持力、拉力之外還有可能受到坡道對它的摩擦力，故D錯誤。故選：A。（2023?潮州二模）如圖所示為智能機(jī)器人協(xié)助派件員分揀快遞的場景，派件員將包裹放在機(jī)器人的水平托盤上后，機(jī)器人通過掃碼讀取目的地信息，并生成最優(yōu)路線，將不同目的地的包裹送至不同的位置，從而實現(xiàn)包裹的分揀功能。關(guān)于機(jī)器人和包裹，下列說法正確的是（）A．機(jī)器人加速前進(jìn)則包裹對水平托盤的摩擦力方向向后 B．包裹受到向上的支持力是包裹發(fā)生形變產(chǎn)生的 C．包裹對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對包裹的支持力是一對平衡力 D．包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運動時，包裹受到向前的摩擦力【解答】解：A、機(jī)器人加速前進(jìn)時，相對包裹機(jī)器人有向前運動的趨勢，故此時包裹具有向前的加速度，所以受到向前的摩擦力作用，根據(jù)牛頓第三定律可知包裹對水平托盤的摩擦力方向向后，故A正確；B、包裹受到向上的支持力是托盤發(fā)生形變產(chǎn)生的，故B錯誤；C、包裹對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對包裹的支持力是一對相互作用力，故C錯誤；D、包裹隨著機(jī)器人一起做勻速直線運動時，包裹加速度為零，故此時不受到摩擦力，故D錯誤。故選：A。（2023?邯山區(qū)校級二模）“電動平衡車”是青少年非常喜歡的一種代步工具。如圖所示，人站在“電動平衡車”上在某水平地面上沿直線前進(jìn)，不計空氣阻力，下列說法中正確的是（）A．“電動平衡車”加速行駛時，車對人的作用力等于人的重力 B．“電動平衡車”勻速行駛時，車對人的作用力大小等于人對車的壓力大小 C．“電動平衡車”加速行駛時，車對人的作用力方向豎直向上 D．“電動平衡車”勻速行駛時，平衡車受到的重力和地面對平衡車的支持力是一對平衡力【解答】解：A、人受”電動平衡車”的作用力和“電動平衡車”受到人的作用力是一對作用力和反作用力，二者總是大小相等，方向相反，故A錯誤；B、“電動平衡車”勻速行駛時人受到的合外力等于零，所以車對人的作用力即人受到的支持力，大小等于人對車的壓力大小，故B正確；C、“電動平衡車”加速行駛時，人受到的合力的方向向前，車對人的作用力方向斜向上，故C錯誤；D、“電動平衡車”勻速行駛時，平衡車受到的重力與人的重力的和與地面對平衡車的支持力是一對平衡力，故D錯誤。故選：B。題型4作用力和反作用力與一對平衡力的區(qū)別（2022?沈北新區(qū)校級模擬）如圖所示是智能快遞分揀機(jī)器人，派件員將包裹放在機(jī)器人的水平托盤上后，機(jī)器人通過打碼讀取目的地信息，并生成最優(yōu)路線，將不同目的地的包裹送至不同的位置．從而實現(xiàn)包裹的分揀功能。關(guān)于機(jī)器人下列說法正確的是（）A．機(jī)器人的輪胎上印有花紋，是為了增大摩擦力 B．包裹受到向上的支持力是包裹發(fā)生形變產(chǎn)生的 C．包裹對機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對包裹的支持力是一對平衡力 D．包裹隨著機(jī)器人