第1講　牛頓第一定律、牛頓第三定律

(本講對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P51)第1講牛頓第一定律、牛頓第三定律核心素養(yǎng)重要考點(diǎn)物理觀念（1）理解質(zhì)量的含義，理解慣性的概念；（2）理解和掌握牛頓運(yùn)動(dòng)定律；（3）能從運(yùn)動(dòng)與相互作用的視角分析自然與生活中的有關(guān)簡(jiǎn)單問題1.牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用2.超重和失重3.單位制4.實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系科學(xué)思維（1）應(yīng)用“理想實(shí)驗(yàn)”方法分析問題；（2）運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析、解決問題科學(xué)探究通過實(shí)驗(yàn)探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物理學(xué)是對(duì)自然現(xiàn)象的描述與理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀目錄1核心知識(shí)·優(yōu)化增分2高分能力·突破瓶頸3方法研練·素養(yǎng)提升4課后提能演練一、牛頓第一定律1.內(nèi)容：一切物體總保持

狀態(tài)或

狀態(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）揭示了物體的固有屬性：一切物體都有

，因此牛頓第一定律又叫慣性定律.

（2）揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力不是

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是

物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因.

勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止慣性維持改變二、慣性1.定義：物體具有保持原來

狀態(tài)或

狀態(tài)不變的性質(zhì).

2.表現(xiàn)：物體不受外力作用時(shí)，其慣性表現(xiàn)在保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；物體受外力作用時(shí)，其慣性表現(xiàn)在反抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的

.

3.量度：

是慣性大小的唯一量度，

大的物體慣性大，

小的物體慣性小.

勻速直線運(yùn)動(dòng)靜止改變質(zhì)量質(zhì)量質(zhì)量三、牛頓第三定律1.內(nèi)容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小

，方向

，而且在同一條直線上.

2.表達(dá)式：F=-F'.相等相反（1）牛頓第一定律并不是牛頓第二定律在加速度等于零時(shí)的特例.（2）當(dāng)物體不受力或所受合力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變；當(dāng)物體受到的合力不為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為抗拒運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的能力.（3）牛頓第三定律可簡(jiǎn)記為：異體、等大、反向、共線.1.［牛頓第一定律］牛頓第一定律是

（）A.直接通過理論推導(dǎo)得到的B.實(shí)驗(yàn)定律，可以通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證C.描述慣性大小的，又叫慣性定律D.以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過推理、想象總結(jié)出來的D2.［慣性］如圖所示，冰壺在冰面運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”，這里所指的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則冰壺的慣性大小取決于

（）A.冰壺的速度B.冰壺的加速度C.冰壺的質(zhì)量D.冰壺受到的合外力C3.［牛頓第三定律］（2024年佛山一中模擬）年糕是我國(guó)很多地方傳統(tǒng)的新年應(yīng)時(shí)食品.打年糕時(shí)一般需要用木制榔頭反復(fù)捶打石槽中煮熟的糯米，如圖所示.用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動(dòng)，下列說法正確的是

（）A.年糕受到榔頭的打擊力后才對(duì)榔頭有支持力作用B.年糕凹陷，說明榔頭對(duì)年糕的打擊力大于年糕對(duì)榔頭的支持力C.只有榔頭靜止在糯米上時(shí)榔頭對(duì)年糕的打擊力才等于年糕對(duì)榔頭的支持力D.榔頭對(duì)年糕的打擊力與年糕對(duì)榔頭的支持力總是大小相等且同時(shí)產(chǎn)生D【解析】根據(jù)牛頓第三定律，榔頭對(duì)年糕的打擊力等于年糕對(duì)榔頭的支持力，且總是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失，D正確.考點(diǎn)1對(duì)牛頓第一定律的理解［基礎(chǔ)考點(diǎn)］

1.牛頓第一定律的意義（1）提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性.（2）揭示力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因.2.牛頓第一定律的產(chǎn)生牛頓第一定律是經(jīng)過科學(xué)抽象、歸納推理總結(jié)出來的，而牛頓第二定律是一條實(shí)驗(yàn)定律.1.（2024年廣東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬）小足球運(yùn)動(dòng)員將足球踢出，球離開他們的腳后還可以繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)一段距離，這是因?yàn)?/p>

（）A.足球不受力的作用B.足球受到一個(gè)向前的力C.足球在運(yùn)動(dòng)過程中合力為零D.足球具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)D2.（2024年濰坊聯(lián)考）在“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙中開授“天宮課堂”時(shí)，在奇妙的“乒乓球”實(shí)驗(yàn)中，航天員用水袋做了一顆水球，用白毛巾包好的球拍擊球，水球被彈開.對(duì)于該實(shí)驗(yàn)說法正確的是

（）A.水球被彈開說明力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B.“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，水球體積越大其慣性越大C.同樣的水球在地面上的慣性比太空中的慣性大D.“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)可進(jìn)行牛頓第一定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證B

【解析】擊球過程中，“球拍”對(duì)水球的作用力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，A錯(cuò)誤；“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，水球體積越大，水球質(zhì)量越大，其慣性越大，B正確；質(zhì)量相同，慣性不變，C錯(cuò)誤；牛頓第一定律是理想情況，不可用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，D錯(cuò)誤.3.一位來中國(guó)旅行的游客在網(wǎng)上發(fā)了一段視頻，在高速行駛的列車窗臺(tái)上，放了一枚直立的硬幣，如圖所示.在列車行駛的過程中，硬幣始終直立在列車窗臺(tái)上，直到列車轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，硬幣才倒下，這一視頻證明了中國(guó)高鐵極好的穩(wěn)定性.關(guān)于這枚硬幣，下列判斷正確的是（）A.硬幣直立時(shí)，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用B.硬幣直立時(shí)，列車一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)C.如果硬幣向列車行駛方向的右側(cè)倒下，說明列車向右轉(zhuǎn)彎D.列車加速或減速行駛時(shí)，硬幣都可能受到與列車運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力作用A【解析】硬幣直立時(shí)不一定是平衡狀態(tài)，如果列車做加速運(yùn)動(dòng)，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用，B錯(cuò)誤，A正確；如果硬幣向列車行駛方向的右側(cè)倒下，說明列車向左轉(zhuǎn)彎，C錯(cuò)誤；列車加速時(shí)，硬幣會(huì)受到沿著行進(jìn)方向的靜摩擦力，D錯(cuò)誤.考點(diǎn)2對(duì)牛頓第三定律的理解［基礎(chǔ)考點(diǎn)］1.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關(guān)”（1）“三同”：大小相同，性質(zhì)相同，變化情況相同.（2）“三異”：方向不同，受力物體不同，產(chǎn)生效果不同.（3）“三無關(guān)”：與物體的種類無關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，與是否和另外物體相互作用無關(guān).2.相互作用力與平衡力的比較比較作用力和反作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)受力物體作用在兩個(gè)相互作用的物體上作用在同一物體上依賴關(guān)系同時(shí)產(chǎn)生，同時(shí)消失，相互依存，不可單獨(dú)存在無依賴關(guān)系，撤除一個(gè)，另一個(gè)可依然存在，只是不再平衡比較作用力和反作用力一對(duì)平衡力不同點(diǎn)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相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零力的性質(zhì)一定是同性質(zhì)的力可以是同性質(zhì)的力，也可以是不同性質(zhì)的力相同點(diǎn)大小相等、方向相反、作用在同一條直線上1.我國(guó)有多條建成的磁懸浮線路，如圖甲.圖乙是某款磁懸浮列車的原理圖，軌道P的磁場(chǎng)與車體Q的磁場(chǎng)之間產(chǎn)生排斥力使車體懸浮.已知P對(duì)Q的排斥力為F1，Q對(duì)P的排斥力為F2，則（）A.F1大于F2B.F1小于F2C.F1和F2是一對(duì)平衡力D.F1和F2是一對(duì)作用力與反作用力D【解析】根據(jù)題意可知P對(duì)Q的排斥力為F1和Q對(duì)P的排斥力為F2，F(xiàn)1和F2是一對(duì)作用力與反作用力.根據(jù)牛頓第三定律，可知F1和F2大小相等，方向相反，故A、B錯(cuò)誤，D正確；由于F1和F2分別作用在兩個(gè)不同的物體上，所以不是一對(duì)平衡力，故C錯(cuò)誤.2.機(jī)器人服務(wù)人類的場(chǎng)景正步入現(xiàn)實(shí)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(jiǎn)化為如圖乙所示的示意圖，機(jī)器人的上表面保持水平.則下列說法正確的是（）DA.菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，菜品受到與運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)，菜品對(duì)機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對(duì)菜品的支持力是一對(duì)平衡力C.菜品隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)器人對(duì)菜品的作用力等于菜品對(duì)機(jī)器人的作用力【解析】菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受摩擦力作用，A錯(cuò)誤；菜品隨著機(jī)器人一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，菜品對(duì)機(jī)器人的壓力和機(jī)器人對(duì)菜品的支持力是一對(duì)作用力與反作用力，B錯(cuò)誤；菜品隨著機(jī)器人一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，菜品的慣性不變.慣性大小由物體的質(zhì)量決定，質(zhì)量不變，物體的慣性不變，C錯(cuò)誤；菜品隨著機(jī)器人一起做勻減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第三定律知機(jī)器人對(duì)菜品的作用力等于菜品對(duì)機(jī)器人的作用力，故D正確.轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法的應(yīng)用如果不能直接求解物體受到的某個(gè)力時(shí)，可先求它的反作用力，如求壓力時(shí)可先求支持力.在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此.利用牛頓第三定律轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，可以使我們分析問題的思路更靈活、更開闊.例題操縱如圖所示的無人機(jī)，使其沿豎直方向勻速上升.設(shè)無人機(jī)（含照相機(jī)）的重力大小為G，無人機(jī)對(duì)空氣的作用力大小為F，空氣對(duì)無人機(jī)的作用力大小為T.則

（）A.G=F

B.T<FC.T<G

D.T=G+FA【解析】無人機(jī)沿豎直方向勻速上升，則空氣對(duì)無人機(jī)的作用力與無人機(jī)的重力二力平衡，有T=G，無人機(jī)對(duì)空氣的作用力和空氣對(duì)無人機(jī)的作用力是一對(duì)相互作用力，由牛頓第三定律有T=F，由以上兩式得G=F，故A正確.1.建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料.質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的加速度拉升，忽略繩子的質(zhì)量及與定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為（g取10m/s2）

（）A.510N B.490NC.890N D.910NB

【解析】繩子對(duì)物體的拉力F1=mg+ma，F(xiàn)1=m（g+a）=210

N.繩子對(duì)人的拉力F2=F1=210

N，人處于靜止，則地面對(duì)人的支持力FN=Mg-F2=490

N，由牛頓第三定律知，人對(duì)地面的壓力FN'=FN=490

N，B正確.2.一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱與桿的總質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示.已知環(huán)沿桿勻加速下滑時(shí)，環(huán)與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時(shí)箱子對(duì)地面的壓力大小為（）A.Mg+Ff

B.Mg-FfC.Mg+mg

D.Mg-mgA【解析】環(huán)在豎直方向上受重力及箱子內(nèi)的桿給它的豎直向上的摩擦力Ff，受力情況如圖甲所示.根據(jù)牛頓第三定律，環(huán)應(yīng)給桿一個(gè)豎直向下的摩擦力Ff'，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對(duì)它的支持力FN及環(huán)對(duì)它的摩擦力Ff'，受力情況如圖乙所示.由箱子處于平衡狀態(tài)，可得FN=Ff'+Mg=Ff+Mg.根據(jù)牛頓第三定律，箱子對(duì)地面的壓力大小等于地面對(duì)箱子的支持力大小，即FN'=Mg+Ff，A正確.知識(shí)鞏固練1.（2024年揭陽(yáng)一模）閩江河口龍舟競(jìng)渡歷史可追溯到秦漢，那時(shí)河口居有一支閩越王無諸氏族，他們擅長(zhǎng)劃船，喜賽龍舟，留下了龍舟競(jìng)渡傳統(tǒng).《福州地方志》記載：“福州龍舟競(jìng)渡，臺(tái)江、西湖皆有之.”圖為龍舟比賽的照片，下列說法正確的是

（）（本欄目對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P350）BA.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(shí)，相對(duì)于河岸是靜止的D.龍舟能前進(jìn)是因?yàn)樗畬?duì)船槳的作用力大于船槳對(duì)水的作用力【解析】質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，與速度的大小無關(guān)，A錯(cuò)誤；在比賽時(shí)是相同距離下比較時(shí)間，即比較平均速度的大小，平均速度大，時(shí)間短，獲得冠軍，B正確；龍舟齊頭并進(jìn)時(shí)，相對(duì)于河岸是運(yùn)動(dòng)的，C錯(cuò)誤；水對(duì)船槳的作用力與船槳對(duì)水的作用力是一對(duì)相互作用力，大小相等，方向相反，D錯(cuò)誤.2.（2024年深圳模擬）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.”從物理學(xué)的角度對(duì)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(yùn)動(dòng)，因?yàn)榱κ钱a(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因B.“沙石轉(zhuǎn)而大石不移”是因?yàn)槲矬w運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)需要力來維持D.“大石不移”是因?yàn)榇笫艿降淖枇Υ笥谒臎_力B【解析】水沖沙石，沙石才能運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗臎_擊力克服了阻力，故力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，A錯(cuò)誤；物體總有保持原有運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，重的大石由于質(zhì)量太大，慣性太大，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不容易被水流改變，B正確；物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，如沙石不受力的作用時(shí)，可以處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，C錯(cuò)誤；“大石不移”是因?yàn)樗臎_力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力為零，D錯(cuò)誤.3.春節(jié)晚會(huì)上雜技《綻放》表演了花樣飛天，如圖是女演員用雙腳舉起男演員的一個(gè)情境，兩位雜技演員均處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是（）A.水平地面對(duì)女演員可能存在水平方向的摩擦力B.水平地面對(duì)女演員的支持力和女演員的重力是一對(duì)平衡力C.女演員對(duì)男演員的支持力是女演員的腳底發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的D.女演員對(duì)男演員的作用力小于男演員對(duì)女演員的作用力C【解析】男女演員處于靜止?fàn)顟B(tài)，二者與地面之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即地面對(duì)女演員沒有摩擦力作用，A錯(cuò)誤；男女演員整體受到重力和地面對(duì)其的支持力作用處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡條件可知，水平地面對(duì)女演員的支持力大小等于兩演員的重力之和，水平地面對(duì)女演員的支持力與兩演員的重力之和是一對(duì)平衡力，水平地面對(duì)女演員的支持力和女演員的重力不是一對(duì)平衡力，B錯(cuò)誤；女演員對(duì)男演員的支持力的施力物體是女演員，女演員對(duì)男演員的支持力是女演員的腳底發(fā)生彈性形變產(chǎn)生，C正確；女演員對(duì)男演員的作用力與男演員對(duì)女演員的作用力是一對(duì)相互作用力，根據(jù)牛頓第三定律可知，二者大小相等、方向相反，D錯(cuò)誤.4.（2024年惠州一模）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(duì)女士的支持力大于女士受到的重力B.地面對(duì)女士的摩擦力為零C.女士對(duì)瑜伽球的彈力可能為0D.女士對(duì)瑜伽球的彈力與墻壁對(duì)瑜伽球的彈力是一對(duì)相互作用力A【解析】瑜伽球有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，墻壁和女士對(duì)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(duì)女士的支持力等于重力與摩擦力之和，所以地面對(duì)女士的支持力大于女士受到的重力，A正確；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?，所以地面?duì)女士有水平向右的摩擦力，B錯(cuò)誤；瑜伽球在水平方向受力平衡，墻壁對(duì)瑜伽球有水平向左的彈力，所以女士對(duì)瑜伽球有水平向右的彈力，C錯(cuò)誤；女士對(duì)瑜伽球的彈力與墻壁對(duì)瑜伽球的彈力都作用在瑜伽球上，是一對(duì)平衡力，D錯(cuò)誤.5.“電動(dòng)平衡車”是青少年非常喜歡的一種代步工