高考物理一轮复习讲义 第1讲 牛顿第一定律
2014高考物理（人教）一轮复习讲义第1讲牛顿第一定律
第1讲牛顿第一定律
牛顿第三定律
一、牛顿第一定律
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改变这种状态．
2．物理学史：物理学家对力和运动的关系观点如下：
(1)亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止在一个地方．
(2)伽利略：力不是维持物体运动的原因(通过理想实验得出)．
(3)笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来，也不偏离原来的方向．
(4)牛顿：力是改变物体运动状态的原因．
二、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惟一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．
三、牛顿第三定律
1．作用力与反作用力：两个物体之间的作用总是相互的．一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力．
2．牛顿第三定律：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．
1．(2012·北京东城统一检测)下列对运动的认识不正确的是 ( )
A．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止B．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快
C．牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因
D．伽利略根据理想实验推出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去
解析：对于力和运动的关系，亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来，即力是产生和维持物体运动的原因，这种观点错误，A 项说法错误；伽利略通过斜面实验分析并推理，如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快，B项说法正确；牛顿第一定律指出力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因，C项说法正确；伽利略根据理想实验，并通过科学推理，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去，D项说法正确．
答案： A
2．下列关于惯性的说法，正确的是( )
A．只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性
B．物体运动时惯性小，静止时惯性大
C．有的物体没有惯性
D．两个物体质量相等，那么它们的惯性大小相等
解析：
3．伽利略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从固定斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示．伽利略设计这个实验的目的是为了说明 ( )
A．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度
B．如果没有摩擦，物体运动时机械能守恒
C．维持物体做匀速直线运动并不需要力
D．如果物体不受到力，就不会运动
解析：在伽利略理想斜面实验中，“小球从两个对接的斜面中的固定斜面滚下后将滚上
另一个斜面”是经验事实；“如果没有摩擦小球将运动到与释放时相同的高度”是推论；“减小第二个斜面的倾角小球在斜面上滑行的距离更长”也是推论；“当第二个斜面的倾角为零时，小球将沿水平面做匀速直线运动而不需
要力来维持”是外推的结果．本实验是为了否定亚里士多德的观点，揭示物体的运动不需要力来维持，所以C正确，A、B、D均错误．
答案： C
4.如图所示，将两弹簧测力计a、b连接在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明( )
A．这是两只完全相同的弹簧测力计
B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比
C．作用力与反作用力大小相等、方向相反
D．力是改变物体运动状态的原因
解析：实验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力，它们一定大小相等、方向相反，选项C正确．
答案： C
5. 关于力和运动的关系，下列说法正确的是( )
A．物体受到力的作用才会运动
B．力使物体的运动状态发生改变
C．停止用力，运动的物体就会停止
D．力是使物体保持静止状态或匀速直线运动状态的原因
解析：由牛顿第一定律可知，力的作用是使物体的运动状态发生改变，选项B正确；物体的运动不需要力来维持，选项A、C错误；物体保持静止状态或匀速直线运动状态，是物体不受力或所受合外力为零时的运动规律，并不是力作用的结果，选项D错误．答案： B
对牛顿第一定律和惯性的理解
1．牛顿第一定律的意义
(1)明确了惯性的概念
牛顿第一定律揭示了物体所具有的一个重要属性——惯性，即物体总保持匀速直线运动状态或静止状态的性质．
(2)揭示了力的本质
力是改变运动状态的原因，不是维持运动状态的原因．例如，运动的物体逐渐减速直至
停止，不是因为不受力，而是因为受到了阻力．
(3)指出了不受力作用时物体的运动规律
该定律揭示了物体不受任何外力时的运动状态：静止或匀速直线运动状态．
2．惯性现象的“三性”“两表现”
(1)惯性现象的“三性”
①不受外力的条件下，惯性表现出“保持”“原来的”运动状态．
②在受力条件下，惯性表现出运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．
(2012·课标卷)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础，早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是( )
A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
解析：物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正确．
答案： AD
处理惯性问题的一般方法：(1)明确所要研究的物体和它原来所处的运动状态；(2)分析当外力作用在该物体上(或外力作用在与该物体有关联的其他物体上)
时，该物体的运动状态的变化情况；(3)再分析该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，最后会出现什么现象．
1－1：一天，下着倾盆大雨．某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的( )
解析：列车进站时刹车，速度减小，而水由于惯性仍要保持原来较大的速度，所以水向前涌，液面形状和选项C一致．
答案： C
对牛顿第三定律的理解
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
2．应用牛顿第三定律时应注意的问题
(1)定律中的“总是”二字说明对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律都是成立的．
(2)牛顿第三定律说明了作用力和反作用力中，若一个产生或消失，则另一个必然同时产生或消失．
3．一对平衡力与一对相互作用力的比较
(2012·广州高三检测)物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列
说法正确的是( )
A ．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B ．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C ．物体所受重力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力
D ．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
解析：物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A 错．物体和斜面间的摩擦力是一对作用力和反作用力，B 正确．C 物体所受重力与物体受的支持力，受力物体均为物体本身，故C 错．D 重力可以分解为沿斜面的力和垂直斜面向下的力，故D 错．
答案： B
2－1：如图(a )、(b )所示的两种情景中，静水中原先静止的甲、
乙两船的质量相同，两船上的人的质量也分别相同．现站在甲船上的人以同样大小的力拉绳相同的时间t (未发生碰撞)，则 ( )
A ．t 秒末，两图中甲船的速率相同
B ．t 秒末，(a )图中甲船的速率小于(b )图中甲船的速率
C ．t 秒末，(b )图中甲船的速率大于乙船的速率
D ．t 秒末，(a )图中甲船的速率等于(b )图中乙船的速率
解析：根据牛顿第三定律可知，甲船上的人对绳的拉力与绳对甲船上的人的拉力大小相等，所以两种情况下甲船受到的拉力大小是相等的，两种情况下甲船的加速度大小是相等的，经过相等的时间，速率相等，故A正确、B错误；(b)图中，甲、乙两船所受的拉力大小相等，所以加速度大小相等，经过相等的时间，速率也相等，故C错误、D正确．答案： AD
纠错是成功的秘诀
纠错只需要将自己错的题记下来，找出错的原因，做出正确的答案．
1．纠错一般为三大类
(1)纠知识性错误，如
①概念理解不透彻而出错
②知识应用类错误
(2)纠逻辑性错误
如：盲目套用现成结论出错
(3)纠思维性错误
如：不能构建正确的物理模型而出错
2．纠错记录
(1)分析错误原因
(2)规范正确解答
(3)总结规律、方法或解题步骤
(4)做变式训练题
对牛顿第三定律理解不透彻而出错(知识性错误)
某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是( )
A．只有在桶匀速上升的过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力
B．不管桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力都等于桶对绳子的拉力
C．不管桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力都大于桶的重力
D．只要桶能上升，人对绳子的拉力就大于桶对绳子的拉力
正确解答：绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，不管桶匀速上升还是加速上升，大小都相等，A项错、B项对；当桶匀速上升时，绳子对桶的拉力和桶的重力才是一对平衡力，若桶加速上升，绳子对桶的拉力才大于桶的重力，C项错；因为不计绳子的重力，人对绳子的拉力总等于桶对绳子的拉力，D项错．
易错分析：由于对牛顿第三定律理解不到位，在讨论作用力与反作用力的关系时受到了物体的运动情况的干扰而导致错解．误认为只有桶匀速上升的过程中，合力为零，错选A 项；误认为当人对绳子的拉力大于桶对绳子的拉力时，桶才能上升，错选D项．练一练：(2013·四川内江市模拟)沼泽地的下面蕴藏着丰富的泥炭，泥炭是沼泽地积累的植物残体，它的纤维状和海绵状的物理结构导致人在其上面行走时容易下陷(设在下陷过程中，泥炭对人的阻力不计)．如果整个下陷的过程是先加速再减速最后匀速运动，那么，下列说法中正确的是( )
A．在加速向下运动时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力
B．在减速向下运动时，人对沼泽地的压力小于沼泽地对人的支持力
C．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力是先大于后等于沼泽地对人的支持力
D．在整个运动过程中，人对沼泽地的压力大小总是等于沼泽地对人的支持力
答案： D
1.关于惯性在实际中的应用，下列说法中正确的是( )
A．运动员在跳远时助跑，是为了增大起跳时的惯性
B．运动员在掷标枪时助跑，是为了利用惯性
C．手扶拖拉机的飞轮做得很重，是为了增大它转动的惯性
D．战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性
解析：惯性只与质量有关，只有改变了质量才能改变惯性，助跑是利用惯性，并不能改变惯性，所以选项A错误，选项B正确．惯性的大小由质量量度，质量越小，惯性越小，运动状态就越容易改变，越灵活，故选项C、D正确．
答案： BCD
2．对静止在水平地面上的汽车，下列分析正确的是( )
A．汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对相互作用力
B．汽车的重力和汽车对地面的压力是一对相互作用力
C．汽车的重力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
D．汽车对地面的压力和地面对汽车的支持力是一对平衡力
解析：判断两个力是否为一对平衡力，首先要看这两个力是不是作用在同一物体上，然后看这两个力是不是大小相等、方向相反、作用在同一直线上，或看物体在这两个力作用下是否保持静止状态或匀速直线运动状态；判断两个力是不是一对相互作用力，首先看这两个力是不是作用在互为施力物体和受力物体的两个物体上，然后再看这两个力是不是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上．
3．在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一只盛满水的碗．现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示．则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是( )
A ．小车匀速向左运动
B ．小车可能突然向左加速运动
C ．小车可能突然向左减速运动
D ．小车可能突然向右减速运动
解析：原来水和小车相对静止以相同的速度运动，水突然向右洒出有两种可能：原来小车向左运动，突然加速，碗中的水由于惯性保持原速度不变，故相对于碗向右洒出；原来小车向右运动，突然减速，碗中的水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出．故B 、D 正确．
答案： BD
4. 关于惯性，下列说法正确的有( )
A ．惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性质
B ．物体的运动速度越大，惯性越大
C ．已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的16
，故一物体从地球移到月球时，其惯性减小为原来的16
D ．惯性是物体的固有属性，仅由物体的质量决定，质量大的物体惯性大
解析：惯性是物体的固有属性，由物体的质量唯一决定，任何情况下都存在，与物体的运动状态和受力情况均无关，所以D 对．
答案： D
5．下列关于力的说法正确的是( )
A ．作用力和反作用力作用在同一物体上
B ．太阳系中的行星均受到太阳的引力作用
C ．运行的人造地球卫星所受引力的方向不变
D ．伽利略的理想实验说明了力不是维持物体运动的原因
解析：本题考查力的概念、万有引力定律、伽利略理想实验，意在考查考生的理解能力、分析推理能力．作用力和反作用力作用在两个不同的物体上，A 错误；太阳系中的所有行星都要受到太阳的引力，且引力方向沿着两个星球的连线指向太阳，B 正确；人造地球卫星绕地球做圆周运动，引力方向沿地球与人造卫星连线指向地球，故引力方向不断变化，C 错误；伽利略理想实验说明力不是维持物体运动的原因，D 正确；本题答案为B 、D.
答案： BD