内容正文:
专题03 牛顿第一定律、惯性、二力平衡
考前必备
一、牛顿第一定律
牛顿第一定律
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
牛顿第一定律的理解
(1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。
(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。
(3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。
(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
二、惯性
定义
物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性。
性质
惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关。
对惯性的理解
(1)一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。
(2)惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。
(3)惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
惯性的利用与防止
(1)防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等。
(2)利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘等。
三、二力平衡
平衡状态
静止状态或匀速直线运动状态
平衡力
物体在受到几个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡
二力平衡
作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡(合力为零)。
二力平衡的条件
大小相等、方向相反、作用在同一个物体上;作用在同一直线上;并且受力物体是两个
二力平衡的应用
判断物体是否处于静止或匀速直线运动状态
四、平衡力和相互作用力的区别
平衡力
相互作用力
相同点
大小相等,方向相反,作用在同一直线上
不同点
受力物体
作用在同一物体上
作用在两个不同物体上
受力情况
受力物体是同一个,施力物体不是同一物体
两个物体互为施力者,互为受力者
力的变化
一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡
同时产生,同时变化,同时消失
考点突破
考点01 力与运动的关系
物体在不受力时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,即原来运动的物体在不受力时,总保持匀速直线运动状态;原来静止的物体不受力时,总保持静止状态。
物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。
【典例1】(2023春•昭通期中)下列情境中,物体的运动状态没有发生改变的是( )
A.加速行驶的高铁列车
B.弯道上沿曲线滑行的运动员
C.匀速直线下落的降落伞
D.正在进站的公交车
【答案】C
【分析】物体运动状态的改变,指的是运动速度和运动方向的改变,包括以下三种情况:
(1)速度大小发生改变而方向不变;
(2)速度大小不发生改变而方向改变;
(3)速度大小以及方向都发生改变。
【解答】解:A.加速行驶的高铁列车、速度大小改变,运动状态改变,故A不符合题意;
B.弯道上沿曲线滑行的运动员,运动方向改变,运动状态改变,故B不符合题意;
C.匀速直线下落的降落伞,速度大小和方向都不变,故运动状态不变,故C符合题意;
D.正在进站的公交车,速度大小改变,运动状态改变,故D不符合题意。
【点评】解决此类题目可从结果出发进行判断:当物体的运动速度大小和方向都不变时,即物体的运动状态不发生改变;当物体的运动速度大小或者方向改变时,物体的运动状态发生改变。
【典例2】(2023春•无为市期中)关于力和运动的关系,下列说法正确的是( )
A.物体受到力的作用就会运动
B.物体受到力的作用,运动状态一定改变
C.物体运动状态改变时,一定受到力的作用
D.做匀