3.1 牛顿第一定律 牛顿第三定律（Word教师用书）-【创新方案】2025年高考物理一轮总复习（江苏专版）

第三章 牛顿运动定律 第一讲　牛顿第一定律　牛顿第三定律 |纲举目张||精要回顾|　 [微点判断] (1)牛顿第一定律是实验定律。(×) (2)在水平面上运动的物体最终停下来，是因为水平方向没有外力维持其运动的结果。(×) (3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。(×) (4)物体的惯性越大，运动状态越难改变。(√) (5)作用力与反作用力可以作用在同一物体上。(×) (6)作用力与反作用力的作用效果不能抵消。(√) (7)在惯性参考系中，对于任何物体，在任何情况下，牛顿第一、第三定律都是成立的。(√) (8)伽利略认为力是维持物体运动的原因。(×) (9)亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因。(×) |关键知能||升维学习|　 逐点清(一)　牛顿第一定律 惯性(基础点速过) 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．[理想斜面实验]如图所示，小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对比，可以得到的最直接的结论是(　 ) A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 解析：选A　斜面上铺垫的材料粗糙程度越小，小球上升得越高，如果斜面光滑，没有摩擦力的影响，小球将上升到与O点等高的位置，但无法得出选项B、C、D中的结论，故只有选项A正确。 2．[力与运动的关系]远在春秋战国时代(公元前770—公元前221年)，我国杰出学者墨子认为：“力，刑之所以奋也。”“刑”同“形”，即物体；“奋，动也”，即开始运动或运动加快。对墨子这句关于力和运动观点的理解，下列说法不正确的是(　 ) A．墨子认为力是改变物体运动状态的原因 B．墨子认为力是使物体产生加速度的原因 C．此观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同 D．此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同 解析：选C　“力，刑(形)之所以奋也。”也就是说，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的原因，此观点与牛顿关于力和运动的观点基本相同，而亚里士多德认为有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止。故选C。 3．[对牛顿第一定律的理解]《考工记》是春秋战国时期齐国人的一部科技著作，是古代手工技术规范的汇集。其中的《辀人篇》中记载：“劝登马力，马力既竭，辀尤能一取焉。”意思是：马拉车的时候，马停止用力了，车还能前进一段距离，这是世界上对惯性现象的最早论述。下列说法正确的是(　 ) A．马停止用力，车在短时间内还受到向前拉力，所以还能继续前进一段距离 B．马停止用力，由于车的惯性，所以车仍能继续前进一段距离才停下来 C．车停下来的过程中，随着速度逐渐减小，车的惯性也逐渐减小 D．车完全停下来后，处于平衡状态，根据牛顿第一定律，车不受任何外力的作用 解析：选B　马停止用力，车就不再受到向前拉力作用，由于车的惯性，所以车还能继续前进一段距离，A错误；马停止用力，由于车的惯性，所以车仍能继续前进一段距离才停下来，B正确；质量是惯性的唯一的量度，因此车停下来的过程中，车的质量不变，车的惯性大小不变，C错误；车完全停下来后，处于平衡状态，车只是在运动的方向上不受力作用，可在竖直方向上，车仍受到重力与地面的支持力的作用，这两个力大小相等方向相反，合力是零，D错误。 4．[惯性]如图所示的照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是(　 ) A．因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地 B．因为骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车一起倒地 C．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地 D．因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒地 解析：选B　骑车人之所以摔倒，是因为自行车前轮陷入水坑后突然静止，而人和车的后半部分由于惯性仍要保持原来的运动状态，故选B。 1．理想化状态 牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。如果物体所受的合外力等于零，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体保持静止状态或匀速直线运动状态。 2．明确了惯性的概念 牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。 3．揭示了力与物体运动状态的关系 力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。 4．与牛顿第二定律的关系 牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。 逐点清(二)　牛顿第三定律(基础点速过) ◉作用力与反作用力的关系 1．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．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力 B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力 C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力 D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力 解析：选C　绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对相互作用力，不管是桶匀速上升过程、加速上升过程或者减速向上运动过程，绳子对桶的拉力总是等于桶对绳子的拉力。 ◉作用力和反作用力与一对平衡力的区别 2．马扎属于中国传统手工艺制品。腿交叉，上面绷帆布或麻绳等，可以合拢，便于携带。如图所示，马扎放在水平地面上，一小孩站在马扎上，以下说法正确的是(　 ) A．小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对作用力和反作用力 B．小孩受到的重力和小孩对马扎的压力是一对平衡力 C．马扎在光滑水平面上无法平衡 D．斜撑A、B之间的夹角越大，A、B上的作用力越大 解析：选D　小孩受到的重力和马扎对小孩的弹力是一对平衡力，A错误；小孩受到的重力和小孩对马扎的压力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，B错误；对马扎和小孩整体分析可知，马扎在水平方向不受摩擦力，则马扎在光滑水平面上也能平衡，C错误；小孩对马扎的压力是一定的，即两个斜撑的合力是一定的，斜撑A、B之间的夹角越大，A、B上的作用力越大，D正确。 ◉牛顿第三定律的应用 3．以下对教材中的图片描述正确的是(　 ) A．图甲中必须在静止状态下用传感器探究作用力与反作用力的关系，在加速状态下不行 B．图乙中运动员顶球时，运动员对球的力与球对运动员的力是一对平衡力 C．图丙中电梯加速上升，此时人对体重计的压力就是人的重力 D．图丁中汽车车轮受到地面的摩擦力与地面受到的摩擦力是一对作用力与反作用力 解析：选D　由牛顿第三定律可知，作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。图甲中用传感器探究作用力与反作用力的关系，无论是在静止状态下，还是加速状态都是可以的，故A错误；图乙中运动员顶球时，运动员对球的力与球对运动员的力是一对作用力与反作用力，故B错误；图丙中电梯加速上升，此时人对体重计的压力施力物体是人， 人的重力施力物体是地球，压力和重力是两个不同的力，不能说人对体重计的压力就是人的重力，故C错误；图丁中汽车车轮受到地面的摩擦力与地面受到的摩擦力是一对作用力与反作用力，故D正确。 1．作用力与反作用力的关系 三同 大小、性质、作用时间均相同 三异 方向、受力物体、产生效果均不同 三无关 与物体的种类、运动状态、是否和其他物体存在相互作用无关 2．作用力和反作用力与一对平衡力的区别 名称 作用力与反作用力 一对平衡力 作用对象 两个相互作用的不同物体 同一个物体 作用时间 一定同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 力的性质 一定相同 不一定相同 作用效果 不可抵消 可相互抵消 [课时跟踪检测] 1．关于力与运动的关系，下列说法中正确的是(　 ) A．必须有力的作用物体才能运动 B．牛顿第一定律可以用实验直接验证 C．理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因” D．牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大 解析：选C　力是改变物体运动状态的原因，物体不受力时也能保持匀速直线运动，故A错误；牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论，不能直接通过实验得出，但能经住实践的检验，故B错误；伽利略通过理想斜面实验说明，力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，故C正确；惯性的大小由物体的质量决定，与物体受力的大小无关，与是否受力也无关，故D错误。 2．我国古代典籍中记录了很多物理现象和规律，体现了古人对自然的思考探索。根据所学知识分析，下列说法正确的是(　 ) A．“力，刑(形)之所以奋也”，力使物体的运动状态发生了改变，说明力是改变物体运动状态的原因 B．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，说明弓箭的惯性随速度减小而减小 C．“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，说明力是维持物体运动的原因，没有力物体就会停止运动 D．“有乌获之劲而不得人助，不能自举”，意思是力气很大的人也不能把自己举起来，说明一对相互作用力的效果可以相互抵消 解析：选A　力是改变物体运动状态的原因，故A正确；物体的惯性只与质量有关，与速度无关，故B错误；力不是维持物体运动的原因，故C错误；相互作用力不是作用在同一个物体上的，作用效果不会抵消，故D错误。 3.如图所示是厨房用来悬挂厨具的小吸盘，其原理是排开吸盘与墙壁之间的空气，依靠大气压紧紧地将吸盘压在厨房的竖直墙壁上，可用来悬挂比较轻的厨具，安装拆卸都很方便，以下说法正确的是(　 ) A．墙壁对吸盘的作用力的合力竖直向上 B．大气压变大，吸盘受到的摩擦力也变大 C．吸盘与墙壁之间只有一对作用力与反作用力 D．空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力 解析：选D　墙壁对吸盘的作用力有竖直向上的摩擦力和水平方向的支持力，合力方向不是竖直向上，故A错误；吸盘受到的摩擦力与吸盘和物体所受重力大小相等，不会变化，故B错误；吸盘与墙壁之间有水平方向和竖直方向两对作用力与反作用力，故C错误；空气对吸盘的压力与墙壁对吸盘的支持力是一对平衡力，故D正确。 4．(2023·浙江6月选考)在足球运动中，足球入网如图所示，则(　 ) A．踢香蕉球时足球可视为质点 B．足球在飞行和触网时惯性不变 C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D．触网时足球对网的力大于网对足球的力 解析：选B　在踢香蕉球时，需要考虑踢在足球上的位置与角度以及足球的转动和空气阻力，所以不可以把足球看作质点，故A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故只受重力和空气阻力，故C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。 5．科学研究方法对物理学的发展意义深远，实验法、归纳法、演绎法、类比法、理想实验法等对揭示物理现象的本质十分重要。下列哪个成果是运用理想实验法得到的(　 ) A．牛顿发现“万有引力定律” B．库仑发现“库仑定律” C．法拉第发现“电磁感应现象” D．伽利略发现“力不是维持物体运动的原因” 解析：选D　牛顿发现“万有引力定律”是通过演绎法得到的；库仑发现“库仑定律”，法拉第发现“电磁感应现象”，这些都是建立在大量的实验的基础上直接得出的结论；而伽利略发现“力不是维持物体运动的原因”，是在实验的基础上经过抽象推理得出的结论，即运用了理想实验法。故D正确。 6.如图所示，小明撑杆使船离岸，则下列说法正确的是(　 ) A．小明与船之间存在摩擦力 B．杆的弯曲是由于受到杆对小明的力 C．杆对岸的力大于岸对杆的力 D．小明对杆的力和岸对杆的力是一对相互作用力 解析：选A　小明与船之间存在运动的趋势，则它们之间存在摩擦力，A正确；杆的弯曲是由于杆受到小明对杆的力，B错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用与反作用力，大小相等，C错误；小明对杆的力和杆对小明的力是一对相互作用力，D错误。 7．(2024·广州模拟)中国天眼(FAST)是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统。如图甲所示，所谓的“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的。如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是(　 ) A．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力 B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小 C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小 D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小 解析：选B　人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B正确；由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知，氦气球和面板对人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重力大小，故C、D错误。 8．(2024·扬州调研)如图所示，在中国空间站内航天员王亚平将北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”抛出，不计空气阻力，则(　 ) A．冰墩墩被抛出前做加速运动的过程中，航天员对冰墩墩的力大于冰墩墩对航天员的力 B．抛出后的运动过程可以用来验证牛顿第一定律 C．冰墩墩抛出后惯性消失 D．冰墩墩抛出后处于完全失重状态 解析：选D　冰墩墩被抛出前做加速运动的过程中，航天员对冰墩墩的力与冰墩墩对航天员的力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故A错误；牛顿第一定律成立的条件是物体不受外力或受到的合外力为0，而“冰墩墩”受到的合外力不为0，所以“冰墩墩”近似匀速前进不能验证牛顿第一定律，故B错误；惯性只和物体的质量有关，质量不变，所以惯性不变，故C错误；在忽略空气阻力情况下，冰墩墩在运动过程中只受地球引力作用，合外力不为零，处于完全失重状态，故D正确。 9．2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，成功将神舟十七号载人飞船发射升空。关于这次神舟十七号载人飞船与火箭上天的情形叙述正确的是(　 ) A．火箭尾部向外喷气，喷出的气体对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力 B．火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 C．火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力 D．神舟十七号载人飞船进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用 解析：选A　火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上升的推动力，此动力并不是由周围的空气提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，B、C错误，A正确；神舟十七号载人飞船进入预定轨道之后，与地球之间依然存在相互吸引力，即神舟十七号载人飞船吸引地球，地球吸引神舟十七号载人飞船，这是一对作用力与反作用力，D错误。 10.(2023·江苏高考)如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为(　 ) A. B. C. D. 解析：选D　对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN＝mg月，则对一条腿有FN1＝mg月＝，根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力大小为。 11．(2023·成都七中月考)如图所示，将一玻璃瓶装水后密闭，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小气泡处于静止状态，现用力突然将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段后停止，可看到气泡相对瓶子的运动情况是(　 ) A．向前 B．向后 C．先向前，再向后 D．先向后，再向前 解析：选C　当玻璃瓶静止时，水和玻璃瓶保持相对静止，气泡在玻璃瓶中间；当突然用力将瓶子向前推动一下，水要保持原来的静止状态，向玻璃瓶后方运动，把气泡挤向玻璃瓶前进的方向。当瓶子运动起来后，最终静止，因此瓶子必然要减速运动，这时气泡右边的水受瓶的作用随瓶一起减速运动，而气泡左边的水将相对于瓶向前运动，气泡将相对于瓶向后移动。 12.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)(　 ) A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N 解析：选B　对建筑材料进行受力分析，有F－mg＝ma，得绳子的拉力大小F＝210 N；然后再对工人进行受力分析，由平衡条件得Mg＝F＋FN，得FN＝490 N，根据牛顿第三定律可知，工人对地面的压力大小为490 N，故选项B正确。 13．(2024·杭州高三调研)机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见。如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平。则下列说法中正确的是(　 ) A．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用 B．菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力 C．菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大 D．菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力大于菜品的重力 解析：选D　菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，不受摩擦力作用，A错误；菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力与反作用力，B错误；菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性不变。惯性大小由物体的质量决定，质量不变，物体的惯性不变，C错误；菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的支持力FN＝mg，由牛顿第二定律Ff＝ma，机器人对菜品的作用力为支持力和静摩擦力的合力F＝＝＝>mg，D正确。 14.如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用细绳悬挂和拴住一个铁球和一个乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)(　 ) A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左 C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右 解析：选A　当容器突然向右运动时，同等体积的铁球和水比较，铁球的质量大，铁球保持原来的运动状态，相对于水向左偏移，相对于小车向左运动，同等体积的乒乓球和水比较，水的质量大，水相对于乒乓球向左偏移，因此乒乓球相对于水向右偏移，相对于小车向右运动，故选A。 15.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10 N 的金属块，使金属块部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出)，若弹簧测力计的示数变为T′＝6 N，则台秤的示数(　 ) A．保持不变　　　　B．增加10 N C．增加6 N D．增加4 N 解析：选D　金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F。由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为：F＝G－T′＝4 N。根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4 N。所以，台秤的示数增加4 N。 学科网（北京）股份有限公司 $$