总复习：牛顿第一定律 二力平衡（基础）知识讲解

总复习：牛顿第一定律 二力平衡（基础）

【考纲要求】

1、知道二力平衡的条件；

2、了解物体运动状态变化的原因；

3、通过实验，探究并了解力和运动的关系；

4、知道物体的惯性；理解牛顿第一定律。

【知识网络】
   

【考点梳理】

考点一、牛顿第一定律（高清课堂力和运动专题《第三讲 摩擦力、牛顿第一定律和受力分析》牛顿第一定律和惯性）

 一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止、或匀速直线运动状态，这就是牛顿第一定律。
要点诠释：
　  对定律的理解：
　　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。
　　5、牛顿第一定律不能用实验直接验证，而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。
　　6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律，它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律，在不受任何力时，物体要保持原有的运动状态不变。
考点二、惯性

物体保持运动状态不变的性质，叫惯性。
要点诠释：
　　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。
考点三、二力平衡

物体如果在两个力的作用下，保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这两个力平衡。这两个力就叫做一对平衡力。
要点诠释：
1．二力平衡的条件
　　概括说就是“同物、等大、反向、共线”。
　　(1)同物：作用在同一物体上的两个力。
　　(2)等大：大小相等。
　　(3)反向：两个力方向相反。
　　(4)共线：两个力作用在同一条直线上。
2．二力平衡的条件的应用：
　　(1)根据平衡力中一个力的大小和方向，判定另一个力的大小和方向。
　　(2)根据物体的平衡状态，判断物体的受力情况。

考点四、力与运动的关系

物体受平衡力(或不受力)物体的运动状态不变(保持静止或匀速直线运动状态)。
　　物体受非平衡力作用运动状态改变(运动快慢或方向改变)。

【典型例题】

类型一、牛顿第一定律

1、关于牛顿第一定律的说法正确的是(   )

A．由斜面小车实验探究直接得出

B．通过日常生活经验总结出来

C．可以用实验得到验证

D．在实验基础上，经分析、推理得出的规律

【思路点拨】牛顿第一定律是以一定的事实为基础，经过合理的科学推理得出的结论，因生活中不受力的情况是不存在的，故该实验是无法实现的。

【答案】D

【解析】验证牛顿第一定律的实验是一个理想实验，其原因是生活中不受外力的物体是没有的；但该实验是在一定的事实基础上，经分析、合理的科学推理得出的规律。

【总结升华】本题考查验证牛顿第一定律的实验的意义，注意体会什么是理想实验，同时记住牛顿第一定律也称为惯性定律。

举一反三：

【变式】（多选）在研究牛顿第一定律的实验中，记录数据如下，则下列说法正确的是（　　）

A．三次实验让小车从斜面的同一高度滑下

B．在木板表面小车速度减小得最慢

C．实验表明，力是使物体运动的原因

D．实验中运用了逐渐逼近法

【答案】ABD

2、（•广东）关于惯性现象的解释：①行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是因为汽车受到惯性力作用； ②跳远运动员助跑起跳是为了增大惯性；③小汽车配置安全带可以减少惯性带来的危害；④抛出去的实心球还会在空中运行一段距离是因为实心球具有惯性，以上说法正确的是（　　）

A．①② B．②④ C．③④ D．①③

【思路点拨】根据惯性的概念答题，物体由于惯性保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性；物体由于惯性要保持原来的运动状态继续运动。

【答案】C

【解析】①水平公路上行驶的汽车关闭发动机后还能继续行驶一段距离。是因为汽车具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用；故①说法错误；②跳远运动员要助跑一段距离获得一定的速度后起跳，起跳后由于惯性继续运动，提高了运动员的成绩，能利用惯性知识解释，而不是增大惯性，故②说法错误；③小汽车配置安全带，可以减少惯性带来的危害；故③说法正确。④抛出去的实心球还会在空中运动一段时间，是因为实心球具有惯性，故④ 说法正确。

【总结升华】本题考查了惯性的知识，知道惯性的概念是正确解题的前提，解题时要根据实际物理情景进行分析，作出判断。

举一反三：

【变式】工人用铲子向炉膛内送煤，铲子并不进入炉膛，而煤却能飞进炉膛，这是为什么？

【答案】工人用铲子向炉膛送煤时，铲子和煤都向前运动，当它们到达膛口前时，铲子停止了运动，而铲子上的煤由于惯性要保持原来向前运动的状态，而离开铲子飞进炉膛。

类型二、二力平衡

3、下面哪种情况是物体在平衡力作用下的运动  （   ）

A．木块沿光滑斜面加速下滑　　 　　　　　　　　B．抛出去的手榴弹

C．在水平笔直的铁路上，匀速前进的火车　　　　 D．汽车进站时的运动

【思路点拨】平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态；根据只有处于平衡状态的物体才受到平衡力的作用进行分析。

【答案】C

【解析】物体沿光滑斜面加速下滑，速度越来越大，运动得越来越快；汽车进站，运动得越来越慢；抛出的手榴弹，运动轨迹是曲线，运动方向和运动速度总在变化，以上三种情况，物体的运动状态都发生了变化，只有在铁路上匀速前进的火车的运动状态不变，是在平衡力作用下的运动，机车的牵引力等于火车受到的阻力。铁路对火车的支持力等于火车的重力。

【总结升华】此题主要考查学生对平衡力的辨别，注意判断平衡力的方法，先判断物体的状态，然后根据物体的状态分析是否受平衡力作用。  

举一反三：

【变式】下列的物体受到不平衡力的是（   ）

A．停在地面上的汽车

B．在弯路上运动且快慢不变的汽车

C．匀速直线下降的直升飞机

D．匀速直线上升的电梯

【答案】B

4、（•常德）长方体木箱放在水平地面上，木箱上放一木块，则下列分析正确的是（　　）

A．木箱受到的重力和地面对木箱的支持力是一对平衡力

B．木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力是一对平衡力

C．木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对相互作用力

D．地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力是一对相互作用力

【思路点拨】（1）二力平衡的条件是：①作用在同一个物体上的两个力；②大小相等；③方向相反；④作用在同一直线上；（2）相互作用力的条件是：①作用在两个物体上的两个力；②大小相等；③方向相反；④作用在同一直线上。根据二力平衡的条件和相互作用的条件进行判断。

【答案】C

【解析】A、地面对木箱的支持力等于木箱与木块重力之和，木箱受到的重力和地面对木箱的支持力大小不相等，不是一对平衡力，故A错误；B、木箱对木块的支持力和木块对木箱的压力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、不作用在同一物体上，是一对相互作用力．故B错误；C、木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上、不作用在同一物体上，是一对相互作用力。故C正确；D、地面对木箱的支持力和木块对木箱的压力，大小不相等，不是一对相互作用力，故D错误。

【总结升华】解答此类问题的关键是正确的受力分析和对二力平衡条件、相互作用力的准确掌握和理解。

类型三、知识运用

5、在一对平衡力作用下的物体正在运动，若这对平衡力中撤去一个，那么，这个物体在撤力前后的运动（   ）

A．都是匀速直线运动

B．都是变速直线运动

C．撤力前是匀速直线运动，撒力后是变速直线运动

D．撤力前是匀速直线运动，撤力后是变速运动，但运动路线不一定是直线

【思路点拨】物体受平衡力时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；物体受力不平衡时，运动状态一定发生改变。

【答案】D

【解析】由于物体受一对平衡力并且是运动的，可以判断它的运动状态一定是匀速直线运动；
当撤去一个力后，平衡状态被打破，物体的运动状态一定发生改变；
如果剩余的力与物体运动方向相同，则物体做加速运动，
如果剩余的力与物体运动方向相反，则物体做减速运动，
如果剩余的力与物体运动方向不在一条直线上，则物体的运动方向发生改变。

【总结升华】该题考查了力与运动的关系，以及平衡力作用下物体的运动情况，注意力是改变物体运动状态的原因。

举一反三：

【变式】（高清课堂力和运动专题《第三讲 摩擦力、牛顿第一定律和受力分析》例2）如图所示，细绳上端固定在O点，下端系一个小球，小球在水平面内做圆周运动。假如从某一时刻起，细绳断裂，且小球所受的一切外力同时消失,那么小球将                     （  ）

A．做匀速直线运动  B．立即停止运动

C．运动越来越慢  D．仍做圆周运动

【答案】A

6、在北京某科技馆内，有一个风洞实验室，一架模型飞机固定在托盘测力计上（如图所示）。无风时，托盘测力计示数为15N；当迎面吹着飞机的风速达到20m/s时，托盘测力计的示数为7N，可以判定飞机受到了一个新的力。根据你的分析，飞机受到的该力的大小为___________，方向为____________。

【思路点拨】飞机受到的升力等于自身的重力与现在的示数之差，方向竖直向上。

【答案】8N  竖直向上

【解析】无风时，托盘测力计示数为15N说明飞机受到的重力为15N。
对飞机吹风时托盘测力计的示数变为为7牛，示数减小，说明飞机受到了一个向上的升力，升力的大小为F′=G-F=15N-7N=8N。

【总结升华】本题证明了飞机升力的产生。