2021版浙江新高考选考物理一轮复习教师用书：3第三章　1第1节　牛顿第一定律　牛顿第三定律

第1节　牛顿第一定律　牛顿第三定律

【基础梳理】

提示：匀速直线运动　静止　低速　匀速直线运动　静止　质量　相等　相反　F′＝－F

【自我诊断】

判一判

(1)物体不受外力时一定处于静止状态．(　　)

(2)牛顿第一定律是实验定律．(　　)

(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小．(　　)

(4)两个大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力一定是相互作用力．(　　)

(5)作用力与反作用力的关系不随运动状态的变化而变化．(　　)

(6)人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力．(　　)

提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×

做一做

手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃敲碎了．对于这一现象，下列说法正确的是(　　)

A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂

B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂

C．锤头和玻璃相互间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂

D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小

提示：选C.锤头敲玻璃的力与玻璃对锤头的作用力是作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，但因作用在不同的物体上，因物体的承受能力不同，产生不同的作用效果，故C正确，A、B、D均错误．

　牛顿第一定律

【题组过关】

1．(2020·浙江十校联考)漫画中的情景在公交车急刹时常会出现．为提醒乘客注意，公交公司征集到几条友情提示语，其中对惯性的理解正确的是(　　)

A．站稳扶好，克服惯性 

B．稳步慢行，避免惯性

C．当心急刹，失去惯性 

D．谨防意外，惯性恒在

解析：选D.惯性是物体固有属性，恒在．

2.如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　)

A．一定相碰   B．一定不相碰

C．不一定相碰   D．无法确定

解析：选B.因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰．

3.(2020·舟山质检)在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗．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

C．小车可能突然向左减速 

D．小车可能突然向右加速

解析：选B.原来水和小车相对静止以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：①原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向右洒出．②原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相对于碗向右洒出，故B正确．

1．惯性和惯性定律的区别

(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关．

(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律．

2．对牛顿第一定律的说明

(1)明确惯性的概念：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．

(2)揭示力的本质：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．

(3)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．在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的．

(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．牛顿第一定律是不受外力的理想情况下经过科学抽象、归纳推理而总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律．　

　牛顿第三定律

【知识提炼】

1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”

(1)“三同”：①大小相同；②性质相同；③变化情况相同．

(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同．

(3)“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关．

2．相互作用力与平衡力的比较

【典题例析】

　(2019·4月浙江选考)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]　小明与船之间存在静摩擦力，A正确；杆的弯曲是由于受到小明对杆的作用力，B错误；杆对岸的力与岸对杆的力是作用力与反作用力，大小相等，C错误；小明对杆的力和岸对杆的力受力物体都是杆，两者不是作用力与反作用力，D错误．

[答案]　A

应用牛顿第三定律需注意的三个问题

(1)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的．

(2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同．

(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能涉及第三个物体．　

【题组过关】

1.(2020·1月浙江选考)如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜．若父亲对儿子的力记为F1，儿子对父亲的力记为F2，则(　　)

A．F2>F1

B．F1和F2大小相等

C．F1先于F2产生

D．F1后于F2产生

答案：B

2．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为(　　)

A．(M＋m)g　　　　　　

B．(M＋m)g－ma

C．(M＋m)g＋ma 

D．(M－m)g

解析：选B.对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，由mg－Ff＝ma得Ff＝m(g－a)．竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力F′f、顶竿的人对竿的支持力FN，有Mg＋F′f＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是作用力与反作用力，由牛顿第三定律得到竿对“底人”的压力大小F′N＝Mg＋F′f＝(M＋m)g－ma.B项正确．

 [随堂检测]

1．(2018·4月浙江选考)通过理想斜面实验得出“力不是维持物体运动的原因”的科学家是(　　)

A．亚里士多德   B．伽利略

C．笛卡尔   D．牛顿

解析：选B.伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的说法，得出“力不是维持物体运动的原因”．

2.如图所示，冰壶在冰面运动时受到的阻力很小，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于(　　)

A．冰壶的速度   B．冰壶的质量

C．冰壶受到的推力   D．冰壶受到的阻力

解析：选B.一个物体惯性的大小，与其运动状态、受力情况是没有任何关系的，衡量物体惯性大小的唯一因素是质量，故B正确．

3.(2020·台州高二期中)如图所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了，则(　　)

A．绳子对甲的拉力小于甲的重力

B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力

C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力

D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力

解析：选D.由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，A错；由作用力与反作用力的关系可知，绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，B错；乙能把绳子拉断，对于具有同样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力，而甲拉的绳子能承受甲的重力，甲、乙质量相等，因此绳上的拉力一定大于乙的重力，C错，D对．

4.如图所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上．A、B间有一劲度系数为100 N/m 的轻质弹簧，此时弹簧伸长了2 cm.已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N．则细线的拉力及B对地面的压力分别是(　　)

A．8 N和0 N   B．5 N和7 N

C．5 N和3 N   D．7 N和7 N

解析：选C.对A由平衡条件得FT－GA－kx＝0，解得FT＝GA＋kx＝3 N＋100×0.02 N＝5 N，对B由平衡条件得kx＋FN－GB＝0，解得FN＝GB－kx＝5 N－100×0.02 N＝3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确．

 [课后达标]

选择题

1．(2020·湖州质检)下列关于惯性的说法正确的是(　　)

A．开车系安全带可防止由于人的惯性而造成的伤害

B．子弹飞出枪膛后，因惯性受到向前的力而继续飞行

C．飞机起飞时飞得越来越快，说明它的惯性越来越大

D．物体在粗糙水平面上比光滑水平面上难推动，说明物体在粗糙水平面上惯性大

答案：A

2．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，将慢慢停止下来

答案：A

3．下列关于作用力和反作用力的说法中，正确的是(　　)

A．作用力和反作用力的合力为零

B．物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力

C．马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力

D．鸡蛋碰石头时，鸡蛋对石头的作用力与石头对鸡蛋的作用力大小是相等的

答案：D

4.为培养青少年足球人才，浙江省计划在2020年前，开设足球特色学校达到1 000所以上．如图所示，某足球特色学校的学生在训练踢球时(　　)

A．脚对球的作用力大于球对脚的作用力

B．脚对球的作用力与球对脚的作用力大小相等

C．脚对球的作用力与球的重力是作用力与反作用力

D．脚对球的作用力与球对脚的作用力是一对平衡力

答案：B

5.(2020·浙江十校联考)电动平衡车是一种时尚代步工具．当人驾驶平衡车在水平路面上做匀速直线运动时，下列说法正确的是(　　)

A．平衡车匀速行驶时，相对于平衡车上的人，是运动的

B．平衡车的重力与地面对平衡车的支持力是一对平衡力

C．平衡车在加速过程中也是平衡的

D．关闭电机，平衡车还会继续行驶一段路程是由于惯性

解析：选D.本题考查了惯性、受力分析以及对一对平衡力的理解．以人为参考系，车是静止的，A错误；平衡车竖直方向还有人对其压力，所以B错误；平衡状态为物体是静止或匀速直线运动状态，C错误．

6．如图所示，狗拉着雪橇在雪道上行驶，根据牛顿运动定律可知(　　)

A．若加速前进，狗拉雪橇的力大于雪橇拉狗的力

B．若匀速前进，狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力平衡

C．若减速前进，狗拉雪橇的力小于雪橇拉狗的力

D．狗拉雪橇的力与雪橇拉狗的力大小始终相等

解析：选D.根据牛顿第三定律，两个物体之间的相互作用力总是大小相等，与运动状态无关，因作用对象不同，效果不能抵消，故不能平衡或求合力，则D项正确．

7．女子十米台跳水比赛中，运动员从跳台斜向上跳起，一段时间后落入水中，如图所示，不计空气阻力，随入水深度的增加，阻力增大，下列说法正确的是(　　)

A．她在空中上升过程中处于超重状态

B．她在空中下落过程中做自由落体运动

C．她即将入水时的速度为整个跳水过程中的最大速度

D．入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小

解析：选D.她在空中上升过程中，加速度向下，故处于失重状态，A错误；运动员从跳台斜向上跳起，下落时速度有水平分量，则她在空中下落过程中不是做自由落体运动，B错误；入水后，运动员受到水的阻力作用，开始时重力大于阻力，做加速运动，随着入水深度的增加，阻力增大，当重力等于阻力时加速度为零，此时速度最大，故她即将入水时的速度不是整个跳水过程中的最大速度，C错误；根据牛顿第三定律可知，入水过程中，水对她的作用力大小等于她对水的作用力大小，D正确．

8.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定滑轮的摩擦，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.设绳子对物体的拉力为F1则F1－mg＝ma

F1＝m(g＋a)＝210 N

绳子对人的拉力F2＝F1＝210 N

人处于静止，则地面对人的支持力

FN＝Mg－F2＝490 N，

由牛顿第三定律知人对地面的压力FN′＝FN＝490 N，故B项正确．

9.(2020·嘉兴月考)如图所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力．则运动员(　　)

A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后

B．在空中水平方向先加速后减速

C．越过杆后落在滑板的后方

D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置

解析：选D.相对滑板竖直向上起跳时，脚对滑板的作用力竖直向下，选项A错误；分离后，由于惯性，滑板做匀速直线运动，运动员在水平方向上不受力，水平方向上做匀速运动，越过杆后落在滑板上起跳的位置，选项B、C错误，选项D正确．

10．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球．若车厢内的旅客突然发现(俯视图)小球沿如图所示的虚线从A点运动到B点，则由此可以判断列车的运行情况是(　　)

A．减速行驶，向北转弯 

B．减速行驶，向南转弯

C．加速行驶，向南转弯 

D．加速行驶，向北转弯

解析：选B.小球具有惯性，相对于列车向前运动，故列车在减速，相对于列车向北运动，故列车向南转弯，B正确．

11．撑竿跳高是一项技术性很强的体育运动，如图所示，完整的过程可以简化成三个阶段：持竿助跑、撑竿起跳上升、越竿下落．撑竿跳高的过程中包含很多物理知识，下列说法正确的是(　　)

A．持竿助跑过程，重力的反作用力是地面对运动员的支持力

B．撑竿起跳上升阶段，弯曲的撑竿对人的作用力大于人对撑竿的作用力

C．撑竿起跳上升阶段先处于超重状态后处于失重状态

D．最高点手已离开撑竿，运动员还能继续越过横竿，是因为受到了一个向前的冲力

答案：C

12．(2020·浙江联考)如图所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球m，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　)

A．沿斜面方向的直线   B．竖直向下的直线

C．无规则的曲线   D．抛物线

解析：选B.对小球进行受力分析可知：小球所受的重力和支持力均沿竖直方向，小球在水平方向上不受力．根据牛顿第一定律可知，小球在水平方向上的运动状态不变，又因楔形物体由静止释放，故小球在水平方向上无运动，只沿竖直方向向下做直线运动．故B正确．

13．(2020·浙江黄岩质检)如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意图，当汽车处于静止或匀速直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带能被拉动．当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁定棘轮的转动，安全带不能被拉动．若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是(　　)

A．向左行驶、突然刹车 

B．向右行驶、突然刹车

C．向左行驶、匀速直线运动 

D．向右行驶、匀速直线运动

解析：选B.简化模型如图所示，当小球在虚线位置时，小球、车具有向左的加速度，车的运动情况可能为：向左加速行驶或向右减速行驶，A错误，B正确；当车匀速运动时，无论向哪个方向运动，小球均处于竖直位置不摆动，C、D错误．

14．如图将两根吸管串接起来，再取一根牙签置于吸管中，前方挂一张薄纸，用同样的力对吸管吹气，牙签加速射出，击中薄纸．若牙签开始是放在吸管的出口附近，则牙签吹在纸上即被阻挡落地；若牙签开始时放在嘴附近，则牙签将穿入薄纸中，有时甚至射穿薄纸．设牙签在管中受力恒定，下列说法正确的是(　　)

A．两种情况下牙签击中薄纸时的速度相同

B．两种情况下牙签在管中运动的加速度相同

C．牙签开始放在吸管的出口处时，气体对其做功较大

D．牙签开始放在近嘴处时，运动时惯性较大

答案：B