2021版高考物理大一轮复习通用版教师用书：第3章第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律
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考点内容 | 要求 | 高考(全国卷)三年命题情况对照分析 | |||
2017 | 2018 | 2019 | 命题分析 | ||
牛顿运动定律及其应用 | Ⅱ | 卷Ⅲ·T25：滑块—木板模型(两个滑块) | 卷Ⅰ·T15：Fx图象、牛顿第二定律的应用 | 卷Ⅲ·T20：滑块—木板与图象、牛顿运动定律综合应用 | 高考命题既有选择题，又有计算题，命题热点是牛顿第二定律及应用，选择题多与图象结合，计算题多与运动学规律结合考查多过程问题，试题难度中等。 |
超重和失重 | Ⅰ | ||||
单位制 | Ⅰ | ||||
实验四：验证牛顿运动定律 |
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核心素养 | 物理观念：惯性、作用力与反作用力、超重与失重、单位制。 科学思维：牛顿运动定律、整体法与隔离法、图象法、控制变量法、临界法(如2019卷Ⅲ·T20)。 科学探究：探究加速度与力、质量的关系。 科学态度与责任：追及相遇、交通与安全。 | ||||
第1节 牛顿第一定律 牛顿第三定律
一、牛顿第一定律、惯性
牛顿第一定律 | 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 |
意义 | (1)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律 (2)指出力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即是产生加速度的原因 | |
惯性 | 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 |
普遍性 | 惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关 | |
量度 | 质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小 |
二、牛顿第三定律
1．作用力和反作用力
两个物体之间的作用总是相互的，一个物体A对另一个物体B施加了力，物体B一定也同时对物体A施加了力。
2．牛顿第三定律
(1)内容：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
(2)表达式：F＝－F′。
(3)意义：建立了相互作用物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)
(1)牛顿第一定律不能用实验验证。 (√)
(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动。 (×)
(3)物体运动时受到惯性力的作用。 (×)
(4)两物体相互作用时，先有作用力，后有反作用力。 (×)
(5)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。 (×)
(6)作用力与反作用力等大，反向，其合力为零。 (×)
2．(人教版必修1P70T1改编)(多选)下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是( )
A．飞机投弹时，当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标
B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地
C．安全带的作用是防止汽车刹车时，人由于惯性发生危险
D．有的同学说，向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力
BC [飞机在目标正上方投弹时，由于惯性，炸弹会落在目标的前方，A错误；地球自西向东自转，人向上跳起后，由于惯性，还会落在原地，B正确；汽车刹车时，由于惯性，人会向前冲，安全带可以防止人的前冲，C正确；物体被向上抛出后，在空中向上运动是由于惯性，D错误。]
3．(粤教版必修1P71T1)沼泽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表面行走时容易下陷。若人下陷的过程是先加速运动后匀速运动，下列判断正确的是( )
A．加速运动时人对沼泽地的压力大于沼泽地对他的支持力
B．加速运动时人对沼泽地的压力小于沼泽地对他的支持力
C．人对沼泽地的压力先大于后等于沼泽地对他的支持力
D．人对沼泽地的压力大小总等于沼泽地对他的支持力
D [人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力为作用力与反作用力，故二力大小一定相等，故A、B、C错误，D正确。]
4.(人教版必修1P70·科学漫步)(多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是( )
A．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动
B．小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变
C．火车一定是在向前加速
D．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用
[答案] BCD
牛顿第一定律和惯性 [依题组训练]
1．(多选)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
AD [物体不受外力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态，物体具有的保持原来运动状态不变的性质叫惯性，也可以说抵抗运动状态变化的性质是惯性，A、D正确；没有力的作用时物体处于平衡状态，即物体处于静止状态或匀速直线运动状态，B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，是因为受到万有引力的作用产生向心加速度，C错误。]
2．牛顿第一定律揭示了运动状态与所受外力的关系，下列说法中正确的是( )
A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变
B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变
C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态
D．物体的运动方向一定与它所受的合力的方向相同
B [只要物体受到的合力不为零，不论是否是恒力，运动状态都要发生变化，故A项错误，B项正确；物体所受合力方向不一定与运动方向相同，故D项错误；合力为零时，物体可能处于静止状态也可能做匀速直线运动，故C项错误。]
3．(2017·上海高考)一碗水置于火车车厢内的水平桌面上。当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图( )
A B C D
A [当火车向右做匀减速运动时，碗内的水由于惯性，保持原来较大的速度向右运动，故只有图A所示的情形符合要求，A正确。]
1．牛顿第一定律的意义
(1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。
(2)揭示力与运动的关系：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。
2．惯性的两种表现形式
(1)物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。
(2)物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
牛顿第三定律 [依题组训练]
1．相互作用力的特点
(1)三同
(2)三异
(3)二无关
2．一对平衡力和作用力与反作用力的比较
名称 项目 | 一对平衡力 | 作用力与反作用力 |
作用对象 | 同一个物体 | 两个相互作用的不同物体 |
作用时间 | 不一定同时产生、同时消失 | 一定同时产生、同时消失 |
力的性质 | 不一定相同 | 一定相同 |
作用效果 | 可相互抵消 | 不可抵消 |
[题组训练]
1.如图为10米跳台运动员在决赛中的关键一跳，关于运动员能跳起离开跳台的原因，下列说法正确的是( )
A．他对跳台的作用力大于地球对他的引力
B．跳台对他的作用力大于他对跳台的作用力
C．跳台对他的作用力大于地球对他的引力
D．跳台对他的作用力对他做了正功
C [运动员能离开跳台的原因是跳台对他的作用力大于他的重力，故选项A错误，C正确；他对跳台的作用力与跳台对他的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反，故选项B错误；跳台对他的作用力作用点没有产生位移，故对他不做功，故选项D错误。]
2．(2019·南京、盐城二模)如图所示，将物理课本放在水平桌面上，下列说法中正确的是( )
A．桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力
B．桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对平衡力
C．桌面对课本的支持力与课本的重力是一对作用力与反作用力
D．课本对桌面的压力就是课本的重力
A [桌面对课本的支持力与课本的重力是一对平衡力，A正确，C错误；桌面对课本的支持力与课本对桌面的压力是一对作用力与反作用力，B错误；课本对桌面的压力是由于课本发生形变而产生的对桌面向下的压力，施力物体是课本，方向垂直于桌面，大小等于课本的重力，但压力不是重力，D错误。]
3.(2019·邢台市质检)一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为( )
A．Mg＋Ff B．Mg－Ff
C．Mg＋mg D．Mg－mg
甲 乙
A [环在竖直方向上受重力及箱子内的杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力F′f，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力F′f，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即F′N＝Mg＋Ff，故选项A正确。]
