2019届一轮复习教科版 牛顿第一定律与牛顿第三定律问题 学案

【本讲教育信息】

一、教学内容：

高考第一轮复习——牛顿第一定律与牛顿第三定律问题归纳

二、学习目标：

1、从深层次理解牛顿第一定律和牛顿第三定律的内容，加深对于惯性概念的理解。

2、理解作用力与反作用力与平衡力的区别与联系。

3、重点掌握关于牛顿第一定律和牛顿第三定律相关习题类型的分析方法。

考点地位：

牛顿第一定律与牛顿第三定律是高考考查的重点，本部分内容是高中物理的核心知识，特别是对于力和运动关系的正确理解是学习的重点和难点，对于牛顿第一定律、牛顿第三定律及运动和力的关系问题，既可以考查独立的知识点，侧重于基本概念，规律的识记与理解，同时也可以和具体的运动形式进行综合，主要是以选择题目的形式出现，如2009年宁夏卷第14题、2008年广东卷第1题、2007年上海春季高考第14题、海南卷第1题都突出了对于本部分知识点的考查。

三、重难点解析：

（一）、牛顿第一定律

1. 内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。

2. 理解要点

（1）牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性，即具有保持原来运动状态不变的性质。

（2）牛顿第一定律揭示了静止状态和匀速直线运动状态的等价性，它们的区别仅仅是参考系不同。

（3）牛顿第一定律指出了力是改变物体运动状态的原因，为牛顿第二定律的提出作了准备。

（4）牛顿第一定律描述的是一种理想化的状态，因为不存在不受外力作用的物体，因此它是在一些理想实验的基础上经过学推理作出的结论。通常人们看到的静止或匀速直线运动状态，实际上是物体受到平衡力作用的结果。

（5）学研究方法

理想斜面实验是牛顿第一定律的基础，理想斜面实验更注重的是一种学研究的方法，即将斜面的接触面情况无限地向极端推进，形成光滑斜面，从而推得如果没有摩擦力，物体将在水平面上做匀速直线运动，这种学研究的方法注重的是过程和方法。

变式1、

学思维和学方法是我们认识世界的基本手段。在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用学方法。

理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，如上图，其中有一个是经验事实，其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；

②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；

③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度；

④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做持续的匀速运动。

请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列（只要填写序号即可）。在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是

A. ①是事实，②③④是推论

B. ②是事实，①③④是推论

C. ③是事实，①②④是推论

D. ④是事实，①②③是推论

答案：B

（6）牛顿第一定律明确指出适用于一切物体，这就包括地上的物体和天上的物体，这是人类思想史上第一次跨越天地之间的鸿沟，把地上的物体运动规律与天上的物体运动规律统一起来。

（7）牛顿第一定律揭示了物体自己就是运动的，物体自己能够维持自己的状态，具有总保持运动状态的属性。

（8）牛顿第一定律不能看作牛顿第二定律的特殊情况，牛顿第一定律研究的是不受外力的理想情况，与受合外力为零不是一回事。（理想与现实是不能等同的）。

问题1、牛顿第一定律的理解问题：

关于牛顿第一定律有下列说法：①牛顿第一定律是实验定律；②牛顿第一定律说明力不是维持物体运动状态的原因；③惯性定律与惯性的实质是相同的；④物体的运动不需要力来维持。其中正确的是（）

A. ①②

B. ②③

C. ②④

D. ①②④

答案：C

变式2、

伽利略的理想实验证明了（）

A. 要物体运动必须有力作用，没有力作用物体将静止

B. 要物体静止必须有力作用，没有力作用物体就运动

C. 物体不受外力作用时，一定处于静止状态

D. 物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态

答案：D

变式3、

在力学理论建立的过程中，有许多伟大的学家做出了贡献。关于学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）

A. 伽利略发现了行星运动的规律

B. 卡文迪许通过实验测出了引力常量

C. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

D. 笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献

（二）惯性

1. 概念：一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。

2. 理解要点

（1）惯性是指物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，不能克服和避免。

（2）惯性只与物体本身有关而与物体是否运动、是否受力无关，对任何物体，无论它是运动还是静止，无论是运动状态改变还是不变，物体都有惯性。

（3）物体惯性的大小是描述物体保持原来的运动状态的本领强弱。惯性大小仅与物体的质量有关，质量是物体惯性大小的量度，物体质量越大，运动状态越难改变，即惯性越大。

（4）惯性不是力，惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质。力是物体对物体的作用，惯性和力是两个不同的概念。

问题2、惯性概念的理解与运用问题：

根据牛顿运动定律，以下选项中正确的是（）

A. 人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢的原来位置

B. 人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方

C. 人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方

D. 人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方

答案：C

变式4、

在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷场混在一起，另外谷有瘪粒，为了将它们分离，湖北农村的农民常用一种叫“风谷”的农具即扬场机分选，如图所示，它的分选原理是

A. 小石子质量最大，空气阻力最小，飞的最远

B. 空气阻力对质量不同的物体影响不同

C. 瘪谷物和草屑质量最小，在空气阻力作用下，反向加速度最大，飞的最远

D. 空气阻力使它们的速度变化不同

答案：D

变式5、

一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（）

A. 车速越大，它的惯性越大

B. 质量越大，它的惯性越大

C. 车速越大，刹车后滑行的路程越长

D. 车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大

答案：BC

问题3、惯性与运动学的综合问题：

如图所示，高为h 的车厢在平直轨道上匀减速向右行驶，加速度大小为a ，车厢顶部A 点处有油滴滴落到车厢地板上，车厢地板上的O 点位于A 点的正下方，则油滴落地点必在O 点的左方还是右方？离O 点距离为多少？

解析：设油滴离开车厢顶部时，车速为v 0，油滴因惯性此时也具有水平速度v 0，对地做平抛运动，油滴落到车厢地板上的时间为t ，这段时间油滴水平位移为t v s 01=，车的水平位移为202at 21t v s -

=，则油滴落在O 点的右方，距O 点g h 2t ,at 21s s s 221==-=?而，得h g

a s =?。对匀加速运动同样适用，落点为定点，只不过在O 点的左方。

变式6、

在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示，当滴管依次滴下三滴油时（设三滴油都落在车厢底板上），下列说法中正确的是

A. 这三滴油依次落在OA 之间，且后一滴比前一滴离O 点远

B. 这三滴油依次落在OA 之间，且后一滴比前一滴离O 点近

C. 这三滴油依次落在OA 间同一位置上

D. 这三滴油依次落在O 点上

答案：C

变式7、

在地球赤道上的A 处静止放置一个小物体，现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内，小物体相对于A 点处的地面来说，将（ ）

A. 水平向东飞去

B. 原地不动，物体对地面的压力消失

C. 向上并渐偏向西方飞去

D. 向上并渐偏向东方飞去

E. 一直垂直向上飞去

答案：C

（三）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，作用在同一直线上。

问题4、牛顿第三定律的应用问题：

物体静止于水平桌面上，则（）

A. 桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对平衡力

B. 物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力

C. 物体对桌面的压力就是物体的重力，这两个力是同一种性质的力

D. 物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡力

答案：A

变式8、

在一次学校组织的拔河比赛中甲队胜、乙队负，在分析总结会上有以下几种说法，正确的是

A. 由于甲胜、乙负，所以甲拉乙的力大于乙拉甲的力。

B. 只有在两队相持不动时，两队拉力才大小相等。

C. 不管什么情况下两队的拉力大小总是相等的。

D. 因为甲队受地面的最大静摩擦力大于乙队受地面的最大静摩擦力。

答案：CD

变式9、

马拉车在水平路面上做直线运动，下面说法中正确的是

A. 马能够拉动车是因为马拉车的力大于车拉马的力

B. 马先拉车，然后产生车拉马的力

C. 匀速前进时，马向前拉车的力等于车向后拉马的力，加速前进时，马向前拉车的力大于车向后拉马的力

D. 马拉车时，车能加速前进是因为马拉车的力大于车受的阻力；马拉车时，马能加速前进是因为地面对马向前的摩擦力大于车向后拉马的力

答案：D