第一講 牛頓第一、三定律?        知識梳理一、伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)過程:如圖所示(1)事實(shí):讓小球沿光滑斜面從左側(cè)某一高度滾下時，無論右側(cè)斜面坡度如何，它都會沿斜面上升到與出發(fā)點(diǎn)幾乎等高的地方。斜面傾角越小，小球運(yùn)動到同一高度所經(jīng)歷的路程越遠(yuǎn)。(2)推論:當(dāng)右側(cè)斜面傾角逐漸減小到0，變?yōu)樗矫鏁r，小球?qū)榱诉_(dá)到那個永遠(yuǎn)無法達(dá)到的高度而一直運(yùn)動下去。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)論力不是維持物體運(yùn)動的原因。3.實(shí)驗(yàn)意義伽利略的理想實(shí)驗(yàn)采用了依據(jù)邏輯推理把實(shí)際實(shí)驗(yàn)理想化的思想，這種思想也是研究物理問題的重要方法之一。二、牛頓第一定律1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。2.意義(1)揭示了物體的固有屬性：一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律。(2)揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系：力不是維持物體運(yùn)動的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，即力是產(chǎn)生加速度的原因。(3)適用范圍：慣性參考系。三、慣性(1)定義：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。(2)慣性的兩種表現(xiàn)①物體不受外力作用時，其慣性表現(xiàn)在保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。②物體受外力作用時，其慣性表現(xiàn)在反抗運(yùn)動狀態(tài)的改變。(3)量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。(4)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運(yùn)動情況和受力情況無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。三、牛頓第三定律1.作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體同時對前一個物體也施加力．2.內(nèi)容：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上．3.表達(dá)式：F＝－F′.4.一對平衡力與作用力和反作用力的比較名稱項(xiàng)目　　一對平衡力作用力和反作用力作用對象同一個物體兩個相互作用的不同物體作用時間不一定同時產(chǎn)生、同時消失一定同時產(chǎn)生、同時消失力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消?        知識訓(xùn)練考點(diǎn)一、牛頓第一定律和慣性的理解例1、(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動的研究對樹立正確的自然觀具有重要作用．下列說法中符合歷史事實(shí)的是(　　)A．亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體的運(yùn)動狀態(tài)才會改變B．伽利略通過“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：如果物體不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去C．笛卡兒指出，如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動，既不停下來也不偏離原來的方向D．牛頓認(rèn)為，物體都具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)【答案】BCD【解析】亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，故A錯誤；伽利略通過“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：力不是維持運(yùn)動的原因，如果物體不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動下去，故B正確；笛卡兒指出如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動，既不停下來也不偏離原來的方向，故C正確；牛頓認(rèn)為物體都具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，故D正確．例2、(2022·廣州階段訓(xùn)練)在16世紀(jì)末，伽利略用實(shí)驗(yàn)和推理，推翻了在歐洲流行了近兩千年的亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動的理論，開啟了物理學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元。以下說法中，與亞里士多德觀點(diǎn)相反的是(　　)A．一個物體維持勻速直線運(yùn)動，不需要受力B．兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快C．四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快，這說明物體受的力越大，速度就越大D．一個運(yùn)動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，這說明靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)”【答案】A【解析】亞里士多德認(rèn)為物體的運(yùn)動需要力來維持，沒有力，物體將停止運(yùn)動。伽利略推理，一個物體做勻速直線運(yùn)動，不需要力來維持，與亞里士多德的觀點(diǎn)相反，故A正確；兩物體從同一高度自由下落，下落速度應(yīng)該是一樣快，而認(rèn)為兩物體從同一高度自由下落，較重的物體下落較快，這和亞里士多德的觀點(diǎn)相同，故B錯誤；物體受的力越大，速度改變越快，但速度不一定越大；四匹馬拉的車比兩匹馬拉的車跑得快，而認(rèn)為物體受的力越大，速度就越大，這和亞里士多德的觀點(diǎn)相同，故C錯誤；一個運(yùn)動的物體，如果不再受力了，它總會逐漸停下來，這說明靜止?fàn)顟B(tài)才是物體長時間不受力時的“自然狀態(tài)”， 這和亞里士多德的觀點(diǎn)相同；事實(shí)上一個運(yùn)動的物體，如果不再受向前的推力，它總會逐漸停下來，其實(shí)是因?yàn)槟Σ磷枇Ω淖兞怂倪\(yùn)動狀態(tài)，故D錯誤。例3、下列說法正確的是(　 　)A．在高速公路上高速行駛的轎車的慣性比靜止在貨運(yùn)場的集裝箱貨車的慣性大B．牛頓第一定律是根據(jù)實(shí)驗(yàn)總結(jié)得出來的C．在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性D．乒乓球可以迅速“抽殺”,是因?yàn)槠古仪虻膽T性小【答案】D【解析】慣性是物體的固有屬性,質(zhì)量是其唯一量度,轎車的質(zhì)量小于貨車的質(zhì)量,其慣性比貨車的慣性小,A錯誤;牛頓第一定律是利用邏輯思維對事實(shí)進(jìn)行分析的產(chǎn)物,B錯誤;小球在粗糙水平面上受到摩擦力是小球停下來的原因,C錯誤;乒乓球可以迅速“抽殺”,是因?yàn)槠古仪虻馁|(zhì)量小,慣性小,運(yùn)動狀態(tài)容易改變,D正確。課堂隨練訓(xùn)練1、(多選)下列關(guān)于牛頓第一定律的理解正確的是(　  　)A．牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時的運(yùn)動規(guī)律B．不受外力作用時,物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來,是由于沒有外力維持木塊  運(yùn)動D．奔跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒,這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài)【答案】ABD【解析】牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時的運(yùn)動狀態(tài),即總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變,A、B正確;牛頓第一定律還揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系,力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因,而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因;在水平地面上滑動的木塊最終停下來,是由于摩擦阻力改變了木塊的運(yùn)動狀態(tài);奔跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒,是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔枚顾淖兞嗽瓉淼倪\(yùn)動狀態(tài),C錯誤,D正確。訓(xùn)練2、伽利略創(chuàng)造地把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是(　　)A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點(diǎn)等高的位置B．如果小球不受力，它將一直保持勻速運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài)C．如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動狀態(tài)將發(fā)生改變D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小【答案】A【解析】當(dāng)斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸降低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升的最高位置依次升高。對比三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)把實(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法可知，當(dāng)斜面光滑時，小球能夠上升到與O點(diǎn)等高的位置，故最直接的結(jié)論是選項(xiàng)A；B、C、D中的結(jié)論從題目中不可以直接得出。訓(xùn)練3、如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為m1和m2的兩個小球(m1>m2)隨車一起勻速運(yùn)動，當(dāng)車突然停止時，若不考慮其他阻力，則兩個小球(　　)A．一定相碰  B．一定不相碰C．不一定相碰  D．無法確定【答案】B【解析】因小車表面光滑，兩小球在水平方向上沒有受到外力作用，原來兩球與小車有相同的速度，當(dāng)車突然停止時，由于慣性，兩小球?qū)⒁韵嗤乃俣茸鰟蛩僦本€運(yùn)動，所以一定不會相碰，B正確。考點(diǎn)二、牛頓第三定律的理解例1、(2022·杭州4月質(zhì)檢)如圖所示，有一種叫“噴射式懸浮飛行器”的水上飛行運(yùn)動裝置。操控者借助該裝置以向下噴射高壓水柱的方式實(shí)現(xiàn)在水面上空懸停、旋轉(zhuǎn)或急速升降等運(yùn)動。下列說法正確的是(　　)A．人在水面上空懸停時，人(含裝置)所受的重力和裝置向下噴水的力是一對平衡力B．人在水面上空懸停時，人(含裝置)所受的重力和裝置向下噴水的力是一對作用力與反作用力C．人在急速升降過程中的慣性比懸停時大D．人在勻速上升的過程中機(jī)械能增加【答案】D【解析】人(含裝置)所受的重力和裝置向下噴水的力作用在兩個物體上，不是平衡力，故A錯誤；人(含裝置)所受的重力施力物體是地球，受力物體是人(含裝置)，裝置向下噴水的力施力物體是裝置，受力物體是水，這里涉及了多個物體，不是相互作用力，故B錯誤；慣性只與質(zhì)量有關(guān)，故慣性不變，故C錯誤；人在勻速上升的過程中，動能不變，重力勢能增大，機(jī)械能增加，故D正確。例2、(多選)如圖所示，用水平力F把一個物體緊壓在豎直墻壁上，物體保持靜止，下列說法中正確的是(　　)A．水平力F與墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力B．物體的重力與墻壁對物體的靜摩擦力是一對平衡力C．水平力F與物體對墻壁的壓力是一對作用力與反作用力D．物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是一對作用力與反作用力【答案】BD【解析】水平力F與墻壁對物體的彈力作用在同一物體上，大小相等、方向相反，且作用在同一條直線上，是一對平衡力，選項(xiàng)A錯誤；物體在豎直方向上受豎直向下的重力以及墻壁對物體豎直向上的靜摩擦力的作用，因物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，這兩個力是一對平衡力，選項(xiàng)B正確；水平力F作用在物體上，而物體對墻壁的壓力作用在墻壁上，這兩個力不是平衡力，也不是相互作用力，選項(xiàng)C錯誤；物體對墻壁的壓力與墻壁對物體的彈力是兩個物體間的相互作用力，是一對作用力與反作用力，選項(xiàng)D正確．課堂隨練訓(xùn)練1、(2022·廣東深圳市紅嶺中學(xué)高三月考)“電動平衡車”是時下熱門的一種代步工具．如圖，人筆直站在“電動平衡車”上，在某水平地面上沿直線勻速前進(jìn)，下列說法正確的是(　　)A．“電動平衡車”對人的作用力大于人對“電動平衡車”的作用力B．人的重力與車對人的支持力是一對相互作用力C．地面對車的摩擦力與人(含車)所受空氣阻力平衡D．在行駛過程中突然向右轉(zhuǎn)彎時，人會因?yàn)閼T性向右傾斜【答案】C【解析】根據(jù)牛頓第三定律，“電動平衡車”對人的作用力等于人對“電動平衡車”的作用力，故A錯誤；人的重力與車對人的支持力的受力物體都是人，不可能是相互作用力，故B錯誤；地面對車的摩擦力與人(含車)所受空氣阻力平衡，所以人與車能夠勻速運(yùn)動，故C正確；在行駛過程中突然向右轉(zhuǎn)彎時，人會因?yàn)閼T性向左傾斜，故D錯誤．?        同步訓(xùn)練1、西漢時期的一本著作《春秋緯·考靈曜》中論述的“地恒動不止，而人不知，譬如人在大舟中，閉牖而坐，舟行(而人)不覺也”提出的觀點(diǎn)是(　　)A．物體具有慣性B．力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因C．物體運(yùn)動具有相對性D．能量轉(zhuǎn)化過程存在守恒關(guān)系【答案】C【解析】文中描述的內(nèi)容主要研究物體運(yùn)動狀態(tài)與參考系的選擇有關(guān)，物體運(yùn)動具有相對性，故選C。2、如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上以加速度a水平向右加速滑行，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ1，木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ2，重力加速度為g，若長木板仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則長木板對地面摩擦力的大小和方向?yàn)?/span>(　　)A．μ1(m＋M)g，向左 B．μ2mg，向右C．μ2mg＋ma，向右 D．μ1mg＋μ2Mg，向左【答案】B【解析】對木塊分析可知，長木板對它水平向左的摩擦力大小為Ff1＝μ2mg，由牛頓第三定律可知，木塊對長木板的摩擦力向右，大小也為Ff1；由于長木板仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，對長木板受力分析可知，地面對它的靜摩擦力方向向左，大小為Ff2＝Ff1＝μ2mg，由牛頓第三定律可知，長木板對地面的摩擦力大小為μ2mg，方向向右，故B正確．3、在研究運(yùn)動和力的關(guān)系時，伽利略設(shè)計(jì)了著名的理想斜面實(shí)驗(yàn)(如圖所示)，將可靠的事實(shí)和邏輯推理結(jié)合起來，能更深刻地反映自然規(guī)律．下面給出了伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的五個事件，請對事件的性質(zhì)進(jìn)行判斷并正確排序：在A點(diǎn)由靜止釋放的小球，①若沒有摩擦?xí)r，能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)；②當(dāng)減小斜面動摩擦因數(shù)時，滾到另一斜面的最高位置，更接近等高的C點(diǎn)；③若沒有摩擦?xí)r減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達(dá)與A點(diǎn)等高的D點(diǎn)；④若沒有摩擦，且另一斜面水平放置時，小球?qū)⒀厮矫嬉恢边\(yùn)動下去；⑤不能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)．以下正確的是(　　)A．事實(shí)⑤→事實(shí)②→推論①→推論③→推論④B．事實(shí)⑤→事實(shí)②→推論③→事實(shí)①→推論④C．事實(shí)⑤→事實(shí)②→事實(shí)①→推論③→推論④D．事實(shí)⑤→事實(shí)②→推論①→事實(shí)③→推論④【答案】A【解析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)⑤斜面不光滑，在A點(diǎn)由靜止釋放的小球不能滾到另一斜面與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，事實(shí)②當(dāng)減小斜面動摩擦因數(shù)時，滾到另一斜面的最高位置，更接近與A點(diǎn)等高的C點(diǎn)，得出實(shí)驗(yàn)推論：如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙结尫艜r的高度，即①，進(jìn)一步假設(shè)若減小第二個斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來的高度，即得出③，沒有摩擦?xí)r減小斜面BC的傾角，小球?qū)⑼ㄟ^較長的路程，到達(dá)與A點(diǎn)等高的D點(diǎn)，最后使它成水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)勻速直線運(yùn)動，即④，故A正確，B、C、D錯誤．
 

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