牛顿第一定律和第三运动定律.docx
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牛顿第一定律和第三运动定律
牛顿第一定律和第三运动定律
牛顿第一定律和牛顿第三定律
知识要点：
（一）牛顿第一定律：
早在两千多年前，人们已经提出了运动和力的关系，但是直到伽利略和牛顿时代，才对这个问题给出了正确的答案。
1.牛顿第一定律：
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。
这就是牛顿第一定律，物体的这种保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫做惯性。
牛顿第一定律又叫做惯性定律。
关于这个定律可以从以下三个方面来理解和认识。
（1）定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即“保持匀速直线运动状态或静止状态。
而所说的物体，在空间上是指所有的任何一个物体。
在时间上，是指每个物体总是具有这种属性．即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体。
这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性，一句话，牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况下都具有惯性。
（2）定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”这实际上是给力下的定义，即力是改变物体运动状态的原因（力并不是产生和维持物体运动的原因）。
（3）牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律。
实际上，不受外力作用的物体是不存在的．物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止。
2.一切物体都具有惯性，物体的运动并不需要力来维持，惯性是物体的固有性质，不论物体处于什么状态，都具有惯性。
3.质量是惯性大小的量度。
4.力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因。
5.力是使物体产生加速度的原因。
6.物体的运动状态变不变看速度，即要看速度的大小又要看速度的方向。
（二）牛顿第三定律：
1.牛顿第三定律：
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
这就是牛顿第三定律。
牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性，即两个物体间只要有作用就必然会出现一对作用力和反作用力，具体可表达为F甲对乙=-F乙对甲，负号表示方向相反。
（1）这里的“总是”是强调对于任何物体，在任何条件下，这两个相等的关系都成立。
对此，可以从以下几个方面理解：
①不管物体大小形状如何，例如大物体与大物体之间，或大物体与小物体之间，还是任何形状的物体之间，其相互作用力总是大小相等。
②不管物体的运动状态如何。
例如静止的物体之间，运动的物体之间或静止物体与运动物体之间的相互作用力都是大小相等的。
③作用力与反作用力的产生和消失是同时的，因为两者中若有一个产生或消失，则另一个必须同时产生或消失。
否则其间的相等关系就不成立了。
认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的。
2.注意作用力、反作用力与平衡力的区别
①一个力与它的反作用力一定是同种性质的力，例如作用力若是弹力，则反作用力一定是弹力；若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力，等等。
而一个力与它的平衡力可以是相同性质的力，也可以是不同性质的力。
②一个力与它的反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上，即受力物体不同；而一个力与它的平衡力必须同时作用在同一个物体上，即受力物体相同。
③一个力必有其反作用力，作用力与反作用力同时产生、同时存在、同时消失。
④作用力与反作用力所产生的效果不能相互抵消：
而一对平衡力作用在同一物体上产生的效果恰好是抵消的。
3.牛顿第三定律揭示了力作用的相互性，即两个物体间只要有力的作用，就必然成对出现作用力和反作用力，同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系，求解某力大小方向时，可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。
三.重难点分析：
1.理解惯性和惯性定律
（1）对惯性定律的理解
牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质，即一切物体都具有惯性。
同时，牛顿第一定律还定性地指出了力的动力学意义：
力是改变物体运动状态的原因，即改变速度的原因。
物体在速度发生改变时，就有加速度。
因此也可以说：
力是使物体产生加速度的原因，不能认为力是维持物体运动（匀速直线运动）的原因，也不能认为有力就有运动，没有力就没有运动，更不能认为物体向哪个方向运动一定受到那个方向的力的作用。
（2）对惯性的理解
①惯性是物体的固有属性：
一切物体都具有惯性。
②惯性与物体的运动状态无关：
不论物体是处于怎样的运动状态，惯性总是存在的，当物体原来静止时，它一直“想”保持这种静止状态；当物体运动时，它一直“想”以那一时刻的速度作匀速直线运动。
③惯性与物体是否受力无关，与物体速度大小无关，仅由物体的质量决定。
2.物体运动状态改变的原因
牛顿第一定律是物体在“不受外力”作用时的运动规律。
实际上，不受外力作用的物体是不存在的，因而牛顿第一定律描述的是一种理想化的状态。
它是在一些理想实验的基础上经过科学推理做出的结论，因而也无法用实验检验。
尽管如此，牛顿第一定律并不因此而失去其正确性，因为物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体并不改变原来的匀速直线运动状态或静止状态。
因此，从这种意义上看，牛顿第一定律揭示的是物体所受外力的合力为零的运动规律。
物体运动状态的改变体现为物体运动速度的改变，而物体速度的改变即是物体运动存在着加速度。
结合牛顿第一定律，一切物体都有保持原来运动状态不变的性质，直到有外力作用才迫使物体改变运动状态，因此，在不受外力（实际不存在的理想化情况）或所受外力的合力为零的情况下，物体的运动状态就会保持不变。
此时，如果物体原来是静止的，它还将保持静止状态；如果物体原来是运动的，它将以原来运动的末速度为速度做匀速直线运动。
由此可见，维持物体运动并不需要力，即力不是维持物体运动的原因。
当物体受到外力的作用，且外力的合力不为零时，物体的运动状态将会发生改变，将会产生加速度。
因此，力是使物体运动状态发生改变的原因，是使物体产生加速度的原因。
3.惯性大小的量度
（1）惯性的具体表现形式有两种：
①当物体不受外力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变。
②当物体受到外力作用时，惯性表现为改变运动状态的难易程度。
物体的惯性越大，它的运动状态越难变。
（2）把相同的力作用在不同的物体上，物体获得的加速度一般是不同的。
质量大的物体获得的加速度小，质量小的物体获得的加速度大。
加速度越大，说明物体的运动状态越容易改变，即物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质越弱。
显然，质量小的物体所具有的惯性小。
反之质量大的物体所具有的惯性大，因此可以用物体的质量来量度物体惯性，而且质量的大小与物体所处的运动状态、物体所受外力等情况均无关。
因此，惯性是物体的固有属性，惯性的大小仅决定于物体质量的大小，有些同学认为物体的惯性与速度有关，速度越大，惯性越大，这种看法是错误的。
惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，所以，质量是物体惯性大小的唯一量度。
【典型例题分析】
[例1]下面说法正确的是（）
A.惯性是只有物体在匀速运动或静止时才表现出来的性质。
B.物体的惯性是指物体不受外力作用时仍保持原来直线运动状态或静止状态的性质。
C.物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态有惯性；受外力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态因而就无惯性。
D.惯性是物体的属性，与运动状态和是否受力无关。
解析：
惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，故A错；有外力作用时，物体运动状态发生改变，但运动状态的改变不等于物体惯性的改变。
“克服惯性”、“惯性消失”等说法均是错误的，不管物体是否受外力作用，其惯性是不能被改变的，故B、C错。
物体惯性由物体本身决定，与运动状态和受力无关，故D正确。
正确答案为D。
点评：
生活中的错误直觉印象与亚里士多德关于力的观点在人们头脑中有很深的潜意识，形成定势性错误，认为力是运动的原因；看到物体在运动，就认为它一定受到力的作用；物体向哪个方向运动，就认为受向哪个方向的力；物体有较大的速度就认为受较大的力；物体受力为零时，认为速度也应为零；……只有深刻认识力的概念，反复练习，从中比较与判断，才能从根本上澄清是非，建立正确的概念。
[例2]下面关于惯性的说法中，正确的是（）
A.速度大的物体惯性一定大
B.物体具有保持瞬时速度不变的性质
C.物体不受外力时才有惯性
D.物体做变速运动时没有惯性
解析：
利用惯性是物体的固有性质来分析判断。
惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
静止物体的惯性是保持静止，以某速度运动的物体的惯性是保持其速度运动。
因此B是正确的，C、D错。
质量是物体惯性大小的量度，惯性与速度大小无关，故A错。
本题应选B。
点评：
应深刻理解惯性的概念。
[例3]物体静止放置于水平桌面上，则（）
A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力，这两个力是一对相互平衡的力
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相互平衡的力
解析：
此题要分析的是各个力的关系，因此要对物体受力及物体对桌面的作用力进行正确的分析。
设物体的重力为G，桌面对物体的支持力为
，物体对桌面的压力为
，如图所示。
对于选项A，因物体处于静止状态，且
和G作用于同一物体，因此
和
是一对平衡力，故选项A正确；
对选项B，因作用力和反作用力分别作用于两个物体上，故选项B错；
对选项C，因压力是弹力，而弹力与重力是性质不同的两种力，故选项C错；
对选项D，由于支持力和压力是物体与桌面相互作用（挤压）而产生的，因此
和
是一对作用力和反作用力，故选项D错。
本题正确答案为A。
点评：
一对作用力和反作用力与一对平衡力的最直观的区别是看作用点，一对平衡力的作用点一定在同一物体上，作用力与反作用力的作用点一定分别在两个物体上。
还可以看它们是不是因相互作用而产生的。
如本题中的选项B，重力不是因支持力才产生的，因此重力和支持力不是一对作用力和反作用力。
还可用其他方法判断。
【模拟试题】
1.下面几个说法中正确的是（）
A.静止或作匀速直线运动的物体，一定不受外力的作用
B.当物体的速度等于零时，物体一定处于平衡状态
C.当物体的运动状态发生变化时，物体一定受到外力作用
D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向
2.关于惯性的下列说法中正确的是（）
A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性
B.物体不受外力作用时才有惯性
C.物体静止时有惯性，一开始运动，不再保持原有的运动状态，也就失去了惯性
D.物体静止时没有惯性，只有始终保持运动状态才有惯性
3.关于惯性的大小，下列说法中哪个是正确的是（）
A.高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大
B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
C.两个物体只要质量相同，那么惯性就一定相同
D.在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小
4.火车在长直的轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回到原处，这是因为（）
A.人跳起后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随火车一起向前运动
B.人跳起的瞬间，车厢的地板给人一个向前的力，推动他随火车一起运动
C.人跳起后，车继续前进，所以人落下必然偏后一些，只是由于时间很短，偏后的距离不易观察出来
D.人跳起后直到落地，在水平方向上人和车具有相同的速度
5.下面的实例属于惯性表现的是（）
A.滑冰运动员停止用力后，仍能在冰上滑行一段距离
B.人在水平路面上骑自行车，为维持匀速直线运动，必须用力蹬自行车的脚踏板
C.奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒
D.从枪口射出的子弹在空中运动
6.关于物体的惯性定律的关系，下列说法中正确的是（）
A.惯性就是惯性定律
B.惯性和惯性定律不同，惯性是物体本身的固有属性，是无条件的，而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律
C.物体运动遵循牛顿第一定律，是因为物体有惯性
D.惯性定律不但指明了物体有惯性，还指明了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
7.如图所示，劈形物体M的各表面光滑，上表面水平，放在固定的斜面上．在M的水平上表面放一光滑小球m，后释放M，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是（）
A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线
C.无规则的曲线D.抛物线
8.行驶中的汽车关闭发动机后不会立即停止运动，是因为____，汽车的速度越来越小，最后会停下来是因为____。
9.下列说法中正确的是（）
A.运动越快的物体越不容易停下来，所以惯性的大小与物体运动的速度有关
B.惯性是物体的固有特性，惯性大小不仅与质量有关，还与物体的材料、形状有关
C.由于惯性，当汽车突然刹车时，乘客会向车尾倾倒
D.物体不受外力时，惯性表现为物体保持静止或匀速直线运动状态
10.一个大人（甲）跟一个小孩（乙）站在水平地面上手拉手比力气，结果大人把小孩拉过来了。
对这个过程中作用于双方力的关系，不正确的说法是（）
A.大人拉小孩的力一定比小孩拉大人的力大
B.大人拉小孩的力不一定比小孩拉大人的力大
C.大人拉小孩的力与小孩拉大人的力一定相等
D.只有在大人把小孩拉动的过程中，大人的力才比小孩的力大，在可能出现的短暂相持过程中，两人的拉力一样大
11.下列的各对力中，是相互作用力的是（）
A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力B.电灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力
C.悬绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力
12.在拨河比赛中，下列各因素对获胜有利的是（）
A.对绳的拉力大于对方B.对地面的最大静摩擦力大于对方
C.手对绳的握力大于对方D.质量大于对方
13.关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是（）
A.有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力
B.只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用才大小相等
C.作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间
D.作用力与反作用力的性质一定相同
14.重物A用一根轻弹簧悬于天花板下，画出重物和弹簧的受力图如图所示。
关于这四个力的以下说法正确的是（）
A.F1的反作用力是F4B.F2的反作用力是F3
C.F1的施力者是弹簧D.F3的施力者是物体A
E.F1与F2是一对作用力与反作用力
15.粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平力拉木箱匀速前进，则（）
A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力
D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力
16.关于作用力和反作用力，下列说法中错误的是（）
A.我们可以把物体间相互作用的任何一个力叫做作用力，另一个力叫做反作用力
B.若作用力是摩擦力，则反作用力也一定是摩擦力
C.作用力与反作用力一定是同时产生、同时消失的
D.作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在一条直线上，因此它们可能成为一对平衡力
17.关于反作用力在日常生活和生产技术中应用的例子，下列说法中错误的是（）
A.运动员在跳高时总是要用力蹬地面，他才能向上弹起
B.大炮发射炮弹时，炮身会向后倒退
C.农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴里喷射出来时，弯管会自动旋转
D.软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入鳃腔，然后用力把水挤出体外，乌贼就会向相反方向游去
18.如图所示，A、B两物体在水平力F的作用下共同以加速度a向右移动，则在A、B两物体间的作用力和反作用力有（）
A.1对B.2对C.3对D.4对
19.甲、乙两队举行拔河比赛，甲队获胜，如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的摩擦力为f甲；乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的摩擦力为f乙，绳的质量不计，则有F甲____F乙，f甲___f乙（选填“＞”、“=”或“＜”）。
20.用绳悬挂一重物，当重物处于平衡状态时，重物所受重力的平衡力是_____，重力的反作用力是_______。
【试题答案】
1.C2.A3.C4.D5.ABCD6.BCD7.B
8.汽车有惯性、受到摩擦力
9.D10.AD11.B12.B13.D
14.CD15.C16.D17.B18.B19.=，＞
20.绳对重物的拉力，重物对地球的吸引力
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