牛頓第一，第三定律的理解

一、牛頓第一定律　慣性

1．牛頓第一定律

(1)内容：一切物體總保持勻速直線運動狀态或靜止狀态，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀态．

(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揭示了力與運動的關系：力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀态的原因，即力是産生加速度的原因．

2．慣性

(1)定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀态或靜止狀态的性質．

(2)量度：質量是慣性大小的唯一量度，質量大的物體慣性大，質量小的物體慣性小．

(3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運動情況和受力情況無關．

01

自測一判斷正誤

(1)物體隻有在不受外力作用時，才會有保持原有運動狀态不變的性質，這個性質叫慣性，故牛頓第一定律又叫慣性定律．(　×　)

(2)牛頓第一定律是牛頓第二定律在物體的加速度a＝0條件下的特例．(　×　)

(3)伽利略根據理想實驗推出，如果沒有摩擦，在水平面上的物體，一旦具有某一個速度，将保持這個速度繼續運動下去．(　√　)

二、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，後一個物體同時對前一個物體也施加力．

2．内容：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．表達式：F＝－F′.

02

自測二選擇

某物體靜止在水平桌面上，下列對它的描述正确的是(　　)

A．桌面對物體支持力的大小等于物體重力的大小，這兩個力是一對平衡力

B．物體所受的重力和桌面對它的支持力是一對作用力和反作用力

C．物體對桌面的壓力就是物體的重力，這兩個力是同一種性質的力

D．物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力

答案　A

解析　桌面對物體支持力的大小等于物體重力的大小，作用在同一物體上，這兩個力是一對平衡力，故A正确，B錯誤；物體對桌面的壓力不是重力，它們的施力物體、受力物體、作用點都不相同，它們也不是同種性質的力，故C錯誤；物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對作用力與反作用力，故D錯誤.

命題點一：對牛頓第一定律的理解

1．理想化狀态

牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的狀态，而物體不受外力的情形是不存在的．如果物體所受的合外力等于零，其運動效果跟不受外力作用時相同，物體保持靜止狀态或勻速直線運動狀态．

2．明确了慣性的概念

牛頓第一定律揭示了一切物體所具有的一種固有屬性——慣性，即物體保持原來的勻速直線運動狀态或靜止狀态的性質．

3．揭示了力與物體運動狀态的關系

力是改變物體運動狀态的原因，而不是維持物體運動狀态的原因．

03

自測三選擇

如圖1所示，滑闆運動員沿水平地面向前滑行，在橫杆前相對于滑闆豎直向上起跳，人與滑闆分離，分别從橫杆的上、下通過，忽略人和滑闆在運動中受到的阻力，則運動員(　　)

圖1

A．起跳時腳對滑闆的作用力斜向後

B．在空中水平方向先加速後減速

C．越過杆後落在滑闆的後方

D．越過杆後仍落在滑闆上起跳的位置

答案　D

解析　由于運動員相對于滑闆豎直向上起跳，與滑闆在水平方向無力的作用，故二者水平方向速度始終相同．

04

自變式1

伽利略對自由落體運動及運動和力的關系的研究，開創了科學實驗和邏輯推理相結合的重要科學研究方法．圖2(a)、(b)分别表示這兩項研究中實驗和邏輯推理的過程，對這兩項研究，下列說法正确的是(　　)

圖2

A．圖(a)通過對自由落體運動的研究，合理外推得出小球在斜面上做勻變速運動

B．圖(a)中先在傾角較小的斜面上進行實驗，可“沖淡”重力，使時間測量更容易

C．圖(b)中完全沒有摩擦阻力的斜面是實際存在的，實驗可實際完成

D．圖(b)的實驗為“理想實驗”，通過邏輯推理得出物體的運動需要力來維持

答案　B

解析　伽利略設想物體下落的速度與時間成正比，因為當時無法測量物體的瞬時速度，所以伽利略通過數學推導證明，如果速度與時間成正比，那麼位移與時間的二次方就成正比．由于當時用滴水法計時，無法記錄自由落體的較短時間，伽利略設計了讓銅球沿阻力很小的斜面滾下，來“沖淡”重力的作用效果，而小球在斜面上運動的加速度要比它豎直下落的加速度小得多，運動相同位移所用時間長得多，所以容易測量．伽利略做了上百次實驗，并通過抽象思維在實驗結果上做了合理外推，得出了正确結論，故A錯誤，B正确；完全沒有摩擦阻力的斜面是不存在的，故C錯誤；伽利略用抽象思維、數學推導和科學實驗相結合的方法得到物體的運動不需要力來維持的結論，故D錯誤．

命題點二：對牛頓第三定律的理解

1．相互作用力的特點

(1)三同

(2)三異

(3)二無關

2．一對平衡力與作用力、反作用力的比較

名稱

項目

一對平衡力

作用力與反作用力

作用對象

同一個物體

兩個相互作用的不同物體

作用時間

不一定同時産生、同時消失

一定同時産生、同時消失

力的性質

不一定相同

一定相同

作用效果

可相互抵消

不可抵消

05

(2020·廣東深圳市上學期模拟)如圖5所示，手推車的籃子裡裝有一籃球，女孩把手推車沿斜面向上勻速推動，籃子的底面平行于斜面，靠近女孩的右側面垂直于底面，下列說法正确的有(　）

圖5

A．籃子底面受到的壓力大于籃球的重力

B．籃子對籃球的作用力小于籃球的重力

C．人對籃球的作用力等于籃球的重力

D．籃子右側面受到的壓力小于籃球的重力

答案　D

解析　對籃球受力分析，并運用合成法如圖所示：

設斜面傾角為θ，根據幾何知識可知，籃子底部對籃球的支持力大小FN1＝mgcos θ，根據牛頓第三定律，則籃子底面受到的壓力大小為mgcos θ<mg，A錯誤；籃子右側面對籃球的支持力大小FN2＝mgsin θ，根據牛頓第三定律，則籃子右側面受到的壓力大小為mgsin θ<mg，籃子對籃球的作用力為FN1、FN2的合力，大小等于籃球的重力，B錯誤，D正确；人對籃球沒有作用力，C錯誤．