高考物理专题复习牛顿第一定律牛顿第三定律

高考物理专题复习牛顿第一定律牛顿第三定律

专题3.1 牛顿第一定律 牛顿第三定律 ‎【高频考点解读】‎ ‎1.理解牛顿第一定律的内容和惯性，会分析实际问题.‎ ‎2.理解牛顿第三定律的内容，会区分相互作用力和平衡力．‎ ‎【热点题型】‎ 题型一 牛顿第一定律的理解 例1、关于牛顿第一定律的说法中，正确的是(　　)‎ A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态 B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律 C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性 D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因 ‎【提分秘籍】‎ ‎1．惯性的两种表现形式 ‎(1)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)。‎ ‎(2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。‎ ‎2．对牛顿第一定律的四点说明 ‎(1)明确惯性的概念：牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性。‎ ‎(2)揭示力的本质：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。‎ ‎(3)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。‎ ‎(4)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。‎ ‎【举一反三】 ‎ 如图311所示，木块放在上表面光滑的小车上并随小车一起沿水平面向左做匀速直线运动。当小车遇到障碍物而突然停止运动时，车上的木块将(　　)‎ 图311‎ A．立即停下来 B．立即向前倒下 C．立即向后倒下 D．仍继续向左做匀速直线运动 解析：选D　木块原来随小车一起向左运动，当小车突然停止时，木块在水平方向上没有受到外力的作用，根据牛顿第一定律，木块将继续向左做匀速直线运动。选项D正确。‎ 题型二 牛顿第三定律的理解 ‎ 例2、手拿一个锤头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对于这一现象，下列说法正确的是(　　)‎ A．锤头敲玻璃的力大于玻璃对锤头的作用力，所以玻璃才碎裂 B．锤头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 C．锤头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于锤头能够承受比玻璃更大的力才没有碎裂 D．因为不清楚锤头和玻璃的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用力的大小 ‎【提分秘籍】 ‎ ‎1．作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”‎ ‎(1)六同 ‎(2)三异 ‎(3)二无关 ‎2．作用力、反作用力与一对平衡力的比较 作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 作用在两个物体上 作用在同一物体上 力的性质一定相同 对力的性质无要求 作用效果不可抵消 作用效果相互抵消 相同点 大小相等、方向相反，作用在同一直线上 ‎【举一反三】 ‎ ‎(多选)如图312所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是(　　) ‎ 图312‎ A．水平力F跟墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 B．物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力 C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力 D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的压力是一对作用力与反作用力 题型三 应用牛顿第三定律转换研究对象 例3、建筑工人用如图313所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为‎70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将‎20.0 kg的建筑材料以‎0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取‎10 m/s2)(　　) ‎ 图313‎ A．510 N　　　　　　　 B．490 N C．890 N D．910 N FN′＝FN＝490 N 故B项正确。‎ 答案：B ‎【方法规律】‎ 本题中求解工人对地面的压力大小，不能直接选取地面为研究对象，只能以工人为研究对象先求解地面对工人的支持力，再由牛顿第三定律得出工人对地面的压力大小。‎ ‎【提分秘籍】‎ 如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，如求压力时可先求支持力。在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此。可见利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔。‎ ‎【举一反三】 ‎ 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314所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱对地面的压力大小为(　　)‎ A．Mg＋f B．Mg－f C．Mg＋mg D．Mg－mg ‎【高考风向标】‎ ‎1．(2014·北京·19)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图6所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3.根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　　)‎ 图6‎ A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 ‎【答案】A ‎【解析】根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、D三个选项，从题目不能直接得出，所以，选项A正确．‎ ‎2．(2013·山东·14)伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有(　　)‎ A．力不是维持物体运动的原因 B．物体之间普遍存在相互吸引力 C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D．物体间的相互作用力总是大小相等、方向相反 ‎【答案】AC ‎【解析】伽利略利用理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因．伽利略利用实验和归谬法得到在忽略空气阻力的情况下，轻的物体和重的物体下落的同样快．故选项A、C正确．‎ ‎3．(2013·海南·7)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法符合历史事实的是(　　)‎ A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变 B．伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去 C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 D．牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 ‎【答案】BCD ‎【高考押题】‎ ‎1．在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理学家及建立惯性定律的物理学家分别是(　　)‎ A．亚里士多德、伽利略　 B．伽利略、牛顿 C．伽利略、爱因斯坦 D．亚里士多德、牛顿 解析：选B　伽利略通过斜面实验正确认识了运动和力的关系，从而推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的错误观点；牛顿在归纳总结伽利略、笛卡儿等科学家的结论基础上得出了牛顿第一定律，即惯性定律，故选项B正确。‎ ‎2．关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是(　　)‎ 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．物体的运动方向与它所受的合力的方向一定相同 解析：选B　力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力(合力不为零)，它的运动状态就一定会改变，A错误，B正确；物体不受力或合力为零，其运动状态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，C错误；物体的运动方向与它所受合力方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D错误。‎ ‎3．在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献。以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是(　　)‎ A．人在沿直线加速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方 B．两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明：物体受的力越大则速度就越大 C．把手中皮球由静止释放后，球将加速下落，说明力改变了皮球的惯性 D．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体不受力时的“自然状态”‎ ‎4．关于惯性的认识，以下说法正确的是(　　)‎ A．物体受到力的作用后，运动状态发生改变，惯性也随之改变 B．置于光滑水平面上的物体即使质量很大也能被拉动，说明惯性与物体的质量无关 C．让物体的速度发生改变，无论多快，都需要一定时间，这是因为物体具有惯性 D．同一物体沿同一水平面滑动，速度较大时停下来的时间较长，说明惯性与速度有关 解析：选C　惯性大小与物体的运动状态及受力情况无关，由物体的质量大小唯一确定，A、B、D均错误；要改变物体的速度，必须有外力作用，而且要经历一定的时间，C正确。‎ ‎5．就一些实际生活中的现象，某同学试图从惯性角度加以解释，其中正确的是(　　)‎ A．采用了大功率的发动机后，某些一级方程式赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机，这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B．射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透，这表明它的惯性变小了 C．货运列车运行到不同的车站时，经常要摘下或加挂一些车厢，这会改变它的惯性 D．摩托车转弯时，车手一方面要控制适当的速度，另一方面要将身体稍微向里倾斜，通过调控人和车的惯性达到转弯的目的 ‎6.如图1所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球(　　) ‎ 图1‎ A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．无法确定 解析：选B　因小车表面光滑，因此小球在水平方向上没有受到外力作用，原来两球与小车有相同的速度，当车突然停止时，由于惯性，两小球的速度将不变，所以不会相碰。‎ ‎7．下列说法正确的是(　　)‎ A．凡是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力 B．凡是大小相等、方向相反、作用在同一个物体上的两个力，必定是一对作用力和反作用力 C．凡是大小相等、方向相反、作用在同一直线上且分别作用在两个物体上的两个力，才是一对作用力和反作用力 D．相互作用的一对力中，究竟哪一个力是作用力、哪一个力是反作用力是任意的 解析：选D　作用力和反作用力是分别作用在两个物体上的相互作用力，即两个物体互为施力物体和受力物体。其中的任一个力叫作用力时，另一个力叫反作用力，故只有D选项正确。‎ ‎8．(多选)一个物体静止在水平面上，与物体有关的力有：物体的重力G；物体对水平面的压力F1；水平面对物体的支持力F2；物体对地球的吸引力F3。下列说法中正确的是(　　)‎ A．G与F1是一对平衡力 B．G与F2是一对平衡力 C．G与F3是一对作用力和反作用力 D．F1与F2是一对作用力和反作用力 ‎9.如图2所示，物体静止在一固定在水平地面上的斜面上，下列说法正确的是(　　) ‎ 图2‎ A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力 B．物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力是一对作用力和反作用力 C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对平衡力 D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力 解析：选C　物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对作用力和反作用力，故A错误。物体对斜面的摩擦力和物体重力沿斜面的分力不是两物体间的相互作用力，故B错误。物体受重力和斜面对物体的作用力，这两个力大小相等方向相反，是一对平衡力，故C正确。物体所受重力的分力仍作用在物体上，故D错误。‎ ‎10．如图3所示，家用吊扇对悬挂点有拉力作用，正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比(　　) ‎ 图3‎ A．变大 　　　　　 B．变小 C．不变 D．无法判断 解析：选B　吊扇不转动时，吊扇对悬点的拉力等于吊扇的重力，吊扇旋转时要向下扑风，即对空气有向下的压力，根据牛顿第三定律，空气也对吊扇有一个向上的反作用力，使得吊扇对悬点的拉力减小，B正确。‎ ‎11．如图4所示，用细线将A物体悬挂在顶板上，B物体放在水平地面上。A、B间有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧，此时弹簧伸长了‎2 cm。已知A、B两物体的重力分别是3 N和5 N。则细线的拉力及B对地面的压力分别是(　　) ‎ 图4‎ A．8 N和0 N B．5 N和7 N C．5 N和3 N D．7 N和7 N 解析：选C　对A由平衡条件得FT－GA－kx＝0，解得FT＝GA＋kx＝3 N＋100×0.02 N＝5 N，对B由平衡条件得kx＋FN－GB＝0，解得FN＝GB－kx＝5 N－100×0.02 N＝3 N，由牛顿第三定律得B对地面的压力是3 N，故选项C正确。‎ ‎12．月球表面上的重力加速度为地球表面的重力加速度的。对于同一个飞行器，在月球表面上时与在地球表面上时相比较(　　)‎ A．惯性减小为在地球表面时的，重力不变 B．惯性和重力都减小为在地球表面时的 C．惯性不变，重力减小为在地球表面时的 D．惯性和重力都不变 解析：选C　因同一物体的质量与它所在位置及运动状态无关，所以这个飞行器从地球到月球，其惯性大小不变。物体的重力发生变化，这个飞行器在月球表面上的重力为G月＝mg月＝m·g地＝G地。选C。‎ ‎13．如图5所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是(　　) ‎ 图5‎ A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力 B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力 C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利 D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利 ‎14．如图6所示，小球C置于光滑的半球形凹槽B内，B放在长木板A上，整个装置处于静止状态。现缓慢减小木板的倾角θ过程中，下列说法正确的是(　　) ‎ 图6‎ A．A受到的压力逐渐变大 B．A受到的摩擦力逐渐变大 C．C对B的压力逐渐变大 D．C受到三个力的作用 ‎15.如图7所示为英国人阿特伍德设计的装置，不考虑绳与滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时两人均站在水平地面上，当位于左侧的甲用力向上攀爬时，位于右侧的乙始终用力抓住绳子，最终至少一人能到达滑轮。下列说法中正确的是(　　) ‎ 图7‎ A．若甲的质量较大，则乙先到达滑轮 B．若甲的质量较大，则甲、乙同时到达滑轮 C．若甲、乙质量相同，则乙先到达滑轮 D．若甲、乙质量相同，则甲先到达滑轮 解析：选A　由于滑轮光滑，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，若甲的质量大，则由甲拉绳子的力等于乙受到的绳子拉力，得甲攀爬时乙的加速度大于甲，所以乙会先到达滑轮，选项A正确，选项B错误；若甲、乙的质量相同，甲用力向上攀爬时，甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力，甲、乙具有相同的加速度和速度，所以甲、乙应同时到达滑轮，选项C、D错误。‎ ‎16.如图8所示，质量M＝‎60 kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m＝‎20 kg的物体。当物体以加速度a＝‎5 m/s2上升时，人对地面的压力为多大？(g取‎10 m/s2) ‎ 图8‎ 解析：对物体受力分析如图所示，F为绳子对物体的拉力，由牛顿第二定律得：‎ F－mg＝ma，‎