本章复习与测试特级教师教学实录

高三一轮复习

牛顿第一第三定律

教学设计

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。

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科学推理作出的结论。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）科学研究方法

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科学研究的方法，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，这种科学研究的方法注重的是过程和方法。

变式1、

科学思维和科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，还要注意运用科学方法。

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，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，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v0，油滴因惯性此时也具有水平速度v0，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s1v0t，车的水平位移为s2v0t得s12h12则油滴落在O点的右方，距O点ss1s2at2,而t，at，2g2ah。对匀加速运动同样适用，落点为定点，只不过在O点的左方。

g

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。

2. 作用力和反作用力与平衡力的比较：

内容

受力物体

依赖关系

叠加性

力的性质

作用力和反作用力

作用在两个相互作用的物体上

相互依存，不可单独存在

平衡力

作用在同一物体上

无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡

两力作用效果不可抵消，不可叠加，两力作用效果可相互抵消，可叠加，不可求合力

可求合力，合力为零

一定是同性质的力

可以是同性质的力也可以不是同性质的力

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 【模拟试题】（答题时间：45分钟）

*1. 17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，提出了著名的斜面实验，其中应用的物理思想方法属于

A. 等效替代

B. 实验归纳

C. 理想实验

D. 控制变量

*2. 关于物体的运动状态下列说法中正确的是

A. 物体受到的合外力不为零，其运动状态可能不变

B. 做直线运动的物体运动状态一定不发生变化

C. 做曲线运动的物体运动状态一定会发生变化

D. 正在运动的物体如果具有加速度，说明其运动状态一定发生了变化

*3. 某仪器内部的电路如图所示，其中M是一个质量较大的金属块，左右两端分别与金属丝制成的弹簧相连，并套在光滑水平细杆上，当金属块处于平衡状态时两根弹簧均处于原长状态，此时两灯都不亮，若将仪器固定在一辆汽车上，则下列说法中正确的是

A. 当汽车加速前进时，甲灯亮

C. 当汽车刹车时，甲灯亮

*4. 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

**5. 如图所示，盛有砂子的玻璃杯底压着一张纸放在水平桌面上，纸的质量可忽略不计，将纸以某一速度v从杯底匀速抽出，玻璃杯移动一段较小的位移x就停在桌面上，每次匀速抽纸时，保持杯子、纸面和桌子的初始相对位置相同，则

B. 当汽车加速前进时，乙灯亮

D. 当汽车刹车时，乙灯亮

A. 杯中砂子越少，杯子的位移越大

B. 杯中砂子越多，杯子的位移越大

C. 若纸以速度2v从杯底匀速抽出，杯子的位移比x小

D. 若纸以速度2v从杯底匀速抽出，杯子的位移比x大

**6. 如图所示，在光滑水平面上有一密闭的水箱，A、B、C三个小球的密度关系为A水、B水、C水，均用细线系在水箱中，水箱内充满水，开始时水箱静止，细线都呈竖直状态，现用力向右突然拉动水箱，则

A. 细线仍然均保持竖直

B. 细线均向左倾斜

C. A线向左倾斜，B线保持竖直，C线向右倾斜

D. A线向右倾斜，B线保持竖直，C线向左倾斜

*7. 甲、乙两队进行拔河比赛（绳子质量不可忽略），结果甲队获胜，则比赛中

A. 甲队拉绳子的力大于乙队拉绳子的力

B. 甲队与地面间的摩擦力大于乙队与地面间的摩擦力

C. 甲、乙两队与地面间摩擦力大小相等，方向相反

D. 甲、乙两队拉绳子的力大小相等、方向相反

*8. 某人用绳子将一桶水从井内提上来，以下说法正确的是

A. 人对绳子的拉力与桶的重力是一对平衡力

B. 人对绳子的拉力与绳子对桶的拉力是一对作用力与反作用力

C. 由于原来桶是静止的，所以开始时绳子对桶的拉力要大于桶对绳子的拉力方能将桶拉动，此后这两个力总是相等的

D. 无论桶匀速上升还是加速上升，绳子对桶的拉力大小总等于桶对绳子的拉力大小

*9. 如图所示，以速度v匀速行驶的列车车厢内有一水平桌面，桌面上的A处有一小球。若车厢中的旅客突然发现小球沿图中虚线由A向B运动，则由此可判断列车

A. 减速行驶，向南转弯

C. 加速行驶，向南转弯

B. 减速行驶，向北转弯

D. 加速行驶，向北转弯