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(共45張PPT)
第1講　牛頓第一定律、牛頓第三定律
核心素養 重要考點
物理觀念 （1）理解質量的含義，理解慣性的概念；（2）理解和掌握牛頓運動定律；（3）能從運動與相互作用的視角分析自然與生活中的有關簡單問題 1.牛頓運動定律及其應用
2.超重和失重
3.單位制
4.實驗：探究加速度與力和質量的關系
科學思維 （1）應用“理想實驗”方法分析問題；（2）運用牛頓運動定律分析、解決問題
科學探究 通過實驗探究加速度與力和質量的關系
科學態度
與責任 通過牛頓運動定律的應用，進一步認識物理學是對自然現象的描述與理解，激發學生學習物理的興趣，形成正確的世界觀、人生觀和價值觀
一、牛頓第一定律
1.內容：一切物體總保持　　　　　 　狀態或　　　　狀態，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態.
2.意義.
（1）揭示了物體的固有屬性：一切物體都有　　　　，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　　　　物體運動狀態的原因，而是　　　　物體運動狀態的原因，即產生加速度的原因.
勻速直線運動
靜止
慣性
維持
改變
二、慣性
1.定義：物體具有保持原來　　　　　　　　狀態或　　　　狀態不變的性質.
2.表現：物體不受外力作用時，其慣性表現在保持靜止或勻速直線運動狀態；物體受外力作用時，其慣性表現在反抗運動狀態的　　　　.
3.量度：　　　　是慣性大小的唯一量度，　　　　大的物體慣性大，
　　　　小的物體慣性小.
勻速直線運動
靜止
改變
質量
質量
質量
三、牛頓第三定律
1.內容：兩物體之間的作用力與反作用力總是大小　　　　，方向　　　　，而且在同一條直線上.
2.表達式：F=-F'.
相等
相反
（1）牛頓第一定律并不是牛頓第二定律在加速度等于零時的特例.
（2）當物體不受力或所受合力為零時，慣性表現為保持原來的運動狀態不變；當物體受到的合力不為零時，慣性表現為抗拒運動狀態改變的能力.
（3）牛頓第三定律可簡記為：異體、等大、反向、共線.
1.［牛頓第一定律］牛頓第一定律是 （　　）
A.直接通過理論推導得到的
B.實驗定律，可以通過實驗直接驗證
C.描述慣性大小的，又叫慣性定律
D.以實驗為基礎，通過推理、想象總結出來的
D
2.［慣性］如圖所示，冰壺在冰面運動時，可以在較長時間內保持運動速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強的抵抗運動狀態變化的“本領”，這里所指的“本領”是冰壺的慣性，則冰壺的慣性大小取決于 （　　）
A.冰壺的速度
B.冰壺的加速度
C.冰壺的質量
D.冰壺受到的合外力
C
3.［牛頓第三定律］（2024年佛山一中模擬）年糕是我國很多地方傳統的新年應時食品.打年糕時一般需要用木制榔頭反復捶打石槽中煮熟的糯米，如圖所示.用木制榔頭捶打年糕的過程中，放在水平地面上的石槽始終未動，下列說法正確的是 （　　）
A.年糕受到榔頭的打擊力后才對榔頭有支持力作用
B.年糕凹陷，說明榔頭對年糕的打擊力大于年糕對榔頭的支持力
C.只有榔頭靜止在糯米上時榔頭對年糕的打擊力
才等于年糕對榔頭的支持力
D.榔頭對年糕的打擊力與年糕對榔頭的支持力總是大小相等且同時產生
D
【解析】根據牛頓第三定律，榔頭對年糕的打擊力等于年糕對榔頭的支持力，且總是同時產生、同時消失，D正確.
考點1　對牛頓第一定律的理解　［基礎考點］
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.牛頓第一定律的意義
（1）提出慣性的概念：牛頓第一定律指出一切物體都具有慣性，慣性是物體的一種固有屬性.
（2）揭示力與運動的關系：力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動狀態的原因.
2.牛頓第一定律的產生
牛頓第一定律是經過科學抽象、歸納推理總結出來的，而牛頓第二定律是一條實驗定律.
1.（2024年廣東省實驗中學模擬）小足球運動員將足球踢出，球離開他們的腳后還可以繼續向前運動一段距離，這是因為 （　　）
A.足球不受力的作用
B.足球受到一個向前的力
C.足球在運動過程中合力為零
D.足球具有保持原來運動狀態的性質
D
2.（2024年濰坊聯考）在“夢天”實驗艙中開授“天宮課堂”時，在奇妙的“乒乓球”實驗中，航天員用水袋做了一顆水球，用白毛巾包好的球拍擊球，水球被彈開.對于該實驗說法正確的是 （　　）
A.水球被彈開說明力是維持物體運動的原因
B.“夢天”實驗艙內，水球體積越大其慣性越大
C.同樣的水球在地面上的慣性比太空中的慣性大
D.“夢天”實驗艙內可進行牛頓第一定律的實驗驗證
B　
【解析】擊球過程中，“球拍”對水球的作用力是改變物體運動狀態的原因，而不是維持物體運動的原因，A錯誤；“夢天”實驗艙內，水球體積越大，水球質量越大，其慣性越大，B正確；質量相同，慣性不變，C錯誤；牛頓第一定律是理想情況，不可用實驗直接驗證，D錯誤.
3.一位來中國旅行的游客在網上發了一段視頻，在高速行駛的列車窗臺上，放了一枚直立的硬幣，如圖所示.在列車行駛的過程中，硬幣始終直立在列車窗臺上，直到列車轉彎的時候，硬幣才倒下，這一視頻證明了中國高鐵極好的穩定性.關于這枚硬幣，下列判斷正確的是 （　　）
A.硬幣直立時，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用
B.硬幣直立時，列車一定做勻速直線運動
C.如果硬幣向列車行駛方向的右側倒下，說明列車向右轉彎
D.列車加速或減速行駛時，硬幣都可能受到與列車運動方向相反的摩擦力作用
A
【解析】硬幣直立時不一定是平衡狀態，如果列車做加速運動，可能受到與列車行駛方向相同的摩擦力作用，B錯誤，A正確；如果硬幣向列車行駛方向的右側倒下，說明列車向左轉彎，C錯誤；列車加速時，硬幣會受到沿著行進方向的靜摩擦力，D錯誤.
考點2　對牛頓第三定律的理解　［基礎考點］
1.作用力與反作用力的“三同、三異、三無關”
（1）“三同”：大小相同，性質相同，變化情況相同.
（2）“三異”：方向不同，受力物體不同，產生效果不同.
（3）“三無關”：與物體的種類無關，與物體的運動狀態無關，與是否和另外物體相互作用無關.
2.相互作用力與平衡力的比較
比較 作用力和反作用力 一對平衡力
不同點 受力
物體 作用在兩個相互作用的物體上 作用在同一物體上
依賴
關系 同時產生，同時消失，相互依存，不可單獨存在 無依賴關系，撤除一個，另一個可依然存在，只是不再平衡
比較 作用力和反作用力 一對平衡力
不同點 疊加性 兩力作用效果不可抵消，不可疊加，不可求合力 兩力作用效果可相互抵消，可疊加，可求合力，合力為零
力的
性質 一定是同性質的力 可以是同性質的力，也可以是不同性質的力
相同點 大小相等、方向相反、作用在同一條直線上
1.我國有多條建成的磁懸浮線路，如圖甲.圖乙是某款磁懸浮列車的原理圖，軌道P的磁場與車體Q的磁場之間產生排斥力使車體懸浮.已知P對Q的排斥力為F1，Q對P的排斥力為F2，則 （　　）
A.F1大于F2
B.F1小于F2
C.F1和F2是一對平衡力
D.F1和F2是一對作用力與反作用力
D
【解析】根據題意可知P對Q的排斥力為F1和Q對P的排斥力為F2，F1和F2是一對作用力與反作用力.根據牛頓第三定律，可知F1和F2大小相等，方向相反，故A、B錯誤，D正確；由于F1和F2分別作用在兩個不同的物體上，所以不是一對平衡力，故C錯誤.
2.機器人服務人類的場景正步入現實生活中，例如餐廳中使用機器人來送餐，就越來越常見.如圖甲所示為某餐廳的送餐機器人，將其結構簡化為如圖乙所示的示意圖，機器人的上表面保持水平.則下列說法正確的是 （　　）
D
A.菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品受到與運動方向一致的摩擦力作用
B.菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力是一對平衡力
C.菜品隨著機器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性逐漸增大
D.菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，機器人對菜品的作用力等于菜品對機器人的作用力
【解析】菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，不受摩擦力作用，A錯誤；菜品隨著機器人一起做勻速直線運動時，菜品對機器人的壓力和機器人對菜品的支持力是一對作用力與反作用力，B錯誤；菜品隨著機器人一起做勻加速直線運動時，菜品的慣性不變.慣性大小由物體的質量決定，質量不變，物體的慣性不變，C錯誤；菜品隨著機器人一起做勻減速直線運動時，由牛頓第三定律知機器人對菜品的作用力等于菜品對機器人的作用力，故D正確.
轉換研究對象法的應用
　　如果不能直接求解物體受到的某個力時，可先求它的反作用力，如求壓力時可先求支持力.在許多問題中，摩擦力的求解亦是如此.利用牛頓第三定律轉換研究對象，可以使我們分析問題的思路更靈活、更開闊.
例題　操縱如圖所示的無人機，使其沿豎直方向勻速上升.設無人機（含照相機）的重力大小為G，無人機對空氣的作用力大小為F，空氣對無人機的作用力大小為T.則 （　　）
A.G=F　　 B.TC.TA
【解析】無人機沿豎直方向勻速上升，則空氣對無人機的作用力與無人機的重力二力平衡，有T=G，無人機對空氣的作用力和空氣對無人機的作用力是一對相互作用力，由牛頓第三定律有T=F，由以上兩式得G=F，故A正確.
1.建筑工人用如圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料.質量為70.0 kg的工人站在地面上，通過定滑輪將20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升，忽略繩子的質量及與定滑輪的摩擦，則工人對地面的壓力大小為（g取10 m/s2） （　　）
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
B　
【解析】繩子對物體的拉力F1=mg+ma，F1=m（g+a）=210 N.繩子對人的拉力F2=F1=210 N，人處于靜止，則地面對人的支持力FN=Mg-F2=490 N，由牛頓第三定律知，人對地面的壓力FN'=FN=490 N，B正確.
2.一個箱子放在水平地面上，箱內有一固定的豎直桿，在桿上套著一個環，箱與桿的總質量為M，環的質量為m，如圖所示.已知環沿桿勻加速下滑時，環與桿間的摩擦力大小為Ff，則此時箱子對地面的壓力大小為 （　　）
A.Mg+Ff B.Mg-Ff
C.Mg+mg D.Mg-mg
A
【解析】環在豎直方向上受重力及箱子內的桿給它的豎直向上的摩擦力Ff，受力情況如圖甲所示.根據牛頓第三定律，環應給桿一個豎直向下的摩擦力Ff'，故箱子豎直方向上受重力Mg、地面對它的支持力FN及環對它的摩擦力Ff'，受力情況如圖乙所示.由箱子處于平衡狀態，可得FN=Ff'+Mg=Ff+Mg.根據牛頓第三定律，箱子對地面的壓力大小等于地面對箱子的支持力大小，即FN'=Mg+Ff，A正確.
知識鞏固練
1.（2024年揭陽一模）閩江河口龍舟競渡歷史可追溯到秦漢，那時河口居有一支閩越王無諸氏族，他們擅長劃船，喜賽龍舟，留下了龍舟競渡傳統.《福州地方志》記載：“福州龍舟競渡，臺江、西湖皆有之.”圖為龍舟比賽的照片，下列說法正確的是 （　　）
（本欄目對應學生用書P350）
B
A.龍舟的速度越大，慣性也越大
B.獲得冠軍的龍舟，其平均速度一定最大
C.龍舟齊頭并進時，相對于河岸是靜止的
D.龍舟能前進是因為水對船槳的作用力大于船槳對水的作用力
【解析】質量是慣性大小的唯一量度，與速度的大小無關，A錯誤；在比賽時是相同距離下比較時間，即比較平均速度的大小，平均速度大，時間短，獲得冠軍，B正確；龍舟齊頭并進時，相對于河岸是運動的，C錯誤；水對船槳的作用力與船槳對水的作用力是一對相互作用力，大小相等，方向相反，D錯誤.
2.（2024年深圳模擬）在東漢王充所著的《論衡·狀留篇》中提到“是故湍瀨之流，沙石轉而大石不移.何者？大石重而沙石輕也.”從物理學的角度對文中所描述現象的解釋，下列說法正確的是 （　　）
A.水沖沙石，沙石才能運動，因為力是產生運動的原因
B.“沙石轉而大石不移”是因為物體運動狀態改變的難易程度與質量有關
C.只有在水的持續沖力作用下沙石才能一直運動，是因為運動需要力來維持
D.“大石不移”是因為大石受到的阻力大于水的沖力
B
【解析】水沖沙石，沙石才能運動，因為水的沖擊力克服了阻力，故力是改變運動狀態的原因，A錯誤；物體總有保持原有運動狀態的性質即為慣性，其大小只與質量有關，質量越大慣性越大，力是改變物體運動狀態的原因，重的大石由于質量太大，慣性太大，所以運動狀態不容易被水流改變，B正確；物體的運動不需要力來維持，如沙石不受力的作用時，可以處于勻速直線運動狀態，C錯誤；“大石不移”是因為水的沖力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力為零，D錯誤.
3.春節晚會上雜技《綻放》表演了花樣飛天，如圖是女演員用雙腳舉起男演員的一個情境，兩位雜技演員均處于靜止狀態.下列說法正確的是 （　　）
A.水平地面對女演員可能存在水平方向的摩擦力
B.水平地面對女演員的支持力和女演員的重力是一對平衡力
C.女演員對男演員的支持力是女演員的腳底發生彈性形變產生的
D.女演員對男演員的作用力小于男演員對女演員的作用力
C
【解析】男女演員處于靜止狀態，二者與地面之間沒有相對運動的趨勢，即地面對女演員沒有摩擦力作用，A錯誤；男女演員整體受到重力和地面對其的支持力作用處于平衡狀態，根據平衡條件可知，水平地面對女演員的支持力大小等于兩演員的重力之和，水平地面對女演員的支持力與兩演員的重力之和是一對平衡力，水平地面對女演員的支持力和女演員的重力不是一對平衡力，B錯誤；女演員對男演員的支持力的施力物體是女演員，女演員對男演員的支持力是女演員的腳底發生彈性形變產生，C正確；女演員對男演員的作用力與男演員對女演員的作用力是一對相互作用力，根據牛頓第三定律可知，二者大小相等、方向相反，D錯誤.
4.（2024年惠州一模）如圖所示，一女士借助瑜伽球靠墻靜止蹲在墻邊，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在豎直墻面上.下列說法正確的是 （　　）
A.地面對女士的支持力大于女士受到的重力
B.地面對女士的摩擦力為零
C.女士對瑜伽球的彈力可能為0
D.女士對瑜伽球的彈力與墻壁對瑜伽球的彈力是一對相互作用力
A
【解析】瑜伽球有向下的運動趨勢，墻壁和女士對球有豎直向上的摩擦力.女士受到豎直向下的重力、瑜伽球對女士向下的摩擦力和地面豎直向上的支持力，根據平衡條件可知地面對女士的支持力等于重力與摩擦力之和，所以地面對女士的支持力大于女士受到的重力，A正確；女士在水平方向上受力平衡，由于瑜伽球對女士有水平向左的彈力，所以地面對女士有水平向右的摩擦力，B錯誤；瑜伽球在水平方向受力平衡，墻壁對瑜伽球有水平向左的彈力，所以女士對瑜伽球有水平向右的彈力，C錯誤；女士對瑜伽球的彈力與墻壁對瑜伽球的彈力都作用在瑜伽球上，是一對平衡力，D錯誤.
5.“電動平衡車”是青少年非常喜歡的一種代步工具.如圖所示，人站在“電動平衡車”上在某水平地面上沿直線前進，不計空氣阻力，下列說法正確的是 （　　）
A.“電動平衡車”加速行駛時，車對人的作用力等于人的重力
B.“電動平衡車”勻速行駛時，車對人的作用力大小等于人對車的壓力大小
C.“電動平衡車”加速行駛時，車對人的作用力方向豎直向上
D.“電動平衡車”勻速行駛時，平衡車受到的重力
和地面對平衡車的支持力是一對平衡力
B　
【解析】“電動平衡車”加速行駛時，車對人在豎直方向的作用力大小等于人的重力，車對人在水平方向的作用力提供人的加速度.故車對人的作用力大于人的重力，車對人的作用力方向斜向上，A、C錯誤；“電動平衡車”勻速行駛時，車對人的作用力只有豎直方向的支持力，故車對人的作用力大小等于人對車的壓力大小，根據受力平衡可得，平衡車和人的總重力等于地面對平衡車的支持力，B正確.
綜合提升練
6.如圖所示，勻變速直線運動的車廂內，懸掛小球的細繩與豎直方向夾角不變，O點位于小球的正下方.若某時刻繩突然斷了，小球將落在O點的（小球未碰到車廂壁） （　　）
A.正上方　　 B.左側或右側
C.左側　　 D.右側
C
【解析】細繩未斷前，對小球進行受力分析，小球受繩的拉力T和重力G，合力方向水平向右，受力如圖所示.可知小球隨車廂一起，水平向右做勻加速直線運動或者向左勻減速直線運動.當細繩斷了后，小球只受重力，因此在水平方向上小球以細繩剛斷開時的速度做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，而車廂繼續水平向右做勻加速直線運動或者向左勻減速直線運動，因此細繩斷了后小球落地時將落在O點的左側，C正確，A、B、D錯誤.
　

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