牛顿第一，第三定律的理解

一、牛顿第一定律　惯性

1．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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．

(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律；

②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的原因．

2．惯性

(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质．

(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小．

(3)普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关．

01

自测一判断正误

(1)物体只有在不受外力作用时，才会有保持原有运动状态不变的性质，这个性质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律．(　×　)

(2)牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a＝0条件下的特例．(　×　)

(3)伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去．(　√　)

二、牛顿第三定律

1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力．

2．内容：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、作用在同一条直线上．

3．表达式：F＝－F′.

02

自测二选择

某物体静止在水平桌面上，下列对它的描述正确的是(　　)

A．桌面对物体支持力的大小等于物体重力的大小，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和反作用力

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

解析　桌面对物体支持力的大小等于物体重力的大小，作用在同一物体上，这两个力是一对平衡力，故A正确，B错误；物体对桌面的压力不是重力，它们的施力物体、受力物体、作用点都不相同，它们也不是同种性质的力，故C错误；物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对作用力与反作用力，故D错误.

命题点一：对牛顿第一定律的理解

1．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．如果物体所受的合外力等于零，其运动效果跟不受外力作用时相同，物体保持静止状态或匀速直线运动状态．

2．明确了惯性的概念

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，即物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质．

3．揭示了力与物体运动状态的关系

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．

03

自测三选择

如图1所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从横杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力，则运动员(　　)

图1

A．起跳时脚对滑板的作用力斜向后

B．在空中水平方向先加速后减速

C．越过杆后落在滑板的后方

D．越过杆后仍落在滑板上起跳的位置

答案　D

解析　由于运动员相对于滑板竖直向上起跳，与滑板在水平方向无力的作用，故二者水平方向速度始终相同．

04

自变式1

伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图2(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　)

图2

A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成

D．图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持

答案　B

解析　伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明，如果速度与时间成正比，那么位移与时间的二次方就成正比．由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，运动相同位移所用时间长得多，所以容易测量．伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，得出了正确结论，故A错误，B正确；完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，故C错误；伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持的结论，故D错误．

命题点二：对牛顿第三定律的理解

1．相互作用力的特点

(1)三同

(2)三异

(3)二无关

2．一对平衡力与作用力、反作用力的比较

名称

项目

一对平衡力

作用力与反作用力

作用对象

同一个物体

两个相互作用的不同物体

作用时间

不一定同时产生、同时消失

一定同时产生、同时消失

力的性质

不一定相同

一定相同

作用效果

可相互抵消

不可抵消

05

(2020·广东深圳市上学期模拟)如图5所示，手推车的篮子里装有一篮球，女孩把手推车沿斜面向上匀速推动，篮子的底面平行于斜面，靠近女孩的右侧面垂直于底面，下列说法正确的有(　）

图5

A．篮子底面受到的压力大于篮球的重力

B．篮子对篮球的作用力小于篮球的重力

C．人对篮球的作用力等于篮球的重力

D．篮子右侧面受到的压力小于篮球的重力

答案　D

解析　对篮球受力分析，并运用合成法如图所示：

设斜面倾角为θ，根据几何知识可知，篮子底部对篮球的支持力大小FN1＝mgcos θ，根据牛顿第三定律，则篮子底面受到的压力大小为mgcos θ<mg，A错误；篮子右侧面对篮球的支持力大小FN2＝mgsin θ，根据牛顿第三定律，则篮子右侧面受到的压力大小为mgsin θ<mg，篮子对篮球的作用力为FN1、FN2的合力，大小等于篮球的重力，B错误，D正确；人对篮球没有作用力，C错误．