人教版高中物理必修一：牛顿第一定律和第三定律(教师版)

1、牛顿第一、第三定律_1. 了解物理学史，了解伽利略与牛顿第一定律相关的猜想和实验；2. 掌握牛顿第一定律的内容；3. 明确惯性的概念以及相关因素；4. 明确受力平衡的条件；5. 掌握牛顿第三定律的内容；6. 明确平衡力和作用力与反作用力的区别；一、知识框架1、牛顿第一定律一切物体总保持 ，直到有外力迫使它改变这种状态 为止。注意：（1）牛顿第一定律进一步揭示了力不是维持物体运动（物体速度）的原因，而是 物 体运动状态（物体速度）的原因，换言之，力是产生 的原因。（2）牛顿第一定律不是实 验定律，它是以伽利略的“理想实验“为基础，经过科学抽象，归纳推理而总结出来的。2、惯性物体保持原来的匀速直线

2、运动状态或静止状态的性质叫惯性。3、对牛顿第一运动定律的理解（1） 运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。（2） 它定性地揭示了运动与力的关系，力是改变物体运动状态的原因，是使物体产生加速度的 原因。（3） 定律说明了任何物体都有一个极其重要的性质惯性。（4） 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。4、对物体的惯性的理解（1）惯性是物体总有保持自己原来状态（速度）的本性，是物体的固有属性，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。任何物体无论它运动还是静止，无论运动状态是改变还是不改变，物体都有惯性，且物体质量不变惯性不变。质量是物体

3、惯性的唯 一量度。（3） 物体惯性的大小是描述物体保持原来运动状态的本领强弱。物体惯性（质量）大，保持原 来的运动状态的本领强，物体的运动状态难改变，反之物体的运动状态易改变。（4） 惯性不是力。5、牛顿第三定律的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，作用在同一条直线上6、对牛顿第三定律的理解（1） 作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生同时变化，同时消失，不是先有作用力后有 反作用力。（2） 作用力和反作用力的性质相同，即作用力和反作用力是属于同种性质的力。若作用力是弹 力，反作用力必定是弹力。（3） 作用力和反作用力不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体

4、上，各产生 各的效果，不可求它们的合力，两力的作用效果不能相互抵消。7、作用力与反作用力和二力平衡的区别内容作用力和反作用力二力平衡第 1 页受力物体依赖关系作用在两个相互作用的物体上相互依存，不可单独存在作用在同一物体上无依赖关系，撤除一个力另一个力可依然存在， 只是不再平衡叠加性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，可求合力， 不可求合力 合力为零力的性质一定是同性质的力不一定是同性质的力二、重点、难点分析：二、重点、难点分析：1.惯性和惯性定律的区别（1） 惯性：是物体本身的固有属性，仅由质量决定。（2） 惯性定律：是在理想条件下的一种运动规律。牛顿第一定律表

5、明，力是改变物体运动状态的原因，而运动状态改变必然有加速度，所以力是 产生加速度的原因。2.质量与惯性的关系（1） 惯性的普遍性和差异性：一切物体在任何条件下都具有惯性，这表明了惯性的普遍性。当 物体受到外力作用时，物体运动状态的改变又有难易之别，质量大的物体运动状态难以改变，质量 小的物体运动状态容易改变，这表明不同物体的惯性大小具有差异性。（2） 质量是惯性大小的量度：因为惯性是物体固有的性质，所以物体惯性的大小只能由物体自 身来决定。3. 牛顿第三定律：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。对牛顿第三定律的理解要点：（1）作用力和反作用力相互依赖性，它

6、们是相互依存，互以对方 作为自己存在的前提；（2）作用力和反作用力的同时性，它们是同时产生、同时消失，同时变化， 不是先有作用力后有反作用力；（3）作用力和反作用力是同一性质的力；（4）作用力和反作用力 是不可叠加的，作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可求它们的合 力，两个力的作用效果不能相互抵消，应注意同二力平衡加以区别。4. 牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体，不适用于微观、高速的物体，只适用于惯性参考 系，不适用于非惯性参考系。类型一：关于惯性例 1.火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的的车厢内有一人向上跳起，发现仍落回 到车上原处，这是因为（）a 人跳起

7、后，车厢内空气给他以向前的力，带着他随同火车一起向前运动。b 人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动。c 人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必是偏后一些，只是由于时间很短，偏后 距离太小，不明显而已。d 人跳起后直到落地，在水平方向上人和车始终有相同的速度。解析：人从跳起到落地的过程中，水平方向不受外力作用，保持着原来所具有的速度作匀 速直线运动，所以仍落回车上原处。答案：d例 2.有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界。请你评价一 下，这个设想可行吗？解析：因为地球上的一切物体（包括地球周围的大气）都随着地球一起在自转。气球升空 后

8、，由于惯性，它仍保持原来的自转速度。当忽略其他与地球有相对运动（如风）的作用产生 的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相对地球绕行一周的。答案：这个设想不符合物理原理，不可行。第 2 页类型二：关于牛顿定律的受力分析例 3.一向右运动的车厢顶上悬挂两单摆 m 与 n，他们只能在如图 1 所示平面内摆动。某一 瞬时出现如图 1 所示情景，由此可知车厢的运动及两单摆相对车厢运动的可能情况是（ ）a 车厢作匀速直线运动，m 摆动，n 静止b 车厢作匀速直线运动，m 摆动，n 也摆动c 车厢作匀速直线运动，m 静止，n 摆动d 车厢作匀加速直线运动，m 静止，n 也静止解析

9、：作用在两个摆上的力只有摆的重力和摆线张力两个力。当车厢作匀速直线运动时，n 摆相对车厢静止或摆动中经过平衡位置的瞬间，此时摆所受重力 和摆线张力在同一竖直线上，可以出现如图 1 中所示情景。m 摆所受重力和摆线张力不在一直线上， 不可能静止在图中所示位置，但可以是摆动中达到极端位置（最大偏角的位置）的瞬间。a、b 正确， c 错。当车厢作匀加速直线运动，作用在摆球上的重力和摆线张力不再平衡，它们不可能在一直线上， 其合力使摆球产生水平方向的加速度。所以，m 静止在图中位置是可能的，但 n 也静止不可能，d 错。答案：a、b。类型三：关于相互作用力的判断例 4.下列说法正确的是（ ）a.凡是大

10、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：由牛顿第三定律知，相互作用的一对力总是大小相等、方向相反、在一条直线上，且分 别作用在相互作用的两个物体上.但大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上的两个力，不一定 是一对作用力和反作用力，a、b、c 都是错误的，只有 d 对.答案：d类型四：关于牛顿第三定律

11、的受力分析例 5.如图所示，滑杆和底座的总质量为 m，一质量为 m 的猴子沿杆以 0.4 g 的加速度加速下滑， 则底座对地面的压力大小为（ ）a.mg+0.4mg b.mg+0.6mgc.(m+m)g d.mg解析：选 b.设猴子受到杆的摩擦力为 f，则有：mg-f=ma滑杆和底座受重力 mg、支持力 n、猴子对杆的摩擦力 f三个力的作 用 ，由三力平衡可得：n=mg+f由牛顿第三定律得：f=f由解得：n=mg+0.6mg由牛顿第三定律得底座对地面的压力大小为：n=n=mg+0.6mg，故选 b.答案：b例 6.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重 g=10 n 的金属块，使金属块部分浸在台秤上

12、的水杯 中（水不会溢出）。若弹簧测力计的示数变为 t=6n，则台秤的示数（ ）a.保持不变 b.增加 10 nc.增加 6 n d.增加 4 n解析：金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力第 3 页f ，由弹簧测力计的示数知，浮力的大小为f=g-t=(10-6) n=4 n.根据牛顿第三定律，金属块对水也施加一个反作用力 f，其大小 f=f=4 n， 通过水和杯的传递，对台秤产生附加压力，所以台秤的示数增加 4 n，故 d 正确。答案：d例 7.跳高运动员从地面上跳起，是由于（ ）地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力运动员给地面的压力大于运动员受的 重力3 地面给运动员的支持力大于运动员受

13、的重力4 运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力a.只有 b.只有c. d.解析：运动员受重力和支持力，其中支持力和运动员对地面的压力是一对作用力和反作用 力，大小相等，但不是运动员跳起的原因，运动员跳起是因为地面对运动员的支持力大于运动 员所受的重力。答案：c例 8.下列有关牛顿第三定律的叙述正确的是（ ）a. 牛顿第三定律是由牛顿第一、第二定律推导得出的b. 牛顿第三定律是关于作用力和反作用力性质的规律c. 只有重力、弹力、摩擦力才符合牛顿第三定律d. 以上说法都不对解析：牛顿第三定律是关于作用力和反作用力的规律，与牛顿第一、第二定律描述的规律 不同，故 b 正确，a 错误；牛顿第三定

14、律具有普遍性，对任何力均适用，故 c 错误。答案：b基础演练1.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或静止状态答案：d2.下列说法中正确的是（ ）a 运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大b 小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了c 一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到了向上的推力d 物体的惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小 无关答案：

15、d3.关于惯性，下列说法正确的是（ ）a惯性是一切物体的基本属性 c物体运动快，惯性就大b物体的惯性与物体的运动状态无关 d惯性大小用物体的质量大小来量度答案：abd4.关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（ ）a牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的第 4 页b 牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论c 根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因d 根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因答案：bd5.下列关于惯性的说法中，正确的是（ ）a 人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性b 百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了c 物体没有受外力作

16、用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了d 物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关答案：d6.一物体向上抛出后，所受空气阻力大小不变，从它被抛出到落回原地的过程中（ ） a上升时间大于下降时间b 上升加速度大于下降加速度c 上升阶段平均速度大于下降阶段平均速度d 上升阶段平均速度小于下降阶段平均速度答案：bc7.下列物体的运动状态保持不变的是（ ）a.匀速行驶的列车 c.自由下落的小球b.地球同步卫星d.在水面上浮动的木块答案：a8.下面关于惯性的说法中，正确的是（ ）a运动速度大的物体比速度小的物体难以停下来，所以运动速度大的物体具有较大的惯性 b物体受的力越大，要它停下来就越困难，所以物体

17、受的推力越大，则惯性越大c 物体的体积越大，惯性越大d 物体含的物质越多，惯性越大答案：d巩固提高1.关于惯性的大小，以下说法正确的是（ ）a 只有处于静止或匀速运动状态的物体才具有惯性b 推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动所需的力大，所以静止的物体惯性大c 在光滑的水平面上，用相同的水平推力推一辆空车和一辆满载的车，空车启动的快，所以质 量小的物体惯性小。d 在月球上举起重物比地球上容易，所以同一物体在月球上比地球上惯性小答案：c2. 火车在长直水平轨道上匀速行驶，门窗紧闭的车厢内有一个人向上跳起，发现仍落回到车上 原处，这是因为：a 人跳起后，车厢内空气给他向前的力，带着他随同火车

18、一起向前运动b 人跳起的瞬间，车厢的地板给他一个向前的力，推动他随同火车一起向前运动c 人跳起后，车在继续向前运动，所以人落下后必定偏后一些，只是由于时间很短偏后距离太 短看不出来第 5 页d人跳起后直到落地，在水平方向上和车始终具有相同的速度答案：d3. 当高速行驶的公共汽车突然刹车，乘客会向什么方向倾斜？为什么？若公共汽车向左转 弯，乘客会向什么方向倾斜？为什么？为什么在高速公路上行驶的小车中的司机和乘客必须系 好安全带？答案：乘客会向前倾斜。因开始人和车一起高速向前行驶，突然刹车，在车的作用下人的 下半身会减速，人的上半身由于惯性继续保持原来的速度向前运动，所以乘客会向前倾倒。若 公共汽

19、车向左转弯，乘客会向右倾斜。因开始人和车一起向前运动，公共汽车向左转弯，人的 下半身跟着汽车向左转弯，人的上半身由于惯性继续向前运动，所以乘客向右倾倒。在高速公 路上行驶的小车因质量小刹车时加速度大，司机和乘客容易向前倾倒而受伤，所以必须系好安 全带。1. 伽利略根据理想实验进行推论，认识到：力不是维持 _的原因。_ 的原因，而是改变答案：物体运动状态；物体运动状态2.下列说法中正确的是（ ）a 运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动得越快，惯性越大b 小球由于重力的作用而自由下落时，它的惯性就不存在了c 一个小球被竖直上抛，当抛出后能继续上升，是因为小球受到了向上的推力d 物体的惯性是

20、物体保持匀速直线运动状态或静止状态的一种属性，与物体的速度大小 无关答案：d3.关于惯性，下列说法正确的是（ ）a惯性是一切物体的基本属性 c物体运动快，惯性就大b物体的惯性与物体的运动状态无关 d惯性大小用物体的质量大小来量度答案：abd4.由牛顿第一定律可知（ ）a 物体的运动是依靠惯性来维持的b 力停止作用后，物体的运动就不能维持c 物体做变速运动时，一定有外力作用d 力是改变物体惯性的原因答案：ac5.关于牛顿第一定律，以下说法正确的是（ ）a 牛顿第一定律是依靠实验事实，直接归纳总结得出的b 牛顿第一定律是以可靠实验为基础，通过抽象出理想化实验而得出的结论c 根据牛顿第一定律可知，力是维持物体运动的原因d 根据牛顿第一定律可知，力是改变物体速度的原因答案：bd6. 伽利略理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，能更深刻地反映规律，有关的实验 程序内容如下：（ ）（1）减小第二个斜面的角度，小球在这个斜面上仍要达到原来的高度。第 6 页（2） 两个对接的光滑斜面，使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，小球将上升到释放的高度。（4） 继续减小第二个斜面的倾角，最后使它处于水平位置，小球沿水平面做持续的匀速运动。 请按程序