第一讲牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识归纳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）牛顿第一定律的意义①指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又称惯性定律.②指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，即力是产生加速度的原因.（3）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：质量是物体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，一切物体都有惯性.2、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，另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.（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）物理意义：建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.4、作用力与反作用力的“四同”和“三不同”四同：（1）大小相同（2）方向在同一直线上（3）性质相同（4）出现、存在、消失的时间相同三不同：（1）方向不同（2）作用对象不同（3）作用效果不同重点难点突破一、如何理解牛顿第一定律1、建立惯性的概念，即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，叫做惯性.是物体固有的一种属性，与物体是否受力及物体的运动状态无关.2、对力的概念更加明确.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，即力是物体产生加速度的原因.3、牛顿第一定律不是实验定律，即不能由实验直接加以验证，它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的.二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较1、力不是维持物体运动的原因，牛顿第一定律指出“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”.因此物体在不受力时仍可以匀速运动，并不需要力来维持，力是改变这种状态的原因，也就是力是产生加速度的原因.2、惯性是一切物体保持原来运动状态的性质，而力是物体间的相互作用.因此惯性不是一种力，力是使物体运动状态发生改变的外部因素，惯性则是维持物体运动状态，阻碍物体运动状态发生改变的内部因素.3、惯性的表现：物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来，物体不受外力时，惯性表现在维持原运动状态不变，即反抗加速度产生，且在外力一定时，质量越大的物体运动状态越难改变，加速度越小.4、牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，而是牛顿第二定律的基础，牛顿第一定律不是由实验直接总结出来的，是以伽利略的理想实验为基础，通过对大量实验现象的思维抽象、推理而总结出来的.牛顿第一定律定性地给出了物体在不受力的理想情况下的运动规律，在此基础上牛顿第二定律定量地指出了力和运动的关系：F＝ma.三、作用力和反作用力与平衡力1、作用力和反作用力与平衡力的比较内容作用力和反作用力平衡力受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，且合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力，也可以是不同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上2、判断一对力是否是作用力和反作用力（1）看作用点，作用力与反作用力应作用在两个物体上.（2）看产生的原因，作用力和反作用力是由于相互作用而产生的.（3）作用力与反作用力具有相互性和异体性，与物体运动状态无关.【例1】如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动，当车停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球() A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向解析：两个小球放在光滑的小车表面上，又不考虑其他阻力，故水平方向不受外力，由牛顿第一定律可知，两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，永远不相碰，只有B对.答案：B【例2】做匀速直线运动的小车上，水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动？解析：从惯性的角度去考虑瓶内的气泡和水，显然水的质量远大于气泡的质量，故水的惯性比气泡的惯性大.当小车突然停止时，水保持向前运动的趋势远大于气泡向前运动的趋势，于是水由于惯性继续向前运动，水将挤压气泡，使气【练习1】在上题中：（1）若在瓶内放一小软木块，当小车突然停止时，软木块相对于瓶子怎样运动？（2）若在瓶内放一小铁块，又如何？解析：(1)由于木块的密度小于水的密度，所以同体积的水质量大于木块的质量，水的惯性比木块大，木块将相对于瓶子向后运动.(2)由于同体积的铁块质量大于水的质量，铁块的惯性比水大，所以铁块相对于瓶子将向前运动.【例3】如图所示，在台秤上放半杯水，台秤示数为G′＝50 N，另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a＝10 cm的金属块，金属块的密度ρ＝3×103kg/m3，当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b＝4 cm时，弹簧秤和台秤示数分别为多少？(水的密度是ρ水＝103 kg/m3，取g＝10 m/s2)解析：金属块的受力分析如图所示，因金属块静止，故有F T＝G－F浮又因G＝ρa3g＝30 N，F浮＝ρ水gV排＝ρ水ga2b＝4 N由牛顿第三定律知水对金属块的力与金属块对水的力都为4 N，F T＝30 N－4 N＝26 N台秤的示数由于浮力的作用力增加了F′＝4 N，所以台秤的示数为F N＝G′＋F′＝54 N 【练习2】关于马拉车时马与车的相互作用，下列说法正确的是()A．马拉车而车未动，马向前拉车的力小于车向后拉马的力B．马拉车只有匀速前进时，马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C．马拉车加速前进时，马向前拉车的力大于车向后拉马的力D．无论车是否运动、如何运动，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力解析：马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力.根据牛顿第三定律，物体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，故不管在什么情况下，马向前拉车的力都等于车向后拉马的力，而与马车的运动状态无关，故A、B、C错误，D 正确.答案：D课外作业：1．如图所示，一个楔形物体M放在固定的粗糙斜面上，M上表面水平且光滑，下表面粗糙，在其上表面上放一光滑小球m，楔形物体由静止释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是 ()．A．沿斜面方向的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线答案：B2．在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献．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．笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献答案：BC3．如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是 ()．A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动答案：BC4．如图所示，乘客在公交车上发现车厢顶部A处有一小水滴落下，并落在地板偏前方的B点处，由此判断公交车的运动情况是()A．向前加速运动B．向前减速运动C．向后匀速运动D．向后减速运动答案：B5．如图所示，将一玻璃瓶装水后密闭，并平放在水平桌面上，在瓶的中部有一小气泡处于静止状态，现用力突然将瓶子向前推动，使其在桌面上向前运动一段后停止，可看到气泡相对瓶子的运动情况是(C)A．向前B．向后C．先向前，再向后，最终回到原来位置D．先向后，再向前，最终回到原来位置答案：C6．下列关于牛顿第一定律的说法中正确的是()A．牛顿第一定律是实验定律B．牛顿第一定律只是提出了惯性的概念C．牛顿第一定律提出了当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态D．牛顿第一定律既提出了物体不受外力作用时的运动规律，又提出了力是改变物体运动状态的原因答案：D7．在某停车场，甲、乙两辆同型号的车发生了碰撞事故。
甲车司机背部受伤，乙车司机胸部受伤。
根据两位司机的伤情可以判定，下列说法中可能正确的是（）A．甲车车头撞了静止的乙车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头B．甲车车头撞了静止的乙车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头C．乙车车头撞了静止的甲车车尾或甲车倒车时车尾撞了静止的乙车车头D．乙车车头撞了静止的甲车车尾或乙车倒车时车尾撞了静止的甲车车头答案：C8．关于惯性，下列说法正确的是( )A．推动静止的物体比推动运动的该物体所需的力大，所以物体静止时惯性大B．质量大的物体惯性大C．正在行驶的相同的两辆汽车，行驶快的不易停下来，所以速度大的物体惯性大D．自由落下的物体处于完全失重状态，物体的惯性消失答案：B9．如图所示，木块放在表面光滑的小车上并随小车一起沿桌面向左做匀速直线运动．当小车遇障碍物而突然停止运动时，车上的木块将()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答案：D10．一铁块m被竖直的磁性黑板紧紧吸住不动，如图所示，下列说法正确的是（）A．黑板对铁块同时施加了两个力的作用B．黑板对铁块的磁力和弹力是一对平衡力C．磁力和弹力是一对作用力和反作用力D．磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动答案：B11．甲、乙两队进行拔河比赛，甲队获胜.如果甲队对绳的拉力为F甲，地面对甲队的摩擦力为f甲；乙队对绳的拉力为F乙，地面对乙队的摩擦力为f乙，绳的质量不计，则下列判断正确的是（）A．F甲＞F乙，f甲=f乙B．F甲=F乙，f甲=f乙C．F甲=F乙，f甲＞f乙D．F甲＞F乙，f甲＞f乙答案：C12．找两个相同的瓶子，内盛清水，用细绳分别系一铁球、一泡沫塑料球置于水中，使铁球悬挂、塑料球悬浮，如图甲所示．当瓶子突然向右运动时(有向右的加速度)，观察比较两个球的运动状态．你看到的现象也许会让你惊讶，小铁球的情况正如你所想的一样，相对瓶子向左运动，但塑料球却相对瓶子向右运动，如图乙所示．为什么会这样呢？答案：因为相同体积的水的质量与球的质量不相同，质量越大，运动状态越难以改变，故铁球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)慢，所以铁球会相对瓶子向左偏，而塑料球运动状态的改变比瓶子(及瓶子中的水)快，所以塑料球会相对瓶子向右偏13．我们知道汽车在刹车的时候，尾灯就会亮，汽车上固定一个仪器，电路如图所示，其中M是质量较大的一个金属块，那么当汽车启动和刹车时哪个灯会亮？答案：当汽车启动时，由于惯性，金属块M相对于车后移，接通电路，绿灯亮．当汽车急刹车时，同样由于惯性，金属块M相对于车前移，接通电路，红灯亮。