第1讲　牛顿第一定律　牛顿第三定律
1.内容：一切物体总保持_______________状态或_____状态，除非作用在它上面的力迫使它_____这种状态．
2．意义
(1)指出力不是_____物体运动的原因，而是_____物体运动状态的原因，即力是产生________的原因．
(2)指出了一切物体都有_____，因此牛顿第一定律又称__________．
牛顿第一定律　(考纲要求 Ⅱ)
匀速直线运动
静止
改变
维持
改变
加速度
惯性
惯性定律
3．惯性
(1)定义：物体具有保持原来______________状态或_____状态的性质．
(2)量度：_____是物体惯性大小的唯一量度，________的物体惯性大，________的物体惯性小．
(3)普遍性：惯性是物体的_____属性，一切物体都有惯性．与物体的运动情况和受力情况无关．
匀速直线运动
静止
质量
质量大
质量小
固有
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．
(1)牛顿第一定律不能用实验验证． (　　)
(2)在水平面上滑动的木块最终停下来，是因为没有外力维持木块运动的结果． (　　)
(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小． (　　)
答案　(1)√　(2)×　(3)×
1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用_________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一个物体也施加了力．
2．牛顿第三定律
(1)内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_____，方向_____，作用在_______________．
(2)表达式：F＝－F′
牛顿第三定律　(考纲要求 Ⅱ)
总是相互
相等
相反
同一条直线上
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”．
(1)作用力与反作用力可以作用在同一物体上． (　　)
(2)作用力与反作用力的作用效果不能抵消． (　　)
(3)人走在松软的土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力． (　　)
(4)定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立的． (　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√
1．(多选)关于牛顿第一定律的说法正确的是 (　　)．
A．牛顿第一定律不能在实验室中用实验验证
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．惯性定律与惯性的实质是相同的
D．物体的运动不需要力来维持
基础自测
解析　牛顿第一定律是物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以A正确；惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，惯性定律(即牛顿第一定律)则是反映物体在一定条件下的运动规律，故C不正确；由牛顿第一定律可知，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，所以B、D正确．
答案　ABD
2．(单选)下列关于惯性的说法中正确的是 (　　)．
A．物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性
B．汽车速度越大刹车后越难停下来，表明速度越大惯性越大
C．宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，所以没有惯性
D．乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小
解析　惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，A错误；惯性的大小仅取决于物体的质量，与其速度的大小及运动的时间无关，B错误；处于完全失重状态的物体，失去的不是重力，更不是质量，而是物体对悬挂物或支持物的弹力为零，C错误；乒乓球可以被快速抽杀，是由于它的质量小，即惯性小，D正确，本题答案为D.
答案　D
3．(多选)关于两个物体间的作用力和反作用力，下列说法正确的是 (　　)．
A．作用力和反作用力一定同时产生、同时消失
B．作用力和反作用力可以不同时产生
C．作用力和反作用力一定是相同性质的力
D．作用力和反作用力的效果会相互抵消
解析　作用力和反作用力一定是同时产生、同时变化、同时消失，力的性质一定相同，由于二者分别作用在两个物体上，力的作用效果不能相互抵消，故A、C对，B、D错．
答案　AC
4．(单选)某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳子的重力，以下说法正确的是 (　　)．
A．只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力
B．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C．桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶的重力
D．桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力
解析　绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，与桶的运动状态无关，A、B、D均错；桶加速上升时，以桶作为研究对象，则桶所受合力向上，即绳子对桶的拉力大于桶的重力，C项正确．
答案　C
5．(多选)关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是 (　　)．
A．物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变
B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变
C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态
D．物体的运动方向与它所受的合力的方向可能相同
解析　力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力(合力不为零)，它的运动状态就一定会改变，A错误，B正确；物体不受力或所受合力为零，其运动状态一定不变，处于静止状态或匀速直线运动状态，C错误；物体的运动方向与它所受合力的方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D正确．
答案　BD
1．惯性和惯性定律的区别
(1)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关．
(2)惯性定律(牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律．
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2．对牛顿第一定律的几点说明
(1)明确惯性的概念：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．
(2)揭示力的本质：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．
(3)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力的状态，而物体不受外力的情形是不存在的．在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的．
【典例1】 关于惯性的大小，下列说法中正确的是 (　　)．
A．高速运动的物体不容易停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大
B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
C．两个物体只要质量相同，那么惯性大小就一定相同
D．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小
解析　惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体的速度、受力情况和地理位置均无关，C正确．
答案　C
反思总结　惯性的两种表现形式
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．
物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动)．
【跟踪短训】
1．不同质量的汽车在同一水平公路上直线行驶，则下列说法中正确的是 (　　)．
A．车速越大的汽车，它的惯性越大
B．质量越大的汽车，它的惯性越大
C．车速越大的汽车，紧急刹车后滑行的路程越短
D．质量越大的汽车，紧急刹车后滑行的路程越长
解析　质量是惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，A错误，B正确；紧急刹车后，汽车做匀减速直线运动，此时v2＝2μgx，由此可知速度越大的汽车，滑行的路程越长，与汽车的质量无关，C、D错误．
答案　B
1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
(1)“三同”：
①大小相同；
②性质相同；
③变化情况相同．
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(2)“三异”：
①方向不同；
②受力物体不同；
③产生效果不同．
(3)“三无关”：
①与物体的种类无关；
②与物体的运动状态无关；
③与是否和另外物体相互作用无关．
2．“一对相互作用力”与“一对平衡力”的比较
【典例2】　粗糙的水平地面上有一只木箱，现用一水平拉力拉木箱匀速前进，则 (　　)．
A．拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力
B．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力
C．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力
D．木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力
解析　拉力与地面对木箱的摩擦力作用在一个物体上，是一对平衡力，A错．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力分别作用在地面和木箱上，作用在两个物体上，不是一对平衡力，B错．木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力，C对．木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同，作用在两个物体上，不是一对平衡力，D错．
答案　C
【跟踪短训】
2．16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是 (　　)．
A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大
B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明：静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力
解析　亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，力越大，物体运动得越快，没有力的作用，物体将会逐渐停下来，故A、B、C均是亚里士多德的观点，只有D中说法与亚里士多德的观点相反．
答案　D
3．如图3－1－1所示，质量相等的甲、乙两人所用绳子相同，甲拉住绳子悬在空中处于静止状态；乙拉住绷紧绳子的中点把绳子拉断了．则 (　　)．

图3－1－1
A．绳子对甲的拉力小于甲的重力
B．绳子对甲的拉力大于甲对绳子的拉力
C．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定小于乙的重力
D．乙拉断绳子前瞬间，绳上的拉力一定大于乙的重力
解析　由平衡条件可知，绳子对甲的拉力大小等于甲受到的重力，A错；由作用力与反作用力的关系可知绳子对甲的拉力等于甲对绳子的拉力，B错；乙能把绳子拉断，对于具有同样承受能力的绳子，说明乙拉断绳子前的瞬间绳上的拉力一定大于绳子的承受力，而甲拉的绳子能承受甲的重力，甲、乙质量相等，因此乙拉的绳子上的拉力一定大于乙的重力，C错，D对．
答案　D
在对物体进行受力分析时，如果不便于分析求出物体受到的某些力时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力．如求压力时，可先求支持力．在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此．可见牛顿第三定律将起到非常重要的转换研究对象的作用，使得我们对问题的分析思路更灵活、更宽阔．
思想方法　5.“转换对象法”
——牛顿第三定律在受力分析中的应用
【典例】 如图3－1－2所示，质量为M＝60 kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为m＝40 kg的重物送入井中．当重物为2 m/s2的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则人对地面的
压力大小为(g取10 m/s2) (　　)．
A．200 N　 B．280 N　
C．320 N　 D．920 N
图3－1－2
解析　设人对绳的拉力大小为F，对重物m应用牛顿第二定律得mg－F＝ma.由牛顿第三定律可知，绳对人向上的拉力F′与人对绳的拉力F等大反向，设地面对人的支持力为FN，对人应用平衡条件可得：F′＋FN＝Mg，可解得FN＝Mg－mg＋ma＝280 N．由牛顿第三定律可知，人对地面的压力大小与地面对人的支持力大小相等，故人对地面的压力大小为280 N，B正确．
答案　B
即学即练　如图3－1－3所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为 (　　)．

图3－1－3
A．(M＋m)g B．(M＋m)g－ma
C．(M＋m)g＋ma D．(M－m)g
解析　对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力Ff，有mg－Ff＝ma得Ff＝m(g－a)．竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN，有Mg＋Ff′＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到FN′＝Mg＋Ff′＝(M＋m)g－ma.B项正确．
答案　B
附：对应高考题组
1．(2012·新课标全国卷，14)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础．早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是 (　　)．
A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B．没有力的作用，物体只能处于静止状态
C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动
解析　物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀速直线运动状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正确．
答案　AD
2．(2011·浙江卷，14)如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是 (　　)．
A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C．若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D．若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
解析　甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对作用力与反作用力，故选项A错误．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误．
答案　C
3．(2011·上海综合，4)在日常生活中，小巧美观的冰箱贴使用广泛．一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时，它受到的磁力 (　　)．
A．小于受到的弹力
B．大于受到的弹力
C．和受到的弹力是一对作用力与反作用力
D．和受到的弹力是一对平衡力
解析　因磁性冰箱贴静止不动，在水平方向上受到两个力：磁力与弹力，应为一对平衡力，不是作用力与反作用力，所以D正确，A、B、C错误．
答案　D