2025秋高考物理复习专题三牛顿运动定律第1讲牛顿第一定律、牛顿第三定律课件（45页PPT)

(共45张PPT)
第1讲　牛顿第一定律、牛顿第三定律
核心素养 重要考点
物理观念 （1）理解质量的含义，理解惯性的概念；（2）理解和掌握牛顿运动定律；（3）能从运动与相互作用的视角分析自然与生活中的有关简单问题 1.牛顿运动定律及其应用
2.超重和失重
3.单位制
4.实验：探究加速度与力和质量的关系
科学思维 （1）应用“理想实验”方法分析问题；（2）运用牛顿运动定律分析、解决问题
科学探究 通过实验探究加速度与力和质量的关系
科学态度
与责任 通过牛顿运动定律的应用，进一步认识物理学是对自然现象的描述与理解，激发学生学习物理的兴趣，形成正确的世界观、人生观和价值观
一、牛顿第一定律
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　　　　，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　　　　物体运动状态的原因，而是　　　　物体运动状态的原因，即产生加速度的原因.
匀速直线运动
静止
惯性
维持
改变
二、惯性
1.定义：物体具有保持原来　　　　　　　　状态或　　　　状态不变的性质.
2.表现：物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态；物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的　　　　.
3.量度：　　　　是惯性大小的唯一量度，　　　　大的物体惯性大，
　　　　小的物体惯性小.
匀速直线运动
静止
改变
质量
质量
质量
三、牛顿第三定律
1.内容：两物体之间的作用力与反作用力总是大小　　　　，方向　　　　，而且在同一条直线上.
2.表达式：F=-F'.
相等
相反
（1）牛顿第一定律并不是牛顿第二定律在加速度等于零时的特例.
（2）当物体不受力或所受合力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变；当物体受到的合力不为零时，惯性表现为抗拒运动状态改变的能力.
（3）牛顿第三定律可简记为：异体、等大、反向、共线.
1.［牛顿第一定律］牛顿第一定律是 （　　）
A.直接通过理论推导得到的
B.实验定律，可以通过实验直接验证
C.描述惯性大小的，又叫惯性定律
D.以实验为基础，通过推理、想象总结出来的
D
2.［惯性］如图所示，冰壶在冰面运动时，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶有较强的抵抗运动状态变化的“本领”，这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则冰壶的惯性大小取决于 （　　）
A.冰壶的速度
B.冰壶的加速度
C.冰壶的质量
D.冰壶受到的合外力
C
3.［牛顿第三定律］（2024年佛山一中模拟）年糕是我国很多地方传统的新年应时食品.打年糕时一般需要用木制榔头反复捶打石槽中煮熟的糯米，如图所示.用木制榔头捶打年糕的过程中，放在水平地面上的石槽始终未动，下列说法正确的是 （　　）
A.年糕受到榔头的打击力后才对榔头有支持力作用
B.年糕凹陷，说明榔头对年糕的打击力大于年糕对榔头的支持力
C.只有榔头静止在糯米上时榔头对年糕的打击力
才等于年糕对榔头的支持力
D.榔头对年糕的打击力与年糕对榔头的支持力总是大小相等且同时产生
D
【解析】根据牛顿第三定律，榔头对年糕的打击力等于年糕对榔头的支持力，且总是同时产生、同时消失，D正确.
考点1　对牛顿第一定律的理解　［基础考点］
　　　　　　　　　　　　　　　　
1.牛顿第一定律的意义
（1）提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性.
（2）揭示力与运动的关系：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.
2.牛顿第一定律的产生
牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律.
1.（2024年广东省实验中学模拟）小足球运动员将足球踢出，球离开他们的脚后还可以继续向前运动一段距离，这是因为 （　　）
A.足球不受力的作用
B.足球受到一个向前的力
C.足球在运动过程中合力为零
D.足球具有保持原来运动状态的性质
D
2.（2024年潍坊联考）在“梦天”实验舱中开授“天宫课堂”时，在奇妙的“乒乓球”实验中，航天员用水袋做了一颗水球，用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开.对于该实验说法正确的是 （　　）
A.水球被弹开说明力是维持物体运动的原因
B.“梦天”实验舱内，水球体积越大其惯性越大
C.同样的水球在地面上的惯性比太空中的惯性大
D.“梦天”实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
B　
【解析】击球过程中，“球拍”对水球的作用力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，A错误；“梦天”实验舱内，水球体积越大，水球质量越大，其惯性越大，B正确；质量相同，惯性不变，C错误；牛顿第一定律是理想情况，不可用实验直接验证，D错误.
3.一位来中国旅行的游客在网上发了一段视频，在高速行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示.在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车转弯的时候，硬币才倒下，这一视频证明了中国高铁极好的稳定性.关于这枚硬币，下列判断正确的是 （　　）
A.硬币直立时，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
B.硬币直立时，列车一定做匀速直线运动
C.如果硬币向列车行驶方向的右侧倒下，说明列车向右转弯
D.列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
A
【解析】硬币直立时不一定是平衡状态，如果列车做加速运动，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用，B错误，A正确；如果硬币向列车行驶方向的右侧倒下，说明列车向左转弯，C错误；列车加速时，硬币会受到沿着行进方向的静摩擦力，D错误.
考点2　对牛顿第三定律的理解　［基础考点］
1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”
（1）“三同”：大小相同，性质相同，变化情况相同.
（2）“三异”：方向不同，受力物体不同，产生效果不同.
（3）“三无关”：与物体的种类无关，与物体的运动状态无关，与是否和另外物体相互作用无关.
2.相互作用力与平衡力的比较
比较 作用力和反作用力 一对平衡力
不同点 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 同时产生，同时消失，相互依存，不可单独存在 无依赖关系，撤除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡
比较 作用力和反作用力 一对平衡力
不同点 叠加性 两力作用效果不可抵消，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，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
相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
1.我国有多条建成的磁悬浮线路，如图甲.图乙是某款磁悬浮列车的原理图，轨道P的磁场与车体Q的磁场之间产生排斥力使车体悬浮.已知P对Q的排斥力为F1，Q对P的排斥力为F2，则 （　　）
A.F1大于F2
B.F1小于F2
C.F1和F2是一对平衡力
D.F1和F2是一对作用力与反作用力
D
【解析】根据题意可知P对Q的排斥力为F1和Q对P的排斥力为F2，F1和F2是一对作用力与反作用力.根据牛顿第三定律，可知F1和F2大小相等，方向相反，故A、B错误，D正确；由于F1和F2分别作用在两个不同的物体上，所以不是一对平衡力，故C错误.
2.机器人服务人类的场景正步入现实生活中，例如餐厅中使用机器人来送餐，就越来越常见.如图甲所示为某餐厅的送餐机器人，将其结构简化为如图乙所示的示意图，机器人的上表面保持水平.则下列说法正确的是 （　　）
D
A.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品受到与运动方向一致的摩擦力作用
B.菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对平衡力
C.菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性逐渐增大
D.菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，机器人对菜品的作用力等于菜品对机器人的作用力
【解析】菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，不受摩擦力作用，A错误；菜品随着机器人一起做匀速直线运动时，菜品对机器人的压力和机器人对菜品的支持力是一对作用力与反作用力，B错误；菜品随着机器人一起做匀加速直线运动时，菜品的惯性不变.惯性大小由物体的质量决定，质量不变，物体的惯性不变，C错误；菜品随着机器人一起做匀减速直线运动时，由牛顿第三定律知机器人对菜品的作用力等于菜品对机器人的作用力，故D正确.
转换研究对象法的应用
　　如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，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.利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔.
例题　操纵如图所示的无人机，使其沿竖直方向匀速上升.设无人机（含照相机）的重力大小为G，无人机对空气的作用力大小为F，空气对无人机的作用力大小为T.则 （　　）
A.G=F　　 B.TC.TA
【解析】无人机沿竖直方向匀速上升，则空气对无人机的作用力与无人机的重力二力平衡，有T=G，无人机对空气的作用力和空气对无人机的作用力是一对相互作用力，由牛顿第三定律有T=F，由以上两式得G=F，故A正确.
1.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70.0 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升，忽略绳子的质量及与定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10 m/s2） （　　）
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
B　
【解析】绳子对物体的拉力F1=mg+ma，F1=m（g+a）=210 N.绳子对人的拉力F2=F1=210 N，人处于静止，则地面对人的支持力FN=Mg-F2=490 N，由牛顿第三定律知，人对地面的压力FN'=FN=490 N，B正确.
2.一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的总质量为M，环的质量为m，如图所示.已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为Ff，则此时箱子对地面的压力大小为 （　　）
A.Mg+Ff B.Mg-Ff
C.Mg+mg D.Mg-mg
A
【解析】环在竖直方向上受重力及箱子内的杆给它的竖直向上的摩擦力Ff，受力情况如图甲所示.根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力Ff'，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环对它的摩擦力Ff'，受力情况如图乙所示.由箱子处于平衡状态，可得FN=Ff'+Mg=Ff+Mg.根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即FN'=Mg+Ff，A正确.
知识巩固练
1.（2024年揭阳一模）闽江河口龙舟竞渡历史可追溯到秦汉，那时河口居有一支闽越王无诸氏族，他们擅长划船，喜赛龙舟，留下了龙舟竞渡传统.《福州地方志》记载：“福州龙舟竞渡，台江、西湖皆有之.”图为龙舟比赛的照片，下列说法正确的是 （　　）
（本栏目对应学生用书P350）
B
A.龙舟的速度越大，惯性也越大
B.获得冠军的龙舟，其平均速度一定最大
C.龙舟齐头并进时，相对于河岸是静止的
D.龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力
【解析】质量是惯性大小的唯一量度，与速度的大小无关，A错误；在比赛时是相同距离下比较时间，即比较平均速度的大小，平均速度大，时间短，获得冠军，B正确；龙舟齐头并进时，相对于河岸是运动的，C错误；水对船桨的作用力与船桨对水的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，D错误.
2.（2024年深圳模拟）在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移.何者？大石重而沙石轻也.”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，下列说法正确的是 （　　）
A.水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
B
【解析】水冲沙石，沙石才能运动，因为水的冲击力克服了阻力，故力是改变运动状态的原因，A错误；物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性，其大小只与质量有关，质量越大惯性越大，力是改变物体运动状态的原因，重的大石由于质量太大，惯性太大，所以运动状态不容易被水流改变，B正确；物体的运动不需要力来维持，如沙石不受力的作用时，可以处于匀速直线运动状态，C错误；“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受的合外力为零，D错误.
3.春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是女演员用双脚举起男演员的一个情境，两位杂技演员均处于静止状态.下列说法正确的是 （　　）
A.水平地面对女演员可能存在水平方向的摩擦力
B.水平地面对女演员的支持力和女演员的重力是一对平衡力
C.女演员对男演员的支持力是女演员的脚底发生弹性形变产生的
D.女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力
C
【解析】男女演员处于静止状态，二者与地面之间没有相对运动的趋势，即地面对女演员没有摩擦力作用，A错误；男女演员整体受到重力和地面对其的支持力作用处于平衡状态，根据平衡条件可知，水平地面对女演员的支持力大小等于两演员的重力之和，水平地面对女演员的支持力与两演员的重力之和是一对平衡力，水平地面对女演员的支持力和女演员的重力不是一对平衡力，B错误；女演员对男演员的支持力的施力物体是女演员，女演员对男演员的支持力是女演员的脚底发生弹性形变产生，C正确；女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等、方向相反，D错误.
4.（2024年惠州一模）如图所示，一女士借助瑜伽球靠墙静止蹲在墙边，女士背部保持挺直且倚靠在瑜伽球上，瑜伽球“倚靠”在竖直墙面上.下列说法正确的是 （　　）
A.地面对女士的支持力大于女士受到的重力
B.地面对女士的摩擦力为零
C.女士对瑜伽球的弹力可能为0
D.女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力是一对相互作用力
A
【解析】瑜伽球有向下的运动趋势，墙壁和女士对球有竖直向上的摩擦力.女士受到竖直向下的重力、瑜伽球对女士向下的摩擦力和地面竖直向上的支持力，根据平衡条件可知地面对女士的支持力等于重力与摩擦力之和，所以地面对女士的支持力大于女士受到的重力，A正确；女士在水平方向上受力平衡，由于瑜伽球对女士有水平向左的弹力，所以地面对女士有水平向右的摩擦力，B错误；瑜伽球在水平方向受力平衡，墙壁对瑜伽球有水平向左的弹力，所以女士对瑜伽球有水平向右的弹力，C错误；女士对瑜伽球的弹力与墙壁对瑜伽球的弹力都作用在瑜伽球上，是一对平衡力，D错误.
5.“电动平衡车”是青少年非常喜欢的一种代步工具.如图所示，人站在“电动平衡车”上在某水平地面上沿直线前进，不计空气阻力，下列说法正确的是 （　　）
A.“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力等于人的重力
B.“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力大小等于人对车的压力大小
C.“电动平衡车”加速行驶时，车对人的作用力方向竖直向上
D.“电动平衡车”匀速行驶时，平衡车受到的重力
和地面对平衡车的支持力是一对平衡力
B　
【解析】“电动平衡车”加速行驶时，车对人在竖直方向的作用力大小等于人的重力，车对人在水平方向的作用力提供人的加速度.故车对人的作用力大于人的重力，车对人的作用力方向斜向上，A、C错误；“电动平衡车”匀速行驶时，车对人的作用力只有竖直方向的支持力，故车对人的作用力大小等于人对车的压力大小，根据受力平衡可得，平衡车和人的总重力等于地面对平衡车的支持力，B正确.
综合提升练
6.如图所示，匀变速直线运动的车厢内，悬挂小球的细绳与竖直方向夹角不变，O点位于小球的正下方.若某时刻绳突然断了，小球将落在O点的（小球未碰到车厢壁） （　　）
A.正上方　　 B.左侧或右侧
C.左侧　　 D.右侧
C
【解析】细绳未断前，对小球进行受力分析，小球受绳的拉力T和重力G，合力方向水平向右，受力如图所示.可知小球随车厢一起，水平向右做匀加速直线运动或者向左匀减速直线运动.当细绳断了后，小球只受重力，因此在水平方向上小球以细绳刚断开时的速度做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，而车厢继续水平向右做匀加速直线运动或者向左匀减速直线运动，因此细绳断了后小球落地时将落在O点的左侧，C正确，A、B、D错误.