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第1讲　牛顿运动三定律
课 程 标 准
理解牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律．
素 养 目 标
物理观念：
(1)理解牛顿运动三定律的内容．
(2)理解惯性的本质．
科学思维：
(1)领悟理想实验的科学推理方法及其意义．
(2)会区分作用力和反作用力与一对平衡力．
(3)会应用牛顿运动三定律解题．
考点一
考点二
考点三
考点一
考点一　牛顿第一定律　惯性
●———【必备知识·自主落实】———●
1．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持__________________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：一切物体都具有__________，因此牛顿第一定律又被叫作________定律；
②揭示了运动和力的关系：力不是________物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生________的原因．
改变速度
匀速直线运动
惯性
惯性
维持
加速度
2．惯性
(1)定义：物体具有保持原来________________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______，质量小的物体惯性______．
(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________．
匀速直线运动
大
小
无关
●———【关键能力·思维进阶】———●
　
1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法中符合历史事实的是(　　)
A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B.伽利略通过“理想实验”得出结论：如果物体不受力，它将以这一速度永远运动下去
C.笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向
D.牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
答案：BCD
解析：亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，故A错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：力不是维持运动的原因，如果物体不受力，它将以这一速度永远运动下去，故B正确；笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，故C正确；牛顿认为物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，故D正确．故选BCD.
2．[2023·浙江6月]在足球运动中，足球入网如图所示，则(　　)
A.踢香蕉球时足球可视为质点
B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
答案：B
解析：在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误．故选B.
3.如图所示，小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法错误的是(　　)
A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动
B.小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变
C.火车一定是在向前加速
D.以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用
答案：A
解析：小球在水平方向上没有施力物体，所以不受力，A错误，符合题意；小球水平方向不受力，所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变，B正确，不符合题意；小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动，C正确，不符合题意；牛顿第一定律适用于惯性参考系，加速的火车属于非惯性参考系，不再适用，D正确，不符合题意．故选A.
思维提升
1.对惯性的理解
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
(2)物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来．
(3)物体惯性的大小取决于质量，质量越大，惯性越大．
(4)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关．
2．惯性的表现形式
(1)物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态．
(2)物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度．惯性越大，物体的运动状态越难改变．
考点二
考点二　牛顿第二定律的理解
●———【必备知识·自主落实】———●
1．牛顿第二定律实验定律
(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力合力成________、跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．
(2)表达式：F＝________．
2．力学单位制
(1)单位制：________单位和________单位一起组成了单位制．
(2)基本单位：基本物理量的单位．国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，是______、______、________，单位分别是____、____、____．
(3)导出单位：由基本量根据________推导出来的其他物理量的单位．
正比
反比
相同
ma
基本
导出
长度
质量
时间
米
千克
秒
物理关系
●———【关键能力·思维进阶】———●
　
1．牛顿第二定律的性质
2．力和运动之间的关系
(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度．
(2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝.
(3)合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动．
考向1　对牛顿第二定律的理解
例1 (多选)下列说法正确的是(　　)
A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度
B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用
C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关
D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小
答案：ACD
解析：由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系，由此可知当力作用瞬间，物体会立即产生加速度，选项A正确；根据因果关系，合外力是产生加速度的原因，即物体由于受合外力作用，才会产生加速度，选项B错误；牛顿第二定律F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关，选项C正确；由牛顿第二定律可知物体所受合外力减小，加速度一定减小，如果合外力方向与运动方向相同，物体做加速运动，其速度会增大，如果合外力方向与运动方向相反，物体做减速运动，速度会减小，选项D正确．
考向2　牛顿第二定律的简单应用
例2 如图所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动，前方固定一轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是(　　)
A．木块将立即做匀减速直线运动
B．木块将立即做变减速直线运动
C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大
D．在弹簧处于最大压缩状态时，木块的加速度为零
答案：C
解析：对木块进行受力分析，接触弹簧后弹力不断增大，开始接触弹簧时，弹力小于力F，木块仍将加速运动，但加速度变小，A、B均错误；在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的加速度为零，速度最大，C正确；继续压缩弹簧，弹簧弹力大于F时，木块开始做减速运动，随弹簧弹力的逐渐增大，木块所受合力反向且增大，加速度向右且不断增大，D错误．
例3 如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为60°的虚线方向做加速度大小为g的匀加速直线运动，若摩擦力与重力大小相等，重力加速度为g，则拉力的大小为(　　)
A．mg　　　B．2mg C．mg　　　D．mg
答案：D
解析：将拉力分解为沿水平方向的分量Fx和竖直方向的分量Fy，根据题意和牛顿第二定律可得f＝mg，竖直方向Fy－mg－f cos 60°＝ma sin 30°＝mg，可得Fy＝2mg，水平方向Fx－f sin 60°＝ma cos 30°＝mg，解得Fx＝mg，因此拉力F的大小为F＝＝mg，故选D.
例4 (多选) [2023·湖北卷]如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连．小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5.杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为l，OP与杆垂直．当小球置于杆上P点时恰好能保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g.小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内．
下列说法正确的是(　　)
A．弹簧的劲度系数为
B．小球在P点下方l处的加速度大小为(3－4)g
C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大
D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同
答案：AD
解析：
小球在P点受力平衡，则有mg＝f，f＝μFN，FN＝k
联立解得k＝
A正确；
在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为θ，则此时弹簧的弹力为F＝k
小球受到的摩擦力为f1＝μFN1＝μF sin θ
化简得f1＝μ
θ在MP之间增大，在PN之间减小，即摩擦力先变大后变小，C错误；
根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等，D正确；
小球运动到P点下方时θ＝45°，此时弹簧弹力
F弹＝k(l－l)＝(4－2)mg
由牛顿第二定律：mg＋F弹cos 45°－μF弹sin 45°＝ma，
解得a＝g，
B错误．故选AD.
思维提升
利用牛顿第二定律解题的思路
(1)选取研究对象进行受力分析；
(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力；
(3)根据F合＝ma求物体的加速度a.
考点三
●———【必备知识·自主落实】———●
1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是________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________、作用在____________． 　　　　　　任何情况下都成立
相互
相反
同一条直线上
3．相互作用力的特点
●———【关键能力·思维进阶】———●
　
一对平衡力与作用力、反作用力的比较
比较项目 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
考向1　牛顿第三定律的理解
例5 黑龙江省实验中学秋季趣味运动会中，高一同学参加了拔河比赛，如果绳质量不计，且保持水平，在甲、乙两队的“拔河”比赛中，甲队获胜，则下列说法中正确的是(　　)
A．甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B．甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
答案：D
解析：甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，与运动状态无关，即不管哪个获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，甲才能获胜，D正确．
考向2　相互作用力与一对平衡力的比较
例6 [2024·浙江省十校联盟联考]春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是女演员举起男演员的一个场景，两位杂技演员处于静止状态．下列说法正确的是(　　)
A．水平地面对女演员的摩擦力水平向右
B．水平地面对女演员的支持力和女演员所受重力是一对平衡力
C．女演员对男演员的作用力大小小于男演员对女演员的作用力大小
D．女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小
答案：D
解析：对男、女演员整体分析，根据平衡条件可知，水平地面对女演员的摩擦力为零，水平地面对女演员的支持力与男、女演员重力之和是一对平衡力，故A、B错误；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，女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等、方向相反，故C错误；对男演员分析，根据平衡条件得，女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小，故D正确．
例7 中国天眼(FAST)是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的．如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是(　　)
A ．人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小
D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小
答案：B
解析：人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B正确；由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知氦气球和面板对人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重力大小，故C、D错误．故选B.
思维提升
应用牛顿第三定律应注意的三个问题
(1)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．
(2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同．
(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能涉及第三个物体．
考向3　转换研究对象在受力分析中的应用
例8 [2024·河北邢台市质检]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，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示．已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为(　　)
A．Mg＋mg－ma B．Mg－mg＋ma
C．Mg＋mg D．Mg－mg
答案：A
解析：环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对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F′f，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力F′f，受力情况如图乙所示．以环为研究对象，有mg－Ff＝ma，以箱子和杆整体为研究对象，有FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg＝Mg＋mg－ma.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F′N＝Mg＋mg－ma，故选项A正确．
思维提升
在对物体进行受力分析时，如果不便直接通过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．第1讲　牛顿运动三定律
课 程 标 准
理解牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律．
素 养 目 标
物理观念：
(1)理解牛顿运动三定律的内容．
(2)理解惯性的本质．
科学思维：
(1)领悟理想实验的科学推理方法及其意义．
(2)会区分作用力和反作用力与一对平衡力．
(3)会应用牛顿运动三定律解题．
考点一　牛顿第一定律　惯性
●———【必备知识·自主落实】———●
1．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持__________________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：一切物体都具有__________________________________________，因此牛顿第一定律又被叫作________定律；
②揭示了运动和力的关系：力不是________物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态改变速度的原因，即力是产生________的原因．
2．惯性
(1)定义：物体具有保持原来________________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______，质量小的物体惯性______．
(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________．
●———【关键能力·思维进阶】———●
　
1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用．下列说法中符合历史事实的是(　　)
A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变
B.伽利略通过“理想实验”得出结论：如果物体不受力，它将以这一速度永远运动下去
C.笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向
D.牛顿认为，物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
2．[2023·浙江6月]在足球运动中，足球入网如图所示，则(　　)
A.踢香蕉球时足球可视为质点
B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
3.如图所示，小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法错误的是(　　)
A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动
B.小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变
C.火车一定是在向前加速
D.以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用
思维提升
1.对惯性的理解
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性．
(2)物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来．
(3)物体惯性的大小取决于质量，质量越大，惯性越大．
(4)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关．
2．惯性的表现形式
(1)物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态．
(2)物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度．惯性越大，物体的运动状态越难改变．
考点二　牛顿第二定律的理解
●———【必备知识·自主落实】———●
1．牛顿第二定律实验定律
(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力合力成________、跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．
(2)表达式：F＝________．
2．力学单位制
(1)单位制：________单位和________单位一起组成了单位制．
(2)基本单位：基本物理量的单位．国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，是______、______、________，单位分别是____、____、____．
(3)导出单位：由基本量根据________推导出来的其他物理量的单位．
●———【关键能力·思维进阶】———●
　
1．牛顿第二定律的性质
2．力和运动之间的关系
(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度．
(2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝.
(3)合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动．
考向1　对牛顿第二定律的理解
例1 (多选)下列说法正确的是(　　)
A．对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获得加速度
B．物体由于做加速运动，所以才受合外力作用
C．F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关
D．物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向2　牛顿第二定律的简单应用
例2 如图所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动，前方固定一轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是(　　)
A．木块将立即做匀减速直线运动
B．木块将立即做变减速直线运动
C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大
D．在弹簧处于最大压缩状态时，木块的加速度为零
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿与竖直方向夹角为60°的虚线方向做加速度大小为g的匀加速直线运动，若摩擦力与重力大小相等，重力加速度为g，则拉力的大小为(　　)
A．mg　　　B．2mg C．mg　　　D．mg
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 (多选) [2023·湖北卷]如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连．小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5.杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为l，OP与杆垂直．当小球置于杆上P点时恰好能保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g.小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内．下列说法正确的是(　　)
A．弹簧的劲度系数为
B．小球在P点下方l处的加速度大小为(3－4)g
C．从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大
D．从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同
思维提升
利用牛顿第二定律解题的思路
(1)选取研究对象进行受力分析；
(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力；
(3)根据F合＝ma求物体的加速度a.
考点三　牛顿第三定律
●———【必备知识·自主落实】———●
1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是________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________、作用在____________．
　　　　　　　任何情况下都成立
3．相互作用力的特点
●———【关键能力·思维进阶】———●
　
一对平衡力与作用力、反作用力的比较
比较项目 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
考向1　牛顿第三定律的理解
例5 黑龙江省实验中学秋季趣味运动会中，高一同学参加了拔河比赛，如果绳质量不计，且保持水平，在甲、乙两队的“拔河”比赛中，甲队获胜，则下列说法中正确的是(　　)
A．甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B．甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C．只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D．甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
考向2　相互作用力与一对平衡力的比较
例6[2024·浙江省十校联盟联考]春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是女演员举起男演员的一个场景，两位杂技演员处于静止状态．下列说法正确的是(　　)
A．水平地面对女演员的摩擦力水平向右
B．水平地面对女演员的支持力和女演员所受重力是一对平衡力
C．女演员对男演员的作用力大小小于男演员对女演员的作用力大小
D．女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小
[解题心得]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例7 中国天眼(FAST)是目前世界上最大的单口径射电望远镜，其反射面板由11万余块厚约1毫米的金属薄板组成，因此面板的巡检维护工作需采用“微重力蜘蛛人”系统，如图甲所示，所谓的“微重力”是通过氦气球的浮力“减轻人的重量”实现的．如图乙所示是某次作业过程中处于静止状态的工作人员的示意图，其与氦气球连接的线保持竖直，下列说法正确的是(　　)
A.人对面板的压力和面板对人的支持力是一对平衡力
B．人对面板的作用力大小等于面板对人的作用力大小
C．氦气球对人的作用力大小等于人的重力大小
D．面板对人的作用力大小等于人的重力大小
思维提升
应用牛顿第三定律应注意的三个问题
(1)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．
(2)作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果(运动效果或形变效果)往往不同．
(3)作用力与反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能涉及第三个物体．
考向3　转换研究对象在受力分析中的应用
例8[2024·河北邢台市质检]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，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示．已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为(　　)
A．Mg＋mg－ma B．Mg－mg＋ma
C．Mg＋mg D．Mg－mg
思维提升
在对物体进行受力分析时，如果不便直接通过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．
第1讲　牛顿运动三定律
考点一
必备知识·自主落实
1．(1)匀速直线运动　(2)惯性　惯性　维持　加速度
2．(1)匀速直线运动　(2)大　小　(3)无关
关键能力·思维进阶
1．解析：亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动，故A错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：力不是维持运动的原因，如果物体不受力，它将以这一速度永远运动下去，故B正确；笛卡儿指出，如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，故C正确；牛顿认为物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，故D正确．故选BCD.
答案：BCD
2．解析：在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误．故选B.
答案：B
3．解析：小球在水平方向上没有施力物体，所以不受力，A错误，符合题意；小球水平方向不受力，所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变，B正确，不符合题意；小球因为有惯性，要保持原来的匀速直线运动状态，若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，是小球相对于火车向后运动，说明火车正在向前做加速运动，C正确，不符合题意；牛顿第一定律适用于惯性参考系，加速的火车属于非惯性参考系，不再适用，D正确，不符合题意．故选A.
答案：A
考点二
必备知识·自主落实
1．(1)正比　反比　相同　(2)ma
2．(1)基本　导出　(2)长度　质量　时间　米　千克　秒
(3)物理关系
关键能力·思维进阶
例1　解析：由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系，由此可知当力作用瞬间，物体会立即产生加速度，选项A正确；根据因果关系，合外力是产生加速度的原因，即物体由于受合外力作用，才会产生加速度，选项B错误；牛顿第二定律F＝ma是矢量式，a的方向与F的方向相同，与速度方向无关，选项C正确；由牛顿第二定律可知物体所受合外力减小，加速度一定减小，如果合外力方向与运动方向相同，物体做加速运动，其速度会增大，如果合外力方向与运动方向相反，物体做减速运动，速度会减小，选项D正确．
答案：ACD
例2　解析：对木块进行受力分析，接触弹簧后弹力不断增大，开始接触弹簧时，弹力小于力F，木块仍将加速运动，但加速度变小，A、B均错误；在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的加速度为零，速度最大，C正确；继续压缩弹簧，弹簧弹力大于F时，木块开始做减速运动，随弹簧弹力的逐渐增大，木块所受合力反向且增大，加速度向右且不断增大，D错误．
答案：C
例3　解析：将拉力分解为沿水平方向的分量Fx和竖直方向的分量Fy，根据题意和牛顿第二定律可得f＝mg，竖直方向Fy－mg－f cos 60°＝ma sin 30°＝mg，可得Fy＝2mg，水平方向Fx－f sin 60°＝ma cos 30°＝mg，解得Fx＝mg，因此拉力F的大小为F＝＝mg，故选D.
答案：D
例4　解析：小球在P点受力平衡，则有
mg＝f，f＝μFN，FN＝k
联立解得k＝
A正确；
在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为θ，则此时弹簧的弹力为
F＝k
小球受到的摩擦力为
f1＝μFN1＝μF sin θ
化简得
f1＝μ
θ在MP之间增大，在PN之间减小，即摩擦力先变大后变小，C错误；
根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等，D正确；
小球运动到P点下方时θ＝45°，此时弹簧弹力
F弹＝k(l－l)＝(4－2)mg
由牛顿第二定律：mg＋F弹cos 45°－μF弹sin 45°＝ma，
解得a＝g，
B错误．故选AD.
答案：AD
考点三
必备知识·自主落实
1．相互
2．相反　同一条直线上
关键能力·思维进阶
例5　解析：甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，与运动状态无关，即不管哪个获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，甲才能获胜，D正确．
答案：D
例6　解析：对男、女演员整体分析，根据平衡条件可知，水平地面对女演员的摩擦力为零，水平地面对女演员的支持力与男、女演员重力之和是一对平衡力，故A、B错误；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，女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等、方向相反，故C错误；对男演员分析，根据平衡条件得，女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小，故D正确．
答案：D
例7　解析：人对面板的压力和面板对人的支持力是一对相互作用力，故A错误；人对面板的作用力与面板对人的作用力是一对相互作用力，大小相等，故B正确；由于工作人员需要在面板上巡检，所以与面板间一定存在作用力，根据平衡条件可知氦气球和面板对人的作用力的合力与重力平衡，且易知氦气球和面板对人的作用力都为竖直向上，所以二者都小于人的重力大小，故C、D错误．故选B.
答案：B
例8　解析：环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对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F′f，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力FN及环给它的摩擦力F′f，受力情况如图乙所示．以环为研究对象，有mg－Ff＝ma，以箱子和杆整体为研究对象，有FN＝F′f＋Mg＝Ff＋Mg＝Mg＋mg－ma.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F′N＝Mg＋mg－ma，故选项A正确．
答案：A

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