一、牛顿第一定律(又叫惯性定律)1.牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。2.牛顿第一定律是通过分析事实,再进一步概括、推理得出的,它不可能用实验来直接验证这一定律,但从定律得出的一切推论都经受住了实践的检验,因此,牛顿第一定律是力学基本定律之一。3.对牛顿第一定律的理解(1)“一切”说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。(2)“没有受到力的作用”是定律成立的条件。“没有受到力的作用”有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。(3)“或”指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的运动状态,必须对物体施加力的作用。(5)牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。(6)牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。二、惯性1.定义:物体保持原来运动状态不变的特性叫惯性。2.性质:惯性是物体本身固有的一种属性。一切物体任何时候、任何状态下都有惯性。惯性不是力,不能说惯性力的作用,惯性的大小只与物体的质量有关,与物体的速度、物体是否受力等因素无关。3.对惯性的理解。(1)一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。(2)惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。(3)惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说“物体具有惯性”,或“由于惯性”,而不能说“受到惯性作用”或“惯性力”等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。4.防止惯性的现象:汽车安装安全气囊,汽车安装安全带等。利用惯性的现象:跳远助跑可提高成绩,拍打衣服可除尘等。三、二力平衡1.平衡状态和平衡力(1)物体处于静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这个物体处于平衡状态。(2)物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力是平衡力。(3)平衡力与平衡状态的关系:物体在平衡力的作用下,处于平衡状态,物体处于平衡状态时要么不受力,若受力一定是平衡力;物体受平衡力或不受力时保持静止或匀速直线运动状态。2.二力平衡(1)作用在同一物体上的两个力,如果大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,这两个力就彼此平衡。(2)二力平衡的条件:概括说就是“同物、等大、反向、共线”。①同物:作用在同一物体上的两个力。②等大:大小相等。③反向:两个力方向相反。④共线:两个力作用在同一条直线上。3.二力平衡的条件的应用:(1)根据平衡力中一个力的大小和方向,判定另一个力的大小和方向。(2)根据物体的平衡状态,判断物体的受力情况。4.二力平衡与相互作用力的区别平衡力相互作用力相同点大小相等,方向相反,作用在同一直线上不同点受力物体作用在同一物体上作用在两个不同物体上受力情况受力物体是同一个,施力物体不是同一物体两个物体互为施力者,互为受力者力的变化一个力变化(增大、减小或消失),另一个力不一定变化,此时物体失去平衡同时产生,同时变化,同时消失四、力和运动的关系物体做何运动取决于它的受力情况和初始状态;当物体不受外力或受力平衡时它只能处于静止状态或匀速直线运动状态;当物体受不平衡的力作用时,其运动状态将会发生改变,这种改变体现在物体的运动方向和速度大小上,二者中任一个发生改变或二者同时发生改变。物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。受力条件力的方向和物体运动方向物体所处状态运动状态是否改变不受力或受平衡力(合力为零)—————静止状态或匀速直线运动状态不变受非平衡力(合力不为零)相同速度增大,并且做直线运动一定改变相反速度减小,仍做直线运动不在同一直线上运动方向改变,做曲线运动五、做受力分析示意图1.概念力是普遍存在的,但是看不见、摸不到,十分抽象,力的示意图就可以把物体受到的力形象地表示出来。力的示意图指用一根带箭头的线段来表示力。箭头的方向表示力的方向;线段的起点或终点表示力的作用点。线段的长度表示力的大小,在同一图中,力越大,线段应该画的越长。2.考查形式(1)单个力的示意图(2)多个力的示意图(3)二力平衡的示意图3.画力的示意图的步骤对物体进行受力分析时,要正确画出力的示意图。可以采用“三定三标”的方法,具体步骤如下:(1)先确定研究对象即受力物体受到哪些作用。(2)“三定”①定作用点:在受力物体上面出作用点,不能画在受力物体的外面,更不能画在施力物体上。如果物体同时受到几个力作用时,就将重心作为这几个力的作用点。②定方向:以作用点为起点,沿力的方向画线段。注意题中关于方向的关键词如“水平”“竖直”等,并及时链接已有的力学知识,如重力方向竖直向下,摩擦力方向与物体相对运动的方向相反,压力方向与支持面垂直等。③定长度:在同一图中,如果物体受到几个力的作用时,线段的长短要大致表示力的大小,力越大,线段应画得越长。(3)“三标”①标箭头:在线段的末端标上箭头表示力的方向。②标符号:力一般用字母“F”表示,重力用符号“G”表示。摩擦力一般用“f”表示。③标数值和单位:在箭头旁边标上力的数值和单位。4.画力的示意图需注意的问题(1)力的作用点一定要画在受力物体上,一般重力要画在物体的重心上,压力要画在被压物体的表面上;当一个物体受多个力作用时,这几个力的作用点都要画在物体的重心上。(2)在画力的示意图时,要正确分析物体的受力情况,若找不出一个力的施力物体,则该力一定是不存在的。根据要求画出需要画的力,不要“画蛇添足”地画出不存在的力。5.对物体进行受力分析(1)分析重力只要物体在地球附近无论物体与地球接触不接触,都受重力作用。所以首先分析出物体受到竖直向下的重力。(2)分析弹力如果物体间不接触是不能产生弹力的。但是物体间接触不一定有弹力,还必须发生挤压而产生弹性形变。如何判断物体间相互接触有无弹力?我们可以假设撤去接触物体,判断研究对象是否维持现状。若维持现状则接触物体对研究对象没有弹力,因为接触物体使研究对象维持现状等同于没有接触物体而研究对象处于现状,接触物体形同虚设,故没有弹力。若不能维持现状则有弹力,因为接触物体撤去随之撤去了应该有的弹力。如图甲若撤去斜面,小球就不可能停留在原来的位置,要向右运动,所以斜面对小球有支持力。如图乙若撤去斜面,小球仍保持原来位置不动,则斜面对小球没有支持力。(3)分析摩擦力一般情况下只要接触表面粗糙且研究对象在其表面上滑动或者滚动即可很容易地判断出滑动摩擦力或滚动摩擦力。若有静摩擦力除了接触表面粗糙,还要求研究对象静止在其表面上有相对运动趋势。相对运动趋势有时很难确定,而且研究对象静止在其表面上不一定有相对运动趋势,从而就不一定有静摩擦力。我们也可以用假设法,假设接触表面光滑判断研究对象是否维持现状。若维持现状则无摩擦力,因为粗糙表面等同于光滑表面使物体维持现状,而光滑表面对研究对象是没有摩擦力的,故粗糙表面对研究对象没有摩擦力。若不能维持现状则有摩擦力,例如图丙中假设墙面光滑,小球将维持现状不动,故墙对小球没有静摩擦力。图丁中假设墙面光滑,小球将运动而不能维持现状,故有静摩擦力。(2019·宜昌)研学旅行途中,小明同学坐在匀速直线行驶的动车上,他正上方行李架的书包里有一包餐巾纸掉落,则这包餐巾纸掉落的位置在A.小明前排乘客身上B.小明的身上C.小明后排乘客身上D.无法判断【参考答案】B【详细解析】动车匀速直线运动时,如果餐巾纸掉落,由于惯性餐巾纸仍然保持与动车相同的运动速度和运动方向向前运动,由于餐巾纸处于小明正上方行李架的书包里,所以会刚好落在小明的身上。1.下列哪位学者首先通过实验分析得出:物体的运动并不需要力来维持,运动的物体之所以会停下来是因为受到了阻力A.伽利略B.亚里士多德C.阿基米德D.帕斯卡【答案】A【解析】科学家伽利略首先通过实验分析得出:运动的物体如果受到的阻力为零,将以恒定不变的速度永远运动下去,也就是“物体的运动并不需要力来维持”;运动的物体之所以停下来,是因为物体受到了与运动方向相反的摩擦阻力。2.关于牛顿第一定律的理解,下列说法正确的是()A.牛顿第一定律是通过凭空想象出来的B.物体只要运动,就一定受到力的作用C.不受力的物体,只能保持静止状态D.如果物体不受到力的作用,原来运动的物体将保持原有的速度一直做匀速直线运动【答案】D【解析】A、牛顿第一定律是在实验的基础上经过科学的推理而得出的,不能用实验直接验证,但它不是凭空想象出来的,是经受了实践的检验的,故A错误;B、物体不受力或受平衡力作用时做匀速直线运动,说明物体的运动不需要力来维持,故B错误;C、一切物体在没有受到外力作用的时候时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,故C错误;D、如果物体不受外力作用时,原来运动的物体将保持原有的速度做匀速直线运动,故D正确。下列四个现象中对应的说明正确的是()A.汽车紧急刹车,车上的人会向前倾,说明车有惯性B.拍打沾有灰尘的衣服,灰尘脱落,说明衣服有惯性C.用扳手拧螺母,手要握在扳手手柄的远端,说明力的大小影响力的作用效果D.我国成功发射了首次在月球背面着陆的探测器“嫦娥四号”,它落月过程中,在距月面100米处开始悬停,以寻找合适的着陆点,若此时以月球为参照物,嫦娥四号是静止的【参考答案】D【详细解析】A、汽车急刹车时,人由于惯性仍然保持原来的运动状态,因此人会向前倾,这说明人有惯性,而不是车有惯性,故A错误;B、拍打沾有灰尘的衣服,衣服运动,灰尘由于惯性保持原来的静止状态,在重力作用下掉在地上,说明灰尘有惯性,故B错误;C、用扳手拧螺母,手要握在扳手手柄的远端,这样更容易拧开,这表明力的作用点影响力的作用效果,故C错误;D、在悬停过程中,以月球为参照物,“嫦娥四号”与月球之间没有位置变化,所以“嫦娥四号”是静止的,故D正确。1.下列关于力和运动的说法,正确的是A.物体运动状态发生改变,一定受到力的作用B.行驶的汽车急刹车时,乘客会出现向后倾的现象C.用力推桌子,桌子静止不动,因为推力小于摩擦阻力D.踢出去的足球能在空中飞行,是因为足球没有受到力的作用【答案】A【解析】A、力是改变物体运动状态的原因,一个物体运动状态发生改变,一定受到力的作用,并且受到非平衡力作用,故A说法正确。B、乘客和汽车原来都是运动的,汽车急刹车,乘客由于惯性仍要保持原来的运动状态,所以乘客要向前方倾倒,故B说法错误。C、用力推桌子,桌子静止不动(处于平衡状态),水平方向上桌子受到的推力和摩擦力平衡,则二力的大小相等,故C说法错误。D、踢出去的足球能在空中飞行,是由于足球具有惯性,仍要保持原来的运动状态,故D说法错误。2.(2019·毕节)小敏爸爸驾驶小汽车载着家人外出旅游,小车在一段平直公路上匀速直线行驶,小敏坐在小车的座位上,突然遇到紧急情况,爸爸紧急刹车,小敏身体将向什么方向倾斜?说出理由。【答案】小敏坐在小车的座位上,当汽车紧急刹车时,小敏的下身随汽车一起停止运动,但其上身由于惯性仍要保持原来的运动状态继续向前运动,所以小敏身体会突然向前方倾倒。(2019·齐齐哈尔)如图所示,小辉推着小车在平直道路上匀速前进,下列说法正确的是A.小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力B.小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力C.小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力D.小车受到水平方向推力与小车受到的阻力是一对