第三章 第1讲 牛顿运动三定律-2023年高考物理一轮复习核心考点精梳细讲课件

第三章牛顿运动定律

第1讲牛顿运动三定律

【目标要求】

1,理解牛顿运动三定律的内容.

2,理解惯性的本质，会区分作用力和反作用力与一对平衡力的区别.

3.会应用牛顿运动三定律解题.

考点一牛顿第一定律的理解

].牛顿第―*定律

⑴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.

⑵意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都具有惯性，因此牛顿第

一定律又被叫作惯性定律;

②揭示了运动和力的关系：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.

2.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.

⑵量度：质量是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，一切物体都具有惯性，与物体的运

动情况和受力情况无关.

n技巧点拨

i.惯性的两种表现形式

(1)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).

(2)物体受到外力时，惯性表现为抗拒运动状态的改变，惯性大，物体的

运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态较易改变.

2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系

牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的.

(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力，力是如何改变物体运动

状态的问题则由牛顿第二定律来回答.

(2)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.

［微点判断］

⑴牛顿第一定律是实验定律。（的

（2）在水平面上运动的物体最终停下来，是因为水平方向没有外力维持其运动的

结果。（X）

⑶运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。（X）

（4）物体的惯性越大，运动状态越难改变。（V）

⑸作用力与反作用力可以作用在同一物体上。（的

⑹作用力与反作用力的作用效果不能抵消。（V）

⑺在惯性参考系中，对于任何物体，在任何情况下，牛顿第一、第三定律都是

成立的。（）V

⑻伽利略认为力是维持物体运动的原因。（为

（9）亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因。（X）

提能点（一）牛顿第一定律惯性

I.理想斜面实验］（选自鲁科版新教材）如图所示，小球从左侧斜面上的o点由静止释放

后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的

材料，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对

比，可以得到的最直接的结论是)

A.如果斜面光滑，小球将上升到与。点等高的位置

B.如果小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态

C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D.小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

解析：斜面上铺垫的材料粗糙程度越小，小球上升得越高，如

果斜面光滑，没有摩擦力的影响，小球将上升到与。点等高的位

置，但无法得出选项B、C、D中的结论，故只有选项A正确。

答案：A

2.1力与运动的关系］关于力与运动的关系，下列说法中正确的是（）

A.必须有力的作用物体才能运动

B.牛顿第一定律可以用实验直接验证

C.理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因〃

D.牛顿第二定律表明物体所受外力越大物体的惯性越大

解析：力是改变物体运动状态的原因，物体不受力时也能保持匀速直线

运动，故A错误；牛顿第一定律是在实验的基础上进一步推理概括出来

的科学理论，不能直接通过实验得出，但能经住实践的检验，故B错误;

伽利略通过理想斜面实验说明，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，故C正确；惯性的大小由物体的质量决定，与物

体受力的大小无关，与是否受力也无关，故D错误。答案：C

3.［牛顿第一定律］（多选）下列对牛顿第一定律的理解正确的是（）

A・牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律

B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变

C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运

动的结果

D.奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用

迫使他改变原来的运动状态

解析：牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，总保

持匀速直线运动状态或静止状态不变，A、B正确；牛顿第一定律还揭

示了力和运动的关系，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，C错误，D正确。答案：ABD

4.［惯性J（2022・泰安模拟）如图所示的照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较

深的水坑而倒地的过程。下列各选项是从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是

()

A.因为水坑里的水对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地

B.因为骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车

的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车一起倒地

C.为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地

D.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的

解析：骑车人之所以摔倒，是因为自行车前轮

陷入水坑后突然静止，而人和车的后半部分由

于惯性仍要保持原来的运动状态。

答案：B

n考点二牛顿第二定律

i.牛顿第二定律

(1)内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成星£、跟它的质量成

反比,加速度的方向跟作用力的方向型亘二

(2)表达式：F=ma,

2.力学单位制

(1)单位制：基本单位和导出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，是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒.

(3)导出单位：由基本物理量根据逊握t导出来的其他物理量的单位.

⑵应用平行四边形定则或正交分解法求合力;

(3)根据尸合=加。求物体的加速度Q.

［微点判断J

⑴物体加速度的方向一定与物体所受合外力方向相同。(J)

⑵质量越大的物体，加速度越小。(X)

(3)物体的质量与加速度成反比。()X

⑷物体受到外力作用，立即产生加速度。(J)

⑸可以利用牛顿第二定律确定自由电子的运动情况。(X)

⑹物体所受的合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小(J)

⑺物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。(J)

(8)根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。(X)

(9)物体处于超重或失重状态，完全由物体加速度的方向决定，与速度方向无关。(V)

(10)千克、秒.米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。(X)

(11)力的单位牛顿，简称牛，属于导出单位。(V)

提能点（一）牛顿第二定律

1.根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是（）

A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比

B.物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度

C.物体加速度的大小与所受作用力中任一介的大小成正比

D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平

加速度大小与其质量成反比

解析：根据牛顿第二定律m可知，物体的加速度与速度无关，A错误；即

使合力很小，也能使物体产生加速度，B错误；物体加速度的大小与物体所受

的合力成正比，C错误；力和加速度为矢量，物体的加速度与质量成反比，D

正确。

答案：D

2.（2022佛山模拟）下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的

是（）

A.物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大

B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0

C.物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D.物体的速度很大，但加速度可能为0,所受的合外力一定不为0

解析：速度和加速度无必然的联系，则物体的速度越大，加速度不一定

越大，所受的合外力也不一定越大，A错误；物体的速度为0,加速度

不一定为0,所受的合外力也不一定为0,B错误；物体的速度为0,但

加速度可能很大，所受的合外力也可能很大，C正确；物体的速度很大,

但加速度可能为0,所受的合外力也可能为0,D错误。答案：C

3.（2022・济南质检）（多选）如图所示，某杂技演员在做手指玩耍盘子

的高难度表演。若盘的质量为机，手指与盘之间的动摩擦因数

为"，重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘底

处于水平状态且不考虑盘的自转。则下列说法正确的是

A.若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则手指对盘的作用力等于雁席

B.若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动，则盘受到水平向右的静摩擦力

C.若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则手指对盘的作用力大小

为"雁g

D.若盘随手指一起水平匀加速运动，则手指对盘的作用力大小不可超过声了Mg

解析：若手指支撑着盘，使盘保持静止状态，则盘受力平衡，手指对盘的作用力

与盘的重力等大反向，则手指对盘的作用力等于冲，选项A正确；若手指支撑

着盘并一起水平向右匀速运动，则水平方向盘不受力，即盘不受静摩擦力，选项

B错误；若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动，则手指对盘的作用力为静

摩擦力和支持力，大小不等于〃廊，选项C错误；若盘随手指一起水平匀加速运

动，则手指对盘子水平方向的最大静摩擦力为"冲，竖直方向对盘子的支持力为

mg,则手指对盘的作用力的最大值等于忘了不调了=声/?〃8，即手指对

盘的作用力大小不可超过产帝〃名，选项D正确。

答案：AD

考点三牛顿第三定律

1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是晅的，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.表达式：F=—F-

图4.5-3小磁铁和小!

铁条的吸引是相互的用手推桌子，会感到桌子图4.5-2用力推另一只船时,

自己的船也会受到力的作用。

也在推手

[1技巧点拨

1.相互作用力的特点

“同大小

liU

⑴三同，同时产生、变化、消失用手推桌子，会感到桌子

也在推手

'同性质

反向

(2)三异j异体，即作用力、反作用力作用在不同物体上

:不同效果不管加速、减速、匀速，一对相互作用力永远相等

与相互作用的两物体的运动状态无关

(3)二无关

与是否和其他物体相互作用无关

2.一对平衡力与作用力和反作用力的比较

称

一对平衡力作用力和反作用力图3

项目

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

提能点（三）牛顿第三定律

1.如图所示，一对父子掰手腕，父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记

为尸1,儿子对父亲的力记为尸2，则)

A.Fi>F]

B.尸i和尸2大小相等

C.尸1先于尸2产生

D.尸1后于尸2产生

解析：父亲对儿子的力尸1和儿子对父亲的力尸2是一对相互作用力，根

据牛顿第三定律可知这两个力等大反向，同时产生、同时消失，B正确,

A、C、D错误。

答案：B

2,引体向上是同学们经常做的一项健身运动。该运动的规范动作是：两手正握单杠,

由悬垂开始，上拉时，下颛需超过单杠面。下放时，两臂放直，不能曲臂，如图所示,

这样上拉下放，重复动作，达到锻炼臂力和腹肌的目的。关于做引体向上动作时人的

受力，以下判断正确的是)

A,加速上拉过程中，单杠给人的作用力大于人给单杠的作用力

B,在加速下放过程中，单杠对人的作用力等于人对单杠的作用力

C.悬垂静止时，单杠对人的作用力与人对单杠的作用力是一对平衡力

D,加速下放过程中，在某瞬间人可能不受力的作用

解析：无论是上拉过程、下放过程，还是悬垂静止时，单杠对人的作用力总等于

人对单杠的作用力，是一对相互作用力，与人的运动状态无关，选项A、C错误，

B正确；加速下放过程中，人受到的合外力向下，故D错误。

答案：B不管加速、减速、匀速，一对相互作用力永远相等

3.如图所示，质量为胆的木块在质量为M的长木板上以加速度、

〃水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为"1,」77777777%77777

木块与长木板间的动摩擦因数为"2，重力加速度为g,若长木板仍处于静止状

态，则长木板对地面摩擦力的大小和方向一定为（）

A,"式机+M）g,向左B,p2mg,向右

C.%mg+ma,向右D.从Mg+42Mg,向左

解析：对木块分析可知，长木板对它水平向左的摩擦力大小为五"="2机g，由

牛顿第三定律可知，木块对长木板的摩擦力向右，大小也为Ki；由于长木板

仍处于静止状态，对长木板受力分析可知，地面对它的静摩擦力方向向左，

大小为a=居1="2利g，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为

"2机身，方向向右，故B正确。

答案：B

r■拓展点“转换研究对象法”在受力分析中的应用

在对物体进行受力分析时，如果不便于直接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.

方法技巧—用牛顿第三定律转换研究对象

例（2020•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“，环的质量为加，如图8

所示.已知重力加速度为g,环沿杆以加速度。匀加速下滑，则此时箱子对

地面的压力大小为