2026届高考物理总复习（第1轮）教师用书第三章 牛顿运动定律

第三章牛顿运动定律

课1.通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系.理解牛

程顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问

标题.通过实验，认识超重和失重现象.

准2.知道国际单位制中的力学单位.了解单位制在物理学中的重要意义.

1.理解质量的含义，理解惯性的概念.

物理

2.理解和掌握牛顿运动定律.

观念

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.应用“理想实验”思想方法分析问题.

科学2.运用牛顿运动定律分析、解决问题.

核

思维3.掌握“整体法”“隔离法”“图像法”“控制变量法”“临界法”等

心

的应用.

素

科学1.通过实验探究加速度与力和质量的关系.

养

探究2.通过实验，认识超重和失重.

科学

通过对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

态度

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

与责

和价值观.

任

高考对本章的考查以选择题为主.命题有通过运动图像提供信息，

命题分析物体的实际运动；也有以生活中的常见现象为背景的计算题.

分析本章内容是高考的重点，单独考查的题目多为选择题，与直线运动、

命曲线运动、电磁学等知识结合的题目多为计算题.

题重点考查对牛顿运动定律的理解及灵活应用.试题联系生产、生活

趋势

探实际，涉及临界、极值并与图像相结合等的综合应用、对学生的理

分析

究解能力、分析综合能力及应用数学方法解题的能力等要求较高.

螺旋桨飞机、分拣机器人、电动平衡车、磁性棋盘、滑轮组提物、

预设

引体向上、跳水、蹦床、蹦极、跳伞、火箭发射、无人机、电梯、

情境

掷实心球、俯式冰橇、跳楼机、球形飞行器等.

第1讲牛顿第一定律牛顿第三定律

一、牛顿第一定律

1.牛顿第一定律

(1)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.

(2)意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此

牛顿第一定律也被叫作惯性定律.②揭示了力与运动的关系：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.

(3)适用范围：惯性参考系.如果在一个参考系中，一个不受力的物

体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯

性参考系，简称惯性系.

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.

(2)惯性的两种表现：①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.②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运

动状态的改变.

(3)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.

(4)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（填“有关”或“无关”）.

二、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相互的.当一个物体对另一个物体施

加了力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力.物体间相互

作用的这一对力，通常叫作作用力和反作用力.

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′.

4.意义

建立了相互作用的物体之间的联系，体现了作用力与反作用力的相

互依赖关系.

考点一对牛顿第一定律和惯性的理解

1.牛顿第一定律是在可靠的实验事实（如伽利略斜面实验）基础上

采用科学的逻辑推理得出的结论，物体不受外力是牛顿第一定律的理想

条件，所以牛顿第一定律不是实验定律.

2.惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运

动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大则

其惯性越大；牛顿第一定律揭示了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.

对牛顿第一定律的理解

【例1】（传统文化）早在2000多年前，墨子在《墨经》中就对

力的概念提出了初步的论述：“力，刑之所以奋也.”这句话的意思是说，

力是使物体开始运动或加快运动的原因.则下列关于力的说法正确的是

()

A.墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同

B.物体受到变力作用，速度大小一定会改变

C.力不是维持物体运动的原因

D.当物体不受力时，物体将停止运动

【解析】C亚里士多德关于力和运动的观点是力是维持物体运动

的原因，伽利略关于力和运动的观点是力是改变物体运动状态的原因，

即墨子的观点与伽利略的观点基本相同，A错误；物体受到变力作用，

物体的运动状态一定发生改变，即物体的速度一定发生变化，但是速度

的大小不一定会改变，例如物体做匀速圆周运动，B错误；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，C正确；当物体不受

力时，物体保持静止或匀速直线运动状态不变，运动的物体不会停止运

动，D错误.

【变式训练1】（生活情境）大型油罐车内的油在运输过程中极

易发生涌动（如图甲），为了防止油涌动导致车体重心急剧变化的危害，

在油罐车内部设置了一些固定挡板（如图乙）.下列说法错误的是()

甲

乙

A.油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧

B.油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动

C.油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前的剧

烈涌动

D.油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡油板油也几乎不会

涌动

【解析】B由于惯性油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动

到油罐的右侧，A正确；惯性取决于物体的质量，B错误；油罐车在匀

速前进的过程中突然刹车，由于惯性油向前剧烈涌动，设置挡板并不能

改变油的惯性，但能减弱油向前剧烈涌动，C正确；油罐车在平直道路

上匀速前进时，由牛顿第一定律可知，即使没有挡油板油也几乎不会涌

动，D正确.

对惯性的理解

【例2】[易错题]水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻

璃管，液体中有一气泡，水平静止时，气泡位于玻璃管中央，如图甲所

示.一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪，一个沿车

头方向，一个垂直于车头方向.某时刻，气泡位置如图乙所示，则此时关

于火车运动的说法可能正确的是()

甲乙

A.加速行驶，且向左转弯

B.加速行驶，且向右转弯

C.减速行驶，且向左转弯

D.减速行驶，且向右转弯

【解析】B由题意可知，水平静止或匀速直线运动时，气泡位于

玻璃管中央，由图乙可以看出：沿车头方向的气泡向车头方向移动，当

火车加速时，气泡和液体由于惯性不会随火车立即加速，还会以原来的

速度运动，相对火车向后运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡

在液体作用下就向前运动，C、D错误；垂直于车头方向的水平仪中的

气泡处于右端，因原来火车做直线运动，气泡位于中心位置，当火车向

右转弯时，气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转，还会沿直线运动，

所以气泡和液体就相对火车向左运动，因为气泡密度小于液体密度，所

以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动，所以此时刻火车应是加

速运动且向右转弯，A错误、B正确.

【易错点】学生容易误选C.误认为向左转弯，气泡向右移动，

减速行驶，气泡向前运动.未能理解气泡比同体积的液体密度小，质量小，

状态更易改变.

【变式训练2】将木块放在小车上，使木块与小车一起向右匀速运

动，当小车被障碍物挡住时，下列实验现象正确的是()

图1图2图3

A.假设小车表面光滑，木块将如图1所示向前倾倒

B.假设小车表面光滑，木块将如图2所示向前滑动

C.假设小车表面粗糙，木块将如图3所示向后倾倒

D.假设小车表面粗糙，木块将如图2所示向前滑动

【解析】B当小车遇到障碍物时，小车将停下.如果小车上表面

光滑，则木块下部不受摩擦力，此时整个木块都将由于惯性而保持向右

的匀速直线运动状态，A错误、B正确；如果上表面粗糙，则木块上部

由于惯性将继续向右运动，木块下部虽然也要继续向右运动，但下部受

到一个向左的摩擦力，使得下部的运动状态发生改变，很快停止，故此

时木块将向右倾倒，C、D错误.

惯性的两种表现形式

(1)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.

(2)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（静止或匀速直线运动）.

考点二牛顿第三定律的理解与应用

1.一对平衡力与一对作用力、反作用力的比较

作用力与

项目一对平衡力

反作用力

两个相互作用

作用对象同一个物体

的不同物体

不一定同时产生、一定同时产生、

作用时间

同时消失同时消失

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

2.应用牛顿第三定律转换研究对象

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.

对作用力与反作用力的理解

【例3】解说围棋的大棋盘如图所示，棋盘竖直放置，棋盘和棋子

都是磁性材料制成，棋子能吸在棋盘上，不计棋子之间的相互作用力，

下列说法正确的是()

A.棋子受到的磁力与它受到的重力是一对平衡力

B.棋子受到的磁力与它受到的弹力是一对作用力与反作用力

C.磁性越强的棋子，所受的摩擦力越大

D.棋子受到的摩擦力与它受到的重力是一对平衡力

【解析】D棋子竖直方向受向下的重力和向上的静摩擦力，两者

大小相等、方向相反，是一对平衡力，A错误、D正确；棋子水平方向

受磁力和棋盘对它的弹力，两者是一对平衡力，B错误；因竖直方向重

力等于摩擦力，则即使是磁性很强的棋子，所受的摩擦力也是一样大，

C错误.

【变式训练3】如图所示是一种有趣好玩的感应飞行器的示意图，

主要是通过手控感应飞行，它的底部设置了感应器装置.只需要将手置于

离飞行器底部一定距离处，就可以使飞行器静止悬浮在空中，操作十分

方便.下列说法正确的是()

A.手对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力

B.空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力

C.空气对飞行器的作用力和空气对手的作用力是一对作用力和反

作用力

D.因为空气会流动，所以螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的

作用力大小不相等

【解析】B手与飞行器没有接触，手对飞行器没有作用力，空气

对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力，A错误、B正确；

空气对飞行器的作用力和飞行器对空气的作用力是一对作用力和反作

用力，C错误；由牛顿第三定律可知，螺旋桨对空气的作用力和空气对

螺旋桨的作用力大小相等，D错误.

牛顿第三定律的应用

【例4】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f，则此时箱对地面的压

力大小为()

A.Mg＋fB.Mg－fC.Mg＋mgD.Mg－mg

【解析】A环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力

f，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′，箱子与杆整体竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N

及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，

可得N＝f′＋Mg＝f＋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N′＝Mg＋f，A正确.

甲乙

【变式训练4】（多选）木箱重G1，人重G2，人站在木箱里用

力F向上推木箱，如图所示，则有()

A.人对木箱底的压力大小为G2＋F

B.人对木箱底的压力大小为G2

C.木箱对地面的压力大小为G2＋G1－F

D.木箱对地面的压力大小为G1＋G2

【解析】AD对人隔离受力分析，人受竖直向下的重力G2、向下

的作用力F′、向上的支持力FN，由平衡条件与牛顿第三定律可得FN＝

G2＋F′＝G2＋F，据牛顿第三定律，人对木箱底的压力大小为G2＋F，A

正确、B错误；将人与木箱看作一个整体，由平衡条件可得，木箱受到

地面的支持力大小为G1＋G2，由牛顿第三定律可知，木箱对地面的压

力大小为G1＋G2，C错误、D正确.

作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”

(1)“六同”：①大小相同；②性质相同；③同一直线；④同时产生；⑤同时变

化；⑥同时消失.

(2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同.

(3)“二无关”：①与物体的运动状态无关；②与是否和另外物体相互作用无关.

1.伽利略理想斜面实验是16世纪力学发展的重要起点.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不同的材料时，小球沿右侧斜面上

升的最高位置依次为图中1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得

到最直接的结论是()

A.斜面的粗糙程度越低，小球上升的位置越高，如果斜面光滑，则

小球能够到达与O点等高处

B.如果小球受力平衡，它将一直保持匀速直线运动或静止状态

C.如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D.如果小球受力一定，质量越大时，它的加速度越小

【解析】A由实验结果可知，斜面的粗糙程度越低，小球上升的

位置越高，如果斜面光滑，小球不会有能量损失，将上升到与O点等高

的位置，A正确；根据题中三次实验结果的对比，不能直接得到B、C

项结论，D项结论与本实验无关，B、C、D错误.

2.如图所示，体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河，如果甲、

乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法正确的是()

A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜

B.只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力

C.当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力

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，所以甲获胜

【解析】D甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，

大小相等，与二者的运动状态无关，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

的摩擦力时，甲才能获胜，A、B、C错误，D正确.

3.“神舟十六号”在“长征二号”运载火箭的推动下顺利进入太空，如

图所示为“长征二号”运载火箭，下列关于它在竖直方向加速起飞过程的

说法，正确的是()

A.火箭加速上升时，航天员对座椅的压力小于自身重力

B.保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落后做自由落体运动

C.火箭喷出的热气流对火箭的作用力大小等于火箭对热气流的作

用力大小

D.燃料燃烧推动空气，空气反作用力推动火箭升空

【解析】C火箭加速上升时，航天员处于超重状态，对座椅的压

力大于自身重力，A错误；保温泡沫塑料从箭壳上自行脱落时，由于具

有惯性，有向上的速度，所以做竖直上抛运动，B错误；火箭喷出的热

气流对火箭的作用力与火箭对热气流的作用力是一对作用力和反作用

力，大小相等，C正确；火箭中的燃料燃烧向下喷气，喷出的气体的反

作用力推动火箭升空，不是外界空气的作用力，D错误.

4.如图所示为广泛应用于“双11”的智能快递分拣机器人简化图，派

件员在分拣场内将包裹放在机器人的水平托盘上后，机器人可以将不同

类别的包裹自动送至不同的位置，则下列说法正确的是()

A.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹不受摩擦力的作用

B.包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹没有惯性

C.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，包裹对机器人的压力

和机器人对包裹的支持力是一对平衡力

D.包裹随着机器人一起做匀加速直线运动时，机器人对包裹的作用

力等于包裹的重力

【解析】A包裹随着机器人一起做匀速直线运动时，包裹受重力

和支持力作用，水平方向不受摩擦力的作用，A正确；一切物体在任何

情况下都有惯性，惯性是物体的一个基本属性，B错误；包裹对机器人

的压力和机器人对包裹的支持力是一对相互作用力，C错误；包裹随着

机器人一起做匀加速直线运动时，机器人对包裹的作用力有竖直方向的

支持力和水平方向的摩擦力，只有竖直方向的支持力与包裹的重力大小

相等，因此机器人对包裹的作用力不等于包裹的重力，D错误.

5.如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G＝10N的金属块，使金属

块部分浸在台秤上的水杯中（水不会溢出），若弹簧测力计的示数变为T′

＝6N，则台秤的示数()

A.保持不变B.增加10NC.增加6ND.增加4N

【解析】D金属块浸入水中后，水对金属块产生浮力F.由弹簧测

力计的示数知，浮力的大小为F＝G－T′＝4N.根据牛顿第三定律，金属

块对水也施加一个反作用力F′，其大小F′＝F＝4N，所以台秤的示数增

加4N.

6.（多选）“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具.如图所示，人

笔直站在“电动平衡车”上，在某水平地面上沿直线匀速前进，下列说法

正确的是()

A.“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力

B.人的重力与车对人的支持力是一对相互作用力

C.地面对车的摩擦力与人（含车）所受空气阻力平衡

D.在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向左倾斜

【解析】CD根据牛顿第三定律，“电动平衡车”对人的作用力大

小等于人对“电动平衡车”的作用力，A错误；人的重力与车对人的支持

力的受力物体都是人，不可能是相互作用力，B错误；地面对车的摩擦

力与人（含车）所受空气阻力平衡，所以人与车能够匀速运动，C正确；

在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向左倾斜，D正确.

7.如图所示，倾角为37°的斜面上有一个重力为100N的小球被轻

绳系住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面光滑，

斜面体的重力为500N，整个装置处于静止状态.sin37°＝0.6，求：

(1)绳对小球拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；

(2)斜面体对地面的压力大小和摩擦力大小.

【解析】(1)对小球进行受力分析如图所示，根据平衡条件有

FTsin45°－FNsin37°＝0，

FTcos45°＋FNcos37°－mg＝0，

联立解得

3002500

FT＝N，FN＝N.

77

(2)选小球和斜面体整体为研究对象，对整体受力分析，将绳的拉力

FT向竖直方向和水平方向分解，根据平衡条件和牛顿第三定律有，斜面

体对地面的摩擦力大小为

30022300

Ff＝FTsin45°＝×N＝N，

727

斜面体对地面的压力大小为

3900

N＝(M＋m)g－FTcos45°＝N.

7

8.如图所示，底座A上装有一根直立杆，其总质量为M，杆上套有

质量为m的圆环B，它与杆有摩擦.当圆环从底端以某一速度v向上飞起

时，圆环的加速度大小为a，底座A不动，求圆环在升起和下落过程中，

水平面对底座的支持力分别是多大？（圆环在升起和下落过程中，所受

摩擦力大小不变）

【解析】如图甲所示，圆环上升时，设杆给环的摩擦力大小为Ff1，

环给杆的摩擦力大小为Ff2，水平面对底座的支持力大小为FN1，则

对圆环：mg＋Ff1＝ma，

对底座：FN1＋Ff2－Mg＝0，

由牛顿第三定律得

Ff1＝Ff2，

联立解得

FN1＝(M＋m)g－ma.

甲乙

如图乙所示，圆环下降时，设杆给环的摩擦力大小为Ff1′，环给杆

的摩擦力大小为Ff2′，水平面对底座的支持力大小为FN2，则对底座有

Mg＋Ff2′－FN2＝0，

由牛顿第三定律得

Ff1′＝Ff2′，

又由题意有

Ff1′＝Ff1，

联立解得

FN2＝(M－m)g＋ma.

第2讲牛顿第二定律及其应用

一、牛顿第二定律单位制

1.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正比，跟它的

质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同.

(2)表达式：F＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时k＝1，

F＝ma.

(3)适用范围：①牛顿第二定律只适用于惯性参考系.②牛顿第

二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、低速运动（远

小于光速）的情况.

2.单位制、基本单位、导出单位

(1)单位制：基本单位和导出单位一起组成了一个单位制.

(2)基本量：在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用

物理量之间的关系推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量

叫作基本量.

(3)基本单位：基本量的单位.力学中的基本量有三个，它们是质

量、时间、长度，它们的单位千克、秒、米就是基本单位.

(4)导出量和导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他

物理量叫作导出量，推导出来的相应单位叫作导出单位.

二、牛顿第二定律的应用

1.动力学的两类基本问题

(1)已知物体的受力情况，确定物体的运动情况；

(2)已知物体的运动情况，确定物体的受力情况.

2.解决两类基本问题的方法

以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列

方程求解，具体逻辑关系如图.

三、超重和失重

1.超重

(1)定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体

所受重力的现象.

(2)产生条件：物体具有向上的加速度.

2.失重

(1)定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体

所受重力的现象.

(2)产生条件：物体具有向下的加速度.

3.完全失重

(1)定义：物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力的现象称

为完全失重现象.

(2)产生条件：物体的加速度a＝g，方向竖直向下.

4.实重和视重

(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态无关.

(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉

力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或

台秤的示数即为视重.

考点一对牛顿第二定律、单位制的理解

1.牛顿第二定律的性质

2.国际单位制的基本单位

物理量名称物理量符号单位名称单位符号

长度l米m

质量m千克kg

时间t秒s

电流I安（培）A

热力学温度T开（尔文）K

物质的量n摩（尔）mol

发光强度I坎（德拉）cd

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，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

【解析】ACD由于物体的加速度和合外力是瞬时对应关系，可

知力作用瞬间，物体会立即产生加速度，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，

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，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，如果物体做加速运动，其速度会增大，如果物体做减速

运动，速度会减小，D正确.

【变式训练1】关于牛顿第二定律，下列说法正确的是()

A.物体加速度的大小由物体的质量和所受合力大小决定，与物体的

速度大小无关

B.物体的加速度的方向不仅与它所受合力的方向有关，且与速度方

向有关

C.物体的加速度方向与速度方向总是相同的

D.一旦物体所受合力为零、则物体的加速度和速度立即变为零

【解析】A物体加速度的大小由物体质量和所受合力大小决定，

与物体的速度大小无关，A正确；根据牛顿第二定律知，物体的加速度

的方向与所受合力的方向一致，与速度方向无关，B错误；物体加速度

方向与速度方向无关，可以相同，可以不同，也可以成一夹角，C错误；

一旦物体所受合力为零，则物体的加速度立即变为零，速度保持不变，

D错误.

对单位制的理解

【例2】（2023·辽宁卷）安培通过实验研究，发现了电流之间相

互作用力的规律.若两段长度分别为Δl1和Δl2、电流大小分别为I1和I2的

I1I2Δl1Δl2

平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为ΔF＝k.

r2

比例系数k的单位是()

A.kg·m/(s2·A)B.kg·m/(s2·A2)C.kg·m2/(s2·A)D.kg·m2/(s2·A2)

2

【解析】根据题干公式＝I1I2Δl1Δl2整理可得＝ΔFr代

BΔFk2k

rI1I2Δl1Δl2

Nkg·m/s2

入相应物理量单位可得比例系数k的单位为＝＝kg·m/(s2·A2)，

A2A2

B正确.

【变式训练2】物理学中有些结论不一定要通过计算才能验证，有

时只需通过一定的分析就能判断结论是否正确.根据流体力学知识，喷气

式飞机喷出气体的速度v与飞机发动机燃烧室内气体的压强p、气体密

1

度ρ及外界大气压强p0有关.则下列关于喷出气体的速度的倒数的表达

v

式正确的是()

1ρ12ρ

A.＝B.＝

v2(p－p0)vp＋p0

1p－p01

C.＝D.＝2ρ(p－p0)

vρv

ρ2ρ

【解析】A国际单位制中，与的单位均为

2(p－p0)p＋p0

kg/m3kg/m3

＝＝s2/m2＝s/m，是速度的倒数的单位，再结合实际

PaN/m2

p－p0

情况，内外压强差越大，喷气速度越大，A正确、B错误；的

ρ

PaN/m2

单位为＝＝m/s，不是速度的倒数的单位，C错误；

kg/m3kg/m3

2

3Nkgkg·m/skg2

2ρ(p－p0)的单位为Pa·kg/m＝·＝·＝kg/(s·m)，

m2m3m2m3

不是速度的倒数的单位，D错误.

合力、速度、加速度间的关系

(1)在质量一定时，物体的加速度由合力决定.合力大小决定加速度大小，合

力方向决定加速度方向.合力恒定，加速度恒定；合力变化，加速度变化.

(2)做直线运动的物体，只要速度和加速度方向相同，速度就增大；只要速度和

加速度方向相反，速度就减小.

考点二动力学两类基本问题

动力学的两类基本问题的解题步骤

已知受力情况求物体的运动情况

【例3】（生活情境）如图所示，俯式冰橇是冬奥会的比赛项目之

一，其赛道可简化为起点和终点高度差为120m、长度为1200m的斜坡，

假设某运动员从起点开始，以平行赛道的恒力F＝40N推动质量m＝40

kg的冰橇由静止开始沿斜坡向下运动，出发4s内冰橇发生的位移为12

m，8s末迅速登上冰橇与冰橇一起沿直线运动直到终点.设运动员登上

冰橇前后冰橇速度不变，不计空气阻力，（g取10m/s2，取赛道倾角的

余弦值为1，正弦值按照题目要求计算）求：

(1)出发4s内冰橇的加速度大小；

(2)冰橇与赛道间的动摩擦因数；

(3)比赛中运动员到达终点时的速度大小.

【解析】(1)设出发4s内冰橇的加速度为a1，出发4s内冰橇发生

122

的位移为x1＝a1t1，代入数据解得a1＝1.5m/s.

2

(2)由牛顿第二定律有

F＋mgsinθ－μmgcosθ＝ma1，

h

其中sinθ＝＝0.1，cosθ＝1，解得μ＝0.05.

x

(3)设8s后冰橇的加速度为a2，由牛顿第二定律有

(m＋M)gsinθ－μ(m＋M)gcosθ＝(m＋M)a2，

8s末冰橇的速度为v1＝a1t2，

出发8s内冰橇发生的位移为

12

x2＝a1t2＝48m，

2

设到达终点时速度大小为v2，

22

则v2－v1＝2a2(x－x2)，

解得v2＝36m/s.

【变式训练3】（多选）如图甲所示，一竖直放置的足够长的固定

玻璃管中装满某种液体，一半径为r、质量为m的金属小球，从t＝0时

刻起，由液面静止释放，小球在液体中下落，其加速度a随速度v的变

化规律如图乙所示.已知小球在液体中受到的阻力f＝6πηvr，式中r是小

球的半径，v是小球的速度，η是常数.忽略小球在液体中受到的浮力，

重力加速度为g，下列说法正确的是()

甲乙

A.小球的最大加速度为g

B.小球的速度从0增加到v0的过程中，做匀变速运动

C.小球先做加速度减小的变加速运动，后做匀速运动

mg

D.小球的最大速度为

6πηr

【解析】ACD当t＝0时，小球所受的阻力f＝0，此时加速度为

g，A正确；由题图乙知，小球的速度从0增加到v0的过程中，加速度

6πηvr

减小，B错误；根据牛顿第二定律有mg－f＝ma，解得a＝g－，

m

mg

当a＝0时，速度最大，此后小球做匀速运动，最大速度vm＝，C、

6πηr

D正确.

已知运动情况求物体的受力情况

【例4】水面救生无人船已经成为水面救援的重要科技装备.在某

次测试中，一质量为20kg的无人船在平静水面上沿直线直奔目标地点.

无人船先从静止出发，做匀加速运动10s后达到最大速度4m/s，接着

立即做匀减速运动，匀减速运动了16m的距离后速度变为零.已知无人

船运行过程中受到水的阻力恒定且大小为4N，不计空气阻力，g取10

m/s2.求：

(1)在匀加速过程中，无人船发动机提供的动力的大小F1；

(2)在匀减速过程中，无人船发动机提供的阻力的大小F2；

(3)无人船在上述测试中，运动的总时间t及总位移大小x.

vm－0

【解析】(1)匀加速阶段加速度为a1＝，

t1

2

解得a1＝0.4m/s.

由牛顿第二定律得F1－Ff＝ma1，

解得F1＝12N.

2

(2)匀减速阶段有0－vm＝－2a2x2，

2

解得a2＝0.5m/s.

由牛顿第二定律得F2＋Ff＝ma2，

解得F2＝6N.

0－vm

(3)匀减速阶段的时间为t2＝＝8s，

－a2

运动总时间为t＝t1＋t2＝18s，

vm＋0

匀加速阶段的位移为x1＝t1＝20m，

2

运动总位移大小为x＝x1＋x2＝36m.

【变式训练4】（科技前沿）中国自主研发的火星探测器“天问一

号”成功登陆火星.探测器登陆过程主要为以下几个过程：首先探测器与

环绕器分离，进入火星大气层，经历“气动减速”，假设当速度v2＝500m/s

时打开降落伞，进入“伞降减速阶段”，探测器匀减速下落x＝7.5km至

速度v3；接着降落伞脱落，推力发动机开启，进入“动力减速阶段”，经

匀减速下落时间t＝100s速度减为0，上述减速过程均可简化为探测器

始终在竖直下落，在距离火星表面100m时，探测器进入“悬停阶段”，

接着探测器可以平移寻找着陆点；找到安全着陆点后在缓冲装置和气囊

保护下进行“无动力着陆”.已知天问一号探测器质量为m＝5×103kg，降

落伞脱离可视为质量不变，火星表面重力加速度g约为4m/s2，“伞降减

速阶段”中降落伞对探测器的拉力为重力的5倍.

(1)求“伞降减速阶段”中探测器的加速度大小；

(2)求“动力减速阶段”中推力发动机对探测器的作用力；

(3)在“悬停阶段”中，为寻找合适的着陆点，探测器先向右做匀加速

直线运动，再向右做匀减速直线运动，减速阶段的加速度为加速阶段的

2倍，平移总位移为6m，总时间为3s，求减速阶段中发动机对探测器

的作用力与重力的比值.

【解析】(1)“伞降减速阶段”中，由牛顿第二定律得

FT－mg火＝ma1，

又FT＝5mg火，

2

联立解得a1＝4g火＝16m/s.

(2)由匀变速运动位移公式得

22

v3＝v2－2a1x，

解得v3＝100m/s，

因此“动力减速阶段”的加速度大小为

v32

a2＝＝1m/s，

t

由牛顿第二定律得F－mg火＝ma2，

4

得F＝mg火＋ma2＝2.5×10N.

(3)设加速阶段加速度为a3，减速阶段加速度为a4，且a4＝2a3，运

动过程中最大速度为vm，

22

vmvmvmvm

由＋＝3s，＋＝6m，

a3a42a32a4

2

解得vm＝4m/s，a4＝4m/s，

所以发动机需要提供使其减速的力为F1＝ma4，维持悬停的力为F2

22F

＝mg火，因此发动机对探测器的作用力为F＝F1＋F2＝2mg火，＝

mg火

2.

解决两类动力学问题的两个关键点

(1)把握“两个分析”“一个桥梁”.两个分析：物体的受力情况分析和运动过程分

析.一个桥梁：加速度是联系物体运动和受力的桥梁.

(2)画草图寻找多过程运动问题中各过程间的相互联系.

考点三超重和失重

1.不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改

变.

2.物体超重或失重多少由物体的质量m和竖直加速度a共同决定，

其大小等于ma.

3.在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失.

4.尽管物体的加速度不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上

有分量，物体就会处于超重或失重状态.

5.尽管整体没有竖直方向的加速度，但只要整体的一部分具有竖直

方向的分加速度，整体也会出现超重或失重现象.

【例5】2023年10月2日，杭州亚运会蹦床项目结束女子个人比

赛的争夺，中国选手包揽了冠亚军.假设在比赛的时候某一个时间段内蹦

床所受的压力如图所示，忽略空气阻力，g取10m/s2，则以下说法正确

的是()

A.1.0s到1.2s之间运动员处于失重状态

B.1.0s到1.2s之间运动员处于超重状态

C.在图示的运动过程中，运动员离开蹦床后上升的最大高度为9.8m

D.在图示的运动过程中，运动员离开蹦床后上升的最大高度为3.2

m

【解析】D蹦床所受的压力大小与蹦床对运动员的支持力大小相

等，可知1.0s到1.2s之间蹦床对运动员的支持力逐渐增大，过程为运

动员开始接触蹦床至到达最低点，根据牛顿第二定律该段过程为运动员

先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，A、B

错误；根据图线可知运动员从离开蹦床到再次接触蹦床的时间为t＝1.6s，

该段时间运动员做竖直上抛运动，故离开蹦床后上升的最大高度为h＝

1t

g·（）2＝3.2m，C错误、D正确.

22

【变式训练5】如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分

别为m1和m2的两物体P、Q，用细绳通过光滑定滑轮相连，m1＞m2.现

剪断Q下端的细绳，在P下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数

与未剪断Q下端的细绳前的示数相比将()

A.变大B.变小C.不变D.先变小后变大

【解析】B剪断Q下端的细绳后，因m1>m2，P加速下降，Q加

速上升，但对P、Q以及滑轮和箱子组成的系统，整体有向下的加速度，

处于失重状态，故台秤的示数与未剪断前的示数相比减小了，B正确.

判断超重和失重的方法

(1)从受力的角度判断：当物体所受向上的拉力（或支持力）大于重力时处于

超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态.

(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向

下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态.

(3)从运动状态的角度判断：①物体向上加速或向下减速时，超重；②物体向

下加速或向上减速时，失重.

考点四用牛顿第二定律解决瞬时问题

1.四种类型

分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力

情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意

以下几种类型.

质内部弹力弹力

类别弹力方向

量弹力能否突变表现形式

轻绳沿绳收缩方向能拉力

橡皮绳不处处沿橡皮绳收缩方向不能拉力

轻弹簧计相等沿弹簧轴线不能拉力、支持力

轻杆不确定能拉力、支持力

2.两种模型

加速度与合外力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、

同时消失，当物体所受合外力发生突变时，加速度也随着发生突变，而

物体运动的速度不能发生突变.

3.瞬时问题的步骤

(1)分析变化前各物体的受力；

(2)当剪断时判断哪些力变化，哪些力不变；

(3)分析变化后各物体的受力；

(4)根据牛顿第二定律求解各物体的加速度.

【例6】如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连

着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，

弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两

端.开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速

度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度

分别为()

A.aA＝aB＝gB.aA＝2g，aB＝0

C.aA＝3g，aB＝0D.aA＝23g，aB＝0

【解析】D水平细线被剪断前，对A、B进行受力分析如图所示，

静止时有FT＝Fsin60°，Fcos60°＝mAg＋F1，F1＝F1′＝mBg，又因为

mA＝mB，联立解得FT＝23mAg，水平细线被剪断瞬间，FT消失，其他

FT

各力不变，A所受合力与FT等大反向，所以aA＝＝23g，aB＝0，D

mA

正确.

【变式训练6】（多选）如图所示，倾角为θ的斜面静置于地面上，

斜面上表面光滑，A、B、C三球的质量分别为m、2m、3m，轻质弹簧

一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、

C间由一轻质细线连接.弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于

静止状态，现突然剪断细线.重力加速度大小为g，下列判断正确的是

()

A.细线被剪断的瞬间，A、B、C三个小球的加速度均为零

B.细线被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为零

C.细线被剪断的瞬间，A、B球的加速度沿斜面向上，大小为gsinθ

D.细线被剪断的瞬间，A、B之间杆的弹力大小为4mgsinθ

【解析】CD剪断细线前，以A、B、C组成的系统为研究对象，

系统静止，处于平衡状态，所受合力为零，则弹簧的弹力为F＝(3m＋

2m＋m)gsinθ＝6mgsinθ.以C为研究对象，细线的拉力为3mgsinθ.剪

断细线的瞬间，弹簧弹力不变，以A、B组成的系统为研究对象，由牛

顿第二定律得F－(m＋2m)gsinθ＝(m＋2m)aAB，解得A、B两个小球的

加速度为aAB＝gsinθ，方向沿斜面向上；以B为研究对象，由牛顿第二

定律得：FAB－2mgsinθ＝2maAB，解得杆的拉力为FAB＝4mgsinθ；以C

为研究对象，由牛顿第二定律得aC＝gsinθ，方向沿斜面向下，C、D

正确，A、B错误.

由牛顿第二定律知F与a具有瞬时对应关系，因此对瞬时加速度分析的关

键是对物体受力分析，可采取瞻前顾后法，既要分析运动状态变化前的受力，

又要分析运动状态变化瞬间的受力，从而确定加速度.常见力学模型有弹力可以

发生突变的轻杆、轻绳和极短时间内弹力来不及变化的轻弹簧和橡皮条等.

1.橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，弹力F的大小与伸长量x

成正比，即F＝kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S

S

有关，研究表明k＝Y，其中Y是一个由材料决定的常数，材料学上称

L

之为杨氏模量.在国际单位制中，杨氏模量Y的单位应该是()

A.NB.mC.N/mD.Pa

N

·m

【解析】根据＝S，可得＝kL，则的单位是m＝N＝

DkYYY2

LSm2m

Pa，D正确.

2.如图所示，质量为m的小球被一根轻质橡皮筋AC和一根轻绳BC

系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上，绳与竖直方向的夹角为

θ，重力加速度为g，下列判断正确的是()

A.在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变

B.在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gcosθ

g

C.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为

cosθ

D.在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为