2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)教师用-第1讲　牛顿运动定律

第1讲牛顿运动定律学习目标1.理解惯性的本质及牛顿第一定律的内容。2.理解牛顿第二定律的内容并会简单应用。3.理解牛顿第三定律的内容，会区别作用力和反作用力与平衡力。4.知道力学单位制。考点一牛顿第一定律1.牛顿第一定律: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.理想实验:它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能(选填“不能”或“可以”)由实际的实验来验证。3.牛顿第一定律的物理意义(1)揭示了物体在不受外力或所受合力为零时的运动规律。(2)提出了一切物体都具有惯性，即物体维持其原有运动状态的特性。(3)揭示了力与运动的关系，说明力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。注意:运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因。4.惯性(1)定义:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。(2)惯性大小的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度。物体的质量越大，惯性越大;物体的质量越小，惯性越小。(3)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物体惯性的大小只取决于物体的质量，与物体的受力情况、速度大小及所处位置无关。③物体惯性表现形式a.形式一:“保持原状”。物体不受外力或所受的合力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态。b.形式二:“反抗改变”。物体受到外力且合力不为零时，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。判断正误(1)牛顿第一定律是实验定律。(×)(2)物体不受力时，将处于静止状态或匀速直线运动状态。(√)(3)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。(×)(4)超载时遇到紧急情况刹车不容易停下来，说明质量越大，惯性越大。(√)例1(2025·甘肃兰州模拟)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答案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，则力是改变运动状态的原因，故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，重的大石由于质量大，惯性大，所以运动状态不容易被水流改变，故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，可以做匀速直线运动，故C错误;“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受的合力为零，故D错误。例2(多选)(2025·四川成都一中月考)伽利略理想斜面实验创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合，有力地促进了人类科学认识的发展。关于伽利略的斜面实验，下列说法正确的是()A.该实验虽然是理想实验，是在思维中进行的，但仍以真实的实验为基础B.如果斜面粗糙，不论右侧斜面倾角如何，小球也将上升到与释放点等高的位置C.该实验说明了物体的运动不需要力来维持D.该实验证明了力是维持物体运动的原因答案AC解析该实验是理想实验，是在思维中进行的，但仍以真实的实验为基础，故A正确;如果斜面粗糙，小球会有能量损失，将不能上升到与释放点等高的位置，故B错误;该实验说明了物体的运动不需要力来维持，故C正确，D错误。考点二牛顿第二定律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=ma。3.对牛顿第二定律的理解4.合力、加速度、速度之间的决定关系(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=ΔvΔt是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系;a=Fm是加速度的决定式，a∝F，(3)合力与速度同向时，物体做加速运动;合力与速度反向时，物体做减速运动。思考某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到:较大的雨滴，其运动模型可看成是1000m高空的物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动，落地速度为4m/s。请分析雨滴下落的运动过程，描述雨滴下落过程中速度和加速度的变化，并定性作出雨滴下落的v－t图像(设空气阻力与速度大小成正比)。提示雨滴先加速下落，速度变大，所受空气阻力变大，由牛顿第二定律mg－kv=ma知，雨滴的加速度减小，当雨滴所受的空气阻力与重力大小相等时，加速度为零，雨滴匀速下落。其下落的v－t图像如图所示。例3(2024·贵州卷，1)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某段时间内，小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可能正确的是()A.f一直大于G B.f一直小于GC.f先小于G，后大于G D.f先大于G，后小于G答案C解析由题图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小，可知铁质小圆盘的速度先增大后减小，以向下为正方向，即铁质小圆盘的加速度先正后负，根据牛顿第二定律G－f=Gg·a，可知f先小于G，后大于G，故C例4(多选)(2024·湖北十堰高三月考)如图所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，质量为m的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放，设小球和弹簧一直处于竖直方向，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。在小球将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是()A.小球的速度先增大后减小B.小球的加速度先减小后增大C.小球速度最大时弹簧的形变量为mgD.弹簧的最大形变量为mg答案ABC解析开始时，小球的重力大于弹簧弹力，加速度方向向下，小球向下加速运动，随着弹簧的压缩，弹力逐渐变大，由mg－kx=ma知加速度逐渐减小，当弹力大小等于重力时，加速度为零，即mg=kx，解得x=mgk，此时小球的速度最大，然后小球继续向下运动压缩弹簧，弹力大于重力，加速度变为向上，逐渐增大，速度逐渐减小，直到速度减小到零，到达最低点，由对称性可知，此时弹簧的压缩量为2x=2mgk，故选项A、B、C正确例5(2025·广东深圳模拟)2024年6月30日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑狂魔重工机械”。如图，圆圈处有一个巨型钢圆筒，质量为6×105kg，由10根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为37°(乙图其他8根没有画出)，每根绳承受的最大拉力为8×105N，则起吊过程的最大加速度为(g=10m/s2，cos37°=0.8，绳的质量忽略不计)()A.23m/s2 B.1m/s2 C.2m/s2 D.4m/s答案A解析每根绳的最大拉力为Tmax=8×105N，则10根绳的合力的最大值为Fmax=10Tmaxcos37°=6.4×106N，由牛顿第二定律有Fmax－mg=mamax，解得amax=23m/s2，选项A解题思路和关键(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1.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。2.表达式F=－F'3.作用力和反作用力的三个关系

4.作用力和反作用力与一对平衡力的比较比较项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，同时消失不一定同时产生、同时消失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性质不一定相同相同点大小、方向大小相等，方向相反，作用在同一条直线上例6(2025·重庆高三阶段练习)如图所示，大运会吉祥物“蓉宝”磁吸冰箱贴贴于竖直冰箱壁表面，保持静止状态，则()A.冰箱贴受到的弹力是由冰箱贴形变引起的B.冰箱贴受到的摩擦力和重力是一对平衡力C.冰箱贴与冰箱间的摩擦力会随磁吸力的增加而增大D.冰箱贴受到的磁吸力与冰箱对它的弹力是一对作用力和反作用力答案B解析冰箱贴受到的弹力是冰箱形变引起的，故A错误;冰箱贴受到的摩擦力和重力是一对平衡力，故B正确;根据受力平衡可知，冰箱贴与冰箱间的摩擦力大小等于冰箱贴的重力，不会随磁吸力的增加而增大，故C错误;根据受力平衡可知，冰箱贴受到的磁吸力与冰箱对它的弹力是一对平衡力，故D错误。例7(2025·浙江台州模拟)阻力伞是一种短跑运动训练工具。如图所示，某段训练过程中，连接阻力伞的轻绳始终处于水平状态，已知阻力伞重力为G，轻绳对阻力伞的拉力为FT，空气对阻力伞的作用力为F，则()A.FT=FB.地面对人的摩擦力大小等于FC.人对轻绳的拉力与阻力伞对轻绳的拉力大小相等D.人对轻绳的拉力与轻绳对人的拉力是一对平衡力答案C解析阻力伞受重力G、轻绳对阻力伞的拉力为FT，空气对阻力伞的作用力为F，竖直方向受力平衡，如图，因伞的运动状态不确定，则水平方向上的力的关系不能确定，故A错误;人的运动状态未知，则地面对人的摩擦力大小不一定等于F，故B错误;绳子上的拉力相等，即人对轻绳的拉力与阻力伞对轻绳的拉力大小相等，故C正确;人对轻绳的拉力与轻绳对人的拉力是一对作用力和反作用力，故D错误。考点四力学单位制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:基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是长度、质量、时间，基本单位分别是米、千克、秒。3.导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

4.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(公斤)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，(ν)摩[尔]mol发光强度I，(Iv)坎[德拉]cd例8(2024·浙江1月选考，1)下列属于国际单位制基本单位符号的是()A.s B.N C.F D.T答案A解析时间单位符号s是国际单位制中基本单位的符号，其余N、F、T是导出单位的符号，故A正确。限时作业(限时:30分钟)基础对点练对点练1牛顿第一定律1.(2025·广东梅州高三期中)早在2300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，物体将停止运动答案C解析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，故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，故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，故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，故D错误。2.(2025·北京市第五中学高三开学考试)某同学用16N的水平力推原来静止的物体，使其开始运动后，改用12N的水平力可使该物体在水平面上做匀速运动，可见()A.物体在16N力作用时惯性较小 B.在12N力作用时物体才有惯性C.力是改变物体运动状态的原因 D.力是维持物体运动状态的原因答案C解析惯性是物体的固有属性，只与物体的质量有关，与物体是否受外力以及受外力大小无关，选项A、B错误;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，选项C正确，D错误。对点练2牛顿第二定律3.国内首台新型墙壁清洁机器人——“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主设计研发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动。如图所示，“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀减速爬行到右上方B点，在这一过程中，设“蜘蛛侠”除重力外所受其他各个力的合力为F，下列各图中表示该合力F的方向可能正确的是()答案D解析由题意知，“蜘蛛侠”由A点沿直线匀减速爬行到右上方B点，即加速度方向和速度方向相反，在竖直平面内蜘蛛侠加速度方向应该是从B指向A，根据牛顿第二定律在竖直平面内蜘蛛侠所受合力方向应该是从B指向A，重力方向竖直向下，根据力的平行四边形定则可以判断所受其他各个力的合力F方向，只有D项符合，故D正确。4.(2025·北京顺义高三阶段练习)如图，光滑斜面固定于水平面上，滑块A、B叠放在一起，A上表面水平。当滑块A、B一起由静止开始沿斜面下滑时，A、B始终保持相对静止。在下滑过程中，B受力的示意图为()答案A解析滑块A、B整体向下做匀加速直线运动，加速度方向沿斜面向下，则B的加速度方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律知，B的合力沿斜面向下，则B一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力，故A正确。5.(多选)(2025·贵州遵义高三开学考试)如图所示，一质量为m的物体放在电梯内倾角为30°的固定斜面上，当电梯以加速度a(a<g，g表示重力加速度大小)竖直向下做匀加速直线运动时，物体和斜面保持相对静止，下列说法正确的是()A.斜面对物体的支持力大小为12m(g－aB.斜面对物体的支持力大小为32m(g－aC.斜面对物体的摩擦力大小为12m(g－aD.斜面对物体的摩擦力大小为32m(g－a答案BC解析将加速度a分解为沿斜面向下的分加速度ax和垂直斜面向下的分加速度ay，则有ax=asin30°，ay=acos30°，以物体为研究对象，垂直斜面方向和沿斜面方向分别根据牛顿第二定律可得mgcos30°－FN=may，mgsin30°－Ff=max，联立解得FN=32m(g－a)，Ff=12m(g－a)，故B、对点练3牛顿第三定律6.(2025·重庆沙坪坝高三开学考试)如图所示，甲、乙两人做“拔河”游戏。两人分别用伸平的手掌托起木板的一端，保持木板水平，在甲端的木板上放一块砖，然后各自缓慢向两侧拖拉。若两人的手与木板的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在“拔河”过程中，下列判断正确的是()A.甲、乙“拔河”的力属于作用力与反作用力B.甲的手和木板间的摩擦力较大C.乙的手和木板间的摩擦力较大D.甲的手和乙的手受到的摩擦力一样大答案D解析甲、乙“拔河”的力都作用在木板上，则甲、乙“拔河”的力不属于作用力与反作用力，故A错误;在游戏过程中，由于甲、乙两人在保持木板水平的前提下，缓慢向两侧拖拉木板，表明木板处于一种动态平衡状态，即木板所受外力的合力为0，对木板与砖整体分析，可知竖直方向受到人手的竖直向上的支持力与重力，水平方向受到甲对木板的水平向左的摩擦力，与乙对木板水平向右的摩擦力，根据平衡条件可知，甲的手和木板间的摩擦力与乙的手和木板间的摩擦力大小相等，方向相反，故B、C错误，D正确。7.(2025·浙江省七彩阳光新高考联盟开学考试)2024年6月2日6点23分嫦娥六号成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地预选着陆区。月球上没有大气，嫦娥六号只能通过发动机的反推力来实现减速，图示时刻为其竖直下降过程中的某一状态。下列说法正确的是()A.嫦娥六号正处于平衡状态B.嫦娥六号做自由落体运动C.反推力是内力，对嫦娥六号的加速度没有作用D.反推力的方向竖直向上，大小比重力大答案D解析嫦娥六号竖直下降着陆做减速运动，不是处于平衡状态，故A错误;嫦娥六号通过发动机的反推力来实现减速，不是自由落体运动，故B错误;反推力是喷出气体对嫦娥六号的作用力，是外力，故C错误;因加速度向上，反推力的方向竖直向上，实现减速则反推力大小比重力大，故D正确。对点练4力学单位制8.(2025·广西部分示范性高中高三联考)蛟龙号作为中国自主研发的先进载人深潜器，在深海探测和科学研究方面发挥了重要作用。在海水中蛟龙号受到海水的压力，海水越深，海水的压强越大。下列单位中属于压强单位，且由基本单位组成的是()A.Pa B.N/m2 C.kg·m/s2 D.kg/(m·s2)答案D解析由牛顿第二定律F=ma得N=kg·m/s2，由p=FS可知压强的单位为Nm2=kg/(m·s2)，综合提升练9.(2025·江西重点学校联考)2024年7月5日，我国在太原卫星发射中心使用长征六号改运载火箭，成功将天绘五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。关于火箭点火发射升空的情景，下列说法正确的是()A.在火箭向下喷出气体的过程中，火箭的惯性变大B.火箭尾部向下喷出气体，该气体对空气产生一个作用力，空气对该气体的反作用力使火箭获得向上的推力C.火箭尾部向下喷出气体，火箭对该气体产生一个作用力，该气体会对火箭产生一个反作用力，使火箭获得向上的推力D.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，因此火箭虽然向后喷气，但是无法获得向前的推力答案C解析火箭喷出气体后质量变小，其惯性变小，故A错误;火箭尾部向下喷出气体，火箭对该气体产生一个作用力，该气体会对火箭产生一个反作用力，使火箭获得向上的推力，故B错误，C正确;火箭飞出大气层后，火箭对气体作用，该气体对火箭有反作用力，使火箭获得向前的推力，故D错误。10.(2025·广东省高三上开学联考)中国第三艘航空母舰福建舰，配置有电磁弹射装置，和传统的蒸汽弹射相比较(对相同机型的弹射如表格所示，不考虑阻力)，电磁弹射器产生的最大平均推力约是蒸汽弹射器的()项目电磁弹射器蒸汽弹射器弹射轨道长度90米100米弹射速度范围28~103米/秒30~80米/秒A.0.9倍 B.1.3倍 C.1.6倍 D.1.8倍答案D解析设电磁弹射器产生的最大平均推力为F1，蒸汽弹射器产生的最大平均推力为F2，设舰载机的质量为m，根据牛顿第二定律a1=F1m，a2=F2m，根据动力学公式可得vm12=2a1L1，vm22=2a2L2，可得F111.(多选)(2025·山东聊城二中月考)如图所示，轻弹簧的下端固定在水平面上，上端放有质量均为0.2kg的物体a和b，a与竖直墙面接触。系统静止时，弹簧保持竖直状态，在弹性限度内被压缩了4cm。已知θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则()A.a与其他物体间有3对作用力与反作用力B.弹簧的劲度系数为200N/mC.b对a的作用力与a的重力是一对平衡力D.a受到的摩擦