高考物理一轮复习 知识点11：牛顿三个运动定律的理解（原卷版）（基础版）

第三章运动和力的关系【运动和力的单元知识体系】知识点11：牛顿三个运动定律的理解考点一：牛顿第一定律的理解及应用题型一：应用惯性的相对性分析空气中固体的运动【知识思维方法技巧】空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的等效“空气球”的惯性大。【典例1基础题】（多选）如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是()A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动【典例1基础题对应练习】如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动情况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右 B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左 D．铁球和乒乓球都向右题型二：应用惯性的相对性分析空气中液体的运动【知识思维方法技巧】空气中的液体的惯性都比对应的等效“空气球”的惯性大。【典例2基础题】（多选）在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列叙述正确的是()A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速C．小车可能突然向左减速 D．小车可能突然向右减速【典例2基础题对应练习】某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站过程中，他发现水面的形状如图中的()题型三：应用惯性的相对性分析液体中铁球和木球的运动【知识思维方法技巧】悬挂在水中的乒乓球的惯性没有对应的等效“水球”的惯性大。【典例3基础题】做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子将()．A．向前运动 B．向后运动C．无相对运动 D．无法判断题型四：伽利略理想实验的理解【典例4基础题】伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列符合实验事实的是()A.小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面B.没有摩擦，小球上升到原来释放时的高度C.减小斜面的倾角θ，小球仍然达到原来的高度D.继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去【典例4基础题对应练习】伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是()A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成D．图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持考点二：牛顿第二定律的理解及应用【知识思维方法技巧】对牛顿第二定律的理解：题型一：牛顿第二定律的理解及应用：【知识思维方法技巧】牛顿第二定律的表达式为F合＝ma，加速度由物体所受合力决定，加速度的方向与物体所受合力的方向一致。当物体所受合力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的速度不能发生突变。类型一：牛顿第二定律矢量性的应用：分析物体的受力【典例1a基础题】某种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，当有人站上去后会先慢慢加速。如图所示，有一顾客乘这种扶梯下楼。在电梯加速向下运行的过程中，她所受力的示意图是()【典例1a基础题对应练习】我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”(图甲)是由青岛大学学生自主研制开发的，“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，就能在墙壁或玻璃上自由移动．如图乙所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是()甲乙类型二：牛顿第二定律矢量性瞬时型的综合应用：分析物体的运动【知识思维方法技巧】(1)分析物体的运动性质，要从受力分析入手，先求合力，然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化．(2)物体做加速运动还是减速运动取决于加速度和速度方向间的关系，和加速度的大小没有关系．(3)加速度如何变化取决于物体的质量和合外力，与物体的速度没有关系．【典例1b基础题】某型号战斗机在某次起飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小至零时，飞机刚好起飞．关于起飞过程，下列说法正确的是()A.飞机所受合力不变，速度增加得越来越慢B.飞机所受合力减小，速度增加得越来越快C.速度方向与加速度方向相同，速度增加得越来越快D.速度方向与加速度方向相同，速度增加得越来越慢【典例1b基础题对应练习】（多选）如图所示，轻质弹簧上端固定，不挂重物时下端位置在C点；在下端挂一个质量为m的物体(可视为质点)后再次保持静止，此时物体位于A点；将物体向下拉至B点后释放。关于物体的运动情况，下面说法中正确的是()A.物体由B到A的运动过程中，物体的加速度一直在减小B．物体由B到A的运动过程中，物体的速度一直在增大C．物体由B到C的运动过程中，物体的加速度一直在增大D．物体由B到C的运动过程中，物体的速度先增大后减小类型三：牛顿第二定律瞬时型的应用：求力或加速度a【知识思维方法技巧】解题的思路和关键(1)选取研究对象进行受力分析；(2)应用正交分解法求合力；(3)根据F合＝ma求物体的加速度a.【典例1c基础题】如图所示，挂钩连接三根长度均为L的轻绳，三根轻绳的另一端与一质量为m、直径为1.2L的水平圆环相连，连接点将圆环三等分，在挂钩拉力作用下圆环以加速度a＝eq\f(1,2)g匀加速上升，已知重力加速度为g，则每根轻绳上的拉力大小为()A．eq\f(5,12)mgB．eq\f(5,9)mgC．eq\f(5,8)mgD．eq\f(5,6)mg【典例1c基础题对应练习】如图甲、乙所示，两车都在光滑的水平面上，小车的质量都是M，人的质量都是m，甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F.关于甲、乙两图中车的加速度大小，说法正确的是()A．甲图中车的加速度大小为eq\f(F,M)B．甲图中车的加速度大小为eq\f(F,M＋m)C．乙图中车的加速度大小为eq\f(2F,M＋m)D．乙图中车的加速度大小为eq\f(F,M)题型二：国际单位制的理解及应用【知识思维方法技巧】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：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．【典例2基础题】橡皮筋在弹性限度内受到的拉力F与其伸长量x也遵循胡克定律，即F＝kx，其k值与橡皮筋未受到拉力时的长度L及橡皮筋的横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Yeq\f(S,L)，在材料力学中称Y为杨氏模量，是一个只由材料决定的常数．在国际单位制中，杨氏模量Y的单位是()A．NB．mC．N/mD．N/m2【典例2基础题对应练习】2021年8月，第四届材料强度和应用力学国际会议在我国澳门召开．材料强度可用单位面积上所承受的力来表示，其单位采用国际单位制的基本单位表示，应为()A.kg·m·s－2 B.kg·m－1·s－2 C.N·m－2 D.N·m考点三：牛顿第三定律的理解及应用题型一：作用力与平衡力的理解【知识思维方法技巧】（1）作用力与反作用力的特点：在任何情况下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）相互作用力与一对平衡力的区别：一对平衡力作用在同一个物体上，相互作用力作用在两个不同的物体上。【典例1基础题】如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向左加速运动时，长木板保持静止，此时()A．小车只受重力、支持力作用B．木板对小车的作用力方向水平向左C．木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力D．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等【典例1基础题对应练习】(多选)如图7所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静止，下列说法中正确的是()A．水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B．物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力题型二：牛顿第三定律在转换研究对象法中的应用【知识思维方法技巧】由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，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，摩擦力的求解亦是如此。【典例2基础题】如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，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