专题03 牛顿运动定律（期末复习讲义）原卷版及全解全析

3/3专题03牛顿运动定律（期末复习讲义）核心考点复习目标考查形式考情规律1.牛顿第一定律：伽利略理想斜面实验推理过程、牛顿第一定律内容（惯性定律）、惯性的概念（只与质量有关，与运动状态无关）及应用。2.牛顿第二定律：内容（F=ma）、矢量性（加速度与合力方向一致）、瞬时性（力变化立即引起加速度变化）、独立性（分力产生分加速度）、超重与失重（加速度方向判断、视重计算）。3.牛顿第三定律：相互作用力与平衡力的区别（大小相等、方向相反、作用对象不同）、实例辨析（如拔河比赛、物体间弹力与反作用力）。4.牛顿运动定律的应用：两类基本问题（已知受力求运动、已知运动求受力）、连接体问题（整体法与隔离法选择）、临界极值问题（如刚好滑动、脱离接触时的受力分析）。5.实验探究：探究加速度与力、质量的关系（控制变量法、纸带逐差法测加速度、数据处理与图像分析、平衡摩擦力操作）。1.知识层面：扎实掌握牛顿三大定律的核心内容、适用条件，牢记F=ma的矢量特性及应用场景，明确超重

/

失重的本质，熟练实验原理与操作关键（如平衡摩擦力的目的）。2.能力层面：能结合受力分析与运动分析，灵活运用整体法

/

隔离法解决连接体问题，精准处理瞬时性、临界性问题；规范完成实验数据记录、图像绘制（a−F、a−1m图像）与误差分析，适配不同题型的考查逻辑。3.素养层面：提升

“受力

-

运动”

双向建模能力，强化矢量运算与逻辑推理思维，养成严谨的受力分析习惯和实验探究态度，理解物理规律的推导与应用逻辑。单选题（3-4

题，9-12

分）：侧重基础定义辨析（如惯性大小判断、相互作用力与平衡力区别）、简单计算（如超重

/

失重视重计算、牛顿第二定律直接应用）、瞬时性问题分析（如轻绳

/

轻弹簧突变问题），每题

3

分，难度以基础题为主；多选题（1-2

题，4-6

分）：聚焦易混淆知识点（如牛顿第二定律的矢量性与瞬时性、整体法与隔离法适用场景）、连接体初步分析、临界状态判断，每题

4

分（部分地区

3

分），多选、漏选均不得分，难度中等。实验题（1

题，8-10

分）：必考

“探究加速度与力、质量的关系”，分小题考查实验器材选择、操作步骤正误判断（如平衡摩擦力的操作）、纸带数据处理（逐差法求加速度）、图像法处理数据（画𝑎−𝐹图像并求斜率）、误差原因分析（如未平衡摩擦力、砝码质量过大），题型为填空

+

作图

+

计算。计算题（1-2

题，12-16

分）：1

题基础题（单一物体的

“受力

-

运动”

问题，如水平

/

斜面方向的匀变速运动，6-8

分）；1

题综合题（连接体问题、多过程运动与牛顿定律结合、临界极值分析，如物体刚好不滑动时的摩擦力计算，6-8

分），需规范完成受力分析图、运动过程分析及解题步骤。分值占比：第

5

章合计占期末试卷

35-45

分（35%-45%），是力学模块的核心压轴章节，直接影响高分竞争力。难度分布：基础题（单选、实验基础题）占

45%，中等题（多选、基础计算题）占

35%，难题（综合计算题中连接体、临界极值分析）占

20%。高频考点：牛顿第二定律的应用（单选

/

计算题主考）、探究加速度与力、质量的关系实验（实验题必考）、惯性与相互作用力辨析（单选

/

多选常考）、超重与失重（单选题高频）、连接体问题（计算题主考）。易错点：牛顿第二定律中合力方向与加速度方向判断错误、混淆相互作用力与平衡力、瞬时性问题中轻绳与轻弹簧的区别忽略、实验中未平衡摩擦力或误将砝码重力当作绳子拉力、连接体问题中整体法与隔离法选择不当、临界状态（如脱离接触时N=0）分析遗漏。考点一牛顿第一定律知识点1牛顿第一定律内容及意义1.内容：总保持状态或状态，除非作用在它上面的迫使它这种状态为止.2.物理意义1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律。2)提出了一切物体都具有，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，说明力不是的原因，而是改变物体运动状态的原因。得分速记得分速记：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。知识点2牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，运动是物体的一种属性，______________________。2.______________________指______________________，速度改变则必有加速度，故______________________的原因，或称力是产生加速度的原因.3.保持静止或匀速直线运动状态是物体的固有属性，这一属性称为惯性，因此牛顿第一定律也叫作惯性定律.4.______________________.不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律是在______________________(如伽利略斜面实验)基础上采用______________________得出的结论.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律.5.理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。特别提醒特别提醒牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，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及他们的定量关系则由牛顿第二定律来回答。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。知识点3惯性1.定义：物体____________________________________________的___________。2.决定因素：______________________与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关.3.对惯性的理解：惯性是物体的固有属性，是物体固有的，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关.物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.4.惯性的两种表现形式①保持原状:物体______________________时，惯性表现为物体___________匀速直线运动状态或静止状态．②反抗改变:物体______________________时，惯性表现为物体运动状态______________________．惯性越大，物体的运动状态越难改变．考点二牛顿第二定律知识点1牛顿第二定律1.定义：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:3.对牛顿第二定律的理解①牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况。牛顿第二定律为设计运动，控制运动提供了理论基础.②因果性:对牛顿第二定律的数学表达式，___________,力是产生加速度的原因，加速度是作用的结果，是___________，③加速度的方向由物体所受合外力的方向决定,二者总是相同.即任一瞬间,______________________.④瞬时性:牛顿第二定律揭示的是___________，对运动过程的每一瞬间成立,且______________________.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，物体在某一时刻加速度的大小和方向是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向决定的，力变加速度就变，力撤除加速度就为零.注意力的瞬间效果是加速度而不是速度，_________________________________.④矢量性：牛顿第二定律，是矢量，也是矢量，且与的方向总是一致的.⑤独立性：可以进行合成与分解，也可以进行合成与分解.作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足;力和加速度在各个方向上的分量也满足,即,；物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和;⑥同一性：加速度a是相对同一个惯性参考系(一般指地面)的;中、、对应同一个物体或同一个系统，且各量统一使用国际单位。知识点2加速度两个表达式的对比理解1.是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；2.是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝1m。知识点3应用牛顿第二定律解决问题的关键1.两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；2.两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁．知识点4超重与失重1.实重和视重①实重：物体______________________，与物体的运动状态无关．②视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的___________称为视重．2.超重:物体有___________称物体处于___________.处于超重的物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）_____物体的重力，即.可能情况：______________________3.失重:物体有___________称物体处于失重.处于___________的物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）_____物体的重力.即.可能情况：______________________。4.完全失重:当时，物体处于完全失重.可能情况：__________________________________________________________________。得分速记得分速记(1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了。(2)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，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。(3)尽管物体的加速度方向不是竖直方向，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。知识点5力学单位制1.单位制：___________单位和___________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___________、___________、___________，基本单位分别是___________、___________、___________。3.导出单位：由基本量根据______________________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考点三牛顿第三定律知识点1作用力和反作用力两个物体之间的作用总是______________________，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．知识点2牛顿第三定律的内容及理解1.定义：两个物体之间的作用力与反作用力总是___________，___________，______________________.2.对牛顿第三定律的理解①牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的，因而力_________________________________的，它们______________________，______________________，与相互作用的两物体的运动状态无关、与是否和其他物体相互作用无关。②作用力和反作用力______________________.③作用力和反作用力分别_________________________________上，各产生其效果，不可叠加.④牛顿第三定律在对物体进行受力分析时，起到非常重要的______________________的作用，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，摩擦力的求解有时候不好判断也可以通过转化研究对象求其反作用力．知识点3作用力与反作用力和一对平衡的辨析平衡力作用力与反作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上不同点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考点四科学探究：加速度与力、质量的关系1.实验原理及器材1.实验原理：_______________①加速度与力的关系保持小车_______________不变，通过改变_______________改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等。测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与拉力的变化情况，找出二者之间的定量关系。②加速度与质量的关系保持小车_______________不变，通过在_______________改变小车的质量。测得不同质量的小车在这个拉力下运动的加速度，分析加速度与质量的变化情况，找出二者之间的定量关系。③作出图像和图像，确定a与F、m的关系．2.实验器材：小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸．2.物理量的测量1.质量的测量可以用_______________测量质量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。2.加速度的测量①小车做初速度为0的匀加速直线运动，则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺测量小车移动的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由计算出加速度a。②将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。③在这个实验中也可以不测量加速度的具体数值。这是因为我们探究的是加速度与其他物理量之间的比例关系，因此测量不同情况下物体加速度的比值即可。如果能做到让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由式可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即，这样，测量加速度就转换成测量位移了。3.力的测量把木板的_______________，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板_______________。挂上槽码，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，小车所受的拉力（即小车受到的合力）可认为与槽码所受的重力相等。3.实验过程1.测量：用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m.2.安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．3.补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．4.操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编号码．②保持小车的质量m不变，改变槽码的质量m′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度a.④描点作图，作的图像．⑤保持槽码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作图像．4.数据处理1.利用逐差法或v－t图像法求a.2.以a为纵坐标，F为横坐标，建立直角坐标系。根据各组实验数据在坐标纸上描点。如果这些点在一条过原点的直线．附近，说明加速度a与拉力F成正比。如果不是这样，则需进一步分析。3.以a为纵坐标，m为横坐标，a与m成反比，我们很难直观看出图线是否为双曲线。因此，以a为为纵坐标，eq\f(1,m)为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比．5.注意事项1.开始实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好补偿小车和纸带受到的阻力．在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．2.实验过程中不用重复补偿阻力．3.实验必须保证的条件：m≫m′.4.一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．6.误差分析1.实验原理不完善：本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力．2.补偿阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。考向1牛顿第一定律的认识与理解例1（2025·湖南娄底·模拟预测）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．一切物体都有惯性 B．惯性是一种力C．力是维持物体运动状态的原因 D．物体运动状态发生改变不需要力【变式训练1·变考法】（2025·河南·模拟预测）《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是（）A．车前行是因为受到马的惯性作用B．马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性C．车的惯性随速度增大而减小D．此现象说明力是维持物体运动状态的原因考向2惯性的理解与应用例2（2025·上海宝山·二模）《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（）A．可以减小人的惯性B．可以减小车的惯性C．可以减少因人的惯性而造成的伤害D．可以减少因车的惯性而造成的伤害【变式训练2·变情境】（2025·湖南郴州·模拟预测）3月15日，2025年女子冰壶世锦赛开赛，中国女子冰壶队在首场比赛中5∶3战胜土耳其队，取得了本届世锦赛“开门红”。比赛中运动员所用冰壶的惯性大小取决于（）A．冰壶的速度 B．冰壶的体积C．冰壶受到的阻力 D．冰壶的质量考向3牛顿第二定律的理解例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个的大小成正比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考向4牛顿第二定律的简单应用例2（2025·贵州·模拟预测）在举重运动的抓举阶段中，运动员将杠铃从地面提升至头顶，杠铃运动的v-t图像如图所示。在M、N、P、Q四个点中，运动员对杠铃作用力最大的点是（）A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点【变式训练1·变角度】（2025·广东·三模）弹射座椅是飞行员的“救命神器”，当飞机遇险时，座椅下的动力装置将座椅和飞行员一起弹射出机舱，然后座椅配置的降落伞张开，使飞行员安全降落。若某飞机意外故障竖直下坠，弹射座椅紧急弹出，弹射座椅弹出时的加速度大小为、方向水平，重力加速度大小为，则当弹射座椅弹出时。弹射座椅对飞行员的作用力大小与飞行员所受重力大小的比值为（）A． B．C． D．考向5合外力、加速度、速度之间的关系例3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0C.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，所受的合外力可能很大【思维建模】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。考向6超重与失重例4（2025·内蒙古呼和浩特·二模）引体向上是中考体育考试选择项目之一、如图所示，①到②、②到③、③到④为引体向上上升过程中所经历的加速、匀速、减速三个阶段，④为悬停阶段示意图，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．①到②过程中杠对两手的支持力合力小于重力B．②到③过程中杠对两手的支持力合力等于重力C．③到④过程中杠对两手的支持力合力大于重力D．④悬停阶段杠对两手的支持力合力小于重力【思维建模】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，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态2）从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态3）从速度变化的角度判断：（1）物体向上加速或向下减速时，处于超重状态；（2）物体向下加速或向上减速时，处于失重状态【变式训练1·变情境】（2025·安徽·模拟预测）2025年大火电影《哪吒之魔童闹海》中，哪吒驾驭风火轮飞行，如图所示，哪吒含装备在风火轮作用下竖直向上先加速再减速到最高点，然后再水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（）A．加速上升过程中，哪吒处于失重状态B．减速上升过程中，哪吒处于超重状态C．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力斜向右上方D．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力竖直向上考向7力学单位制例5（2025·浙江·二模）2024年6月27日，吉利汽车发布的最新一代“刀片式”磷酸铁锂电池——神盾短刀电池。质量能量密度提升至，体积利用率提升50%，适配性更广泛。下列用国际单位制来表示质量能量密度的单位，正确的是（）A． B． C． D．考向8作用力与反作用力的关系例1下列关于相互作用力的说法正确的是（）A.由于地球的质量远远大于人的质量，因此地球对人的吸引力比人对地球的吸引力大得多B.若作用力是弹力，则反作用力也一定是弹力C.作用力与反作用力大小相等、方向相反，因此其作用效果可以抵消D.物体在斜面上下滑过程中，斜面对它的摩擦力和它对斜面的摩擦力不是一对相互作用力【变式训练1·变情境】（2025·黑龙江大庆·模拟预测）图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（）A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小B．木锲对每个木块的压力均为C．木块对最右侧的油饼有挤压作用D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力考向9作用力和反作用力与一对平衡力的辨析例2（2025·浙江·模拟预测）春节期间，小红在逛公园的过程中看到公园里挂着红红灯笼，洋溢着浓浓的年味。若三个串接的灯笼悬挂在轻绳上，呈竖直排列，从上到下依次标为1，2，3，下列说法正确的是（）A．三个灯笼可能受到水平风力的作用B．灯笼2受到其上、其下两个灯笼对其的拉力是一对作用力和反作用力C．灯笼3受到的重力与灯笼2对其的拉力是一对平衡力D．若灯笼1上面的轻绳突然断裂瞬间，灯笼2加速度仍为零【变式训练2·变情境】（2025·福建漳州·模拟预测）一字马在武术、舞蹈等领域是常见的基本功。如图所示为某演员表演一字马的画面，其左脚撑在粗糙水平地面上，右脚靠压在竖直光滑墙面间，处于静止状态，则该演员（）A．受到地面的支持力方向沿左腿斜向上B．受到地面的摩擦力方向沿水平向左C．对地面的压力与其受到重力是一对平衡力D．对墙面的压力与墙面对其的支持力是一对相互作用力考向10牛顿第三定律的应用例3（2025·四川绵阳·三模）如图所示，成人用与水平方夹角为α、斜向上的拉力F向前拉总质量为m的小孩和雪橇，从静止开始沿直线匀加速通过距离x的过程中（）A．雪橇对地面的压力大小是mg-Fcosα B．雪橇与地面之间摩擦力大小是FsinαC．拉力做功是Fx D．拉力做功是Fxcosα【思维建模】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。【变式训练3·变情境】（2024·陕西西安·一模）如图，质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取）（

）A．200N B．920N C．320N D．280N考向11科学探究：加速度与力、质量的关系-实验原理及操作例1（2025·浙江金华·三模）(1)某实验小组在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，从装置照片图1中，我们容易发现一些错误，例如“没有补偿阻力”等，请你认真观察后再指出两处不妥之处，。(2)正确安装装置后，接通220V，50Hz电源，释放小车进行实验，得到一条纸带如图2所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点，相邻两个计数点之间均有4个计时点未画出，则小车的加速度大小为m/s2（结果保留2位有效数字）。【变式训练1】（2025·甘肃·二模）某实验小组在学习了牛顿第二定律后，为了验证加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验（图中已经补偿了阻力）。小组同学用力传感器测量小车受到的合外力，用打点计时器在纸带上打点的方式测算小车的加速度，并利用实验数据绘出如图乙所示的图像。请根据上述信息，回答以下问题：(1)除了图甲中画出的器材外，还需在下图中选取的器材是（填字母）；(2)图乙中图像恰好过坐标原点，若求得图线的斜率为，则小车和力传感器的总质量为；(3)在（2）问中，当力传感器示数为时，沙和沙桶的总质量为。（结果用、k、g表示，为重力加速度）【变式训练2·变考法】（2025·河南新乡·模拟预测）某同学用如图所示的装置探究小车的加速度与其所受的合外力的关系，其中图甲为侧视图（只画一个小车），图乙为俯视图（未画槽码）。实验器材有：附有滑轮的长木板2块、相同的小车2个、细线2条、粗棉线2条、槽码若干、刻度尺、黑板擦等。请按下列步骤完成实验：（1）安装实验器材，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板做（填“匀速”或“匀加速”）直线运动。（2）将两小车放在木板上，车后端各系一条粗棉线，用黑板擦把两条粗棉线同时按压在木板上。两小车前端各系一条细线，跨过定滑轮与槽码连接。小车1挂质量为的槽码，小车2挂质量为的槽码，均远小于小车的质量。（3）拾起黑板擦，两小车同时开始运动；按下黑板擦，两小车同时停下来。用刻度尺测出两小车移动的位移，则两小车的加速度之比为（用表示）。（4）若、、、满足，则可说明小车的加速度与其所受的合外力成正比。考向12科学探究：加速度与力、质量的关系-数据处理及误差分析例2（2025·广东广州·三模）实验小组采用如图甲所示的装置探究小车的加速度与小车质量和合外力的关系。为平衡摩擦力，先取下砝码盘和砝码，调节木板的倾角，轻推系着纸带的小车，小车获得初速度后通过打点计时器，打出了如图乙所示纸带，纸带靠点的一端连着小车，由图乙可以推测，小车运动过程中速度（选填“越来越大”或“越来越小”），受到的合力（选填“越来越大”“越来越小”或“不变”）。继续调整木板倾角，完成平衡摩擦力的操作后，挂上砝码和砝码盘进行实验，最终获得小车运动的（为砝码和砝码盘的重力）图像，如图丙所示，根据图像，可以判断A．平衡摩擦力时，倾角仍然过小B．随着F增大，小车的加速度a可能大于重力加速度gC．小车的质量一定时，其加速度与所受合外力成正比【变式训练3·变角度】（2025·陕西渭南·三模）在探究加速度a与所受合力F的关系时，某同学采用图甲所示的实验装置进行实验探究，控制小车质量M不变，寻找其加速度a与所受合力F的关系。(1)在平衡摩擦力的这步操作中，该同学（选填“需要”或“不需要”）通过细绳把砂桶挂在小车上。(2)在实验中，该同学得到的一条如图乙所示的纸带，他每隔4个点取一计数点，在纸带上做好0、1、2、3、4的标记，用毫米刻度尺测量出从起点0到各计数点的距离，在图中已经标出。已知电火花计时器的打点周期为0.02s，则该小车运动的加速度大小为m/s²（计算结果保留2位有效数字）。(3)采用图像处理数据，画出如图丙所示a-F图像，发现图线上端弯曲，并不是直线，出现这一问题的可能原因是。【思维建模】a-F图像与a-1M图像异常误差分析（1）a-F图像图像解析式为a＝1m＋M·mg。可见直线斜率为1若M为定值，则随着m的增大，此斜率会减小。①若出现图像向下弯曲则说明不满足m远小于M。②mg＝0时，小车具有非零的加速度a，即出现纵轴截距，则说明平衡摩擦力过度。③当mg增大到某值时，小车才具有非零的加速度a，即出现横轴截距，则说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力。（2）a-1M图像：图像解析式为a＝mg1+mM·1M。可见直线斜率为mg①若出现图像向下弯曲，则说明M不再远大于m。②M无限增大时，小车具有非零的加速度a，若出现纵轴截距则说明平衡摩擦力过度。③当M减小到某值时，小车才具有非零的加速度a，若出现横轴截距则说明平衡摩擦力不足或没有平衡摩擦力期末基础通关练（测试时间：10分钟）1.（2025·甘肃·高考真题）2025年4月24日，在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变，则火箭在初始内的加速度大小约为（）（重力加速度g取）A． B． C． D．2.（2025·广西·高考真题）（多选）独竹漂是我国一项民间技艺。如图，在平静的湖面上，独竹漂选手手持划杆踩着楠竹，沿直线减速滑行，选手和楠竹相对静止，则（）A．选手所受合力为零B．楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下C．手持划杆可使选手（含划杆）的重心下移，更易保持平衡D．选手受到楠竹作用力的方向与选手（含划杆）的重心在同一竖直平面3.（2025·陕晋青宁卷·高考真题）某智能物流系统中，质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是（）A． B．C． D．4.（2025·安徽·高考真题）如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（）A．甲对木箱的摩擦力方向向左 B．地面对木箱的支持力逐渐增大C．甲运动的加速度大小为 D．乙受到绳子的拉力大小为5.（2025·安徽·高考真题）某实验小组通过实验探究加速度与力、质量的关系。(1)利用图甲装置进行实验，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整轨道的倾斜度，使小车。（选填正确答案标号）a.能在轨道上保持静止b.受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动c.不受牵引时，能拖动纸带沿轨道做匀速运动(2)利用图乙装置进行实验，箱体的水平底板上安装有力传感器和加速度传感器，将物体置于力传感器上，箱体沿竖直方向运动。利用传感器测得物体受到的支持力和物体的加速度a，并将数据实时传送到计算机。①图丙是根据某次实验采集的数据生成的和a随时间t变化的散点图，以竖直向上为正方向。时，物体处于（选填“超重”或“失重”）状态；以为横轴、a为纵轴，根据实验数据拟合得到的图像为图丁中的图线a、②若将物体质量增大一倍，重新进行实验，其图像为图丁中的图线。（选填“b”“c”或“d”）期末重难突破练（测试时间：10分钟）6.（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（）A．双臂夹角越大受力越小B．杠铃对每只手臂作用力大小为C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力7.（2025·山东·高考真题）工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料。如图所示，坡面与水平面夹角为，交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为（）A． B．C． D．8.（2023·全国甲卷·高考真题）（多选）用水平拉力使质量分别为、的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为和。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（）A． B． C． D．9.（2024·湖南·高考真题）如图，质量分别为、、、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（）A．g， B．2g， C．2g， D．g，10.（2024·天津·高考真题）某同学用图示装置探究加速度与力的关系。(1)为补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力，调节木板倾角，使小车在不挂槽码时运动，并打出纸带进行检验，下图中能表明补偿阻力恰当的是_________；A． B．C． D．(2)某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出），测得。已知打点计时器所接交流电源频率为，则小车的加速度（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）；(3)该同学将一个可以直接测出绳子拉力的传感器安装在小车上，小车和传感器总质量为。按要求补偿阻力后，该同学共进行了四次实验，悬挂的槽码质量依次为处理数据时，用两种方式得到小车（含传感器）受到的合力，一种将槽码所受重力当作合力、另一种将传感器示数当作合力，则这两种方式得到的合力差异最大时，槽码质量为g。期末综合拓展练（测试时间：5分钟）11.（多选）各种各样的传送带被使用，极大提高了物资物料的输送效率，某同学对传送带的工作引起极大兴趣，同学注意到某一条水平传送带正以1m/s匀速运动（顺时针），长度4m，行李和传送带之间的动摩擦因数为0.2，行李轻放在传送带左端。行李可视为质点，g取，下列说法正确的是（）A．行李轻放在传送带上瞬间，行李的加速度大小为B．行李加速前进的距离为0.5mC．行李在传送带上留下摩擦痕迹的长度为0.25mD．传送带的速度越快，行李运送到传送带右端所用时间越少

专题03牛顿运动定律（期末复习讲义）核心考点复习目标考查形式考情规律1.牛顿第一定律：伽利略理想斜面实验推理过程、牛顿第一定律内容（惯性定律）、惯性的概念（只与质量有关，与运动状态无关）及应用。2.牛顿第二定律：内容（F=ma）、矢量性（加速度与合力方向一致）、瞬时性（力变化立即引起加速度变化）、独立性（分力产生分加速度）、超重与失重（加速度方向判断、视重计算）。3.牛顿第三定律：相互作用力与平衡力的区别（大小相等、方向相反、作用对象不同）、实例辨析（如拔河比赛、物体间弹力与反作用力）。4.牛顿运动定律的应用：两类基本问题（已知受力求运动、已知运动求受力）、连接体问题（整体法与隔离法选择）、临界极值问题（如刚好滑动、脱离接触时的受力分析）。5.实验探究：探究加速度与力、质量的关系（控制变量法、纸带逐差法测加速度、数据处理与图像分析、平衡摩擦力操作）。1.知识层面：扎实掌握牛顿三大定律的核心内容、适用条件，牢记F=ma的矢量特性及应用场景，明确超重

/

失重的本质，熟练实验原理与操作关键（如平衡摩擦力的目的）。2.能力层面：能结合受力分析与运动分析，灵活运用整体法

/

隔离法解决连接体问题，精准处理瞬时性、临界性问题；规范完成实验数据记录、图像绘制（a−F、a−1m图像）与误差分析，适配不同题型的考查逻辑。3.素养层面：提升

“受力

-

运动”

双向建模能力，强化矢量运算与逻辑推理思维，养成严谨的受力分析习惯和实验探究态度，理解物理规律的推导与应用逻辑。单选题（3-4

题，9-12

分）：侧重基础定义辨析（如惯性大小判断、相互作用力与平衡力区别）、简单计算（如超重

/

失重视重计算、牛顿第二定律直接应用）、瞬时性问题分析（如轻绳

/

轻弹簧突变问题），每题

3

分，难度以基础题为主；多选题（1-2

题，4-6

分）：聚焦易混淆知识点（如牛顿第二定律的矢量性与瞬时性、整体法与隔离法适用场景）、连接体初步分析、临界状态判断，每题

4

分（部分地区

3

分），多选、漏选均不得分，难度中等。实验题（1

题，8-10

分）：必考

“探究加速度与力、质量的关系”，分小题考查实验器材选择、操作步骤正误判断（如平衡摩擦力的操作）、纸带数据处理（逐差法求加速度）、图像法处理数据（画𝑎−𝐹图像并求斜率）、误差原因分析（如未平衡摩擦力、砝码质量过大），题型为填空

+

作图

+

计算。计算题（1-2

题，12-16

分）：1

题基础题（单一物体的

“受力

-

运动”

问题，如水平

/

斜面方向的匀变速运动，6-8

分）；1

题综合题（连接体问题、多过程运动与牛顿定律结合、临界极值分析，如物体刚好不滑动时的摩擦力计算，6-8

分），需规范完成受力分析图、运动过程分析及解题步骤。分值占比：第

5

章合计占期末试卷

35-45

分（35%-45%），是力学模块的核心压轴章节，直接影响高分竞争力。难度分布：基础题（单选、实验基础题）占

45%，中等题（多选、基础计算题）占

35%，难题（综合计算题中连接体、临界极值分析）占

20%。高频考点：牛顿第二定律的应用（单选

/

计算题主考）、探究加速度与力、质量的关系实验（实验题必考）、惯性与相互作用力辨析（单选

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多选常考）、超重与失重（单选题高频）、连接体问题（计算题主考）。易错点：牛顿第二定律中合力方向与加速度方向判断错误、混淆相互作用力与平衡力、瞬时性问题中轻绳与轻弹簧的区别忽略、实验中未平衡摩擦力或误将砝码重力当作绳子拉力、连接体问题中整体法与隔离法选择不当、临界状态（如脱离接触时N=0）分析遗漏。考点一牛顿第一定律知识点1牛顿第一定律内容及意义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为止.2.物理意义1)揭示了物体在不受外力或所受合外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。得分速记得分速记：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。知识点2牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律揭示了运动和力的关系，运动是物体的一种属性，物体的运动不需要力来维持。2.运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是改变物体运动状态的原因，或称力是产生加速度的原因.3.保持静止或匀速直线运动状态是物体的固有属性，这一属性称为惯性，因此牛顿第一定律也叫作惯性定律.4.牛顿第一定律不能用实验直接验证.不受力的物体是不存在的.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.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象，利用人的逻辑思维，从大量现象中寻找事物的规律.5.理想化状态:牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。特别提醒特别提醒牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础，不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例，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及他们的定量关系则由牛顿第二定律来回答。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。知识点3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。2.决定因素：质量是物体惯性大小的唯一量度,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关.3.对惯性的理解：惯性是物体的固有属性，是物体固有的，即一切物体都有惯性，与物体的受力情况及运动状态无关.物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来，人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.4.惯性的两种表现形式①保持原状:物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态．②反抗改变:物体受到外力且合外力不为零时，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．考点二牛顿第二定律知识点1牛顿第二定律1.定义：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:3.对牛顿第二定律的理解①牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系，即知道了力，可根据牛顿第二定律，分析出物体的运动规律;反过来，知道了运动，可根据牛顿第二定律研究其受力情况。牛顿第二定律为设计运动，控制运动提供了理论基础.②因果性:对牛顿第二定律的数学表达式，是力,力是产生加速度的原因，加速度是作用的结果，是力的作用效果，③加速度的方向由物体所受合外力的方向决定,二者总是相同.即任一瞬间,a的方向均与合外力方向相同.④瞬时性:牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果，对运动过程的每一瞬间成立,且瞬时力决定瞬时加速度.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系，物体在某一时刻加速度的大小和方向是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向决定的，力变加速度就变，力撤除加速度就为零.注意力的瞬间效果是加速度而不是速度，加速度可以突变，速度不能突变.④矢量性：牛顿第二定律，是矢量，也是矢量，且与的方向总是一致的.⑤独立性：可以进行合成与分解，也可以进行合成与分解.作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足;力和加速度在各个方向上的分量也满足,即,；物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和;⑥同一性：加速度a是相对同一个惯性参考系(一般指地面)的;中、、对应同一个物体或同一个系统，且各量统一使用国际单位。知识点2加速度两个表达式的对比理解1.是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；2.是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝1m。知识点3应用牛顿第二定律解决问题的关键1.两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；2.两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁．知识点4超重与失重1.实重和视重①实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关．②视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重．2.超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体的重力，即.可能情况：①加速上升;②减速下降。3.失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体的重力.即.可能情况：①加速下降;②减速上升。4.完全失重:当时，物体处于完全失重.可能情况：①自由落体和所有的抛体运动;②绕地球做匀速圆周运动的卫星、飞船等。得分速记得分速记(1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)变大或变小了。(2)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，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。(3)尽管物体的加速度方向不是竖直方向，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。知识点5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考点三牛顿第三定律知识点1作用力和反作用力两个物体之间的作用总是相互的，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．知识点2牛顿第三定律的内容及理解1.定义：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一直线上.2.对牛顿第三定律的理解①牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的，因而力总是成对出现的，它们总是同时产生，同时消失，与相互作用的两物体的运动状态无关、与是否和其他物体相互作用无关。②作用力和反作用力总是同种性质的力.③作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上，各产生其效果，不可叠加.④牛顿第三定律在对物体进行受力分析时，起到非常重要的转换研究对象的作用，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，摩擦力的求解有时候不好判断也可以通过转化研究对象求其反作用力．知识点3作用力与反作用力和一对平衡的辨析平衡力作用力与反作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上不同点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考点四科学探究：加速度与力、质量的关系1.实验原理及器材1.实验原理：控制变量法①加速度与力的关系保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力。小车所受的拉力可认为与槽码所受的重力相等。测得不同拉力下小车运动的加速度，分析加速度与拉力的变化情况，找出二者之间的定量关系。②加速度与质量的关系保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加重物改变小车的质量。测得不同质量的小车在这个拉力下运动的加速度，分析加速度与质量的变化情况，找出二者之间的定量关系。③作出图像和图像，确定a与F、m的关系．2.实验器材：小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸．2.物理量的测量1.质量的测量可以用天平测量质量。为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量。2.加速度的测量①小车做初速度为0的匀加速直线运动，则测量小车加速度最直接的办法就是用刻度尺测量小车移动的位移x，并用秒表测量发生这段位移所用的时间t，然后由计算出加速度a。②将打点计时器的纸带连在小车上，根据纸带上打出的点来测量加速度。③在这个实验中也可以不测量加速度的具体数值。这是因为我们探究的是加速度与其他物理量之间的比例关系，因此测量不同情况下物体加速度的比值即可。如果能做到让两个做初速度为0的匀加速直线运动的物体的运动时间t相等，那么由式可知，它们的位移之比就等于加速度之比，即，这样，测量加速度就转换成测量位移了。3.力的测量把木板的一侧垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板匀速运动。挂上槽码，通过改变槽码的个数改变小车所受的拉力，小车所受的拉力（即小车受到的合力）可认为与槽码所受的重力相等。3.实验过程1.测量：用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m.2.安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．3.补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车能匀速下滑．4.操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编号码．②保持小车的质量m不变，改变槽码的质量m′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度a.④描点作图，作的图像．⑤保持槽码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作图像．4.数据处理1.利用逐差法或v－t图像法求a.2.以a为纵坐标，F为横坐标，建立直角坐标系。根据各组实验数据在坐标纸上描点。如果这些点在一条过原点的直线．附近，说明加速度a与拉力F成正比。如果不是这样，则需进一步分析。3.以a为纵坐标，m为横坐标，a与m成反比，我们很难直观看出图线是否为双曲线。因此，以a为为纵坐标，eq\f(1,m)为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比．5.注意事项1.开始实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好补偿小车和纸带受到的阻力．在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．2.实验过程中不用重复补偿阻力．3.实验必须保证的条件：m≫m′.4.一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车．6.误差分析1.实验原理不完善：本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力．2.补偿阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．考向1牛顿第一定律的认识与理解例1（2025·湖南娄底·模拟预测）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）A．一切物体都有惯性 B．惯性是一种力C．力是维持物体运动状态的原因 D．物体运动状态发生改变不需要力【答案】A【详解】AB．惯性是一切物体具有的性质，并不是力，故A正确，B错误；CD．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，故CD错误。故选A。【变式训练1·变考法】（2025·河南·模拟预测）《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是（）A．车前行是因为受到马的惯性作用B．马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性C．车的惯性随速度增大而减小D．此现象说明力是维持物体运动状态的原因【答案】B【详解】AB．题中描述的是惯性现象（牛顿第一定律），车在马停止后继续前行，是因为其具有保持原有运动状态的特性，即惯性，故A错误，B正确；C．惯性只与质量有关，与速度无关，故C错误；D．力是改变物体运动状态的原因，故D错误。故选B。考向2惯性的理解与应用例2（2025·上海宝山·二模）《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（）A．可以减小人的惯性B．可以减小车的惯性C．可以减少因人的惯性而造成的伤害D．可以减少因车的惯性而造成的伤害【答案】C【详解】由题意，系好安全带可以减少因人的惯性而造成的伤害，但不能减小人的惯性，且与车的惯性无关，故只有C项正确。故选C。【变式训练2·变情境】（2025·湖南郴州·模拟预测）3月15日，2025年女子冰壶世锦赛开赛，中国女子冰壶队在首场比赛中5∶3战胜土耳其队，取得了本届世锦赛“开门红”。比赛中运动员所用冰壶的惯性大小取决于（）A．冰壶的速度 B．冰壶的体积C．冰壶受到的阻力 D．冰壶的质量【答案】D【详解】物体的惯性只由质量决定，所以比赛中运动员所用冰壶的惯性大小取决于冰壶的质量。故选D。考向3牛顿第二定律的理解例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个的大小成正比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【答案】D【解析】根据牛顿第二定律a=Fm考向4牛顿第二定律的简单应用例2（2025·贵州·模拟预测）在举重运动的抓举阶段中，运动员将杠铃从地面提升至头顶，杠铃运动的v-t图像如图所示。在M、N、P、Q四个点中，运动员对杠铃作用力最大的点是（）A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点【答案】A【详解】由图可知，M点杠铃的加速度向上，N点加速度为零，P、Q点加速度向下，根据牛顿第二定律可知，运动员施加的力需满足，可知在M点，在N点，在P、Q点，故选A。【变式训练1·变角度】（2025·广东·三模）弹射座椅是飞行员的“救命神器”，当飞机遇险时，座椅下的动力装置将座椅和飞行员一起弹射出机舱，然后座椅配置的降落伞张开，使飞行员安全降落。若某飞机意外故障竖直下坠，弹射座椅紧急弹出，弹射座椅弹出时的加速度大小为、方向水平，重力加速度大小为，则当弹射座椅弹出时。弹射座椅对飞行员的作用力大小与飞行员所受重力大小的比值为（）A． B．C． D．【答案】C【详解】设飞行员的质量为，当弹射座椅弹出时，座椅对飞行员的作用力大小为，由牛顿第二定律有，解得，可得，C正确。故选C。考向5合外力、加速度、速度之间的关系例3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0C.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，所受的合外力可能很大【答案】C【解析】物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，故C正确，A、B、D错误。【思维建模】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。考向6超重与失重例4（2025·内蒙古呼和浩特·二模）引体向上是中考体育考试选择项目之一、如图所示，①到②、②到③、③到④为引体向上上升过程中所经历的加速、匀速、减速三个阶段，④为悬停阶段示意图，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．①到②过程中杠对两手的支持力合力小于重力B．②到③过程中杠对两手的支持力合力等于重力C．③到④过程中杠对两手的支持力合力大于重力D．④悬停阶段杠对两手的支持力合力小于重力【答案】B【详解】A．由题可知①到②过程中，考生处于加速上升阶段，故杠对两手的支持力合力大于重力，A错误；B．②到③过程中，考生处于匀速上升阶段，故杠对两手的支持力合力等于重力，B正确；C．③到④过程中，考生处于减速上升阶段，杠对两手的支持力合力小于重力，C错误；D．④悬停阶段杠对两手的支持力合力等于重力，D错误。故选B。【思维建模】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，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态2）从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态3）从速度变化的角度判断：（1）物体向上加速或向下减速时，处于超重状态；（2）物体向下加速或向上减速时，处于失重状态【变式训练2·变情境】（2025·安徽·模拟预测）2025年大火电影《哪吒之魔童闹海》中，哪吒驾驭风火轮飞行，如图所示，哪吒含装备在风火轮作用下竖直向上先加速再减速到最高点，然后再水平向右匀加速移动一段距离，空气阻力不能忽略。下列说法正确的是（）A．加速上升过程中，哪吒处于失重状态B．减速上升过程中，哪吒处于超重状态C．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力斜向右上方D．水平移动过程中，风火轮对哪吒作用力竖直向上【答案】C【详解】AB．加速上升过程中，加速度向上，哪吒处于超重状态，减速上升过程中，加速度向下，哪吒处于失重状态，故AB错误；CD．水平匀加速移动过程中，根据受力分析和牛顿第二定律知，哪吒受到重力、风火轮的作用力以及水平向左的阻力，合力水平向右，所以风火轮对哪吒作用力应斜向右上方，故C正确、D错误。故选C。考向7力学单位制例5（2025·浙江·二模）2024年6月27日，吉利汽车发布的最新一代“刀片式”磷酸铁锂电池——神盾短刀电池。质量能量密度提升至，体积利用率提升50%，适配性更广泛。下列用国际单位制来表示质量能量密度的单位，正确的是（）A． B． C． D．【答案】A【详解】能量密度为故选A。考向8作用力与反作用力的关系例1下列关于相互作用力的说法正确的是（）A.由于地球的质量远远大于人的质量，因此地球对人的吸引力比人对地球的吸引力大得多B.若作用力是弹力，则反作用力也一定是弹力C.作用力与反作用力大小相等、方向相反，因此其作用效果可以抵消D.物体在斜面上下滑过程中，斜面对它的摩擦力和它对斜面的摩擦力不是一对相互作用力【答案】B【解析】地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，A错误；作用力与反作用力是同一性质的力，B正确；作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用在不同的物体上，效果不能抵消，C错误；物体在斜面上下滑过程中，斜面对它的摩擦力和它对斜面的摩擦力是一对相互作用力，D错误。【变式训练1·变情境】（2025·黑龙江大庆·模拟预测）图甲为古代榨油场景，图乙是简化原理图，快速撞击木楔便可将油榨出。若木楔可看作顶角为的等腰三角形，撞击木楔的力为F，则下列说法正确的是（）A．为了增大木块对油饼的压力，通常设计得较小B．木锲对每个木块的压力均为C．木块对最右侧的油饼有挤压作用D．木块加速挤压油饼过程中，木块对油饼的压力大于油饼对木块的压力【答案】A【详解】AB．将F分解如图所示：由图可知，θ设计得较小时，F不变时，木楔对每个木块的压力F1越大，木块对油饼的压力也会越大，故A正确，B错误；C．木块与最右侧油饼不接触，则对最右侧的油饼没有挤压作用，故C错误；D．由牛顿第三定律可知，木块对油饼的压力与油饼对木块的压力等大反向，故D错误；故选A。考向9作用力和反作用力与一对平衡力的辨析例2（2025·浙江·模拟预测）春节期间，小红在逛公园的过程中看到公园里挂着红红灯笼，洋溢着浓浓的年味。若三个串接的灯笼悬挂在轻绳上，呈竖直排列，从上到下依次标为1，2，3，下列说法正确的是（）A．三个灯笼可能受到水平风力的作用B．灯笼2受到其上、其下两个灯笼对其的拉力是一对作用力和反作用力C．灯笼3受到的重力与灯笼2对其的拉力是一对平衡力D．若灯笼1上面的轻绳突然断裂瞬间，灯笼2加速度仍为零【答案】C【详解】A．对三个灯笼进行受力分析可知，除重力外，因为三个灯笼呈竖直排列，所以彼此间的拉力都是竖直方向，若三个灯笼还受水平风力的作用，将不能受力平衡，所以不可能受到水平风力的作用，故A错误；B．作用力和反作用力是一对大小相等，方向相反，作用在两个物体上的力，灯笼2受到其上、其下两个灯笼对其的拉力，受力物体都是灯笼2，所以它们不是一对作用力和反作用力，故B错误；C．灯笼3受到重力和灯笼2对其的拉力处于平衡状态，所以它们是一对平衡力，故C正确。D．若灯笼1上面的轻绳突然断裂，三个灯笼均做自由落体运动，加速度都为重力加速度g，所以灯笼1上面的轻绳突然断裂瞬间，灯笼2加速度不为零，故D错误。故选C。【变式训练2·变情境】（2025·福建漳州·模拟预测）一字马在武术、舞蹈等领域是常见的基本功。如图所示为某演员表演一字马的画面，其左脚撑在粗糙水平地面上，右脚靠压在竖直光滑墙面间，处于静止状态，则该演员（）A．受到地面的支持力方向沿左腿斜向上B．受到地面的摩擦力方向沿水平向左C．对地面的压力与其受到重力是一对平衡力D．对墙面的压力与墙面对其的支持力是一对相互作用力【答案】D【详解】A．对演员受力分析可得，演员受地面的支持力垂直地面向上，故A错误；B．由题可知演员处于静止状态，则演员受墙面水平向左的支持力与地面的摩擦力等大反向，则摩擦力方向水平向右，故B错误；C．演员受竖直向下的重力和地面的支持力是一对平衡力，演员对地面的压力与地面对演员的支持力大小相等，所以演员对地面的压力大小等于重力大小，但压力和重力不是一对平衡力，故C错误；D．根据牛顿第三定律知，演员对墙面的压力与墙面对其的支持力是一对相互作用力，故D正确。故选D。考向10牛顿第三定律的应用例3（2025·四川绵阳·三模）如图所示，成人用与水平方夹角为α、斜向上的拉力F向前拉总质量为m的小孩和雪橇，从静止开始沿直线匀加速通过距离x的过程中（）A．雪橇对地面的压力大小是mg-Fcosα B．雪橇与地面之间摩擦力大小是FsinαC．拉力做功是Fx D．拉力做功是Fxcosα【答案】D【详解】A．将小孩和雪橇作为整体，受力分析可知，在竖直方向上，解得，根据牛顿第三定律可知，雪橇对地面的压力大小是，A错误；B．由于雪橇做加速运动，可知摩擦力，无法比较与Fsinα的大小关系，B错误；CD．根据功的定义可知，拉力做功，C错误，D正确。故选D。【思维建模】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。【变式训练3·变情境】（2024·陕西西安·一模）如图，质量为60kg的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为（g取）（）A．200N B．920N C．320N D．280N【答案】C【详解】先研究重物，重物的加速度，受到重力与绳子的拉力，根据牛顿第二定律有，解得，再以人为研究对象，受力分析，重力Mg、绳子向上的拉力F、地面的支持力N，处于平衡状态。则根据平衡条件有，解得，由牛顿第三定律可得：人对地面的压力大小为故选C。考向11科学探究：加速度与力、质量的关系-实验原理及操作例1（2025·浙江金华·三模）(1)某实验小组在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，从装置照片图1中，我们容易发现一些错误，例如“没有补偿阻力”等，请你认真观察后再指出两处不妥之处，。(2)正确安装装置后，接通220V，50Hz电源，释放小车进行实验，得到一条纸带如图2所示，A、B、C、D、E、F、G为选出的计数点，相邻两个计数点之间均有4个计时点未画出，则小车的加速度大小为m/s2（结果保留2位有效数字）。【答案】(1)电源错用直流电小车未靠近打点计时器(2)2.4/2.3【详解】（1）[1]打点计时器应使用交流电，而图示中的电源为直流电；[2]释放小车时，应使小车靠近打点计时器，以便打出更多的点迹，便于实验数据的分析，图示中小车未靠近打点计时器；（2）由题可知，相邻计数点之间的时间间隔由于根据匀变速直线运动规律解得【变式训练1】（2025·甘肃·二模）某实验小组在学习了牛顿第二定律后，为了验证加速度与合外力的关系，设计了如图甲所示的实验（图中已经补偿了阻力）。小组同学用力传感器测量小车受到的合外力，用打点计时器在纸带上打点的方式测算小车的加速度，并利用实验数据绘出如图乙所示的图像。请根据上述信息，回答以下问题：(1)除了图甲中画出的器材外，还需在下图中选取的器材是（填字母）；(2)图乙中图像恰好过坐标原点，若求得图线的斜率为，则小车和力传感器的总质量为；(3)在（2）问中，当力传感器示数为时，沙和沙桶的总质量为。（结果用、k、g表示，为重力加速度）【答案】(1)AF(2)(3)【详解】（1）打点计时器采用交流电源，还需要刻度尺测量纸带距离，无需干电池、弹簧测力计、天平和秒表，故选AF。（2）根据牛顿第二定律，有可知解得（3）当力传感器示数为F1时，对沙和沙桶，有对小车，有联立解得【变式训练2·变考法】（2025·河南新乡·模拟预测）某同学用如图所示的装置探究小车的加速度与其所受的合外力的关系，其中图甲为侧视图（只画一个小车），图乙为俯视图（未画槽码）。实验器材有：附有滑轮的长木板2块、相同的小车2个、细线2条、粗棉线2条、槽码若干、刻度尺、黑板擦等。请按下列步骤完成实验：（1）安装实验器材，调节木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板做（填“匀速”或“