2027届新高考物理热点精准复习　牛顿第一定律　牛顿第二定律

2027届新高考物理热点精准复习牛顿第一定律牛顿第二定律【学习目标】1.理解牛顿第一定律揭示的力与运动的关系,掌握牛顿第二定律定量表达式F=ma及其矢量性、瞬时性,形成力与运动相互作用的本质认识。2.能用惯性概念分析实际问题,通过牛顿第二定律的推理与变形解决多过程动力学问题,培养逻辑推理与模型建构能力。3.结合伽利略理想实验的历史背景,认识科学发展的批判性思维,关注牛顿定律在交通安全等现实问题中的应用,强化社会责任感。知识构建匀速直线运动迫使维持匀速直静止线运动质量惯性正比反比相同ma

静止匀速直线运动宏观基本导出长度质量时间米千克秒物理关系基础转化1.(多选)(2025·山西太原阶段练习)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础,下列有关惯性说法正确的是(

)A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力的作用,物体只能处于静止状态C.汽车超速会增大汽车的惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动AD2.列车沿平直的道路做匀变速直线运动,在车厢顶部用细线悬挂一个小球,小球相对车厢静止时,细线与竖直方向的夹角为θ。下列说法正确的是(

)A.列车加速度的大小为gtanθB.列车加速度的大小为gsinθC.细线拉力的大小为mgsinθD.细线拉力的大小为mgcosθA3.在航空航天、汽车工程、能源动力等诸多领域中,流体动力学模型扮演着至关重要的角色。研究表明,球形物体在液体中运动时除了受到浮力,还会受到阻力,其关系式为F阻=kηrvx,式中η称为黏性系数,其单位为kg/(m·s),r和v分别是球的半径和速度,k是一个无单位的常数。根据国际单位制推断指数x的数值是(

)A考点一对牛顿第一定律和惯性的理解1.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合力为零时,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,惯性表现为运动状态改变的难易程度。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.对牛顿第一定律的几点说明(1)明确惯性的概念:牛顿第一定律揭示了一切物体所具有的一种固有属性——惯性。(2)揭示了力的本质: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。(3)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,如果物体所受的合力等于零,与物体不受外力时的表现是相同的。[例1]

【对惯性的理解】

对一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是(

)A.采用了大功率的发动机后,某些一级方程式赛车(质量不变)的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明可以通过科学手段使小质量的物体获得大惯性B.射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了C.货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性D.摩托车转弯时,车手一方面要控制适当的速度,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到安全行驶的目的C【解析】

惯性是物体的固有属性,只由物体的质量决定,与其他因素无关,质量越大惯性越大。采用了大功率的发动机的一级方程式赛车质量不变,即惯性不变,与功率增大无关,故A错误;子弹的质量未变,惯性不变,与产生效果无关,故B错误;货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,质量改变了,它的惯性也改变了,故C正确;摩托车转弯时,车手采取一些措施防止侧滑,但人和车的质量没有发生变化,所以人和车的惯性并没有改变,故D错误。[例2]

【牛顿第一定律的应用】

(2025·湖南开学考试)小天站在沿水平方向运动的滑板车上不再蹬地,滑板车最终会停下来。下列说法正确的是(

)A.滑板车停下来是因为没有动力维持运动B.滑板车停下来是因为受到阻力的作用C.滑板车的惯性随着速度的减小而减小D.如果一切外力突然消失,滑行的滑板车会马上静止B【解析】

滑板车停下来是因为受到阻力的影响,物体的运动不需要力来维持,因为当运动的物体不受任何外力时会保持匀速直线运动状态,故A、D错误,B正确;惯性的大小由质量决定,与速度无关,故C错误。牛顿第一定律的应用技巧(1)应用牛顿第一定律分析实际问题时,要准确理解理论的实质,注意分析实际生活中的各种影响因素,搞清实际感受与理论不一致的原因,从而正确理解力不是维持物体运动状态的原因,克服生活中一些错误的直观印象,建立正确的思维习惯。(2)如果物体的运动状态发生改变,则物体必然受到力或合力不为0。因此,判断物体的运动状态是否改变,以及如何改变,应分析物体的受力情况。方法点拨[例3]

【惯性的“相对性”】

如图所示,一只盛水的容器固定在一个小车上,在容器中分别用弹性细绳悬挂和拴住一个铁球和一个乒乓球,容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态,当容器随小车突然向右运动时,两球的运动状况是(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A【解析】

当容器突然向右运动时,铁球和其左侧的与铁球同等体积的水相比较,铁球的质量大,铁球保持原来运动状态的能力更大一些,相对于水向左偏移,则相对于小车向左运动;同理,乒乓球右侧的与乒乓球同等体积的水的质量大,水相对于乒乓球保持原来运动状态的能力大一些,即水向左偏移,因此乒乓球相对于水向右偏移,则相对于小车向右运动,故A正确。[变式]

若[例3]情境中使容器做某种运动,某时刻发现悬挂铁球的竖直弹性细绳变长,则容器在怎样运动?拴着乒乓球的弹性细绳长度是否变化?【答案】

容器可能向上加速,也可能向下减速;拴着乒乓球的细绳变长【解析】

由于原先铁球处于静止状态,某时刻发现悬挂铁球的细绳变长,相比于同体积的“水球”,铁球的状态更不易改变,则弹性细绳的伸长说明加速度向上,即容器可能向上加速,也可能向下减速;因为乒乓球密度小于水的密度,同理可知,容器加速度向上时,相同“水球”相对容器向下运动,则拴着乒乓球的细绳也变长。考点二牛顿第二定律及初步应用和力学单位制1.对牛顿第二定律的理解2.力和加速度之间的关系(1)不管速度是大是小,或是零,只要力(或合力)不为零,物体一定有加速度。(3)加速度a的方向一定与合力F的方向、速度变化量的方向相同,与速度方向无关。当力(或合力)与速度同向(或夹角为锐角)时,物体做加速直线(或曲线)运动,反之物体做减速直线(或曲线)运动。(4)当物体受几个力作用而做变速运动时,其实际加速度与力的关系为F合=ma,而a是各个力分别产生的加速度的矢量和。[例4]

【对牛顿第二定律的理解】

(多选)(2025·河南郑州阶段练习)关于牛顿第二定律,下列说法正确的是(

)A.牛顿第二定律的表达式F=ma是矢量式,a与F方向始终相同B.某一瞬间的加速度,只能由这一瞬间的外力决定,而与这一瞬间之前或之后的外力无关C.在公式F=ma中若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和D.物体的加速度方向一定与物体运动的方向相同ABC【答案及解析】

在牛顿第二定律公式F=kma中,比例系数k的数值只有在国际单位制中等于1;物体的质量由自身的性质决定,与物体所受的合力、运动的加速度无关。[例5]

【力与运动的关系】

(2025·黑龙江期末)如图所示,自由下落的小球下落一段时间后,与弹簧接触,从它接触弹簧开始,到弹簧压缩到最短的过程中,下列说法正确的是(

)A.小球立即做减速运动B.小球一直做加速运动且加速度不变C.小球所受的弹簧弹力等于重力时,小球速度最大D.当弹簧处于最大压缩量时,小球的加速度方向向下C【解析】

小球与弹簧接触后,一开始弹力小于小球重力,小球继续向下加速运动,随着弹力的增大,小球的加速度逐渐减小;当弹力等于小球重力时,加速度为0,小球的速度达到最大;之后弹力大于小球重力,小球向下减速运动,随着弹力的增大,小球的加速度逐渐增大;当小球运动到最低点时,弹簧的压缩量最大,此时小球的加速度方向向上。故选C。[例6]

【力与运动图像】

(2025·浙江金华三模)乒乓球比赛中,运动员发球时将乒乓球竖直上抛,若乒乓球受到的空气阻力与速率成正比,从抛出开始计时,以竖直向上为正方向,下列描述乒乓球速度随时间变化图像可能正确的是(

)A

B

C

DC利用牛顿第二定律求加速度的思路(1)选取研究对象(可以是一个物体,也可以是加速度相同的相联系的几个物体)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。方法点拨[例7]

【牛顿第二定律的简单应用】

(2025·北京丰台二模)如图所示,一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底,一