15　第三章　第14课时　牛顿第一定律　牛顿第二定律

第三章运动和力的关系第三章运动和力的关系课程标准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。2．理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象，会解决有关问题。3．通过实验，认识超重和失重现象。4．知道国际单位制中的力学单位，了解国际单位制在物理学中的重要意义。第三章运动和力的关系考情分析对牛顿运动定律的理解2025·广西卷T92024·全国甲卷T15、江苏卷T42023·浙江6月选考T2、全国乙卷T14、湖北卷T9牛顿第二定律的应用2025·甘肃卷T3、陕晋青宁卷T3、安徽卷T5、北京卷T11、山东卷T82024·广东卷T7、湖南卷T3、贵州卷T1、安徽卷T6、北京卷T4、黑吉辽卷T10、全国甲卷T152023·全国甲卷T19第三章运动和力的关系考情分析板—块、传送带模型2025·江苏卷T102024·湖北卷T14、贵州卷T15、安徽卷T4、新课标卷T25、浙江6月选考T18、海南卷T18实验：探究加速度与物体受力、物体质量的关系2025·陕晋青宁卷T11、广西卷T12、山东卷T13、浙江1月选考T14、安徽卷T112024·广东卷T11、江西卷T11、甘肃卷T11第14课时牛顿第一定律牛顿第二定律[学习目标]

1．理解牛顿第一定律的内容和惯性的本质。2．掌握牛顿第二定律的内容及公式，能够应用牛顿第二定律解决问题。3．了解单位制，并知道国际单位制中的七个基本单位，会用国际单位制检查结果表达式是否正确。考点1对牛顿第一定律的理解惯性1．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持______________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______，因此牛顿第一定律又叫______定律。②揭示了运动与力的关系：力不是______物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生________的原因。匀速直线运动惯性惯性维持加速度2．惯性(1)定义：物体具有的保持原来______________状态或静止状态的性质。(2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性____，质量小的物体惯性____。(3)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______。匀速直线运动

大小无关3．惯性的两种表现形式(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合力为0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)。(2)反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。(1)飞机投弹时，当目标在飞机的正下方时投下炸弹，能击中目标。 (

)(2)地球自西向东自转，人竖直向上跳起来后，还会落到原地。 (

)(3)安全带的作用是防止汽车刹车时，人由于惯性发生危险。 (

)(4)向上抛出的物体，在空中向上运动，是因为受到了向上的作用力。 (

)×

√

√

×角度1对牛顿第一定律的理解和应用[典例1]

(人教版必修第一册改编)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)和图(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)中在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使测量时间更容易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√B

[伽利略做了上百次实验，结果表明小球在斜面上做匀加速运动，通过合理外推，得出了自由落体运动为匀变速直线运动的结论，A错误；由于当时用滴水法计时，无法记录自由落体的较短时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，运动相同位移所用时间长得多，所以容易测量时间，B正确；完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，C错误；伽利略通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，D错误。]角度2对惯性的理解及应用[典例2]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

[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，与速度大小无关，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，车手采取了一些措施防止侧滑，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。]【教师备选资源】某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿着球筒的中部，另一只手用力击打羽毛球筒的上端。下列说法正确的是(

)A．此同学无法取出羽毛球B．羽毛球会从筒的下端出来C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D．该同学是在利用羽毛球的惯性√D

[羽毛球筒被手击打后迅速向下运动，而羽毛球具有惯性，要保持原来的静止状态，所以会相对于羽毛球筒向上移动，羽毛球会受到羽毛球筒向下的摩擦力，D正确。]1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成______，跟它的质量成______，加速度的方向跟作用力的方向______。2．表达式：F＝____。3．适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面______或做______________的参考系。考点2对牛顿第二定律的理解与应用正比反比相同ma静止匀速直线运动

宏观低速

√×

×角度1对牛顿第二定律的理解[典例3]

(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，在力刚作用瞬间，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．物体所受合力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小√√√ACD

[由于物体的加速度与合力是瞬时对应关系，因此在力刚作用瞬间，物体会立即获得加速度，A正确；合力是产生加速度的原因，即物体由于受合力作用，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；由牛顿第二定律知物体所受合力减小，加速度一定会减小，而速度的变化由加速度的大小和方向共同决定，不一定会减小，D正确。]角度2瞬时性问题[典例4]

(2024·湖南卷)如图，质量分别为4m、3m、2m、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，1.5g

B．2g，1.5gC．2g，0.5g

D．g，0.5g√A

[细线剪断前，对B、C、D整体受力分析，由力的平衡条件有A、B间轻弹簧的弹力FAB＝6mg，对D受力分析，由力的平衡条件有C、D间轻弹簧的弹力FCD＝mg，细线剪断瞬间，对B由牛顿第二定律有3mg－FAB＝3maB，对C由牛顿第二定律有2mg＋FCD＝2maC，联立解得aB＝－g，aC＝1.5g，A正确。]拓展思考

若[典例4]中小球C、D间是用细线连接的，剪断B、C间细线瞬间，求小球C的加速度大小及C、D间细线拉力大小?[解析]

假设C、D间细线拉力大小为FT，剪断B、C间细线瞬间，两球运动状态相同，对C：2mg＋FT＝2ma对D：mg－FT＝ma联立①②可得：a＝g，FT＝0。[答案]

g

0方法技巧：求解瞬时加速度的步骤角度3牛顿第二定律的综合应用[典例5]

(2025·浙江金华一模)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关系的图像可能正确的是(

)√

【教师备选资源】(2024·贵州卷)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GB．f一直小于GC．f先小于G，后大于GD．f先大于G，后小于G√

考点3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，其中力学范围内有三个，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。基本导出长度质量时间米千克秒物理关系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(1)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。 (

)(2)力的单位是牛顿，简称牛，也属于基本单位。 (

)(3)物理公式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系。 (

)×

×

√

√√

√课时作业(十四)牛顿第一定律牛顿第二定律1．(2025·甘肃兰州模拟)宁波舰(舷号139)是现代级导弹驱逐舰，因其强大的反舰火力，被誉为“航母杀手”。其满载排水量为7940吨，长156.5米，宽17.19米，最大速度32节。下列说法正确的是(

)A．“米”是国际单位制中的基本单位B．“吨”是体积单位C．节是国际单位制中的基本单位D．在力学范围内，速度是基本量之一√题号135246879101112A

[“米”是国际单位制中的基本单位，故A正确；“吨”是质量单位，故B错误；国际单位中的基本单位有千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉，所以节不是国际单位制中的基本单位，故C错误；在力学范围内，质量、长度和时间是三个基本量，故D错误。故选A。]题号1352468791011122．如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)，原来随小车一起做匀速直线运动，当小车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球(

)A．一定相碰B．一定不相碰C．不一定相碰D．无法确定，因为不知小车的运动方向√题号135246879101112B

[小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在小车光滑表面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，又因为两个小球的速度相同，相同时间内通过的位移相同，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰，B正确，A、C、D错误。]题号135246879101112

√题号135246879101112

题号1352468791011124．如图所示，一物块在水平力作用下沿光滑水平面运动，某段时间内力F保持作用点和大小不变，方向逆时针匀速旋转90°，此过程中物块始终没有离开地面，在力F旋转过程中，物块的加速度a随时间t变化的图像为(

)√题号135246879101112

5．(2025·甘肃卷)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1s内燃料对火箭的平均推力约为6×106N。火箭质量约为500吨且认为在1s内基本不变，则火箭在初始1s内的加速度大小约为(重力加速度g取10m/s2)(

)A．2m/s2

B．4m/s2

C．6m/s2

D．12m/s2√题号135246879101112

6．(2025·重庆九龙坡模拟)一款新型智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的简化模型如图所示。若两手指对鸡蛋的合力为F，鸡蛋重力为G，则(

)A．鸡蛋水平匀速运动时F＝GB．鸡蛋竖直向上匀速运动时F>GC．鸡蛋向下加速运动时F＝GD．鸡蛋向上加速运动时F<G√题号135246879101112A

[不论鸡蛋向哪个方向匀速运动均属于平衡状态，根据二力平衡可知F＝G，故A正确，B错误；若鸡蛋速度改变，即鸡蛋有加速度，根据牛顿第二定律可知合外力与加速度方向一致，则鸡蛋向下加速运动时F<G，鸡蛋向上加速运动时F>G，故C、D错误。故选A。]题号1352468791011127．(多选)(2025·广西卷)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0B．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√√题号135246879101112CD

[选手和楠竹在水里减速滑行，速度在变化，根据牛顿第二定律可知合力不为0，故A错误；楠竹在水平方向有加速度，楠竹在竖直方向受重力，水平方向受摩擦力，所以选手对楠竹作用力的方向不是竖直向下，故B错误；手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移，重心越低，物体越稳定，更易保持平衡，故C正确；对选手进行受力分析，其水平方向受到楠竹的静摩擦力，竖直方向受到自身重力和楠竹的支持力，竖直方向受力平衡，则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，D正确。故D正确。故选CD。]题号1352468791011128．(2025·安徽马鞍山一模)如图所示，质量为2m的木箱用细绳竖直悬挂，质量均为m的物块A、B分别通过轻质弹簧连接木箱的底部和顶部。初始时，A、B和木箱均静止，已知重力加速度为g。某时刻剪断细绳，此瞬间，A、B和木箱的加速度大小分别为(

)A．0、0、2g

B．g、g、gC．0、g、g

D．0、0、g√题号135246879101112A

[剪断细绳瞬间，两个弹簧的弹力不变，均为mg，可知A、B的加速度仍为0；对木箱分析可知mg＋mg＋2mg＝2ma，解得a＝2g，故选A。]题号1352468791011129．(多选)(2025·天津滨海新区模拟)某同学站在地铁车厢内，列车正向左水平运动。若某段时间内他观察到扶手向左偏离的角度α基本上保持不变，如图所示。重力加速度为g，则列车的加速度(

)

A．方向向左 B．方向向右C．大小为gsinα

D．大小为gtanα√√题号135246879101112BD

[通过观察发现，绳对小球的拉力指向右上方，说明水平方向小球受到的合外力向右，则列车的加速度也向右，故A错误，B正确；对小球，根据牛顿第二定律有mgtan

α＝ma，解得a＝gtan

α，故C错误，D正确。故选BD。]题号1