高考物理一轮复习课件 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14课时牛顿第一定律牛顿第二定律

【复习定位】

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。CONTENTS目录页1必备知识自主学习2关键能力阶梯突破3课时作业必备知识自主学习返回目录一、牛顿第一定律2．理想实验(1)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。(2)牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证。3．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。二、惯性四、单位制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]cd1．判断正误。(1)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。(

×

)(2)物体不受力时，将处于静止状态或匀速直线运动状态。(

√

)2．(多选)(2023·全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、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μ甲和μ乙。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(

BC

)A．m甲<m乙

B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙

D．μ甲>μ乙解析

根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，则可知F-a图像的斜率表示m，纵截距表示μmg，则由题图可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲<μ乙，故选BC。BC关键能力阶梯突破返回目录考点一牛顿第一定律和惯性1．惯性的两种表现形式(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，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。2．对牛顿第一定律的两点说明(1)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。(2)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。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。【例1】如图所示，滑冰运动员用力将冰刀后蹬，可以向前滑行；停止用力，会逐渐停下，且滑行的速度越大，停下所需时间越长，滑得越远。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是(

C

)A．运动员的运动需要力来维持B．停止用力，运动员停下来是具有惯性的表现C．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用D．速度越大，停下所需时间越长，说明惯性的大小和速度有关C解析

力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故A错误；停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用，而继续运动是因为惯性，故B错误，C正确；摩擦力一定时，根据运动学公式可知，速度越大，停下所需时间越长，但惯性与物体自身的质量有关，与速度无关，故D错误。【例2】如图甲和乙，分别是人踩香蕉皮摔倒和骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(

C

)A．甲图中人踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了B．乙图中人和车摔倒是因为雨天路面太滑C．踩香蕉皮摔倒是因为人下半身速度大于上半身的速度D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象C解析

题图甲中人踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，故A错误，C正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，而不是因为雨天路面太滑，故B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，故D错误。【例3】水平仪的主要测量装置是一个内部封有液体的玻璃管，液体中有一气泡，水平静止时，气泡位于玻璃管中央，如图甲所示。一辆在水平轨道上行驶的火车车厢内水平放置两个水平仪，一个沿车头方向，一个垂直于车头方向。某时刻，气泡位置如图乙所示，则此时关于火车运动的说法可能正确的是(

B

)A．加速行驶，且向左转弯B．加速行驶，且向右转弯C．减速行驶，且向左转弯D．减速行驶，且向右转弯B解析

由题意可知，水平静止或匀速直线运动时，气泡位于玻璃管中央，由题图乙可以看出，沿车头方向的水平仪中的气泡向车头方向移动，当火车加速时，气泡和液体由于惯性不会立即随火车加速，还会以原来的速度运动，相对火车向后运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡在液体作用下就向前运动，故C、D错误；垂直于车头方向的水平仪中的气泡处于右端，因原来火车做直线运动，气泡位于中心位置，当火车向右转弯时，气泡和液体由于惯性不会立即随火车右转，还会沿直线运动，所以气泡和液体就相对火车向左运动，因为气泡密度小于液体密度，所以气泡在液体的作用下相对中心位置向右运动，故此时刻火车应是加速运动且向右转弯，故A错误，B正确。考点二牛顿第二定律的理解牛顿第二定律的“六性”

【例5】(2024·安徽卷)如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F大小为2mg。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中(

A

)A．速度一直增大B．速度先增大后减小C．加速度的最大值为3gD．加速度先增大后减小A解析

将小球竖直向上缓慢拉至P点，并保持静止，由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力的合力为零，则此时两弹簧的合力大小为mg。当撤去拉力，小球从P点运动到O点的过程中，两弹簧的拉力与重力的合力始终向下，小球一直做加速运动，故A正确，B错误；小球从P点运动到O点的过程中，弹簧的形变量变小，在竖直方向的合力不断变小，故小球受到的合外力一直变小，加速度的最大值为刚撤去拉力时的加速度，由牛顿第二定律可知2mg＝ma，加速度的最大值为2g，故C、D错误。【例6】(2025·辽宁丹东开学考)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，劲度系数为k的弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人再与固定在地面上的拉力传感器相连，传感器示数为1

000

N。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。已知AB长为2

m，人与装备总质量m＝80

kg(可视为质点)。忽略空气阻力，重力加速度g取10

m/s2。下列说法正确的是(

C

)A．在B点时，弹性轻绳的拉力为零B．经过C点时，人处于超重状态C．弹性轻绳的劲度系数k为500

N/mD．打开扣环瞬间，人在A点的加速度大小为22.5

m/s2C解析

在B点时人的速度最大，加速度为零，处于平衡状态，有kx＝mg，在A点未释放时，有kx′＝mg＋F，又x′－x＝2

m，联立解得k＝500

N/m，故A错误，C正确；在C点时人的速度为零，有向下的加速度，人处于失重状态，故B错误；打开扣环瞬间，由牛顿第二定律可得kx′－mg＝F＝ma，解得a＝12.5

m/s2，故D错误。

考点三瞬时性问题1．瞬时加速度问题的两类模型轻绳、轻杆和接触面类不发生明显形变就能产生弹力，剪断或脱离后，不需要时间恢复形变，弹力立即消失或改变弹簧、蹦床和橡皮条类当弹簧的两端与物体相连(即两端为固定端)时，由于物体有惯性，弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时性问题中，弹簧的大小认为是不变的，即此时弹簧的弹力不会发生突变2.求解瞬时加速度的一般思路【例8】(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

)A．g，1.5g

B．2g，1.5gC．2g，0.5g

D．g，0.5gA解析

B、C间的细线剪断前，对B、C、D整体受力分析，由平衡条件得FAB＝(3m＋2m＋m)g，对D受力分析，有FCD＝mg，细线剪断后，对B由牛顿第二定律有FAB－3mg＝3maB，解得aB＝g，方向竖直向上；对C由牛顿第二定律有FCD＋2mg＝2maC，解得aC＝1.5g，方向竖直向下。故选A。考教衔接►本题以细线和弹簧悬挂小球为素材，创设了科学探究问题情境，主要考查牛顿第二定律、整体法和隔离法。处理问题的思维方法与人教版必修第一册第四章“复习与提高”B组第1题类似。1．(2024·山东临沂模拟)如图所示，竖直放置的轻弹簧下端固定，上端与物体A连接，物体A上方叠放物体B、C，三个物体的质量均为m，系统处于静止状态，弹簧处于弹性限度内，重力加速度大小为g。某时刻突然取走物体C，则(

D

)D

课时作业返回目录[基础过关]1．(2024·浙江1月选考)下列属于国际单位制基本单位符号的是(

A

)A．s

B．NC．F

D．T解析国际单位制中的基本单位分别是：长度的单位米，符号为m；质量的单位千克，符号为kg；时间的单位秒，符号为s；电流的单位安培，符号为A；热力学温度的单位开尔文，符号为K；物质的量的单位摩尔，符号为mol；发光强度的单位坎德拉，符号为cd。故选A。A2．(2024·广东梅州一模)早在2

300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(

C

)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，故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。C3．某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力F击打羽毛球筒的上端，则(

A

)A．该同学是在利用羽毛球的惯性B．该同学无法取出羽毛球C．羽毛球会从筒的下端出来D．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解析

用力F击打羽毛球筒的上端时，球筒会在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性保持静止，所以羽毛球会从筒的上端出来，故A正确，B、C错误；球筒向下运动，羽毛球相对于球筒向上运动，所以羽毛球受到向下的摩擦力，故D错误。A

5．在空间站中，如需测量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法。如图所示，先对质量为m1＝1.0

kg的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在1

s内的速度变化量大小是10

m/s，然后将标准物体P与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们1

s内的速度变化量大小是2

m/s。则待测物体Q的质量m2为(

B

)A．3.0

kg

B．4.0

kgC．5.0

kg

D．6.0

kgB6．(2022·江苏卷)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10

m/s2。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过(

B

)A．2.0

m/s2

B．4.0

m/s2C．6.0

m/s2

D．8.0

m/s2解析书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则最大静摩擦力提供加速度，即fm＝μmg＝mam，解得am＝μg＝4.0

m/s2，书相对高铁静止，故高铁的最大加速度为4.0

m/s2，B正确，A、C、D错误。B

7．(多选)(2025·广东揭阳高三校考)乘坐空中缆车饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择。若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止，重力加速度为g。则下列说法正确的是(

AD

)AD

8．如图所示，物块1的质量为3m，物块2的质量为m，两者通过弹簧相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出的瞬间，物块1、2的加速度大小分别为a1、a2。重力加速度为g。则有(

C

)A．a1＝0，a2＝g

B．a1＝g，a2＝gC．a1＝0，a2＝4g

D．a1＝g，a2＝4gC[能力提升]9．(多选)如图所示，一个盛满水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴着一个铁球和一个乒乓球，容器中的水、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，两球的运动状况是(以小车为参考系)(

AD

)A．铁球向左运动

B．铁球向右运动C．乒乓球向左运动

D．乒乓球向右运动AD解析

当容器随小车突然向右运动时，由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难以改变，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，故铁球相对于小车向左运动，A正确，B错误；当容器随小车突然向右运动时，由于与同体积的“水球”相比，乒乓球质量小、惯性小，运动状态容易改变，故乒乓球相对于小车向右运动，C错误，D正确。10．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，A球质量为2m、B球质量为m，图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，挡板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，重力加速度为g，在系统静止时，突然撤去挡板的瞬间有(

D

)A．图甲中A球的加速度为g

sin

θB．图甲中B球的加速度为0C．图乙中A、B两球的加速度均为0D．图乙中A、B两球的加速度均为g

sin

θD解析

题图甲中撤去挡板瞬间，由于弹簧弹力不能突变，则A球所受合力为0，加速度为0，选项A错误；题图甲中撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为3mg

sin

θ，撤去挡板瞬间，B球与挡板之间弹力消失，B球所受合力为3mg

sin

θ，加速度为3g

sin

θ，选项B错误；题图乙中撤去挡板前，轻杆上的弹力大小为2mg

sin

θ，但是撤去挡板瞬间，杆的弹力突变为0，A、B两球作为整体以共同加速度运动，所受合力为3mg

sin

θ，加速度均为g

sin

θ，选项C错误，D正确。11．(多选)(2025·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(

ABC

)ABC

12．(多选)如图甲所示，一竖直放置的足够长的固定玻璃管中装满某种液体，一半径为r、质量为m的金属小球，从t＝0时刻起，由液面静止释放，小球在液体中下落，其加速度a随速度v的变化规律如图乙所示。已知小球在液体中受到的阻力Ff＝6πηvr，式中r是小球的半径，v是小球的速度，η是常数。忽略小球在液体中受到的浮力，重力加速度为g，下列说法正确的是(

ACD

)ACD

13．(2023·浙江1月选考)如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹OPQ运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度