2025版高考物理全程一輪復(fù)習(xí)第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第1講牛頓運(yùn)動(dòng)三定律學(xué)案

第1講牛頓運(yùn)動(dòng)三定律課程標(biāo)準(zhǔn)理解牛頓第一定律、牛頓第二定律和牛頓第三定律．素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念：(1)理解牛頓運(yùn)動(dòng)三定律的內(nèi)容．(2)理解慣性的本質(zhì)．科學(xué)思維：(1)領(lǐng)悟理想實(shí)驗(yàn)的科學(xué)推理方法及其意義．(2)會(huì)區(qū)分作用力和反作用力與一對(duì)平衡力．(3)會(huì)應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)三定律解題．考點(diǎn)一牛頓第一定律慣性●———【必備知識(shí)·自主落實(shí)】———●1．牛頓第一定律(1)內(nèi)容：一切物體總保持__________________狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)．(2)意義：①揭示了物體的固有屬性：一切物體都具有__________________________________________，因此牛頓第一定律又被叫作________定律；②揭示了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系：力不是________物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變速度的原因，即力是產(chǎn)生________的原因．2．慣性(1)定義：物體具有保持原來(lái)________________狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)．(2)量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性______，質(zhì)量小的物體慣性______．(3)普遍性：慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性，與物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況________．●———【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】———●1．(多選)科學(xué)家關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的研究對(duì)樹(shù)立正確的自然觀具有重要作用．下列說(shuō)法中符合歷史事實(shí)的是()A.亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)才會(huì)改變B.伽利略通過(guò)“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：如果物體不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去C.笛卡兒指出，如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向D.牛頓認(rèn)為，物體都具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)2．[2023·浙江6月]在足球運(yùn)動(dòng)中，足球入網(wǎng)如圖所示，則()A.踢香蕉球時(shí)足球可視為質(zhì)點(diǎn)B.足球在飛行和觸網(wǎng)時(shí)慣性不變C.足球在飛行時(shí)受到腳的作用力和重力D.觸網(wǎng)時(shí)足球?qū)W(wǎng)的力大于網(wǎng)對(duì)足球的力3.如圖所示，小華坐在一列正在行駛的火車(chē)車(chē)廂里，突然看到原來(lái)靜止在水平桌面上的小球向后滾動(dòng)，假設(shè)桌面是光滑的，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后運(yùn)動(dòng)B.小球所受的合力為零，以地面為參考系，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并沒(méi)有改變C.火車(chē)一定是在向前加速D.以火車(chē)為參考系，此時(shí)牛頓第一定律已經(jīng)不能適用思維提升1.對(duì)慣性的理解(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性．(2)物體的慣性總是以“保持原狀”“反抗改變”兩種形式表現(xiàn)出來(lái)．(3)物體慣性的大小取決于質(zhì)量，質(zhì)量越大，慣性越大．(4)慣性與物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的位置無(wú)關(guān)．2．慣性的表現(xiàn)形式(1)物體不受外力或所受的合外力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)．(2)物體受到外力且合外力不為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度．慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變．考點(diǎn)二牛頓第二定律的理解●———【必備知識(shí)·自主落實(shí)】———●1．牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)定律(1)內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力合力成________、跟它的質(zhì)量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．(2)表達(dá)式：F＝________．2．力學(xué)單位制(1)單位制：________單位和________單位一起組成了單位制．(2)基本單位：基本物理量的單位．國(guó)際單位制中基本物理量共七個(gè)，其中力學(xué)有三個(gè)，是______、______、________，單位分別是____、____、____．(3)導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)________推導(dǎo)出來(lái)的其他物理量的單位．●———【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】———●1．牛頓第二定律的性質(zhì)2．力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系(1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不為零，物體就有加速度．(2)a＝ΔvΔt是加速度的定義式，a與Δv、Δt無(wú)必然聯(lián)系；a＝Fm是加速度的決定式，a∝F，a∝(3)合力與速度同向時(shí)，物體做加速直線運(yùn)動(dòng)；合力與速度反向時(shí)，物體做減速直線運(yùn)動(dòng)．考向1對(duì)牛頓第二定律的理解例1(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．對(duì)靜止在光滑水平面上的物體施加一個(gè)水平力，當(dāng)力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度B．物體由于做加速運(yùn)動(dòng)，所以才受合外力作用C．F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無(wú)關(guān)D．物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小[解題心得]考向2牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用例2如圖所示，一木塊在光滑水平面上受到一恒力F作用而運(yùn)動(dòng)，前方固定一輕質(zhì)彈簧，當(dāng)木塊接觸彈簧后，下列判斷正確的是()A．木塊將立即做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B．木塊將立即做變減速直線運(yùn)動(dòng)C．在彈簧彈力大小等于恒力F時(shí)，木塊的速度最大D．在彈簧處于最大壓縮狀態(tài)時(shí)，木塊的加速度為零[解題心得]例3如圖所示，吸附在豎直玻璃上質(zhì)量為m的擦窗工具，在平行于玻璃的拉力作用下，沿與豎直方向夾角為60°的虛線方向做加速度大小為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，若摩擦力與重力大小相等，重力加速度為g，則拉力的大小為()A．mgB．2mgC．3mgD．7mg[解題心得]例4(多選)[2023·湖北卷]如圖所示，原長(zhǎng)為l的輕質(zhì)彈簧，一端固定在O點(diǎn)，另一端與一質(zhì)量為m的小球相連．小球套在豎直固定的粗糙桿上，與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5.桿上M、N兩點(diǎn)與O點(diǎn)的距離均為l，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為12l，OP與桿垂直．當(dāng)小球置于桿上P點(diǎn)時(shí)恰好能保持靜止．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g.小球以某一初速度從M點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到NA．彈簧的勁度系數(shù)為4mgB．小球在P點(diǎn)下方12l處的加速度大小為(32－4)C．從M點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力先變小再變大D．從M點(diǎn)到P點(diǎn)和從P點(diǎn)到N點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到的摩擦力做功相同思維提升利用牛頓第二定律解題的思路(1)選取研究對(duì)象進(jìn)行受力分析；(2)應(yīng)用平行四邊形定則或正交分解法求合力；(3)根據(jù)F合＝ma求物體的加速度a.考點(diǎn)三牛頓第三定律●———【必備知識(shí)·自主落實(shí)】———●1．作用力和反作用力：兩個(gè)物體之間的作用總是________的，一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力．2．內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等、方向________、作用在____________．任何情況下都成立3．相互作用力的特點(diǎn)●———【關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階】———●一對(duì)平衡力與作用力、反作用力的比較比較項(xiàng)目一對(duì)平衡力作用力與反作用力作用對(duì)象同一個(gè)物體兩個(gè)相互作用的不同物體作用時(shí)間不一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失一定同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消考向1牛頓第三定律的理解例5黑龍江省實(shí)驗(yàn)中學(xué)秋季趣味運(yùn)動(dòng)會(huì)中，高一同學(xué)參加了拔河比賽，如果繩質(zhì)量不計(jì)，且保持水平，在甲、乙兩隊(duì)的“拔河”比賽中，甲隊(duì)獲勝，則下列說(shuō)法中正確的是()A．甲對(duì)乙的拉力始終大于乙對(duì)甲的拉力B．甲把乙加速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大于乙對(duì)甲的拉力C．只有當(dāng)甲把乙勻速拉過(guò)去時(shí)，甲對(duì)乙的拉力大小才等于乙對(duì)甲的拉力大小D．甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)甲的拉力大小，只是地面對(duì)甲的摩擦力大于地面對(duì)乙的摩擦力[解題心得]考向2相互作用力與一對(duì)平衡力的比較例6[2024·浙江省十校聯(lián)盟聯(lián)考]春節(jié)晚會(huì)上雜技《綻放》表演了花樣飛天，如圖是女演員舉起男演員的一個(gè)場(chǎng)景，兩位雜技演員處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法正確的是()A．水平地面對(duì)女演員的摩擦力水平向右B．水平地面對(duì)女演員的支持力和女演員所受重力是一對(duì)平衡力C．女演員對(duì)男演員的作用力大小小于男演員對(duì)女演員的作用力大小D．女演員對(duì)男演員的作用力大小等于男演員所受重力大小[解題心得]例7中國(guó)天眼(FAST)是目前世界上最大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，其反射面板由11萬(wàn)余塊厚約1毫米的金屬薄板組成，因此面板的巡檢維護(hù)工作需采用“微重力蜘蛛人”系統(tǒng)，如圖甲所示，所謂的“微重力”是通過(guò)氦氣球的浮力“減輕人的重量”實(shí)現(xiàn)的．如圖乙所示是某次作業(yè)過(guò)程中處于靜止?fàn)顟B(tài)的工作人員的示意圖，其與氦氣球連接的線保持豎直，下列說(shuō)法正確的是()A.人對(duì)面板的壓力和面板對(duì)人的支持力是一對(duì)平衡力B．人對(duì)面板的作用力大小等于面板對(duì)人的作用力大小C．氦氣球?qū)θ说淖饔昧Υ笮〉扔谌说闹亓Υ笮．面板對(duì)人的作用力大小等于人的重力大小思維提升應(yīng)用牛頓第三定律應(yīng)注意的三個(gè)問(wèn)題(1)定律中的“總是”說(shuō)明對(duì)于任何物體、在任何情況下牛頓第三定律都是成立的．(2)作用力與反作用力雖然等大反向，但因所作用的物體不同，所產(chǎn)生的效果(運(yùn)動(dòng)效果或形變效果)往往不同．(3)作用力與反作用力只能是一對(duì)物體間的相互作用力，不能涉及第三個(gè)物體．考向3轉(zhuǎn)換研究對(duì)象在受力分析中的應(yīng)用例8[2024·河北邢臺(tái)市質(zhì)檢]一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套著一個(gè)環(huán)，箱與桿的質(zhì)量為M，環(huán)的質(zhì)量為m，如圖所示．已知重力加速度為g，環(huán)沿桿以加速度a勻加速下滑，則此時(shí)箱子對(duì)地面的壓力大小為()A．Mg＋mg－maB．Mg－mg＋maC．Mg＋mgD．Mg－mg思維提升在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，如果不便直接通過(guò)分析求出物體受到的某些力時(shí)，可先求它的反作用力，再反過(guò)來(lái)求待求力．如求壓力時(shí)，可先求支持力，在許多問(wèn)題中，摩擦力的求解亦是如此．可見(jiàn)牛頓第三定律將起到非常重要的轉(zhuǎn)換研究對(duì)象的作用，使得我們對(duì)問(wèn)題的分析思路更靈活、更寬闊．第1講牛頓運(yùn)動(dòng)三定律考點(diǎn)一必備知識(shí)·自主落實(shí)1．(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)慣性慣性維持加速度2．(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)大小(3)無(wú)關(guān)關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階1．解析：亞里士多德認(rèn)為，必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；伽利略通過(guò)“理想實(shí)驗(yàn)”得出結(jié)論：力不是維持運(yùn)動(dòng)的原因，如果物體不受力，它將以這一速度永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，故B正確；笛卡兒指出，如果運(yùn)動(dòng)中的物體沒(méi)有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運(yùn)動(dòng)，既不會(huì)停下來(lái)，也不會(huì)偏離原來(lái)的方向，故C正確；牛頓認(rèn)為物體都具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，故D正確．故選BCD.答案：BCD2．解析：在研究如何踢出“香蕉球”時(shí)，需要考慮踢在足球上的位置與角度，所以不可以把足球看作質(zhì)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；慣性只與質(zhì)量有關(guān)，足球在飛行和觸網(wǎng)時(shí)質(zhì)量不變，則慣性不變，故B正確；足球在飛行時(shí)腳已經(jīng)離開(kāi)足球，故在忽略空氣阻力的情況下只受重力，故C錯(cuò)誤；觸網(wǎng)時(shí)足球?qū)W(wǎng)的力與網(wǎng)對(duì)足球的力是相互作用力，大小相等，故D錯(cuò)誤．故選B.答案：B3．解析：小球在水平方向上沒(méi)有施力物體，所以不受力，A錯(cuò)誤，符合題意；小球水平方向不受力，所受的合力為零，以地面為參考系，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)并沒(méi)有改變，B正確，不符合題意；小球因?yàn)橛袘T性，要保持原來(lái)的勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，若突然看到原來(lái)靜止在水平桌面上的小球向后滾動(dòng)，是小球相對(duì)于火車(chē)向后運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明火車(chē)正在向前做加速運(yùn)動(dòng)，C正確，不符合題意；牛頓第一定律適用于慣性參考系，加速的火車(chē)屬于非慣性參考系，不再適用，D正確，不符合題意．故選A.答案：A考點(diǎn)二必備知識(shí)·自主落實(shí)1．(1)正比反比相同(2)ma2．(1)基本導(dǎo)出(2)長(zhǎng)度質(zhì)量時(shí)間米千克秒(3)物理關(guān)系關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階例1解析：由于物體的加速度和合外力是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，由此可知當(dāng)力作用瞬間，物體會(huì)立即產(chǎn)生加速度，選項(xiàng)A正確；根據(jù)因果關(guān)系，合外力是產(chǎn)生加速度的原因，即物體由于受合外力作用，才會(huì)產(chǎn)生加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；牛頓第二定律F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無(wú)關(guān)，選項(xiàng)C正確；由牛頓第二定律可知物體所受合外力減小，加速度一定減小，如果合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，物體做加速運(yùn)動(dòng)，其速度會(huì)增大，如果合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)，速度會(huì)減小，選項(xiàng)D正確．答案：ACD例2解析：對(duì)木塊進(jìn)行受力分析，接觸彈簧后彈力不斷增大，開(kāi)始接觸彈簧時(shí)，彈力小于力F，木塊仍將加速運(yùn)動(dòng)，但加速度變小，A、B均錯(cuò)誤；在彈簧彈力大小等于恒力F時(shí)，木塊的加速度為零，速度最大，C正確；繼續(xù)壓縮彈簧，彈簧彈力大于F時(shí)，木塊開(kāi)始做減速運(yùn)動(dòng)，隨彈簧彈力的逐漸增大，木塊所受合力反向且增大，加速度向右且不斷增大，D錯(cuò)誤．答案：C例3解析：將拉力分解為沿水平方向的分量Fx和豎直方向的分量Fy，根據(jù)題意和牛頓第二定律可得f＝mg，豎直方向Fy－mg－fcos60°＝masin30°＝12mg，可得Fy＝2mg，水平方向Fx－fsin60°＝macos30°＝32mg，解得Fx＝3mg，因此拉力F的大小為F＝Fx2答案：D例4解析：小球在P點(diǎn)受力平衡，則有mg＝f，f＝μFN，F(xiàn)N＝kl聯(lián)立解得k＝4mgA正確；在PM之間任取一點(diǎn)A，令A(yù)O與MN之間的夾角為θ，則此時(shí)彈簧的彈力為F＝kl小球受到的摩擦力為f1＝μFN1＝μFsinθ化簡(jiǎn)得f1＝μklθ在MP之間增大，在PN之間減小，即摩擦力先變大后變小，C錯(cuò)誤；根據(jù)對(duì)稱性可知在任意關(guān)于P點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)摩擦力大小相等，因此由對(duì)稱性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等，D正確；小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)下方l2時(shí)θF彈＝k(l－22l)＝(4－22)由牛頓第二定律：mg＋F彈cos45°－μF彈sin45°＝ma，解得a＝2g，B錯(cuò)誤．故選AD.答案：AD考點(diǎn)三必備知識(shí)·自主落實(shí)1．相互2．相反同一條直線上關(guān)鍵能力·思維進(jìn)階例5解析：甲拉乙的力與乙拉甲的力是一對(duì)作用力與反作用力，大小始終相等，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，即不管哪個(gè)獲勝，甲對(duì)乙的拉力大小始終等于乙對(duì)