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第12讲 牛顿运动定律
2024
高考一轮复习
01
复习目标
02
网络构建
03
知识梳理
题型归纳
04
真题感悟
目录
CONTENTS
内容索引
知识考点 考点1：牛顿第一定律 考点2：牛顿第二定律 考点3：牛顿第三定律
夯基·必备基础知识梳理 知识点1 牛顿第一定律 知识点1 牛顿第二定律内容 知识点1 牛顿第三定律内容
知识点2 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
知识点2 牛顿第二定律的瞬时加速度问题 知识点2 惯性与质量 提升·必考题型归纳 考向1 伽利略理想斜面实验 考向1 对牛顿第二定律的理解 考向1 牛顿第三定律应用
考向2 对牛顿第一定律的理解 考向3 惯性与质量 考向2 牛顿第二定律的瞬时加速度问题 考向2 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
复习目标
1、掌握并会利用牛顿三大定律处理物理问题。
2、会利用牛顿第二定律解决瞬时加速度问题。
考情分析
网络构建
01
牛顿第一定律
PART ONE
夯基·必备基础知识
知识点1 牛顿第一定律
1.牛顿第一定律：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。
(1)揭示了物体的惯性：不受力的作用时，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
2．牛顿第一、第二定律的关系
(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础，经过科学抽象、归纳推理总结出来的，牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例，它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响；牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
(2)揭示了力的作用对运动的影响：力是改变物体运动状态的原因。
夯基·必备基础知识
知识点2 惯性与质量
对惯性的理解：
(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，惯性表现为抗拒运动状态改变。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，与物体的速度和受力情况无关。
1．伽利略对“自由落体运动”和“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。图甲、乙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．伽利略通过图甲的实验对自由落体运动的研究后，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
B．图甲中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C．图乙两个斜面对接，小球从一个斜面释放后会滚到另一个斜面上，伽利略认为如果没有摩擦等阻力情况下，小球将会达到与释放点等高位置，在实际中这个现象也完全可以实现
D．图乙的实验为“理想实验”，伽利略通过逻辑推理得出运动的物体在不受任何外力作用下将永远运动下去，做匀速运动
提升·必备题型归纳
考向1 伽利略理想斜面实验
BD
提升·必备题型归纳
【答案】BD
【详解】AB．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明:如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，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，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，故B正确，A错误；
C．完全没有摩擦力阻力的斜面不存在，所以在实际中这个现象不可能实现，故C错误；
D．图乙的实验为“理想实验”，伽利略通过逻辑推理得出运动的物体在不受任何外力作用下将永远运动下去，做匀速运动即物体的运动不需要力来维持，故D正确。
故选BD。
2．关于牛顿第一定律的说法中，正确的是（　　）
A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态和匀速直线运动状态
B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律
C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律，因此，物体在不受力时才有惯性
D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因，又揭示了运动状态改变的原因
提升·必备题型归纳
考向2 对牛顿第一定律的理解
D
提升·必备题型归纳
【答案】D
【详解】牛顿第一定律的内容：物体只在不受外力或所受外力的合力为零时，才保持静止状态或匀速直线运动状态；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态（或产生加速度）的原因，一切物体总具有惯性。
故选D。
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2所示，则此时关于火车运动的说法可能正确的是（　　）
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
提升·必备题型归纳
考向3 惯性与质量
B
提升·必备题型归纳
【答案】B
【详解】CD．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，由图2可以看出:沿车头方向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随火车立即加速，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CD错误；
AB．垂直于车头方向的装置中气泡处于右端，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；所以此时刻火车应是加速运动且向右转弯，故A错误，B正确。故选B。
02
牛顿第二定律
PART ONE
夯基·必备基础知识
知识点1 牛顿第二定律内容
1.牛顿第二定律：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：F＝ma，其中F为物体受到的合外力。
3.牛顿第二定律的五个特性
夯基·必备基础知识
知识点1 牛顿第二定律内容
夯基·必备基础知识
知识点2 牛顿第二定律的瞬时加速度问题
1.轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点：
对于轻绳、轻杆和硬接触面这类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间。
①在瞬时问题中，其弹力可以看成是瞬间改变的。
②一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时，均可按此模型处理。二、弹力不能瞬间改变的情形。　
2.弹簧、橡皮绳模型的特点
①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。
②在求解瞬时加速度的问题中，其弹力的大小可认为是不变的，即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。
1．关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（　　）
A．加速度与合力的关系是瞬时对应关系，即a与F同时产生、同时变化、同时消失
B．加速度的方向总是与合外力的方向相同
C．同一物体的运动速度变化越大，受到的合外力也越大
D．物体的质量与它所受的合外力成正比与它的加速度成反比
提升·必备题型归纳
考向1 对牛顿第二定律的理解
AB
提升·必备题型归纳
【答案】AB【详解】A．加速度与力的关系是瞬时对应关系，即a与F是同时产生，同时变化，同时消失，故A正确；B．根据牛顿第二定律得知，加速度的方向总是与合外力的方向相同，故B正确；C．速度变化大，加速度不一定大，则合力不一定大，故C错误；D．质量是物体的固有属性，不随合力、加速度的变化而变化，故D错误。故选AB。
提升·必备题型归纳
考向2 牛顿第二定律的瞬时加速度问题
BD
提升·必备题型归纳
03
牛顿第三定律
PART ONE
夯基·必备基础知识
知识点1 牛顿第三定律内容
1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
2.作用力与反作用力的特点
(1)三同：①同大小；②同变化；③同性质
(2)三异：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同
(3)二无关：①与相互作用的物体运动状态无关；②与是否和其他物体相互作用无关；
夯基·必备基础知识
知识点2 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
1．一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知重力加速度为g，环沿杆以加速度a匀加速下滑，则此时箱子对地面的压力大小为（　 　）A．Mg＋mg－ma
B．Mg－mg＋ma
C．Mg＋mg
D．Mg－mg
提升·必备题型归纳
考向1 牛顿第三定律应用
A
提升·必备题型归纳
2．如图所示，为学校举行的一场拔河比赛场面照片。为了方便，我们将比赛视为甲、乙两个人拔河。绳子的质量不计，且始终保持水平，若在比赛中甲获胜，则下列说法中正确的是（　　）
A．甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对平衡力
B．甲对乙的拉力和地面对乙的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．当甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D．地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
提升·必备题型归纳
考向2 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
D
提升·必备题型归纳
【答案】D【详解】AC．甲对乙的拉力和乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，方向相反，与运动状态无关，故AC错误；B．甲对乙的拉力和地面对乙的摩擦力的受力物体都是乙，不可能是一对作用力和反作用力，故B错误；D．由于比赛中甲获胜，则地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，故D正确。故选D。
PART ONE
真题感悟
1．（2023年6月浙江卷高考真题）在足球运动中，足球入网如图所示，则（　　）
A．踢香蕉球时足球可视为质点
B．足球在飞行和触网时惯性不变
C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D．触网时足球对网的力大于网对足球的力
真题感悟
B
提升·必备题型归纳
【答案】B【详解】A．在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，所以不可以把足球看作质点，故A错误；B．惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；C．足球在飞行时脚已经离开足球，故在忽略空气阻力的情况下只受重力，故C错误；D．触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。故选B。
2．（2023年全国乙卷高考真题）一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（ ）
A．上升时间等于下落时间
B．被垫起后瞬间的速度最大
C．达到最高点时加速度为零
D．下落过程中做匀加速运动
真题感悟
B
提升·必备题型归纳
【答案】B
【详解】A．上升过程和下降过程的位移大小相同，上升过程的末状态和下降过程的初状态速度均为零。对排球受力分析，上升过程的重力和阻力方向相同，下降过程中重力和阻力方向相反，根据牛顿第二定律可知，上升过程中任意位置的加速度比下降过程中对应位置的加速度大，则上升过程的平均加速度较大。由位移与时间关系可知，上升时间比下落时间短，A错误；
B．上升过程排球做减速运动，下降过程排球做加速运动。在整个过程中空气阻力一直做负功，小球机械能一直在减小，下降过程中的最低点的速度小于上升过程的最低点的速度，故排球被垫起时的速度最大，B正确；
C．达到最高点速度为零，空气阻力为零，此刻排球重力提供加速度不为零，C错误；
D．下落过程中，排球速度在变，所受空气阻力在变，故排球所受的合外力在变化，排球在下落过程中做变加速运动，D错误。故选B。

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