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单元三 牛顿运动定律
——2025届高考物理一轮复习一站式复习之讲义
【高考考情分析】
命题特点：
近几年高考对牛顿运动定律的考查，以选择题为主，主要考查对牛顿第二定律瞬时性、矢量性、独立性的理解，有的通过运动图像提供信息，要求分析物体的实际运动问题；当然也有计算题，这类考题主要综合牛顿运动定律和运动学规律，注重与生产、生活、当今热点、现代科技的联系。许多试题在考查知识的同时，还渗透对思维方式的考查，如用整体法与隔离法、极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题等。
备考建议：
复习这一内容应抓住三个方面：一是理解并能灵活运用牛顿运动定律，注重与生产、生活联系的问题的分析与求解；二是弄清连接体的类型以及运动特点，会用整体法、隔离法解决连接体问题；三是理解几种常见的临界极值条件，会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题。
【基础知识复习】
一、对牛顿第一定律的理解
1.内容：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。
2.意义
（1）揭示了物体的一种理想状态；物体不受力（实际上不存在），与所受合外力为零的运动状态表现是相同的。
（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）揭示了物体的一种固有属性——惯性，即保持原有运动状态的特性。
3.惯性
（1）惯性不是一种力。对物体受力分析时，不能把“惯性力”作为物体实际受到的力。
（2）惯性是物体保持原有运动状态不变的一种性质，其大小只取决于物体的质量，质量越大，惯性越大。
二、对牛顿第三定律的理解
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，作用在一条直线上。
2.一对相互作用力和一对平衡力的区别
一对相互作用 一对平衡力
相同点 等大、反向，作用在同一条直线上
不同点 受力物体 作用在两个不同的物体上 作用在同一个物体上
依赖关系 相互依存，不可单独存在 无依赖关系，解除一个，另一个可依然存在，只是不再平衡
力的效果 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零
力的性质 一定相同 不一定相同
三、对牛顿第二定律的理解
1.表达式：。
公式中三个物理量单位采用国际单位制单位时才有。
2.牛顿第二定律的适用范围
（1）牛顿第二定律只适用于相对地面静止或匀速直线运动的参考系。
（2）牛顿第二定律只适用于宏观、低速运动的物体。
3.单位制、基本单位、导出单位
1）单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。
①基本单位：只要选定几个物理量的单位，就能够利用这几个单位推导出其他物理量的单位。这些被选定的物理量叫作基本量，基本物理量的单位叫基本单位。
②导出单位：由基本单位根据物理公式推导出来的其他物理量的单位。
2）国际单位制中的基本物理量和基本单位：质量/(kg)，时间/(s)，长度/(m)，电流/(A)，热力学温度/(K)，物质的量/(mol)，发光强度/(cd)。
四、牛顿第一定律的应用
物体的速度(大小或方向)改变了，我们就说物体的运动状态改变了。运动状态改变的物体(处于非平衡态)一定受力且合力不为零。
五、牛顿第二定律的应用超重和失重
1.超重、失重问题中物体受到的弹力大于重力(超重)或小于重力(失重)，重力不变仍为mg。
2.超重、失重与物体的速度无关，与物体的加速度方向有关。加速度向上为超重，加速度向下为失重。
3.对系统超重、失重的判定不能只看某一物体，要综合分析某一物体的加速运动会不会引起系统内其他物体运动状态的变化。
4.在完全失重的状态下，由重力产生的一切物理现象都会消失。如单摆停摆、天平失效、浸没于液体中的物体不再受浮力、水银计气压计失效等，但测力的仪器，如弹簧测力计是可以使用的。
六、牛顿第三定律的应用
1.内外力
对于相互作用的物体，如果在分析单一物体时其与另一物体间作用力和反作用力均不是内力；如果将相互作用的物体视为整体，则其相互作用力为内力。
2.在对物体进行受力分析时，如果不便于分析物体受到的某个力时，则可以通过分析其反作用力来解决问题。
3.一对作用力和反作用力，分别作用于两个相互作用的物体上，不能抵消各自产生的效果，不存在相互平衡的说法。
【重点难点复习】
探究一、两类运动学问题及等时圆
一、已知物体的受力情况，求解物体的运动情况
解这类题，一般是受力分析求出合力，应用牛顿第二定律求出物体的加速度，再根据物体的初始运动情况，应用运动学公式，求出物体的运动规律。
1.等时圆问题
如图甲，质点从半径为R的竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止滑到圆环的最低点所用时间t相等。证明：跟你局匀变速直线运动规律可得，所以可见t与θ无关。
由此可知：如图乙，质点沿不同的光滑弦上端由静止滑到下端所用时间相等；如图丙，质点沿两个相切竖直圆环且两环的竖直直径均过切点的光滑弦的上端由静止滑到下端所用时间相等。
2.以“等时圆”模型为例，分析要点如图所示。
二、已知物体的运动情况，求解物体的受力情况
解这类题目，一般是应用运动学公式求出物体的加速度，再应用牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而对物体受力分析，由已知力、合力求出未知力。
探究二、动力学中的连接体问题及瞬时加速度问题
1.常见连接体的类型
（1）弹簧连接体
（2）物物叠放连接体
（3）轻绳连接体
（4）轻杆连接体
2.连接体的运动特点
轻绳：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度一般是相等。
轻绳簧：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。
3.处理连接体的方法
4.轻绳、轻杆上的弹力以及叠放物体间的弹力都可以从某一值突然变为零;而弹簧上弹力当形变量x不能发生突变时，（若剪断弹簧，x突变为0)弹簧弹力不能突变为零。
5.突变问题中求瞬时加速度的解题步骤
第一步：分析原来物体的受力情况
第二步：分析物体在突变时的受力
第三步：由牛顿第二定律列方程
第四步：求出瞬时加速度，并讨论其合理性
探究三、临界极值问题
1.基本思路
（1）认真审题，详尽分析问题中变化的过程（包括分析整体过程中有几个阶段）；
（2）寻找过程中变化的物理量；
（3）探索物理量的变化规律
（4）确定临界状态，分析临界条件，找出临界关系。
2.思维方法
极限法 把物理问题（或过程）推向极端，从而使临界现象（或状态）暴露出来，以达到正确解决问题的目的
假设法 临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题
数学法 将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件
【基本方法与技能复习】
一、传送带模型
1.水平传送带
2.倾斜传送带
解题秘籍
1.抓好一个力的分析——摩擦力
2.注意三个状态的分析——初态、共速、末态
二、版块模型
1.物块与木板
2.小车与人
3.子弹打滑块
解题秘籍
1.分析时要抓住一个转折和两个关联
2.分析板块模型的“四点”注意
1)用隔离法分析物块和木板的受力，分别求出物块和木板的加速度。
2)建立物块位移、木板位移、物块相对木板位移之间的关系式。
3)不要忽略物块和木板的运动存在等时关系。
4)在运动学公式中，位移、速度和加速度的参考系是相同的(一般为地面) 。
【典型例题复习】
1．[2023年海南高考真题]如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变
2．[2023年天津高考真题]质量为m的列车匀速v行驶，突然以F大小的力制动刹车直到列车停止，过程中恒受到f的空气阻力，下列说法正确的是( )
A.减速运动加速度大小 B.力F的冲量为
C.刹车距离为 D.匀速行驶时功率为
3．[2022年辽宁高考真题]如图所示，一小物块从长1 m的水平桌面一端以初速度沿中线滑向另一端，经过1 s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取。下列的取值可能正确的是( )
A. B. C. D.
参考答案
1．答案：B
解析：工人受到三个力的作用，即绳的拉力、地面的支持力和重力，三力平衡，A错；工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，B对；对动滑轮受力分析，由平衡条件有，其中T为绳子拉力的大小，θ为与动滑轮相连的两段绳的夹角、m为重物与动滑轮的总质量，随着重物的上升，θ增大，则绳的拉力变大，CD错。
2．答案：C
解析：A、根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B、规定向右为正方向，根据动量定理有
可知力F的冲量小于mv，故B错误；
C、根据动能定理有
解得
故C正确；
D、匀速行驶时，列车的牵引力等于阻力，则功率为，故D错误；
故选：C。
3．答案：B
解析：

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