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高考科学复习解决方案 物理
第讲　牛顿第一定律　牛顿第二定律
考点一　牛顿第一定律
1．理想实验的魅力
(1)亚里士多德的结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方。
(2)伽利略的理想实验
①让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。
②如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。
③如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。
④由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。
⑤结论：力不是维持物体运动的原因。
(3)理想实验：依据逻辑推理把实际实验理想化的思想。
(4)笛卡儿对伽利略观点的补充：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
2．牛顿第一定律
(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揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律也叫作惯性定律。
②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的原因。
3．惯性
(1)定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)惯性的两种表现
①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(3)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。
(4)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无关(选填“有关”或“无关”)。
4．惯性参考系
(1)惯性参考系：如果在一个参考系中，一个不受力的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系。
(2)非惯性系：牛顿第一定律不成立的参考系。
判断
(1)牛顿第一定律是根据实验得到的定律，可以通过实验验证。(　　)
(2)汽车速度越大，刹车时越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大。(　　)
答案：(1)×　(2)×
例1　(人教版必修第一册教材第四章第1节[练习与应用]T1改编)(多选)下列对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是(　　)
A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，则能击中目标
B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地
C．安全带的作用是防止汽车刹车时人由于具有惯性仍向前运动而发生危险
D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力
[答案]　BC
[解析]　飞机投下的炸弹由于惯性做平抛运动，所以目标在正下方时投弹不能击中，A错误；地球自西向东转，人向上跳起后，由于惯性人也跟地球一起从西向东运动，故人仍落到原地，B正确；紧急刹车时，汽车停止运动，人由于惯性仍向前运动，容易撞伤，所以系上安全带对人起到保护作用，C正确；向上抛出的物体，由于惯性，在空中继续向上运动，而不是受到向上的作用力，D错误。
[跟进训练](2026·海南省直辖县级单位高三上月考)图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景，则下列说法正确的是(　　)
A．小李摔倒是因为小李的惯性变小了
B．小李摔倒是因为小李的惯性变大了
C．人行走越快越容易摔倒，因为速度越大惯性越大
D．小张摔倒，是因为脚的速度变为0，上半身仍保持原来的运动状态
答案：D
解析：惯性只与物体的质量有关，小李的质量不变，惯性不变，故A、B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故C错误；小张摔倒，是因为小张的脚被石头绊到后立即静止，上半身由于惯性仍保持原来的运动状态，从而向前摔倒，故D正确。
考点二　牛顿第二定律
1．内容：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＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时，k＝1，F＝ma。
1．(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
答案：ACD
解析：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；根据因果关系，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和初速度共同决定，不一定会减小，D正确。
2．(人教版必修第一册教材第四章第3节[练习与应用]T4)光滑水平桌面上有一个质量是2 kg的物体，它在水平方向上受到互成90°的两个力的作用，这两个力的大小都是14 N。这个物体加速度的大小是多少？沿什么方向？
答案：两个力及其合力如图所示，可知F合＝ N＝14 N，方向沿两个力的角平分线方向，由F合＝ma得，a＝7 m/s2，方向沿两个力的角平分线方向。
1．牛顿第二定律的性质
2．牛顿第一定律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。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。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2 (2025·广东省惠州市高三上开学考试)如图，一个巨型钢圆筒质量为6×105 kg，由10根起吊绳通过液压机械抓手连接，每根绳与竖直方向的夹角为37°(其他8根没有画出)，每根绳承受的最大拉力为8×105 N，则起吊过程向上的最大加速度为(g＝10 m/s2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6，绳的质量忽略不计)(　　)
A. m/s2 B．1 m/s2
C．2 m/s2 D．4 m/s2
[答案]　A
[解析]　每根绳的最大拉力为Tmax＝8×105 N，则10根绳拉力的合力最大为Fmax＝10Tmax·cos37°＝6.4×106 N，对巨型钢圆筒，由牛顿第二定律有Fmax－mg＝mamax，解得起吊过程向上的最大加速度为amax＝ m/s2，故选A。
[跟进训练](人教版必修第一册教材第四章第3节[练习与应用]T6)如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力。
答案：m，方向沿前进方向偏上，与水平方向的夹角为θ＝arctan
解析：由牛顿第二定律可知，石块B受到的合力大小为F合＝ma，方向沿前进方向
石块B仅受重力mg和周围与它接触的物体对石块B的作用力F，受力分析如图所示
根据勾股定理得F2＝F＋(mg)2
F的方向与水平方向的夹角θ满足tanθ＝
解得F＝m，θ＝arctan。
例3　如图所示，一木块在光滑水平面上受一个恒力F作用而运动，前方固定一个轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是(　　)
A．木块将立即做匀减速直线运动
B．木块将立即做变减速直线运动
C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大
D．在弹簧压缩量最大时，木块的加速度为零
[答案]　C
[解析]　木块刚接触弹簧时弹簧的形变量较小，弹力小于F，木块依旧做加速运动，只有弹力大于F之后，木块才减速，故A、B错误，C正确；当弹簧压缩量最大时，弹力大于F，弹力与恒力F的合力不为零，因此木块的加速度不为零，故D错误。
考点三　单位制
1．单位制：基本单位和导出单位一起组成了一个单位制。
(1)基本量：在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系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。
(2)基本单位：基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们是质量、时间、长度，它们的单位千克、秒、米就是基本单位。
(3)导出量和导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位叫作导出单位。
2．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
注：国际单位制单位与国际单位制词头k(103)、m(10－3)等可以组成国际单位制单位对应的倍数单位，如长度单位m与词头k、c、m可以组成一系列常用单位km、cm、mm。
1．判断
(1)力的单位是牛顿，简称牛，也属于基本单位。(　　)
(2)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。(　　)
答案：(1)×　(2)√
2．(2026·安徽省合肥一中高三上月考)下列四组单位中，都是国际单位制中的基本单位的是(　　)
A．N、kg、m B．N、m、s
C．A、m、s D．kg、N、s
答案：C
3.(人教版必修第一册教材第四章第4节[思考与讨论])小刚在课余制作中需要计算圆锥的体积，他从一本书中查得圆锥体积的计算公式为V＝πR3h。小红说，从单位关系上看，这个公式肯定是错误的。她的根据是什么？
答案：等式右边的单位为m4，而体积的单位为m3，由单位关系可判断出这个公式是错误的。
例4　(2026·浙江省高三上一模)“热值”(Heating)是衡量燃料质量的一个重要指标，它表示化学推进器(如火箭)所用燃料单位质量释放的能量，其单位为焦每千克(J/kg)，则用国际单位制的基本单位表示为(　　)
A．J/kg B．N·m/kg
C．kg·m2/s2 D．m2/s2
[答案]　D
[解析]　由W＝Fl和F＝ma可知，能量的单位为J＝N·m＝kg·m·s－2·m＝kg·m2/s2，因此J/kg用国际单位制的基本单位表示为＝m2/s2，故选D。
考点四　超重和失重
1．实重与视重
(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关。
(2)视重
①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的拉力或台秤所受物体的压力。
2．超重、失重和完全失重的比较
超重现象 失重现象 完全失重现象
概念 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象 物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力的现象
产生条件 物体的加速度方向竖直向上 物体的加速度方向竖直向下 物体的加速度方向竖直向下，大小等于g
原理方程 F－mg＝ma F＝m(g＋a) mg－F＝ma F＝m(g－a) mg－F＝ma a＝g F＝0
运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 以a＝g加速下降或减速上升
判断
(1)超重就是物体的重力变大的现象。(　　)
(2)物体处于完全失重状态时，重力消失。(　　)
(3)减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于重力。(　　)
(4)物体是处于超重还是失重状态，由加速度的方向决定，与速度方向无关。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√
例5 (多选)如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员(　　)
A．在第一过程中始终处于失重状态
B．在第二过程中始终处于超重状态
C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态
[答案]　CD
[解析]　在第一过程中，运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，处于失重状态；随床面形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，处于超重状态，故A错误，C正确。蹦床运动员在第二过程中和第一过程中的运动情况是对称的，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态，后处于失重状态，故B错误，D正确。
规律点拨
判断超重和失重的方法
(1)从受力的角度判断
当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
课时作业
[A组　基础巩固练]
1．(2026·辽宁省沈阳市育才中学高三上一模)下列说法中错误的是(　　)
A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因
B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因
C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性
D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，是不能直接用实验来验证的
答案：B
解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，这一观点符合历史事实，故A正确；伽利略通过理想斜面实验提出“力不是维持物体运动的原因”，而牛顿在此基础上总结出牛顿第一定律，并未通过多次实验直接得出此结论，故B错误；惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，任何情况下都存在，故C正确；牛顿第一定律无法直接用实验验证(因需理想条件)，属于合理外推的结论，故D正确。本题选说法错误的，故选B。
2．下列有关力和运动，说法正确的是(　　)
A．把手中的铅球静止释放，铅球竖直下落是因为惯性
B．汽车的速度越大，刹车时越难停下来，说明速度越大则惯性越大
C．牛顿第一定律也叫作惯性定律
D．汽车紧急刹车时乘客向前倾，是因为乘客受到向前的惯性力
答案：C
解析：把手中的铅球由静止释放后，铅球能竖直下落，是铅球受到竖直向下的重力的缘故，故A错误；惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故B错误；牛顿第一定律也叫作惯性定律，故C正确；汽车紧急刹车时，乘客会向前倾，这是由于乘客具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。
3.如图所示是采用动力学方法测量空间站质量的原理图，若已知飞船质量为m1，其推进器的平均推力为F，在飞船与空间站对接后，在推进器工作时测出飞船和空间站一起运动的加速度为a，则空间站的质量m2为(　　)
A.－m1 B.＋m1
C．m1－ D.－m1
答案：A
解析：对飞船和空间站整体，根据牛顿第二定律有F＝(m1＋m2)a，解得m2＝－m1，故选A。
4．(2025·甘肃卷，3)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1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N，火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变，则火箭在初始1 s内的加速度大小约为(重力加速度g取10 m/s2)(　　)
A．2 m/s2 B．4 m/s2
C．6 m/s2 D．12 m/s2
答案：A
解析：根据题意，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，代入数据，解得加速度大小a＝2 m/s2，故选A。
5．平直路面上质量是30 kg的手推车，在受到60 N的水平推力时做加速度为1.2 m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力，车的加速度大小为(　　)
A．2 m/s2 B．0.8 m/s2
C．0.5 m/s2 D．1.5 m/s2
答案：B
解析：未撤去推力时，对手推车由牛顿第二定律可得F－f＝ma1，可求得手推车受到的阻力大小为f＝24 N，撤去推力后，设车的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有f＝ma2，解得a2＝0.8 m/s2，故选B。
6．(2026·辽宁省沈阳市育才中学高三上一模)电动汽车发展迅速，电池能量密度是一个衡量电池性能的重要指标，其中体积能量密度是指电池的能量与其体积之比，单位为瓦时/升(Wh/L)，改用国际单位制基本单位表示正确的是(　　)
A．N/m2 B．N/s2
C．kg·m/s2 D．kg/(m·s2)
答案：D
解析：Wh是能量单位，L是体积单位，由W＝Fx以及F＝ma，可知Wh和L用基本单位表示分别为N·m＝kg·m2/s2和m3，所以Wh/L改用国际单位制基本单位表示为＝kg/(m·s2)，故选D。
7.(2026·河南省高三上期中)如图所示为无人机运送质量为m的工件P的示意图，P用轻绳悬挂于无人机下方。在运送过程的某段时间内，无人机沿水平直线飞行，轻绳与竖直方向的夹角恒为θ。忽略工件所受空气阻力，重力加速度为g，则在该段时间内(　　)
A．无人机一定向左做加速运动
B．工件P受到的合外力大小为
C．无人机的加速度大小为gtanθ
D．轻绳的拉力大小为mgtanθ
答案：C
解析：工件P仅受到重力mg和轻绳拉力T的作用，无人机与工件P相对静止，沿水平直线飞行，由牛顿第二定律可知，工件P的加速度水平向左，但无人机可能向左做加速运动，也可能向右做减速运动，故A错误；工件P受力分析如图所示，轻绳的拉力大小为T＝，工件P受到的合外力大小为F合＝mgtanθ，故B、D错误；对工件P，由牛顿第二定律有F合＝ma，解得工件P的加速度大小为a＝gtanθ，由于无人机与工件P的加速度相同，所以无人机的加速度大小也为gtanθ，故C正确。
8．(2026·黑龙江省高三上开学考试)一水滴从空中由静止开始下落，最终匀速落地。已知水滴所受空气阻力与速度成正比，下列能正确描述该水滴下落过程的速度—时间(v t)图像的是(　　)
答案：C
解析：该水滴从空中由静止开始下落，由牛顿第二定律有mg－kv＝ma，解得a＝g－v，随着v的增大，a减小，可知该水滴做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，可知C项符合题意。
9．(2025·北京卷，11)模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大，f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是(　　)
A．从t1到t3，实验舱处于电磁弹射过程
B．从t2到t3，实验舱加速度大小减小
C．从t3到t5，实验舱内物体处于失重状态
D．t4时刻，实验舱达到最高点
答案：B
解析：t1～t3间，f向下，先增大后减小，可知此过程实验舱的速度方向向上，先增大后减小，故实验舱先处于电磁弹射过程后向上做减速运动，A错误；t2～t3间，f向下减小，根据牛顿第二定律有mg＋f＝ma，即a＝＋g，故此过程加速度大小减小，B正确；t3～t5间，f向上，先增大后减小，可知此过程速度方向向下，先增大后减小，即实验舱先向下加速后向下减速，则先处于失重状态后处于超重状态，C错误；根据前面分析可知，t3时刻速度方向改变，从向上运动变成向下运动，故t3时刻实验舱达到最高点，D错误。
[B组　综合提升练]
10．(2025·安徽省合肥市高三下模拟预测)飞机在飞行过程中受到的除重力之外的力的合力大小与其重力大小的比值称为飞机的过载，通常用重力加速度g的倍数来表示，若比值为1，则其过载为g。某次飞行中，飞行员驾驶飞机以与水平方向成θ＝30°角、大小为a＝g的加速度加速斜向上飞行，该过程中飞机的过载为(　　)
A.g B．g
C.g D．2g
答案：C
解析：由牛顿第二定律可知，飞机受到的含重力在内所有力的合力大小为F合＝ma＝mg，方向与水平方向成θ＝30°角斜向上，设除重力之外的力的合力为F其他，对飞机进行受力分析，如图所示，根据余弦定理可得F＝F＋(mg)2－2mgF合cos(90°＋30°)，解得F其他＝mg，则＝，即飞机的过载为g，故选C。
11．(2022·全国乙卷，15)如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时，它们加速度的大小均为(　　)
A. B.
C. D.
答案：A
解析：当两球运动至二者相距L时，对F分解如图所示，由几何关系可知sinθ＝＝，2Tcosθ＝F，解得绳子拉力大小T＝F；对任一小球，由牛顿第二定律可得T＝ma，解得a＝，故A正确。
12.航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课。授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应。在视频中可观察到，漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中。假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化(振动)，如图所示。已知液滴振动的频率表达式为f＝krαρβσγ，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数(其单位为N/m)，α、β、γ是相应的待定常数。对于这几个待定常数的大小，下列表达式中可能正确的是(　　)
A．α＝，β＝，γ＝－ B．α＝，β＝－，γ＝
C．α＝－3，β＝－1，γ＝1 D．α＝－，β＝－，γ＝
答案：D
解析：从物理量单位的方面来考虑，频率的单位是Hz，即s－1。由牛顿第二定律可知1 N＝1 kg·m/s2，则对于krαρβσγ，A项单位为m·＝s，B项单位为m·＝，C项单位为m－3＝s－2，D项单位为m＝s－1，只有D项单位是频率的单位，故选D。
13．(2025·山东卷，8)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料。如图所示，坡面与水平面夹角为θ，交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，∠MNQ＝θ。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为(　　)
A．gsin2θ－μgcosθ－μgsinθcosθ
B．gsinθcosθ－μgcosθ－μgsin2θ
C．gsinθcosθ－μgcosθ－μgsinθcosθ
D．gcos2θ－μgcosθ－μgsin2θ
答案：B
解析：建筑材料在垂直于PN的竖直平面内的受力分析如图1所示，可知坡面对建筑材料的支持力FN＝mgcosθ，重力沿坡面向下的分力G1＝mgsinθ；建筑材料在坡面内的受力分析如图2所示，可知挡板对建筑材料的支持力FN′＝G1sinθ，对建筑材料，由牛顿第二定律有G1cosθ－μFN－μFN′＝ma，联立解得建筑材料的加速度大小a＝gsinθcosθ－μgcosθ－μgsin2θ，B正确。
[C组　拔尖培优练]
14．质量为m的物块静置在水平地面上，其与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。现对其施加一大小为mg的外力，则物块运动的加速度最大为(　　)
A.g B.g
C．g D.g
答案：B
解析：通过分析易知，物块运动的加速度最大时，外力F不可能斜向下。对物块受力分析如图所示，其中外力F＝mg，方向与水平面的夹角为θ，FN和f分别为地面对物块的支持力和摩擦力。竖直方向根据平衡条件可知FN＋Fsinθ＝mg；根据滑动摩擦力公式有f＝μFN，其中μ＝；设物块的加速度为a，水平方向根据牛顿第二定律有Fcosθ－f＝ma，联立解得a＝gcosθ＋gsinθ－g＝gsin(θ＋60°)－g，故当θ＝30°时，物块运动的加速度最大，最大值为am＝g－g＝g，故选B。
16(共56张PPT)
第三章　运动和力的关系
第1讲　牛顿第一定律
牛顿第二定律
目录
1
2
3
考点一　牛顿第一定律
考点二　牛顿第二定律
考点三　单位制
考点四　超重和失重
课时作业
4
5
考点一　牛顿第一定律
1．理想实验的魅力
(1)亚里士多德的结论：必须___________在物体上，物体才能运动；_____________，物体就要静止在某个地方。
(2)伽利略的理想实验
①让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。
②如果没有摩擦，小球将到达_____的高度。
③如果第二个斜面倾角减小，小球______________________，但是运动的距离______。
④由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将______________。
⑤结论：力不是维持物体运动的原因。
有力作用
没有力的作用
原来
仍将到达原来的高度
更长
永远运动下去
(3)理想实验：依据逻辑推理把实际实验______化的思想。
(4)笛卡儿对伽利略观点的补充：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以__________沿__________运动，既不会停下来，也不会_______________。
理想
同一速度
同一直线
偏离原来的方向
2．牛顿第一定律
(1)内容：一切物体总保持_______________状态或______状态，除非作用在它上面的力迫使它______这种状态。
(2)意义
①揭示了物体的固有属性：一切物体都有_____，因此牛顿第一定律也叫作__________。
②揭示了力与运动的关系：力不是______物体运动的原因，而是_____物体运动状态的原因，即力是产生________的原因。
匀速直线运动
静止
改变
惯性
惯性定律
维持
改变
加速度
3．惯性
(1)定义：物体具有保持原来_______________状态或______状态的性质。
(2)惯性的两种表现
①物体不受外力作用时，其惯性表现在保持静止或______________状态。
②物体受外力作用时，其惯性表现在反抗运动状态的_____。
(3)量度：_____是惯性大小的唯一量度，________的物体惯性大，_______的物体惯性小。
(4)普遍性：惯性是物体的__________，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况______(选填“有关”或“无关”)。
匀速直线运动
静止
匀速直线运动
改变
质量
质量大
质量小
固有属性
无关
4．惯性参考系
(1)惯性参考系：如果在一个参考系中，一个_______的物体会保持匀速直线运动状态或静止状态，这样的参考系叫作惯性参考系。
(2)非惯性系：牛顿第一定律________的参考系。
不受力
不成立
判断
(1)牛顿第一定律是根据实验得到的定律，可以通过实验验证。(　　)
(2)汽车速度越大，刹车时越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大。(　　)
×
×
例1　(人教版必修第一册教材第四章第1节[练习与应用]T1改编)(多选)下列对牛顿第一定律和惯性的分析正确的是(　　)
A．飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下方时投下炸弹，则能击中目标
B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地
C．安全带的作用是防止汽车刹车时人由于具有惯性仍向前运动而发生危险
D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力
[解析]　飞机投下的炸弹由于惯性做平抛运动，所以目标在正下方时投弹不能击中，A错误；地球自西向东转，人向上跳起后，由于惯性人也跟地球一起从西向东运动，故人仍落到原地，B正确；紧急刹车时，汽车停止运动，人由于惯性仍向前运动，容易撞伤，所以系上安全带对人起到保护作用，C正确；向上抛出的物体，由于惯性，在空中继续向上运动，而不是受到向上的作用力，D错误。
[跟进训练](2026·海南省直辖县级单位高三上月考)图甲是小李因踩到香蕉皮而摔倒的情景，图乙是小张因被石头绊到而摔倒的情景，则下列说法正确的是(　　)
A．小李摔倒是因为小李的惯性变小了
B．小李摔倒是因为小李的惯性变大了
C．人行走越快越容易摔倒，因为速度越大惯性越大
D．小张摔倒，是因为脚的速度变为0，上半身仍保持
原来的运动状态
解析：惯性只与物体的质量有关，小李的质量不变，惯性不变，故A、B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故C错误；小张摔倒，是因为小张的脚被石头绊到后立即静止，上半身由于惯性仍保持原来的运动状态，从而向前摔倒，故D正确。
考点二　牛顿第二定律
1．内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成___比，跟它的质量成___比，加速度的方向跟_______的方向相同。
2．表达式：F＝kma，当F、m、a单位采用国际单位制时，k＝__，F＝___。
正
反
作用力
1
ma
1．(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
解析：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；根据因果关系，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和初速度共同决定，不一定会减小，D正确。 　
2．(人教版必修第一册教材第四章第3节[练习与应用]T4)光滑水平桌面上有一个质量是2 kg的物体，它在水平方向上受到互成90°的两个力的作用，这两个力的大小都是14 N。这个物体加速度的大小是多少？沿什么方向？
1．牛顿第二定律的性质
2．牛顿第一定律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。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。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。
[跟进训练](人教版必修第一册教材第四章第3节[练习与应用]T6)如图，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力。
例3　如图所示，一木块在光滑水平面上受一个恒力F作用而运动，前方固定一个轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是(　　)
A．木块将立即做匀减速直线运动
B．木块将立即做变减速直线运动
C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大
D．在弹簧压缩量最大时，木块的加速度为零
[解析]　木块刚接触弹簧时弹簧的形变量较小，弹力小于F，木块依旧做加速运动，只有弹力大于F之后，木块才减速，故A、B错误，C正确；当弹簧压缩量最大时，弹力大于F，弹力与恒力F的合力不为零，因此木块的加速度不为零，故D错误。
考点三　单位制
1．单位制：__________和__________一起组成了一个单位制。
(1)基本量：在物理学中，只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系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。
(2)基本单位：基本量的单位。力学中的基本量有三个，它们是________、______、______，它们的单位千克、秒、米就是基本单位。
(3)导出量和导出单位：由________根据物理关系推导出来的其他物理量叫作导出量，推导出来的相应单位叫作导出单位。
基本单位
导出单位
质量
时间
长度
基本量
2．国际单位制的基本单位
注：国际单位制单位与国际单位制词头k(103)、m(10－3)等可以组成国际单位制单位对应的倍数单位，如长度单位m与词头k、c、m可以组成一系列常用单位km、cm、mm。
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．判断
(1)力的单位是牛顿，简称牛，也属于基本单位。(　　)
(2)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。(　　)
×
√
2．(2026·安徽省合肥一中高三上月考)下列四组单位中，都是国际单位制中的基本单位的是(　　)
A．N、kg、m 　　　　　　　　 B．N、m、s
C．A、m、s D．kg、N、s
答案：等式右边的单位为m4，而体积的单位为m3，由单位关系
可判断出这个公式是错误的。
例4　(2026·浙江省高三上一模)“热值”(Heating)是衡量燃料质量的一个重要指标，它表示化学推进器(如火箭)所用燃料单位质量释放的能量，其单位为焦每千克(J/kg)，则用国际单位制的基本单位表示为(　　)
A．J/kg B．N·m/kg
C．kg·m2/s2 D．m2/s2
例1
考点四　超重和失重
1．实重与视重
(1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态_____。
(2)视重
①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的______称为视重。
②视重大小等于弹簧测力计所受物体的_____或台秤所受物体的_____。
无关
示数
拉力
压力
超重现象 失重现象 完全失重现象
概念 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______物体所受重力的现象 物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)______物体所受重力的现象 物体对支持物(或悬挂物) _______________的现象
产生条件 物体的加速度方向_________ 物体的加速度方向_________ 物体的加速度方向_________，大小______
原理方程 F－mg＝ma F＝m(g＋a) mg－F＝ma F＝m(g－a) mg－F＝ma
a＝g
F＝0
运动状态 ______上升或_____下降 _____下降或_____上升 以a＝g_____下降或_____上升
大于
2．超重、失重和完全失重的比较
小于
完全没有作用力
竖直向上
竖直向下
竖直向下
等于g
加速
减速
加速
减速
加速
减速
(1)超重就是物体的重力变大的现象。(　　)
(2)物体处于完全失重状态时，重力消失。(　　)
(3)减速上升的升降机内的物体对地板的压力大于重力。(　　)
(4)物体是处于超重还是失重状态，由加速度的方向决定，与速度方向无关。(　　)
×
×
×
√
例5 (多选)如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，运动员(　　)
A．在第一过程中始终处于失重状态
B．在第二过程中始终处于超重状态
C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态
例1
[解析]　在第一过程中，运动员刚接触床面时重力大于弹力，运动员向下做加速运动，处于失重状态；随床面形变的增大，弹力逐渐增大，弹力大于重力时，运动员做减速运动，处于超重状态，故A错误，C正确。蹦床运动员在第二过程中和第一过程中的运动情况是对称的，加速度方向先向上后向下，先处于超重状态，后处于失重状态，故B错误，D正确。
规律点拨
判断超重和失重的方法
(1)从受力的角度判断
当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时处于超重状态，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断
当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为重力加速度时处于完全失重状态。
课时作业
1．(2026·辽宁省沈阳市育才中学高三上一模)下列说法中错误的是(　　)
A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因
B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因
C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性
D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，是不能直接用实验来验证的
[A组　基础巩固练]
解析：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，这一观点符合历史事实，故A正确；伽利略通过理想斜面实验提出“力不是维持物体运动的原因”，而牛顿在此基础上总结出牛顿第一定律，并未通过多次实验直接得出此结论，故B错误；惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，任何情况下都存在，故C正确；牛顿第一定律无法直接用实验验证(因需理想条件)，属于合理外推的结论，故D正确。本题选说法错误的，故选B。
2．下列有关力和运动，说法正确的是(　　)
A．把手中的铅球静止释放，铅球竖直下落是因为惯性
B．汽车的速度越大，刹车时越难停下来，说明速度越大则惯性越大
C．牛顿第一定律也叫作惯性定律
D．汽车紧急刹车时乘客向前倾，是因为乘客受到向前的惯性力
解析：把手中的铅球由静止释放后，铅球能竖直下落，是铅球受到竖直向下的重力的缘故，故A错误；惯性的大小只与质量有关，与速度无关，故B错误；牛顿第一定律也叫作惯性定律，故C正确；汽车紧急刹车时，乘客会向前倾，这是由于乘客具有惯性，惯性不是力，不能说受到惯性力的作用，故D错误。
4．(2025·甘肃卷，3)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1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N，火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变，则火箭在初始1 s内的加速度大小约为(重力加速度g取10 m/s2)(　　)
A．2 m/s2 B．4 m/s2
C．6 m/s2 D．12 m/s2
解析：根据题意，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，代入数据，解得加速度大小a＝2 m/s2，故选A。
5．平直路面上质量是30 kg的手推车，在受到60 N的水平推力时做加速度为1.2 m/s2的匀加速直线运动。如果撤去推力，车的加速度大小为(　　)
A．2 m/s2 B．0.8 m/s2
C．0.5 m/s2 D．1.5 m/s2
解析：未撤去推力时，对手推车由牛顿第二定律可得F－f＝ma1，可求得手推车受到的阻力大小为f＝24 N，撤去推力后，设车的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有f＝ma2，解得a2＝0.8 m/s2，故选B。
6．(2026·辽宁省沈阳市育才中学高三上一模)电动汽车发展迅速，电池能量密度是一个衡量电池性能的重要指标，其中体积能量密度是指电池的能量与其体积之比，单位为瓦时/升(Wh/L)，改用国际单位制基本单位表示正确的是(　　)
A．N/m2 B．N/s2
C．kg·m/s2 D．kg/(m·s2)
8．(2026·黑龙江省高三上开学考试)一水滴从空中由静止开始下落，最终匀速落地。已知水滴所受空气阻力与速度成正比，下列能正确描述该水滴下落过程的速度—时间(v t)图像的是(　　)
9．(2025·北京卷，11)模拟失重环境的实验舱，通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出，上升到最高点后回落，再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中，受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大，f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是(　　)
A．从t1到t3，实验舱处于电磁弹射过程
B．从t2到t3，实验舱加速度大小减小
C．从t3到t5，实验舱内物体处于失重状态
D．t4时刻，实验舱达到最高点
[B组　综合提升练]
13．(2025·山东卷，8)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板，向坡底运送长方体建筑材料。如图所示，坡面与水平面夹角为θ，交线为PN，坡面内QN与PN垂直，挡板平面与坡面的交线为MN，∠MNQ＝θ。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为(　　)
A．gsin2θ－μgcosθ－μgsinθcosθ
B．gsinθcosθ－μgcosθ－μgsin2θ
C．gsinθcosθ－μgcosθ－μgsinθcosθ
D．gcos2θ－μgcosθ－μgsin2θ
[C组　拔尖培优练]

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