三维设计2024高三物理总复习 第14课时 牛顿运动定律 双基落实课

第14课时牛顿运动定律[双基落实课]目录CONTENT立足“四层”·夯基础着眼“四翼”·探考点聚焦“素养”·提能力020301Part01立足“四层”·夯基础⁠

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一辆货车在公路上行驶时，司机发现前面有异常情况，紧急刹车。货车在公路上又运行了较长一段距离才停下来。试判断下列说法的正误。（1）货车承载的货物越重，惯性越大。

（

√

）（2）车头拉货箱的力大于货箱拉车头的力。

（

×

）（3）作用力与反作用力可以作用在同一物体上。

（

×

）（4）货车刹车的加速度大小由路面对其阻力及货车的质量大小共同决定。

（

√

）（5）牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例。

（

×

）√××√×Part02着眼“四翼”·探考点⁠

考点一

牛顿第一定律和惯性

[素养自修类]

1.[对牛顿第一定律的理解]（多选）下列对牛顿第一定律的理解正确的是（

）A.牛顿第一定律反映了物体在不受外力作用时的运动规律B.在不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D.奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态解析：ABD

牛顿第一定律描述的是物体在不受外力作用时的运动规律，在不受外力作用时总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A、B正确。牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，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。在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦力的作用而改变了运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C错误，D正确。2.[惯性的理解及应用]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（

）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，且向右转弯解析：B

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，由图乙可以看出：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；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。⁠1.对牛顿第一定律的理解（1）牛顿第一定律揭示了力与运动的关系：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。（2）牛顿第一定律提出了惯性的概念：一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。（3）牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，不是实验定律，也不是牛顿第二定律的特例。2.惯性的两种表现形式（1）物体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）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。考点二

牛顿第二定律的理解

[素养自修类]

1.[牛顿第二定律的理解]根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是（

）A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小与所受作用力中任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比

2.[牛顿第二定律的定性分析]（多选）如图所示，轻质弹簧上端固定，不挂重物时下端位置在C点；在下端挂一个质量为m的物体（可视为质点）后再次保持静止，此时物体位于A点；将物体向下拉至B点后释放。关于物体的运动情况，下面说法中正确的是（

）A.物体由B到A的运动过程中，物体的加速度一直在减小B.物体由B到A的运动过程中，物体的速度一直在增大C.物体由B到C的运动过程中，物体的加速度一直在增大D.物体由B到C的运动过程中，物体的速度先增大后减小解析：ABD

物体在A点处于平衡状态，从B到A过程中，弹簧弹力大于重力，根据牛顿第二定律可知，物体将向A加速运动，随着弹簧形变量的减小，弹簧弹力减小，物体加速度将逐渐减小，当到达A时弹力等于重力，物体速度达到最大，然后物体将向C做减速运动，从A到C过程中，弹簧弹力逐渐减小，因此物体做减速运动的加速度逐渐增大，故从B到C整个过程中，物体加速度先减小后增大，速度先增大后减小，故A、B、D正确，C错误。

3.[牛顿第二定律的简单应用]

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牛顿第二定律的六个特性因果性F是产生a的原因同一性a、F、m对应同一物体a、F、m统一使用国际单位制单位独立性每一个力都可以产生各自的加速度矢量性a与F方向相同瞬时性a与F对应同一时刻局限性只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子物体的加速度必须是相对惯性系而言的考点三

牛顿第三定律的理解和应用

[素养自修类]

1.平衡力与作用力、反作用力的比较平衡力作用力与反作用力相同点大小相等，方向相反，作用在同一条直线上不同点作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体作用时间不一定同时产生、同时消失一定同时产生、同时消失力的性质不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消2.应用牛顿第三定律转换研究对象如果不能直接求解物体受到的某个力时，可先求它的反作用力，如求压力时可先求支持力。在许多问题中，摩擦力的求解亦是如此。利用牛顿第三定律转换研究对象，可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。⁠1.[作用力与反作用力的关系]“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图，人笔直站在“电动平衡车”上，在水平地面上沿直线匀速前进，下列说法正确的是（

）A.“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力B.人的重力与车对人的支持力是一对相互作用力C.地面对车的摩擦力与车对地面的摩擦力是一对相互作用力D.人对车的压力与地面对车的支持力是一对平衡力解析：C

根据牛顿第三定律，“电动平衡车”对人的作用力等于人对“电动平衡车”的作用力，故A错误；人的重力与车对人的支持力的受力物体都是人，不可能是相互作用力，故B错误；地面对车的摩擦力与车对地面的摩擦力是一对相互作用力，故C正确；人对车的压力和车的重力的合力，与地面对车的支持力是一对平衡力，故D错误。2.[一对相互作用力与一对平衡力的比较]（多选）如图所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上，物体保持静止，下列说法中正确的是（

）A.水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力B.物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力C.水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力解析：BD

水平力F与墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上，是一对平衡力，选项A错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，这两个力是一对平衡力，选项B正确；水平力F作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是平衡力，也不是相互作用力，选项C错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体间的相互作用力，是一对作用力与反作用力，选项D正确。3.[牛顿第三定律的应用]如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ1，木块与长木板间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，若长木板仍处于静止状态，求长木板对地面摩擦力。解析：对木块分析可知，长木板对它水平向左的摩擦力大小为Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，木块对长木板的摩擦力向右，大小也为Ff1；由于长木板仍处于静止状态，对长木板受力分析可知，地面对它的静摩擦力方向向左，大小为Ff2＝Ff1＝μ2mg，由牛顿第三定律可知，长木板对地面的摩擦力大小为μ2mg，方向向右。答案：μ2mg，方向向右Part03聚焦“素养”·提能力⁠

1.在2022年北京冬奥会中，我国花样滑冰运动员以出色的表现为中国代表队夺得第9金。如图所示为比赛时的两个场景，下列说法正确的是（

）A.在欣赏花样滑冰运动时，要将运动员看作质点B.男运动员用力将女运动员抛出，说明力能改变物体的运动状态C.男运动员拉着女运动员旋转时，男运动员对女运动员的力大于女运动员对男运动员的力D.男运动员拉着女运动员旋转时，女运动员的速度方向始终沿着其伸直的手臂方向解析：B

在欣赏花样滑冰运动时，要欣赏运动员的动作，不能将运动员看作质点，A错误；男运动员用力将女运动员抛出，说明力能改变物体的运动状态，B正确；根据牛顿第三定律，男运动员拉着女运动员旋转时，男运动员对女运动员的力的大小等于女运动员对男运动员的力的大小，C错误；男运动员拉着女运动员旋转时，女运动员的速度方向始终沿着其圆周运动的切线方向，D错误。2.2022年7月24日14时22分，搭载“问天实验舱”的长征五号B遥三运载火箭点火升空，发射任务取得圆满成功。如图所示，火箭燃料燃烧后的燃气以很大的速度从火箭喷口喷出，火箭获得推力而升空，则（

）A.火箭获得的推力来自空气B.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭的重力是一对作用力与反作用力C.喷出的燃气对火箭的作用力与火箭对喷出的燃气的作用力是一对作用力与反作用力D.火箭飞离大气层后，不受重力作用解析：C

火箭获得的推力来自燃料燃烧后的燃气，故A错误；喷出的燃气对火箭的作用力与火箭对喷出的燃气的推力是一对作用力与反作用力，故B错误，C正确；火箭飞离大气层后，没有脱离地球的引力范围，仍受重力作用，故D错误。3.如图所示，一盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球。当容器随小车由静止突然向右运动时，两球的运动情况是（以小车为参考系）（

）A.铁球向左，乒乓球向右B.铁球向右，乒乓球向左C.铁球和乒乓球都向左D.铁球和乒乓球都向右解析：A

因为小车突然向右运动，铁球和乒乓球都有向右运动的趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态比铁球容易改变，即速度变化快，水和小车一起向右运动，所以小车突然向右运动时，铁球相对小车向左运动。同理，由于乒乓球与同体积的“水球”相比，质量小，惯性小，乒乓球相对小车向右运动。选项A正确。4.如图所示，一种有趣好玩的感应飞行器，主要是通过手控感应飞行，它的底部设置了感应器装置。只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以使飞行器静止悬浮在空中，操作十分方便。下列说法正确的是（

）A.空气对飞行器的作用力方向竖直向上B.手对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力C.空气对飞行器的作用力和空气对手的作用力是一对作用力和反作用力D.因为空气会流动，所以螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小不相等解析：A

飞行器静止悬浮在空中，由平衡条件可知，空气对飞行器的作用力方向竖直向上，选项A正确；手与飞行器没有接触，手对飞行器没有作用力，空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力，选项B错误；空气对飞行器的作用力和飞行器对空气的作用力是一对作用力和反作用力，选项C错误；由牛顿第三定律，螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小相等，选项D错误。5.昆虫沫蝉跳跃的高度可达0.7m，而其身体长度仅有几毫米，跳跃能力远远超过了人们先前所认为的昆虫界的“跳高冠军”——跳蚤。已知沫蝉起跳时平均加速度可达3.8km/s2，则沫蝉起跳时对地面的平均压力大小与其受到的重力大小的比约为（

）A.3.8∶1B.38∶1C.380∶1D.3800∶1解析：C

沫蝉起跳时，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma，解得地面对沫蝉的支持力大小FN＝381mg，由牛顿第三定律可知，它对地面的压力大小FN'＝FN＝381mg，则FN'∶G＝381∶1，则平均压力大小与其受到的重力大小的比约为380∶1，故选C。6.（2022·江苏高考）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＝10m/s2。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过（

）A.2.0m/s2B.4.0m/s2C.6.0m/s2D.8.0m/s2解析：B

书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则书与桌面间的摩擦力最大时，加速度最大，fm＝μmg＝mam，解得am＝μg＝4

m/s2，B正确，A、C、D错误。7.2021年10月16日0时23分，“神舟十三号”成功发射，顺利将三名航天员送入太空并进驻空间站。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＝1.0kg的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在1s内的速度变化量大小是10m/s，然后将标准物体与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们1s内速度变化量大小是2m/s。则待测物体Q的质量m2为（

）A.3.0kgB.4.0kgC.5.0kgD.6.0kg

8.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10m/s2）（

）A.510NB.490NC.890ND.910N解析：B

设绳子对建筑材料的拉力为F1，则F1－mg＝ma，解得F1＝m（g＋a）＝210

N，绳子对工人的拉力F2＝F1＝210

N，工人处于静止状态，则地面对工人的支持力FN＝Mg－F2＝490

N，由牛顿第三定律知，工人对地面的压力FN'＝FN＝490

N，故B项正确。⁠9.（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（

）A.小球的最大加速度为gB.小球的速度从0增加到v0的过程中，做匀变速运动C.小球先做加速度减小的变加速运动，后做匀速运动

10.“摘灯笼”游戏示意图如图所示，要求游戏者在规定的时间内将尽可能多的灯笼摘下即可获胜，已知灯笼上下用两根相同的细绳连接后悬挂于天花板上，人只能拉下面的细绳L1，若两根细绳能承受的最大拉力相同，则为了顺利摘下灯笼（

）A.在细绳L1下端缓慢增加拉力B.在细绳L1下端突然猛一拉C.由于细绳L2中的拉力大于细绳L1中的拉力，故细绳L2一定先断D.细绳L1与细绳L2一定同时断解析：A

悬挂的灯笼受到自身重力G，细绳L2沿绳向上的拉力F2，细绳L1沿绳向下的拉力F1，由平衡可知F2＝G＋F1，显然