2022年高考物理（粤教版）总复习讲义：第3-4章 牛顿第三定律 牛顿第一定律

第三章牛顿运动定律

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全国高考命题实况常考

考点内容要求关联考点

201420152016题型

牛顿运动定律及

II卷I：卷I：

其应用卷I:①受力分析

Tl7sT22、T18、选择题

超重和失重IT20、T25②运动学公式

T24T22（2）实验题

单位制I卷H：③功、功率

卷n：卷II：T19计算题

实验四：验证牛顿T20、T25④运动图象

T|7、T24卷m：T23

运动定律

基础课1牛顿第三定律牛顿第一定律

保前自主椅理I紧抓教材，自主落实

知识点一、牛顿第三定律

1.作用力和反作用力

两个物体之间的作用总是相互的。一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体

一定同时对这一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用

力和反作用力。

2.牛顿第三定律

(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)表达式：F=-F'

知识点二、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,直到有外力迫使它改变这种状态

为止。

2.意义

(1)指出力不是维持物休运动的原因,而是改变物休运动状态的原因,即力是产生

加速度的原因。

⑵指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律。

3.惯性

⑴定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,

(2)性质：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的固有属性,与物体的运动情况

和受力情况逑。

⑶量度：质量是物体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。

［思考判断1

(1)作用力与反作用力的效果可以相互抵消。()

(2)人走在松软土地上下陷时，人对地面的压力大于地面对人的支持力。()

⑶牛顿第一定律是实验定律。()

(4)牛顿第一定律指出，当物体受到的合外力为零时，物体将处于静止状态。()

(5)物体运动必须有力的作用，没有力的作用，物体将静止。()

(6)运动的物体惯性大，静止的物体惯性小。()

(7)惯性是物体抵抗运动状态变化的性质。()

答案(1)X(2)X(3)X(4)X(5)X(6)X(7)V

课堂互动探究I不同考点，不同学法

考点・牛顿第三定律的理解

1.应注意“三个”问题

⑴定律中的“总是”说明对于任何物体，在任何情况下牛顿第三定律都是成立

的，与物体受力情况和运动状态无关。

⑵作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作用的物体不同，所产生的效果(运动

效果或形变效果)往往不同。

⑶作用力和反作用力只能是一对物体间的相互作用力，不能牵扯第三个物体。

2.一对平衡力与作用力、反作用力的不同点

称

项目、、一对平衡力作用力与反作用力

作用对象同一个物体两个相互作用的不同物体

不一定同时产生、同时

作用时间一定同时产生、同时消失

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

跟进题组多角练透

1.［对牛顿第三定律的理解］某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中，不计绳

子的重力，以下说法正确的是（）

绳子

白桶

图1

A.只有在桶匀速上升过程中，绳子对桶的拉力才等于桶对绳子的拉力

B.桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力

C.桶加速上升的过程中，绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力

D,桶减速向上运动的过程中，绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力

答案C

2.［相互作用力与平衡力的区别］如图2所示，小车放在水平地面上，甲、乙二人

用力向相反方向拉小车，不计小车与地面之间的摩擦力，下列说法正确的是（）

图2

A.甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对作用力和反作用力

B.小车静止时甲拉小车的力和乙拉小车的力是一对平衡力

C.若小车加速向右运动，表明小车拉甲的力大于甲拉小车的力

D.若小车加速向右运动，表明乙拉小车的力大于小车拉乙的力

解析甲拉小车的力和乙拉小车的力作用在同一物体上，不是作用力和反作用力,

A错误；不计小车与地面之间的摩擦力，小车静止时受到两人拉力而处于平衡状

态，这两个拉力是一对平衡力，B正确；小车拉甲的力跟甲拉小车的力是作用力

和反作用力，两力大小是相等的，C错误；同理，D错误。

答案B

3.［转移研究对象法的应用］如图3所示，物体4和8的重力分别为UN和7N,

不计弹簧秤、细线的重力和一切摩擦，则下列说法正确的是（）

O

，，//

图3

A.弹簧秤的读数为14N,4对地面的压力为UN

B.弹簧秤的读数为18N,4对地面的压力为0

C.弹簧秤的读数为7N,A对地面的压力为4N

D.弹簧秤的读数为0,A对地面的压力为UN

解析物体8保持静止，说明8物体合外力为零，即绳上拉力为7N。此刻弹簧

秤静止，因此弹簧秤的读数为7N。说明弹簧秤对A拉力为7N,地面对A物体

应有4N的支持力（根据牛顿第三定律可知在A对地面的压力为4N）,所以C正

确。

答案C

反思总结

判断作用力和反作用力的方法

一看受力物体。作用力和反作用力应作用在两个相互作用的物体上。

二看产生的原因。作用力和反作用力是由于相互作用而产生的，一定是同种性质

的力。

考点2对牛顿第一定律的理解与应用

1.牛顿第一定律：牛顿第一定律不是实验定律，它是在可靠的实验事实（如伽利

略斜面实验）基础上采用科学的逻辑推理得出的结论；物体不受外力是牛顿第一定

律的理想条件，其实际意义是物体受到的合外力为零。

2.惯性：惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所

处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大其惯性越大。

3.惯性的两种表现形式

（1）物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。

（2）物体在不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状

态不变（静止或匀速直线运动）。

跟进题组多角练透

1.［对牛顿第一定律的理解］（多选）关于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不受外力的作用时的运动规律

B.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

解析牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即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，是由于摩擦阻力的作用而改变了木块的运动状态，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。

答案ABD

2.［对惯性的理解］（多选）伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出

了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,

其中正确的是（）

A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性

B.没有力的作用，物体只能处于静止状态

C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性

D.运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动

解析物体的惯性指物体本身要保持原来运动状态不变的性质，或者说是物体抵

抗运动状态变化的性质，选项A正确；没有力的作用，物体将保持静止状态或匀

速直线运动

状态，选项B错误；行星在圆周轨道上做匀速圆周运动，而惯性是指物体保持静

止或匀速直线运动的状态，选项C错误；运动物体如果没有受到力的作用，根据

牛顿第一定律可知，物体将继续以同一速度沿同一直线一直运动下去，选项D正

确。

答案AD

3.［惯性现象的分析K多选）在水平路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛

满水的碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图4所示，则关于小车在

此种情况下的运动，下列叙述正确的是（）

图4

A.小车匀速向左运动

B.小车可能突然向左加速

C.小车可能突然向左减速

D.小车可能突然向右减速

解析原来水和小车相对静止，以共同速度运动，水突然向右洒出有两种可能：

①原来小车向左运动，突然加速，碗中水由于惯性保持原速度不变，故相对碗向

右洒出。②原来小车向右运动，突然减速，碗中水由于惯性保持原速度不变，相

对于碗向右洒出，故B、D正确。

答案BD

反思总结

牛顿第一定律的应用技巧

（1）应用牛顿第一定律分析实际问题时，要把生活感受和理论问题联系起来深刻认

识力和运动的关系，正确理解力不是维持物体运动状态的原因，克服生活中一些

错误的直观印象，建立正确的思维习惯。

（2）如果物体的运动状态发生改变，则物体必然受到不为零的合外力作用。因此，

判断物体的运动状态是否改变，以及如何改变，应分析物体的受力情况。

高考模川演练对接高考，演练提升

1.（2017・湖北八市联考）在物理学发展史上，伽利略、牛顿等许多科学家为物理

学的发展做出了巨大贡献。以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是（）

A.两匹马拉车比一匹马拉车跑得快，这说明物体受力越大则速度就越大

B.人在沿直线加速前进的车厢内竖直向上跳起后，将落在起跳点的后方

C.两物体从同一高度做自由落体运动，较轻的物体下落较慢

D.一个运动的物体如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明静止状态才是

物体不受力时的“自然状态”

解析根据牛顿第二定律，物体受的力越大加速度越大，而入是速度越大，故选

项A错误；根据自由落体运皮，两物体下落快慢相同，故选项C错误；一个运动

的物体如果不再受力了，根据牛顿第一定律，它将一直保持匀速运动状态，故选

项D错误。故综上所述，只有选项B正确。

答案B

2.（2017•南通市如皋高三质检）（多选）2016年里约奥运会上中国奥运队共获得26

枚金牌、18枚银牌和26枚铜牌，排名奖牌榜第三位。如图5所示，吊环运动员

将吊绳与竖直方向分开相同的角度，重力大小为G的运动员静止时，左边绳子张

力为「，右边绳子张力为小，则下列说法正确的是（）

图5

A.Ti和乃是一对作用力与反作用力

B.力和炎的合力与重力G是一对作用力与反作用力

C.刀和小的合力大小等于重力的大小G

D.运动员两手缓慢撑开时，为和乃都会变大

解析作用力与反作用力必须作用在相互作用的两个物体上，不与八作用在同一

个物体上，故A错误；两绳作用力2和乃的合力与运动员的重力是一对平衡力，

大小相等，故B错误，C正确；当运动员两手缓慢撑开时，吊绳与竖直方向的夹

角增大，力和乃夹角变大，力和不都会变大，故D正确。

答案CD

3.（多选）科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说

法符合历史事实的是（）

A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B.伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力,

它将以这一速度永远运动下去

C.笛卡儿指出：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，既不停下来也不偏离原来的方向

D.牛顿认为，物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

解析亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，A项错误；伽利略通过“理

想斜面实验”得出力不是维持物体运动状态的原因，B项正确；笛卡儿认为如果

运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不会变，将沿

原来的方向匀速运动下去，C项正确；牛顿认为一切物体皆有惯性，D项正确。

答案BCD

4.（2016•衡水模拟）下列说法中正确的是（）

A.物体在不受外力作用时，保持原有运动状态不变的性质叫惯性，故牛顿运动

定律又叫惯性定律

B.牛顿第一定律不仅适用于宏观低速物体，也可用于解决微观物体的高速运动

问题

C.牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体的加速度a=0条件下的特例

D.伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某

一个速度，将保持这个速度继续运动下去

解析牛顿第一定律表明，物体在不受外力作用时，保持原甫运动状态不变的性

质叫惯性，故牛顿第一定律又叫惯性定律，A错误；牛顿运动定律都是在宏观、

低速的情况下得出的结论，在微观、高速的情况下不成立，B错误；牛顿第一定

律说明了两点含义，一是所有物体都有惯性，二是物体不受刀时的运动状态是静

止或匀速直线运动，牛顿第二定律并不能完全包容这两点意义，C错误；伽利略

的理想实验是牛顿第一定律的基础，D正确。

答案D

课时达标训练强化训练，技能提高

选择题（1〜9题为单项选择题，10〜14题为多项选择题）

1.一个榔头敲在一块玻璃上把玻璃打碎了。对这一现象，下列说法正确的是（）

A.榔头敲玻璃的力大于玻璃对榔头的作用力，所以玻璃才碎裂

B.榔头受到的力大于玻璃受到的力，只是由于榔头能够承受比玻璃更大的力才

没有碎裂

C.榔头和玻璃之间的作用力应该是等大的，只是由于榔头能够承受比玻璃更大

的力才没有碎裂

D.因为不清楚玻璃和榔头的其他受力情况，所以无法判断它们之间的相互作用

力的大小

解析因为相同大小的力作用在不同的物体上效果往往不同，所以不能从效果上

去比较作用力与反作用力的大小关系。由牛顿第三定律知，作用力与反作用力等

大、反向，故选项C正确。

答案C

2.如图1所示，物体在水平力尸作用下压在竖直墙上静止不动，则（）

A.物体所受摩擦力的反作用力是重力

B.力尸就是物体对墙的压力

C.力尸的反作用力是墙壁对物体的支持力

D.墙壁对物体的弹力的反作用力是物体对墙壁的压力

解析作用力与反作用力的性质相同，选项A错误；力产与物体对墙的压力是两

个不同的力，选项B错误；力F与墙壁对物体的支持力是一对平衡力，选项C错

误；墙壁对物体的弹力与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力，选项D正

确。

答案D

3.下列说法中正确的是（）

A.惯性是物体只有在匀速运动或静止时才表现出来的性质

B.物体的惯性是指物体不受外力作用时保持匀速直线运动状态或静止状态的性

质

C.物体不受外力作用时，保持匀速直线运动状态或静止状态，有惯性；受到外

力作用时，不能保持匀速直线运动状态或静止状态，因此无惯性

D.惯性是物体的属性，与物体的运动状态和是否受力均无关

解析惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态和受力情况均无关，故只有D

正确U

答案D

4.物体4的质量为10kg,物体3的质量为20kg,A、3分别以20m/s和10m/s

的速度运动，则下列说法中正确的是（）

A.A的惯性比8大

B.8的惯性比A大

C.A和B的惯性一样大

D.不能确定A、8的惯性大G关系

解析质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，惯性大小与速度

大小无关，故5的惯性比A大，选项B正确，A、C、D都错。

答案B

5.下列说法正确的是（）

A.在高速公路上高速行驶的轿车的惯性比静止在货运场的集装箱货车的惯性大

B.牛顿第一定律是根据理论推导出来的

C.在粗糙水平面上滚动的小球最后会停下来是因为小球的惯性逐渐变为零

D.物体的速度逐渐增大同时加速度逐渐减小是有可能的

解析惯性是物体的固有属性，质量是其唯一量度，A、C错误；牛顿第一定律

是牛顿在伽利略实验的基础上，加上理想化的推理得出的规律，B错误；物体可

以做加速度减小的加速运动，D正确。

答案D

6.如图2所示，在水平地面上的一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定的速度向

前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上下通过，假设人

和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，运动员能顺利完成该动作，最终仍

能落在滑板上原来的位置。要使这个表演成功，在起跳的过程中（）

图2

A.运动员双脚对滑板的作用力方向竖直向上

B.运动员对滑板的作用力大小等于运动员的重力

C.跳起之前运动员只受两个力作用

D.滑板对运动员的作用力方向向上偏前

答案C

7.如图3所示，甲运动员在球场上得到篮球之后，甲、乙以相同的速度并排向同

一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他应将球向什么

方向抛出（）

图3

A.抛出方向与奔跑方向相同：如图中箭头1所指的方向

B.抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向

C.抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向

D.抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向

解析由于球在甲手中时与甲的速度相同，球抛出后由于惯性其水平速度仍与甲、

乙奔跑的速度相同，因此甲只要向垂直奔跑方向扔出球，就能被乙接住，C项正

确。

答案C

8.甲、乙两个质量相等的人，分别站在两只完全相同的浮在平静水面的船上，初

速度为零，甲的力气比乙的大，他们各自握紧绳子的一端，月力拉对方，两人都

与自己的船相对静止，则（）

A.甲先到中点B.乙先到中点C.同时到中点D.无法判断

解析根据牛顿第二定律和牛顿第三定律并结合运动学公式易知选项C正确。

答案C

9.如图4所示，质量为用的物体放在质量为M、倾角为。的斜面体上，斜面体

置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面的力尸拉物体使其沿斜面向下匀速运动，

斜面体始终静止，则下列说法正确的是（)

图4

A.地面对斜面体的摩擦力大小为Feos。

B.地面对斜面体的支持力为（M+m）g

C.物体对斜面体的摩擦力的大小为尸

D.斜面体对物体的作用力竖直向上

解析由于斜面体和物体都处于平衡状态，将斜面体和物体看成一个整体，由受

力情况可得：地面对斜面体的摩擦力大小为尺os0,地面对斜面体的支持力大小

为（M+m）g+Fsin。，故A对，B错；隔离物体进行受力分析，物体对斜面体的摩

擦力大小为尸+"?gsin仇故C错；将斜面体作为施力物体，则斜面体对物体的作

用力即为物体受到的支持力与摩擦力的合力，由力的合成可知斜面体对物体的作

用力与物体的重力和尸的合力大小相等、方向相反，故斜面体对物体的作用力不

在竖直方向上，D错。

答案A

10.关于物体运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（）

A.物体受到恒定的力作用时，它的运动状态不发生改变

B.物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变

C.物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态

D.物体的运动力向与它所受的合力的方向可能相同

解析力是改变物体运动状态的原因，只要物体受力（所受合力不为零），它的运

动状态就一定会改变，A错误，B正确；物体不受力或所受合力为零，其运动状

态一定不变，处于静止或匀速直线运动状态，C错误；物体的运动方向与它所受

合力方向可能相同，也可能相反，还可能不在一条直线上，D正确。

答案BD

11.我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”，实际上相当于两个人拔河，

如果甲、乙两人在“押加”比赛中，甲获胜，则下列说法中正确的是（）

图5

A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力，所以甲获胜

B.当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力

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.甲对乙的拉力始终等于乙对甲的拉力，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙

的摩擦力，所以甲获胜

解析根据牛顿第三定律，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力大外相等，只是由于地

面对甲、乙的摩擦力大小不同。实际上，甲获胜的原因是甲、乙所受合力指向甲

这一方。

答案BD

12.关于反作用力在日常生活和生产中的应用，下列说法中正确的是（）

令

图6

A.在平静的水面上，静止着一只小船，船上有一人，人从静止开始从小船的一

端走向另一端时，船向相反方向运动

B.汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，从而获得向前的反作用力即动力

C.如图6所示，是农田灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，

弯管会自动转向

D.软体动物乌贼在水中经过体侧的孔将水吸入螺腔，然后用力把水挤出体外，

乌贼就会向相反方向游去

解析人从小船的一端走向另一端时，要受到船给人的摩擦刀，方向与人行走的

方向相同，根据牛顿第三定律知，人对小船也有一个摩擦力，其方向与人行走的

方向相反，因此船将在这个摩擦力的作用下改变运动状态，向人行走的相反方向

运动，所以选项A正确；汽车行驶时，通过排气筒向后排出燃气，虽然燃气对排

气筒有反作用力，但毕竟很小，并不是汽车动力的来源，因此选项B错误；农业

灌溉用的自动喷水器，当水从弯管的喷嘴喷射出来时，弯管在水的反作用力的推

动下会自动旋转，大大增加了喷水的面积，选项C正确；乌贼通过身体侧面的孔

把水吸入鲤腔，然后用力把水经过小孔压出体外，根据牛顿第三定律可知，乌贼

就获得了方向相反的反作用力，从而向排水的相反方向游去，选项D正确。

答案ACD

13.搭载着“嫦娥三号”的“长征三号乙”运载火箭在西昌卫星发射中心发射升

空，下面关于卫星与火箭升空的情形叙述正确的是（）

A.火箭尾部向下喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火

箭获得了向上的推力

B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞

行的动力

C.火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前

进的动力

D.卫星进入运行轨道之后，与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力

解析火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用

的物体。火箭向下喷气时，喷出的气体对火箭产生向上的反作用力，即为火箭上

升的推动力。此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的，因而与是否

飞出大气层、是否存在空气无关，B、C两项错误，A项正确；火箭运载卫星进

入轨道之后，卫星与地球之间依然存在相互吸引力，即地球吸引卫星，卫星吸引

地球，这就是一对作用力与反作用力，故D项正确。

答案AD

14.4、B、C三个物体如图7所示放置，所有接触面均不光滑。有一个水平力产

作用在物体。上，使4、B、C一起向右做匀速直线运动，贝1」（）

BC-*F

///////Z//Z

图7

A.3对A的摩擦力方向水平向左

B.5对A的摩擦力方向水平向右

C.。对A的摩擦力方向水平向左

D.。对A的摩擦力方向水平向右

解析对A、B、C整体而言，地面对8、C的摩擦力方向皆向左。隔离以由8

匀速运动的受力条件可知，A对B的摩擦力方向向右，则由牛顿第三定律可知5

对A的摩擦力方向向左；同理可判断。对A的摩擦力方向向右。

答案AD

基础课2牛顿第二定律两类动力学问题

保前自主梳理紧抓教材，自主落实

知识点一、牛顿第二定律单位制

1.牛顿第二定律

(1)内容

物体加速度跟所受合外力成正比，跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力

方向相同。

(2)表达式：F=mao

⑶适用范围

①只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。

②只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况。

2.单位制

(1)单位制

由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

(2)基本单位

基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间,它

们的国际单位分别是kg、HL和S。

(3)导出单位

由基本单位根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。

知识点二、两类动力学问题

1.动力学的两类基本问题

第一类：已知受力情况求物体的运动情况。

第二类：已知运动情况求物体的受力情况.

2.解决两类基本问题的方法

以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系

如图：

山力求运动

―件运动学公式

由运动求力

［思考判断1

(1)牛顿第二定律表达式尸=〃3在任何情况下都适用。()

(2)对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力，当力刚作用瞬间，物体立即获

得加速度。()

(3)物体由于做加速运动，所以才受合外力作用。()

(4)F=/M是矢量式，々的方向与尸的方向相同，与速度方向无关。()

(5)物体所受合外力减小，加速度一定减小，而速度不一定减小。()

(6)物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量间的单位关

系。()

(7)运动物体的加速度可根据运动速度、位移、时间等信息求解，所以加速度由运

动情况决定。()

答案(1)X(2)V(3)X(4)V(5)V⑹J(7)X

课堂互动探究I不同考点，不同学法

老臣口对牛顿第二定律的理解

1.牛顿第二定律的“五个性质”

2.合力、加速度、速度的关系

⑴物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。

(2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。

(3)4=黑是加速度的定义式，。与V、Ao无直接关系；4=(是加速度的决定式。

跟进题组多角练透

1"对牛顿第二定律的理解］由牛顿第二定律尸=根。可知，无论怎样小的力都可能

使物体产生加速度，可是当用很小的力去推很重的桌子时，却推不动，这是因为

()

A.牛顿第二定律不适用于静止的物体

B.桌子加速度很小，速度增量也很小，眼睛观察不到

C.推力小于桌子所受到的静摩擦力，加速度为负值

D.桌子所受的合力为零，加速度为零

答案D

2.1速度、加速度、合外力之间的关系］(多选)下列关于速度、加速度、合外力之

间的关系，正确的是()

A.物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大

B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0

C.物体的速度为0,但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大

D.物体的速度很大，但加速度可能为0,所受的合外力也可能为0

解析物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，

甚至为0,物休所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物休所受合外力越大，

加速度一定也越大，故选项C、D对。

答案CD

3.［应用牛顿第二定律定性分析］如图1所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O

点并系住质量为加的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动

到B点。如果物体受到的阻力恒定，则（）

力

|一广］厂：

gn/vwwyvMv-：;

AOB

图1

A.物体从A到。先加速后减速

B.物体从A到。做加速运动，从。到8做减速运动

C.物体运动到。点时，所受合力为零

D.物体从A到。的过程中，加速度逐渐减小

解析物体从A到。，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右。随着物

体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿笫二定律可知，加速度向右

且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物体的速度逐渐增大。当物体向右运动至

AO间某点（设为点。，）时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为

零，速度达到最大。此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹

力.合力方向变为向左。至。点时弹力减为零,此后弹力向左且逐渐增大。所以

物体越过0,点后，合力（加速度）方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反向，

故物体做加速度逐渐增大的减速运动。综合以上分析，只有选项A正确。

答案A

考点牛顿第二定律的瞬时性物理建模

:不发生明显形变就能产生弹力,剪断或

以儡塔任：脱岗后,不需要时间恢复形变,弹力立

臂;即消失或改变,一般题目中所给的轻绳、

和接触值;轻杆和接触面在不加特殊说明时,均可

:按此模型处理

两种

模型

：当弹簧的两端与物体相连（即西端为固

：定端）时,由于物体有惯性•弹黄的长

弗黄、蹦床:度不会发生突变,所以在瞬时问题中.

和橡皮条二其弹力的大小认为是不变的.即此时弹

:费的弹力不突变

【典例】（2016•安徽合肥一中二模）两个质量均为的小球，用两条轻绳连接,

处于平衡状态，如图2所示。现突然迅速剪断轻绳04,让小球下落，在剪断轻

绳的瞬间,设小球4、8的加速度分别用M和42表示，则（）

0A

OB

图2

A.a1=g,〃2=g

B.防=0,s=2g

C.ai=g.42=0

D.a\=2g,a2=0

解析由于绳子张力可以突变，故剪断OA后小球A、8只受重力，其加速度m

=〃2=g。故选项A正确。

答案A

【拓展延伸1】把“轻绳”换成“轻弹簧”

在【典例】中只将4、B间的轻绳换成轻质弹簧，其他不变，如图3所示，则典

例选项中正确的是（）

ffl3

解析剪断轻绳OA后，由于弹簧弹力不能突变，故小球A所受合力为2mg,小

球8所受合力为零，所以小球A、B的加速度分别为m=2g,s=0。故选项D正

确『

答案D

【拓展延伸2】改变平衡状态的呈现方式

把【拓展延伸1］的题图放置在倾角为6=30。的光滑斜面上，如图4所示系统静

止时，弹簧与细线均平行于斜面，在细线被烧断的瞬间，则下列说法正确的是

()

图4

A.〃A=0=

B.aA=g。8=0

C.aA=g〃8=g

D.UA=0ClB=g

解析细线被烧断的瞬间，小球8的受力情况不变，加速度为零。烧断前，分析

整体受力可知线的拉力为7=2机gsin仇烧断瞬间，4受的合力沿斜面向下，大小

为2mgsin仇所以A球的瞬时加速度为cu=2gsin3(T=g,故选项B正确。

答案B

方法技巧

抓住“两关键”、遵循“四步骤”

(1)分析瞬时加速度的“两个关键”：

①明确绳或线类、弹簧或橡皮条类模型的特点。

②分析瞬时前、后的受力情况和运动状态。

⑵“四个步骤”：

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情况。

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。

跟进题组多角练透

1.［静态瞬时问题］如图5所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为仇图甲

中，A、8两球用轻弹簧相连，图乙中A、8两球用轻质杆相连，系统静止时，挡

板C与斜面垂直，轻弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有（）

图5

A.两图中两球加速度均为gsin。

B.两图中A球的加速度均为零

C.图乙中轻杆的作用力一定不为零

D.图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍

解析撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsin仇因弹簧弹力不能突变，

而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中4球所受合力为零，加速度为零,

8球所受合力为2mgsin0,加速度为2gsin0；图乙中杆的弹力突变为零，A、8球

所受合力均为mgsin9,加速度均为gsin0,可知只有D正确。

答案D

2.［动态瞬时问题］（2017・芜湖模拟）如图6所示，光滑水平面上，A、8两物体用

轻弹簧连接在一起，4、3的质量分别为加、加2,在拉力厂作用下，A、B共同做

匀加速直线运动，加速度大小为e某时刻突然撤去拉力凡此瞬时4和8的加

速度大小为3和。2,贝ij（）

图6

A.。1=0,42=0

m2

B.0=4,。2=；a

m\mi

C.a\=­T_a,ai=T~~a

mi十〃72m\

m\

D.a\=a>a2=­a

m2

解析撤去拉力产的瞬间，物体4的受力不变，所以ai=a,对物体A受力分析

得：F^=tn\a\撤去拉力尸的瞬间，物体B受到的合力大小为尸^="2。2,所以

。2=第，故选项D正确。

答案D

考点3]动力学两类基本问题规范解答

1.解决两类动力学基本问题应把握的关键

（1）两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析；

⑵一个“桥梁”一物体运动的加速度是联系运动和力的桥梁。

2.解决动力学基本问题时对力的处理方法

（1）合成法：

在物体受力个数较少（2个或3个）时一般采用“合成法”。

（2）止交分解法：

若物体的受力个数较多（3个或3个以上），则采用“正交分解法二

【典例】（12分）如图7所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥

控飞行器，目前得到越来越广泛的应用。一架质量机=2kg的无人机，其动力系

统所能提供的最大升力尸=36N,运动过程中所受空气阻力大小恒为六4Nog

取10m/s2o

⑴无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞。求在，=5s时离地面

的高度〃；

（2）当无人机悬停在距离地面高度”=100m处，由于动力设各故障，无人机突然

失去升力而坠落。求无人机坠落地面时的速度以

规范解答（1）设无人机上升时加速度为由牛顿第二定律，有

F—mg—f=ma（2分）

解得〃=6m/s2（2分）

由力=呼/,解得力=75m（2分）

（2）设无人机坠落过程中加速度为m,由牛顿第二定律，有

mg—f=/na\（2分）

解得m=8m/s2（2分）

由v2=2a\H,解得v=40m/s（2分）

答案（1）75m（2）40m/s

【拓展延伸】

在【典例】中在无人机坠落过程中，在遥控设备的干预下，动力设备重新启动提

供向上最大升力。为保证安全着地，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间

九。

解析设飞行器恢复升力后向下减速时加速度为〃2,由牛顿第二定律，有

F-mg+/=mai

解得ai=10m/s2

设飞行器恢复升力时速度为。m,则有

Vm.Vm

-=H

z2-a\2a2

蚓出40\/5

解付Dm——m/s

由Vm=Cl\t\,解得t\

答案平

方法技巧

两类动力学问题的解题步骤

（明确研究对象）_►利用生体法或隔离法确定研究对象

受力分析和运包好受力示意图、运动情景图,明确物体

动状态分析的运动性质和运动过程

,U、

选取力的

处理方法一合成法或正交分解法

（选取正方向卜一•通常规定加速度的方向为正方向

确点U外力］严根据牛顿第二定律『侬，或｛fF『.=m叫a.

.列方程求解J*I②由运动学公式列出辅助方程

跟进题组多角练透

1.［已知受力分析运动］（12分）为了减少汽车刹车失灵造成的危害，如图8所示为

高速路上在下坡路段设置的可视为斜面的紧急避险车道。一辆货车在倾角6=30。

的连续长直下坡高速路上，以a=7m/s的速度在刹车状态下匀速行驶（在此过程

及后面过程中，可认为发动机不提供牵引力），突然汽车刹车失灵，开始加速运动，

此时汽车所受到的摩擦力和空气阻力共为车重的0.2o在加速前进了so=96m后,

货车冲上了平滑连接的倾角。=37。的避险车道，已知货车在该避险车道上所受到

的摩擦力和空气阻力共为车重的0.65o货车的各个运动过程均可视为直线运动，

取sin53°=Q8,^=10m/s2o求：

图8

（1）货车刚冲上避险车道时的速度大小s：

（2）货车在避险车道上行驶的最大距离

解析⑴设货车加速下行时的加速度大小为小，由牛顿第二定律可知：mgsin0

—0.2mg=/n〃i（2分）

解得：防=3m/s2（l分）

由公式2t/i5o（2分）

解得：s=25m/s（l分）

（2）设货车在避险车道上行时的加速度大小为（72,由牛顿第二定律可知：mgsina

+0.45/ng=j九G（2分）

解得：6/2=12.5m/s2（l分）

由0=2〃2S（2分）

解得：5=25m（l分）

答案（1）25m/s（2）25m

2.［已知运动分析受力］（14分）一质量为m=2kg的滑块能在倾角为。=30。的足够

长的斜面上以。=2.5m/s2匀加速下滑。如图9所示，若用一水平向右的恒力尸作

2

用于滑块，使之由静止开始在t=2s内沿斜面运动，其位移s=4m。g取10m/so

求：

F八/

图9

（1）滑块和斜面之间的动摩擦因数用

⑵恒力尸的大小。

解析（1）根据牛顿第二定律，有

mgsin30°—/zwgcos30°=〃口（2分）

解得"=乎（1分）

（2）滑块沿斜面做匀加速直线运动时，加速度有向上和向下两种可能。

根据题意，由运动学公式，有5=%/，（1分）

可得山=2m/s2（1分）

当加速度沿斜面向上时，有

Feos30°—"zgsin30°—f=ma\（2分）

尸"（尸sin300+mgcos30°）（1分）

联立解得尸=喈N（2分）

当加速度沿斜面向下时，有

mgsin30°—Feos30°—/=〃zai（2分）

联立解得尸=芈No（2分）

答案⑴吟（2）羊N或挈N

多学三互〉一---------积累学习拓展思维--------------------

等时圆模型及应用

1.模型特征

⑴质点从竖直圆环上沿不同的光滑弦上端由静止开始滑到环的最低点所用时间

相等，如图甲所示;

⑵质点从竖直圆环上最高点沿不同的光滑弦由静止开始滑到下端所用时间相等,

如图乙所示；

(3)两个竖直圆环相切且两环的竖直直径均过切点，质点沿不同的光滑弦上端由静

止开始滑到下端所用时间相等，如图丙所示。

2.思维模板

【思维训练1］如图10所示，在倾角为e的斜面上方的A点处旋转一光滑的木

板48,8端刚好在斜面上，木板与竖直方向AC所成角度为仇，一小物块由A端

沿木板由静止滑下，要使物块滑到斜面的时间最短，则a与。角的大小关系()

图10

A.a=0B.a=2C.a=20D.

解析如图所示，在竖直线AC上选取一点。，以适当的长度为半径画圆，使该

圆过A点，且与斜面相切于。点。由等时圆模型的特点知，由A点沿斜面滑到。

点所用时间比由A点到达斜面上其他各点所用时间都短。将木板下端B点与D点

重合即可，而NCOD=。,贝U

A

答案B

【思维训练2】如图11所示，几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度，从

尸点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球，若各小球恰好在相同的时间内到达

各自的最高点，则各小球最高点的位置（）

图11

A.在同一水平线上B.在同一竖直线上

C.在同一抛物线上D.在同一圆周上

解析设某一直轨道与水平面成。角，末速度为零的匀减速直线运动可逆向看成

初速度为零的匀加速直线运动,则小球在直轨道上运动的加速度。=^¥=gsin

由位移公式得/=%户=：出后。.巴即不同的倾角。对应不同的位

4乙olllLz4

移/,但高相同，即各小球最高点的位置在直径为%a的圆周上，选项D正确。

答案D

高考模拟演练对接高考，演练提升

1.（2016•全国卷II,19）（多选）两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量

大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半

径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，贝比）

A.甲球用的时间比乙球长

B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小

C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小

D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功

4

-

*

P甲乙

3

质量

小球的

解析

=g—

=g一