12第1课时　对牛顿三个定律的理解-（配套课件）-【优化指导】2026年物理一轮复习高中总复习·第1轮（教科版）

高考总复习 物理 第三章　牛顿运动定律 第1课时　对牛顿三个定律的理解 课程 标准 1.通过实验，探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系。 2．理解牛顿运动定律，能用牛顿运动定律解释生产生活中的有关现象、解决有关问题。根据牛顿第二定律，设计一种能显示加速度大小的装置。 3．通过实验，认识超重和失重现象。通过各种活动，例如乘坐电梯、到游乐场参与有关游乐活动等，体验失重与超重。 4．知道国际单位制中的力学单位。了解单位制在物理学中的重要意义。 备考 策略 1.复习中关注以考查概念、图像和基本规律的应用为主的选择题的强化。 2．关注动力学与曲线运动、直线运动、能量等知识相结合的多过程的综合性计算题的规范训练。 3．以实际生活、生产和科学实验为背景，突出表现物理知识的实际应用的命题方式引起足够重视。 1．牛顿第一定律 (1)内容：一切物体总保持________运动状态或静止状态，直到有外力____它改变这种状态为止。 (2)意义 ①揭示了物体的固有属性。一切物体都具有____，因此牛顿第一定律又被叫作____定律。 ②揭示了运动和力的关系。力不是____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______的原因。 匀速直线 迫使 惯性 惯性 维持 加速度 夯实 必备知识 2．惯性 (1)定义：物体具有的保持原来________运动状态或静止状态的性质。 (2)量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性__，质量小的物体惯性__。 (3)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____。 匀速直线 大 小 无关 夯实 必备知识 3．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____，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向____。 (2)表达式：F＝____。 (3)适用范围：①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面____或____________的参考系。 ②牛顿第二定律只适用于____物体(相对于分子、原子)、____运动(远小于光速)的情况。 正比 相同 ma 静止 匀速直线运动 宏观 低速 夯实 必备知识 4．力学单位制 (1)单位制：____单位和____单位一起组成了单位制。 (2)基本单位：基本物理量的单位。国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，是____、____、____，单位分别是__、____、__。 (3)导出单位：由基本物理量根据________推导出来的其他物理量的单位。 基本 导出 长度 质量 时间 米 千克 秒 物理公式 夯实 必备知识 5．牛顿第三定律 (1)作用力和反作用力：两个物体之间力的作用总是____的：甲物体对乙物体有力的作用时，乙物体也一定同时对甲物体有方向相反的力的作用。两个物体间相互作用的一对力叫作作用力和反作用力。 (2)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____，作用在____________。 (3)表达式：F＝－F′。 相互 相反 同一条直线上 夯实 必备知识 [链接1] 教材阅读——教科必修第一册P114 这就是今天的牛顿第二定律的数学表达式。后人为了纪念牛顿，把单位kg·m/s2称为牛顿，用符号N表示，它是力在国际单位制中的单位，已经为我们所熟知。 夯实 必备知识 (2022·浙江6月选考)下列属于力的单位是(　　) A．kg·m/s2 B．kg·m/s C．kg·m2/s D．kg·s/m2 A 夯实 必备知识 夯实 必备知识 [链接2] 教材情境——教科必修第一册P101 夯实 必备知识 (2023·浙江6月选考)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 B 夯实 必备知识 夯实 必备知识 [链接3] 教材例题——教科必修第一册P115 问题1　雪橇是我国东北地区冬天的运输工具，如图4­3­5所示是一匹马拉着总质量为100 kg的雪橇在水平方向运动。假设阻力不计，马的拉力沿水平方向，大小为120 N，那么雪橇获得的加速度有多大？从静止开始运动到5.0 s末，雪橇的速度是多少？ 夯实 必备知识 　(2023·北京卷)如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1 kg，细线能承受的最大拉力为2 N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为(　　) A．1 N B．2 N C．4 N D．5 N C 夯实 必备知识 夯实 必备知识 [链接4] 教材情境——教科必修第一册P125 夯实 必备知识 D 夯实 必备知识 夯实 必备知识 夯实 必备知识 考点一　牛顿第一定律 1．牛顿第一定律的意义 (1)提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性； (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。 提升 关键能力 2．惯性的两种表现形式 (1)当物体不受力或所受合力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态不变； (2)当物体所受合力不为零时，惯性表现为抗拒运动状态改变的“能力”。 提升 关键能力 [典例1] 如图所示，在一辆表面光滑且足够长的小车上，有质量分别为m1、m2的两个小球(m1>m2)，原来随小车一起做匀速直线运动，当小车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球(　　) A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．无法确定，因为不知小车的运动方向 B 提升 关键能力 提升 关键能力 1．(2025·重庆高三月考)如图甲和乙，是踩香蕉皮摔倒和一名骑行的人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的照片。下面是从物理的角度去解释这两种情境，其中正确的是(　　) C 提升 关键能力 A．图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了 B．图乙中人和车摔倒是因为雨天路面太滑 C．踩香蕉皮摔倒是因为下半身速度大于上半身的速度 D．自行车行驶速度越大，其惯性越大，所以造成人车倒地现象 提升 关键能力 解析：题图甲中踩了香蕉皮摔倒是因为人的脚受到的摩擦力突然变小，脚不能立刻停下来，脚向前滑，由于惯性，上半身还要保持原来的运动状态，从而使得人下半身速度大于上半身的速度，所以人会向后倾倒，而不是人惯性变小了的原因，A错误，C正确；题图乙中人和车摔倒是因为车的前轮陷入水坑后前轮立刻停止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此人和车将向前倾倒，而不是因为雨天路面太滑，B错误；惯性只与物体的质量有关，与速度大小没有关系，D错误。 提升 关键能力 2．如图所示，一只盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别用细绳悬挂和拴住一个铁球和一个乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(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 A 提升 关键能力 解析：当容器突然向右运动时，同等体积的铁球和水比较，铁球的质量大，铁球保持原来的运动状态，相对于水向左偏移，相对于小车向左运动；同等体积的乒乓球和水比较，水的质量大，水相对于乒乓球向左偏移，因此乒乓球相对于水向右偏移，相对于小车向右运动，A正确。 提升 关键能力 考点二　牛顿第二定律 1．牛顿第二定律的四个性质 (1)同体性：式中合力F、质量m、加速度a对应同一物体。 (2)独立性：作用在物体上的每一个力都可以产生一个加速度，物体的加速度是所有力产生的加速度的矢量和。 (3)瞬时性：加速度与合力F是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。 (4)矢量性：加速度方向与合力的方向相同，表达式是矢量式。 提升 关键能力 2．合力、加速度、速度间的决定关系 (1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向。只要合力不为零，不管速度多大，物体都有加速度。 (2)合力与速度同向时，物体做加速运动；合力与速度反向时，物体做减速运动；合力与速度不共线时，物体做曲线运动，但合力与速度并无必然联系。 提升 关键能力 提升 关键能力 考向一　对牛顿第二定律的理解 [典例2] 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力的大小成正比 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 D 提升 关键能力 提升 关键能力 考向二　牛顿第二定律的应用 [典例3] (2025·北京海淀区高三质检)如图所示，光滑水平面上有一根光滑的水平细杆，上面套着两个质量均为m、半径很小的球A和B，两球用长为L的细线相连接，开始时细线被拉直。现用一与光滑水平面平行且与杆垂直的恒力F作用于线的中点，使两球由静止开始沿杆运动，当两球相距为0.6L时两球沿杆滑行的加速度a的大小为(　　) D 提升 关键能力 提升 关键能力 提升 关键能力 1．如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m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，那么(　　) A 提升 关键能力 A．物体从A到O先加速后减速 B．物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动 C．物体运动到O点时，所受合力为零 D．物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小 提升 关键能力 解析：物体从A到O，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，由牛顿第二定律可知，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O′)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O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大。所以物体通过O′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，A正确。 提升 关键能力 A 提升 关键能力 提升 关键能力 考点三　牛顿第三定律 1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关” 提升 关键能力 2．一对平衡力与作用力和反作用力的对比分析 比较项目 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 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 提升 关键能力 [典例4] (2025·四川自贡高三期末)春节晚会上杂技《绽放》表演了花样飞天，如图是女演员举起男演员的一个场景，两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是(　　) A．水平地面对女演员的摩擦力水平向右 B．水平地面对女演员的支持力和女演员所受重力是一对平衡力 C．女演员对男演员的作用力大小小于男演员对女演员的作用力大小 D．女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小 D 提升 关键能力 解析：对男、女演员整体分析，根据平衡条件可知，水平地面对女演员的摩擦力为零，水平地面对女演员的支持力与男、女演员重力之和是一对平衡力，A、B错误；女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，女演员对男演员的作用力与男演员对女演员的作用力大小相等、方向相反，C错误；对男演员分析，根据平衡条件得，女演员对男演员的作用力大小等于男演员所受重力大小，D正确。 提升 关键能力 在对物体进行受力分析时，如果不方便直接通过分析求出物体受到的某些力时，可先求它的反作用力，再反过来求待求力。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。 提升 关键能力 1．北京时间2023年9月7日2时14分，长征四号丙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火起飞，随后成功将遥感三十三号03星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。关于这次卫星与火箭上天的情形，下列叙述正确的是(　　) A 提升 关键能力 A．火箭尾部向外喷气，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前的推力 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．卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用 提升 关键能力 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，喷出的气体同时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提供的，因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关，B、C错误，A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，这是一对作用力与反作用力，D错误。 提升 关键能力 2. (2025·湖南永州高三检测)如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是(　　) A．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力 B．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力 C．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力 D．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力 D 提升 关键能力 解析：人对体重计的压力作用在体重计上，体重计反过来对人提供支持力，这是作用力和反作用力的关系；人所受的重力作用在人身上，人对体重计的压力作用在体重计上，且二者的产生没有相互性。人所受的重力和人对体重计的压力方向相同，既不是相互作用力，也不是平衡力，A、B错误；人对体重计的压力和体重计对人的支持力是人与体重计间的相互作用力，C错误，D正确。 提升 关键能力 3. (2025·河北邢台质检)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 A 提升 关键能力 解析：环在竖直方向上受重力及箱子内的杆对它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f′，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f′，受力情况如图乙所示，以环为研究对象，有mg－f＝ma，以箱子和杆整体为研究对象，有N＝f′＋Mg＝f＋Mg＝Mg＋mg－ma。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力大小，即N′＝Mg＋mg－ma，A正确。 提升 关键能力 提升 关键能力 请完成：课后跟踪训练（9） 温馨提示 谢谢观看！ 解析：根据牛顿第二定律有F＝ma，则力的单位为kg·m/s2，A正确。 解析：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，A错误；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，B正确；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，C错误；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，D错误。 解析：对两物块整体做受力分析有F＝2ma，再对后面的物块有Tmax＝ma，Tmax＝2 N，联立解得F＝4 N，C正确。 　(2023·江苏卷)如图所示，“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器的质量为m，四条腿与竖直方向的夹角均为θ，月球表面的重力加速度为地球表面的重力加速度g的，则每条腿对月球表面压力的大小为(　　) A．　　　　　　　　　 B． C． D． 解析：对“嫦娥五号”探测器受力分析有FN＝mg月，由题意可知g月＝g，则对一条腿有FN1＝mg月＝，根据牛顿第三定律可知，每条腿对月球表面的压力为，D正确。 解析：小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在小车光滑表面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，又两个小球的速度相同，相同时间内通过的位移相同，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰，B正确，A、C、D错误。 (3)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无直接关系。 (4)a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝。 解析：根据牛顿第二定律a＝可知，物体的加速度与速度无关，A错误；即使合力很小，也能使物体产生加速度，B错误；物体加速度的大小与物体所受的合力成正比，C错误；力和加速度为矢量，物体的加速度与质量成反比，D正确。 A． B． C． D． 解析：根据题意，对结点受力分析，如图所示，由平衡条件有2T cos θ＝F，由几何关系可得cos θ＝，sin θ＝，对小球，由牛顿第二定律有T sin θ＝ma，联立解得a＝，D正确。 2.(2022·全国乙卷)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． 解析：当两球运动至二者相距L时，如图所示，由几何关系可知sin θ＝＝，设绳子拉力为T，水平方向有2T cos θ＝F，解得T＝F，对任意小球由牛顿第二定律有T＝ma，解得a＝，A正确，B、C、D错误。 $$