第三章 第1讲 牛顿第一定律、牛顿第三定律-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮讲义

第三章牛顿运动定律 第1讲 牛顿第一定律、牛顿第三定律 课前双基复盘 必备知识·填充知识点一 匀速直线 力(1)惯性(2)维持改变加速度 匀速直线静止固有无关质量 知识点二 1.相互2.(1)相等相反(2)F=一F(3)反作用力 走进教材·拾金 1.CD 2.BC 3.CD 课堂研透考点考点一跟进题组 1.C2.C3.A 考点二跟进题组 1.A2.D3.D 提升学科素养 典例1门B[设人对绳子的拉力大小为F,对建筑材料 m应用牛顿第二定律得F一g=ma.由牛顿第三定律 可知，绳子对人向上的拉力F与人对绳子的拉力F等大 反向，设地面对人的支持力为F、,对人应用平衡条件可 得：F十Fy=Mg,可解得Fv=Mg-mg-ma=490N. 由牛顿第三定律可知，人对地面的压力大小与地面对人的 支持力大小相等，故人对地面的压力大小为490N,B 正确. [典例2]AC[以箱子为研究对象，水平方向上，木板对 箱子的摩擦力与人推箱子的力平衡，所以，木板对箱子 的摩擦力方向向左，根据牛顿第三定律，箱子对木板的 摩擦力方向向右，选项A正确；以整体为研究对象，地面 对木板的支持力与整体所受的重力平衡，所以地面对木 板的支持力为3mg,根据牛顿第三定律，木板对地面的 压力大小为3g,选项C正确，D错误；以整体为研究对 象，地面对木板的摩擦力为0，所以木板对地面的摩擦力 为0，选项B错误.] [典例3]AD[以b为研究对象，在竖直方向上，b受到 的重力与a给它的摩擦力平衡，所以a对b的摩擦力方 向向上，大小始终等于，g,根据牛顿第三定律，b对a 的摩擦力方向向下，大小始终等于g,选项B错误，D 正确.以整体为研究对象，在竖直方向上，墙对的摩擦 力与整体所受的重力平衡，所以，墙对的摩擦力方向向 上，大小始终等于mg十g,根据牛顿第三定律，a对墙 的摩擦力方向向下，大小始终等于g十g,选项A正 确，C错误门 第2讲 牛顿第二定律的理解及应用 课前双基复盘 必备知识·填充知识点 1.(1)正比反比相同(2)ma2.(1)基本导出 (2)质量时间千克秒(3)物理关系 知识点二 1.(1)无关不变(2)示数拉力压力2.大于小 于 等于零竖直向上竖直向下向下 n(g十a） m(g一a)减速下降减速上升 知识点三 1.(1)运动情况(2)受力情况2.加速度牛顿第二定律 走进教材·拾金 1.D2.D 3.解析：(1)由于车厢沿水平方向运动，所以小球 有水平方向的加速度，所受合力F沿水平 方向. F 选小球为研究对象，受力分析如图所示. 由几何关系可得F=ngtan 0, 小球的加速度a= F =gtan0=7.5m/s,方向 771 向右，则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速 直线运动. (2)悬线对小球的拉力大小为 r=8N=125N 答案：(1)见解析(2)12.5N 课堂研透考点考点一典题例析 [典例1]A[根据题意，由牛顿第二定律有F一mg= ma,代入数据解得a=6X10-5X10 m/s=2m/s2.] 5×10 ·41 参考答案 [典例2]C[因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对 运动，甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误；设乙运动的 加速度为a,只有乙有竖直向下的恒定加速度，对甲、乙 和木箱，由整体法，竖直方向受力分析有F、=Mg a,则地面对木箱的支持力大小不变，B错误；设绳子的 弹力大小为T,对甲受力分析有T-umg=ma, 对乙受力分析有mg一T=ma, 联立解得a=2.5m/s,T=7.5N,C正确，D错误.故 选C. [典例3]A[对D受力分析，当工件 A与D之间恰好没有作用力时，D只 60℃p】 受到重力、B对D的弹力两个力作 用，弹力方向垂直接触面（沿B、D的 轴心连线方向)，弹力和重力的合力 产生加速度，如图所示 根据牛顿第二定律得F。=ma= mg =V3 tan 60 3 mg 当a= g时A与D之间拾好没有作用力.所以工件D与 3 B间的作用力大小为F,=mg=25 sin60° 3 mg,故选A.] 考点二典题例析 「典例41]A 【剪断前：对B、C、D分析剪断辉：对B分析 →F=6mg ↑F→B 3m （3m+2m+mlg 对分析F=F →Fcg 。熟21 2m 教考衔接aA=2g,am=0 典例5]C[根据题意A球静止时， 对A球受力分析，如图所示 由平行四边形定则及几何关系，轻绳 上拉力为T=mg,A球与B球间的 库仑力F=2 ng cos30°=√3mg,故 A、B错误；剪断轻绳前，小球A所受 合力为0，库仓力与重力的合力与轻 T30 30 绳的拉力等大反向，即重力与库仓力 Ymg 的合力大小为mg,则剪断瞬间A球受到轻绳的拉力消 失，库仓力与重力保持不变，根据三力平衡知识，此时A 球的合外力大小为g,则加速度大小为g,故C正确；若 将轻绳剪断，则剪断瞬间B球受到的库仑力、重力不变， 小球仍然处在静止状态，则轻杆对B球的作用力不变， 故D错误.故选C.门 [典例6]CD[撤去挡板前，对整体分析，挡板对B球的 弹力大小为2 ngsin日，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A球所受合力为零， 加速度为零，B球所受合力为2 ngsin8,加速度为2gsin9; 图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为 mgsin0,加速度均为gsin0,故C、D正确，A、B错误.] 考点三 典题例析 L典例7门L解析](1)物体所受的摩擦力为f=g= 0.2×1×10N=2N, 0~2s,根据牛顿第二定律F-f=ma, 其中F=6N,解得a=4m/s, 2s末的速度u=at=2X4m/s=8m/s, （2)前25内的位移=合af=2×4×2m=8m: 2s~3s内，根据牛顿第二定律F-∫=ma, 其中F'=-3N,可得a=-5m/s, 2s~3s内，物体的位移西=f十之a, 代入数据可得x,=5.5m. 在0~3s内物体所受摩擦力做的功W,=一f(x1十2) 代入数据可得W,=一27J. [答案](1)8m/s(2)-27J [典例8][解析](1)减速时加速度大小为a2,有Mg =Ma2 解得a2=2m/s; (2)根据0-vm2=-2a2(L-x) L=10m,x=2.5m,解得vm=√30m/s; 3第三章 牛顿运动定律 第1讲 牛顿第一定律、牛顿第三定律 课前>双基复盘 教材盘点落实双基 必备知识填充 C.被抛出的小球，尽管速度的大小和方向 [知识点一]牛顿第一定律、惯性 都改变了，但惯性不变 切物体总保持 运动状态或 D.要使速度相同的沙袋在相同时间内停下 内 来，对大沙袋用力比对小沙袋用力大，表 静止状态，除非作用在它上面的 迫使它改变这种状态 明质量大的物体惯性大 第 2.(人教版必修第一册P7·T1改编)（多选） (1)指出了一切物体都有惯性，因此牛 定 顿第一定律又叫 定律 下面对牛顿第一定律和惯性的分析正确 律 意 (2)指出力不是 物体运动状态的 的是 () 原因，而是 物体运动状态的原 A.飞机投弹时，如果当目标在飞机的正下 因，即是产生 的原因 方时投下炸弹，能击中目标 定 物体具有保持原来 运动状态 B.地球自西向东自转，你向上跳起来后，还 或 状态的性质 会落到原地 普 惯性是一切物体都具有的性质，是物 惯 C.安全带的作用是防止汽车刹车时由于惯性 性 体的。 属性，与物体的运动情况和 性 受力情况 发生危险 D.有的同学说，向上抛出的物体，在空中向 量 是惯性大小的唯一量度，质量大 度 的物体惯性大，质量小的物体惯性小 上运动时，肯定受到了向上的作用力 [知识点二] 牛顿第三定律 3.(人教版必修第一册P,拓展学习改编)（多 1.作用力和反作用力 选)用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三 两个物体之间的作用总是 的，一个物体 定律的实验，点击实验菜单中“力的相互作 A对另一个物体B施加了力，物体B一定 用”.如图甲所示，把两个探头的挂钩钩在一 也同时对物体A施加了力. 2.牛顿第三定律 起，向相反方向拉动，显示器屏幕上出现的 (1)内容：两个物体之间的作用力与反作用力 结果如图乙所示.观察分析两个相互作用力 总是大小，方向，作用在同一条直 随时间变化的曲线，可以得到以下实验结 线上 论，正确的是 (2)表达式： (3)意义：建立了相互作用物体之间的联系及 FIN 作用力与 的相互依赖关系， 走进教材拾金 1.(人教版必修第一册P·T3改编)（多选）下 列关于物体惯性的说法中，正确的是( A.作用力与反作用力时刻相同 A.汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明 物体的速度越大，其惯性越大 B.作用力与反作用力作用在同一物体上 B.汽车转弯后前进方向发生了改变，表明 C.作用力与反作用力大小相等 物体速度方向改变，其惯性也随之改变 D.作用力与反作用力方向相反 ·41。 高考总复习物理 课堂>研透考点 热点考向讲练提升 考点一对牛顿第一定律的理解 考点透视 2.关于物体的惯性，下列说法中正确的是 1.惯性的两种表现形式 ( ) (1)物体在不受外力或所受的合外力为零时， A.物体受到的外力大，则惯性小；受到的外 惯性表现为使物体保持原来的运动状态不 力小，则惯性大 变（静止或匀速直线运动）. B.静止的火车启动时，速度变化慢，是因为 (2)物体受到外力时，惯性表现为运动状态改 静止的火车惯性大 变的难易程度.惯性大，物体的运动状态较 C.乒乓球可以被快速抽杀，是因为乒乓球 难改变；惯性小，物体的运动状态容易 惯性小的缘故 改变. D.运动速度大的物体，不能很快停下来，是 2.对牛顿第一定律的三点说明 因为速度大时，惯性也大 (1)明确惯性的概念：牛顿第一定律提示了一 3.如图所示是正在月球表面 切物体所具有的一种固有属性—惯性. 行驶的“玉兔”月球车，当 (2)揭示力的本质：力是改变物体运动状态的 它在月球表面行驶时 原因，而不是维持物体运动状态的原因 ( (3)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体 A.受到月球引力 不受外力时的状态，而物体不受外力的情 形是不存在的.在实际情况中，如果物体所 B.没有惯性 受的合外力等于零，与物体不受外力时的 C.对月球的压力大于月球对他的支持力 表现是相同的 D.不遵循牛顿运动定律 跟进题组 规律方法牛顿第一定律的应用技巧 1.春秋战国时代，我国杰出学者墨子认为： 1.应用牛顿第一定律分析实际问题时，要 “力，刑之所以奋也.”“刑”同“形”，即物体； 把生活感受和理论问题联系起来深刻认 “奋，动也”，即开始运动或运动加快.对墨子 识力和运动的关系，正确理解力不是维 这句关于力和运动观点的理解，下列说法不 持物体运动状态的原因，克服生活中一 正确的是 些错误的直观印象，建立正确的思维 A.墨子认为力是改变物体运动状态的原因 习惯. B.墨子认为力是使物体产生加速度的原因 2.如果物体的运动状态发生改变，则物体 C.此观点与亚里士多德关于力和运动的观 必然受到不为零的合外力作用.因此，判 点基本相同 D.此观点与牛顿关于力和运动的观点基本 断物体的运动状态是否改变，以及如何 相同 改变，应分析物体的受力情况 考点二 牛顿第三定律的理解与应用 考点透视 2.一对平衡力与作用力、反作用力的比较 1.作用力与反作用力的“六同、三异、二无关” 对平衡力 作用力与反作用力 (1)“六同”：①大小相同；②性质相同；③同一 大小相等、方向相反、作用在同一条直 相同点 直线；④同时产生；⑤同时变化：⑥同时 线上 消失。 两个相互作用的不 作用对象 同一个物体 同物体 (2)“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③ 不 同 不一定同时产 一定同时产生、同 产生效果不同， 作用时间 点 生、同时消失 时消失 (3)“二无关”：①与物体的运动状态无关：②与 力的性质 不一定相同 一定相同 是否和另外物体相互作用无关 作用效果 可相互抵消 不可抵消 ·42 第三章牛顿运动定律 跟进题组 A.图甲中是在静止状态下用传感器探究作 1.机器人服务人类的场景越来越广泛，如餐厅 用力与反作用力的关系，加速状态不行 使用的送餐机器人，某次送餐时送餐机器人 B.图乙中运动员顶球时，运动员对球的力 与球对运动员的力是一对平衡力 保持匀速运动，现将其结构简化为如图乙所 C.图丙中电梯加速上升，此时人对体重计 示的示意图，机器人的上表面始终保持水 的压力就是人的重力 平，则下列说法正确的是 ( D.图丁中汽车车轮受到地面的摩擦力与地面 受到的摩擦力是一对作用力与反作用力 菜品 3.如图所示，压路机在水平路 面上缓慢行驶，路面对压路 机器人 机的支持力为F,压路机对 路面的压力为F2,关于F、 图甲 图乙 F,下列说法正确的是 A.机器人对菜品的支持力和菜品的重力是 A.F大于F 一对平衡力 B.F1小于F2 B.菜品对机器人的压力就是菜品的重力 C.F与F2是一对平衡力 C.菜品对机器人的压力和地面对机器人的 D.F,与F2是一对作用力与反作用力 支持力是一对相互作用力 易错警示 1.对于任何物体，在任何条件下牛顿第三定律 D.机器人对菜品的摩擦力水平向前 都是成立的.不能错误地认为只有物体受力 2.以下对课本中的图片描述正确的是( 平衡时，牛顿第三定律才成立 2.作用力与反作用力虽然等大反向，但因所作 用的物体不同，所产生的效果往往不同. 3.作用力与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 提升>学科素养 启智培优素养提升 “转移研究对象法”在受力分析中的应用 方法阐释 滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面 应用牛顿第三定律转移研究对象 的压力大小为(g取10m/s2) 作用力与反作用力，二者一定等大反向， A.510NB.490NC.890ND.910N [审题指导 分别作用在两个物体上.当待求的某个力不容 (1)明确物体间的相互作用 易求时，可先求它的反作用力，再反过来求待 地面支巷人、拉绳、拉建材 求力.如求压力时，可先求支持力.在许多问题 压 、拉 拉 中，摩擦力的求解亦是如此， (2)转换研究对象 典例赏析 ①求地面所受压力时，由于地面无其他信 息，因此转换到求人受地面的支持力， [典例1]建筑工人用如图所示的定 ②求绳对人的拉力时，人的受力情况复杂， 滑轮装置运送建筑材料.一质量为 因此转换到求建材所受绳的拉力！ 70.0kg的工人站在地面上，通过 (3)根据牛顿第三定律，转换研究对象后所 定滑轮将20.0kg的建筑材料以 求的力与待求力是“等大”的，因此问题得 0.500m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定 以巧妙地解出 ·43· 高考总复习物理 [典例2]（多选）如图， [典例3]（多选）如图所示，物 一个人站在水平地面 体b在水平推力F作用下， 上的长木板上用力F向右推箱子，木板、 将物体a挤压在竖直墙壁上， a、b均处于静止状态，下列说 人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为 法正确的是 m,重力加速度为g,则 A.a对墙壁的摩擦力方向 A.箱子对木板的摩擦力方向向右 向下 B.木板对地面的摩擦力方向向左 B.b对a的摩擦力方向向上 C.木板对地面的压力大小为3mg C.增大水平推力F,a对墙壁的摩擦力变大 D.增大水平推力F,b对a的摩擦力不变 D.若人用斜向下的力推箱子，则木板对地 C温馨提店 面的压力会大于3mg 学习至此，请完成配套训练 课时冲关13 第2讲 牛顿第二定律的理解及应用 课前>双基复盘 教材盘点落实双基 必备知识填充 (2)视重 [知识点一]牛顿第二定律、单位制 ①当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台 1.牛顿第二定律 秤上时，弹簧测力计或台秤的 称为 (1)内容 视重. 物体加速度的大小跟它受到的作用力成 ②视重大小等于弹簧测力计所受物体的 ,跟它的质量成 .加速度的方向与 或台秤所受物体的 作用力的方向 2.超重、失重和完全失重的比较 (2)表达式a=E或F- 超重现象 失重现象 完全失重现象 物体对支持物物体对支持物物体对支持物 (3)适用范围 的压力（或对悬的压力（或对悬的压力（或对 ①只适用于惯性参考系（相对地面静止或 概念挂物的拉力)挂物的拉力) 悬挂物的拉 做匀速直线运动的参考系)， 物体所受 物体所受力) 的 ②只适用于宏观物体（相对于分子、原子）、 重力的现象 重力的现象 现象 低速运动（远小于光速）的情况， 物体的加速度 2.单位制 产生物体的加速度物体的加速度 方向竖直 (1)单位制由 单位和 单位组成 条件方向 方向 ,大小为a (2)基本单位 -8 基本量的单位.力学中的基本量有三个，它 原理F-mg=ma mg-F=ma mg-F=mg 们分别是 、长度，它们的国际单 方程F F F=0 位分别是 、米 无阻力的抛体 (3)导出单位 运动 加速上升或 加速下降或 由基本量根据 推导出的其他物理 状态 运动；绕地球 匀速圆周运动 量的单位 知识点二] 超重与失重 [知识点三] 动力学两类基本问题 1.两类动力学问题 1.实重和视重 (1)实重：物体实际所受的重力，与物体的运动 (1)已知物体的受力情况求物体的 状态 ,在地球上的同一位置是 的 (2)已知物体的运动情况求物体的 ·44·