第7讲 牛顿运动定律-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习教用Word

该高中物理讲义聚焦牛顿运动定律高考核心考点，涵盖牛顿第一定律（惯性本质）、第二定律（加速度与力和质量关系）、第三定律（作用力与反作用力）及力学单位制，按“知识速记-情境辨析-要点深化-真题训练”逻辑架构知识点，通过概念梳理、方法指导（如惯性表现形式总结）、真题演练（2025-2026年高考及模拟题）帮助学生突破难点，体现复习系统性与针对性。 资料以情境化教学激活科学思维，如通过伽利略理想实验推理“力与运动关系”培养科学推理能力，结合“押加比赛”辨析作用力与平衡力建构物理模型。设置分层练习（基础题、多选题、综合题）配合真题精讲，保障复习效果，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第7讲　牛顿运动定律 1.理解惯性的本质及牛顿第一定律的内容。 2.理解牛顿第二定律的内容并会简单应用。 3.理解牛顿第三定律的内容，会区别作用力和反作用力与一对平衡力。 4.知道力学单位制及其应用。 考点一　牛顿第一定律 知识速记 1.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揭示了物体的惯性：不受力的作用时，一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，因此牛顿第一定律又被叫作　惯性　定律。 ②揭示了力对运动的影响：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。 2.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）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　。 （3）普遍性：惯性是物体的　固有　属性，一切物体都具有惯性，惯性与物体的　运动　情况和　受力　情况无关。 　〔教科版必修第一册P101“讨论交流”情境〕如图所示，某人在水平地面上用力推石头，推力较小时推不动，当增大推力时石头开始运动，停止用力石头又会停下来，对于这一过程的分析，判断下列说法的正误。 （1）这一现象说明物体的运动需要力来维持。（　×　） （2）停止用力，石头会停下来，是因为石头没有受到力的作用。（　×　） （3）推力较小没推动石头时，推力小于地面对石头的阻力。（　×　） （4）停止用力，石头不会立即停下是因为石头有惯性。（　√　） 训练落实 1.〔多选〕（2026·辽宁大连期末）伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：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。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。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。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。下列说法中正确的是（　　） A.伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因” B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现 C.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点 D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法 解析：AD　当右侧斜面倾角变为0°时，忽略摩擦力的影响，小球将一直运动下去，伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”，故A正确；没有摩擦，绝对光滑的轨道，无论通过什么工艺都不能实现，故B错误；亚里士多德的观点是“力是维持物体运动的原因”，伽利略的实验恰恰推翻了他的观点，故C错误；伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质，这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想，也是揭示现象本质的重要研究方法之一，故D正确。 2.〔鲁科版必修第一册P122“迷你实验室”改编〕如图所示，用细绳把一本较厚重的书扎一圈，然后将细绳的一端悬挂起来，另一端用手牵住，第一次迅速用力将细绳往下拉，第二次缓慢加大拉力，则（　　） A.两次实验，上端绳子被拉断 B.两次实验，下端绳子被拉断 C.迅速用力拉，上端绳子被拉断 D.缓慢加大拉力，上端绳子被拉断 解析：D　拉力慢慢增大，由平衡条件知，细绳上段承受的拉力为书的重力和手对绳子的拉力之和，下段绳子承受的拉力等于手对绳子的拉力，所以慢慢增大拉力，上段细绳将断开；当迅速用力拉绳，由于 书本较重，惯性大，其运动状态难改变，在迅速拉绳的瞬间，书本可以认为固定不动，此时上段绳子中的拉力可认为等于书本的重力，所以下段细绳承受的拉力比上段细绳承受拉力大，因此下段细绳将断开。故A、B、C错误，D正确。 物体惯性表现形式 形式一：“保持原状”。物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 形式二：“反抗改变”。物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难改变。 考点二　牛顿第二定律　单位制 知识速记 1.牛顿第二定律：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＝ma，其中F为物体受到的　合外力　。 3.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：基本物理量的单位叫作基本单位。在力学范围内，国际单位制规定　质量　、　长度　和　时间　为三个基本量，它们的单位　千克　、　米　和　秒　为力学中的基本单位。 （3）导出单位：由　基本量　根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 　〔鲁科版必修第一册P130“物理聊吧”情境〕由牛顿第二定律可知，力可以使物体产生加速度，改变物体的运动状态。但有时力作用在物体上，物体却仍然保持静止。如图所示，当人用平行于地面的力推柜子时，尽管用了很大的力也没有推动，柜子仍处于静止状态。根据上述情境判断下列说法的正误。 （1）牛顿第二定律不适用于静止的物体。（　×　） （2）柜子加速度很小，肉眼观察不到。（　×　） （3）柜子所受合力大小为零，加速度为零。（　√　） （4）如果把柜子放到光滑的冰面上，人用力推柜子的瞬间，柜子立即获得加速度。（　√　） 要点深化 1.牛顿第二定律的五个特性 2.加速度两个表达式的对比理解 （1）a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系； （2）a＝是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝。 （2026·黑龙江大庆期末）如图所示，自由下落的小球下落一段时间后，与弹簧接触，从它接触弹簧开始，到弹簧被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（　C　） A.小球立即做减速运动 B.小球一直做加速运动且加速度不变 C.小球所受的弹簧弹力等于重力时，小球速度最大 D.当弹簧处于最大压缩量时，小球的加速度方向向下 解析：小球与弹簧接触后，一开始弹力小于小球重力，小球继续向下加速运动，随着弹力的增大，小球的加速度逐渐减小；当弹力等于小球重力时，加速度为0，小球的速度达到最大；之后弹力大于小球重力，小球向下减速运动，随着弹力的增大，小球的加速度逐渐增大；当小球运动到最低点时，弹簧的压缩量最大，此时小球的加速度方向向上。故选C。 〔多选〕（2026·辽宁大连联考）如图所示，吊车通过对称分布的4根钢索（图中有2根未画出），吊起质量为5×104 kg的工件，每根钢索与竖直方向的夹角均为37°，已知每根钢索上的拉力大小为2×105 N，取重力加速度大小g＝10 m/s2，cos 37°＝0.8，钢索所受的重力不计。下列说法正确的是（　AC　） A.4根钢索对工件的合力大小为6.4×105 N B.4根钢索对工件的合力大小为4.8×105 N C.工件的加速度大小为2.8 m/s2 D.工件的加速度大小为2.4 m/s2 解析：4根钢索对工件的合力大小为F＝4F1cos 37°＝4×2×105×0.8 N＝6.4×105 N，故A正确，B错误；对工件，根据牛顿第二定律可得F－mg＝ma，解得工件的加速度大小为a＝＝ m/s2＝2.8 m/s2，故C正确，D错误。 （2025·北京高考11题）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（　B　） 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 解析：t1～t3时间内，f向下，先增大后减小，可知此时速度方向向上，先增大后减小，故实验舱先向上加速，处于弹射过程，后向上减速，此阶段不属于电磁弹射过程，故A错误；t2～t3，f向下在减小，可知此时速度方向向上但逐渐减小，根据牛顿第二定律有mg＋f＝ma，即a＝＋g，故加速度大小在减小，故B正确；t3～t5时间内，f向上，先增大后减小，可知此时速度方向向下，先增大后减小，先向下加速后向下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，故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时刻到达最高点，故D错误。 　（2026·福建三明期中）如图所示，倾斜索道与水平面夹角为37°，当载人车厢沿钢索匀加速向上运动时，车厢里的人对厢底的压力为其重力的1.6倍，那么车厢对人的摩擦力为其重力的（　　） A.1倍 B.0.8倍 C.0.75倍 D.1.33倍 解析：B　由于人对车厢底的正压力为其重力的1.6倍，所以在竖直方向上有FN－mg＝ma上，解得a上＝0.6g，设水平方向上的加速度为a水，则＝tan 37°＝，所以a水＝0.8g，对人受力分析，在水平方向上摩擦力作为合力产生加速度，即f＝ma水＝0.8mg，故B正确。 考点三　牛顿第三定律 知识速记 1.牛顿第三定律的内容 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.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关” （1）“三同”：①　大小　相同；②　性质　相同；③变化情况相同。 （2）“三异”：①　方向　不同；②　受力　物体不同；③产生的效果不同。 （3）“三无关”：①与物体的种类无关；②与物体的运动状态无关；③与物体是否和其他物体存在相互作用无关。 　如图所示，体育项目“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，是因为甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力吗？如果不是，请说明甲获胜的原因。 提示：不是。甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对作用力与反作用力，大小总是相等；甲获胜的原因是地面对甲的最大静摩擦力大于地面对乙的最大静摩擦力。 要点深化 作用力和反作用力与一对平衡力的比较 比较项目 作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 受力物体 作用在两个相互作用的物体上 作用在同一物体上 依赖关系 同时产生，同时消失 不一定同时产生、同时消失 不同点 叠加性 两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零 力的性质 一定是同性质的力 性质不一定相同 相同点 大小相等，方向相反，作用在同一条直线上 （2026·贵州铜仁期末）2025年5月30日，“我们的节日·端午”主题文化活动暨中国传统龙舟大赛在贵州铜仁碧江区大明边城龙舟基地开赛。来自全国各地的60支队伍在男子、女子传统划姿，自由划姿四大组别500米直道赛中展开激烈角逐，吸引数万人现场观赛。下列说法正确的是（　B　） A.船桨划水时，船桨对水的作用力小于水对船桨的作用力，所以龙舟能快速前进 B.选手们用力向后划水，水给船桨向前的作用力推动龙舟前进 C.龙舟在匀速前进时，船桨对水没有作用力，水也不对船桨产生作用力 D.龙舟加速前进时，船桨对水的作用力是龙舟前进的动力 解析：船桨划水时，船桨对水的作用力与水对船桨的作用力是一对相互作用力，等大反向，用力向后划水，水给船桨向前的作用力推动龙舟前进，故A错误，B正确；龙舟在匀速前进时，船桨与水之间仍然有相互作用力，对龙舟而言，所受推力和水对其的阻力平衡，它才匀速前进，故C错误；龙舟加速前进时，水对船桨的作用力推动龙舟前进，故D错误。 杂技是一种集技能、体能、娱乐性于一体的表演活动。如图所示为杂技“顶竿”表演，一人A站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人B以加速度a加速下滑时，竿对人A的压力大小为（已知重力加速度为g）（　A　） A.（M＋m）g－ma B.（M＋m）g C.（M＋m）g＋ma D.（M－m）g 解析：以B为研究对象，根据牛顿第二定律mg－f＝ma，再以竹竿为研究对象，可知FN＝Mg＋f＝（M＋m）g－ma，根据牛顿第三定律可知竿对A的压力大小为（M＋m）g－ma，故A正确。 1.（2026·湖北武汉期末）牛顿在伽利略和笛卡尔等人研究的基础上，总结出动力学的一条基本规律——牛顿第一定律，对于牛顿第一定律的得出和理解，下列说法正确的是（　　） A.要使一个物体运动，必须推它或拉它 B.牛顿第一定律对惯性参考系和非惯性参考系都是成立的 C.牛顿第一定律表明：物体只有在匀速直线运动状态或静止状态时才有惯性 D.牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的 解析：D　物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因，故A错误；牛顿第一定律对惯性参考系是成立的，对非惯性参考系是不成立的，故B错误；物体在任何情况下都具有惯性，故C错误；牛顿第一定律是在伽利略理想实验基础上总结出来的，故D正确。 2.（2026·河南洛阳联考）如图所示，汽车向前行驶时，会受到来自空气的阻力，阻力大小Fd＝ρv2SCd，其中ρ是空气的密度，v是汽车的行驶速度，S是迎风面积，Cd叫作风阻系数，Cd越小，汽车越节能。关于风阻系数Cd，下列说法正确的是（　　） A.Cd的单位是kg·m/s2 B.Cd的单位是m/s C.Cd的单位是m/s2 D.Cd没有单位 解析：D　根据阻力公式可知Cd＝＝＝2，所以Cd没有单位，故D正确。 3.★（2025·上海宝山二模）如图是我国一架第五代战斗机“歼-20”，演习中它正斜向上做匀加速直线运动，除了所受的重力以外，它还受到其他力的合力F，如图中F的示意图可能正确的是（　　） 解析：B　由题意可知，其它力的合力F与重力的总合力应与速度方向相同，结合所给选项，只有B正确。 4.（2025·甘肃高考3题）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：A　根据牛顿第二定律有F－mg＝ma，代入数据解得a＝ m/s2＝2 m/s2，故A正确。 5.★〔多选〕（2026·黑龙江哈尔滨期末）有一种感应飞行器，它的底部设置了感应装置，只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以通过手控感应飞行。如图所示，当飞行器在空中悬停时（　　） A.飞行器受到重力和空气作用力2个力的作用 B.空气对飞行器的作用力与手对飞行器的作用力是一对相互作用力 C.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 D.当飞行器向上加速运动时，空气对飞行器的作用力大于飞行器对空气的作用力 解析：AC　飞行器受到重力和空气对飞行器的作用力，即飞行器受到2个力的作用，根据平衡条件可知，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，故A、C正确；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，大小总是相等，故B、D错误。 6.（2026·贵州贵阳模拟）如图所示，一物块在水平力作用下沿光滑水平面运动，某段时间内力F保持作用点和大小不变，方向逆时针匀速旋转90°，此过程中物块始终没有离开地面，在力F旋转过程中，物块的加速度a随时间t变化的图像为（　　） 解析：B　据牛顿第二定律可得Fcos ωt＝ma，即a＝cos ωt，故B正确。 7.某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某段时间内，小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可能正确的是（　　） A.f一直大于G B.f一直小于G C.f先小于G，后大于G D.f先大于G，后小于G 解析：C　由图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小，可知铁质小圆盘的速度先增大后减小，以向下为正方向，即铁质小圆盘的加速度先正后负，根据牛顿第二定律可知f先小于G，后大于G，故C正确。 8.〔人教版必修第一册P98·T6改编〕〔多选〕如图所示，装满石块的货车在平直道路上行驶。货箱中石块B的质量为m，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A.货车匀速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力大小为0 B.货车匀速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力大小为mg C.货车以加速度a匀加速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力大小为ma D.货车以加速度a匀加速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力大小为m 解析：BD　货车匀速行驶时，与B接触的石块对它的作用力的合力与重力等大反向，选项A错误，B正确；货车以加速度a匀加速行驶时，石块B所受的合力为ma，则与B接触的石块对它的作用力的合力大小为F＝＝m，选项C错误，D正确。 9.（2026·浙江嘉兴期中）青岛是中国帆船运动的发源地，被誉为中国的“帆船之都”。如图，一艘帆船正在静止的水面上航行，帆船是靠风在帆船上产生的作用力而前进的。设风对帆面的作用力F垂直于帆面，它会分成两个分力F1、F2，F1沿着航向，F2垂直航向，其中F2会被很大的横向阻力平衡。若帆面与航向之间的夹角为30°，帆船总质量为m，帆船航行时还受沿着航向反方向的阻力，不计其他作用力。下列说法正确的是（　　） A.船前进的动力大小为F B.横向阻力大小为F C.船受到的合力大小为F D.若船沿着航向的反方向受到的阻力为F，则船的加速度大小为 解析：D　船前进的动力大小为F1＝Fsin 30°＝F，故A错误；横向阻力与F2平衡，而F2＝Fcos 30°＝F，所以横向阻力大小为F，故B错误；设帆船航行时所受的沿着航向反方向的阻力大小为f，船所受的合力大小为F合＝F1－f＝F－f，故C错误；若船沿着航向的反方向所受阻力为F，则船所受的合力大小为F合＝F－F＝F，则船的加速度大小为a＝＝，故D正确。 10.（2026·江苏南通期末）如图所示，某发射系统内有一矩形箱子，箱子内有一竖直放置的轻弹簧，弹簧上方有一物块P，箱子内上表面和下表面都装有压力传感器。 箱子静止时，上方传感器的读数F1＝10 N，下方传感器的读数F2＝20 N。 重力加速度g取10 m/s2。 （1）求P的质量m； （2）当系统在竖直方向运动时，上方传感器的读数F3＝5 N，求此时箱子的加速度a。 答案：（1）1 kg　 （2）5 m/s2，方向竖直向上 解析：（1）弹簧重力不计，木箱静止时，对弹簧和物块整体进行受力分析，受重力、上方传感器向下的压力F1'＝F1＝10 N，下方传感器向上的支持力F2'＝F2＝20 N， 根据平衡条件有mg＋F1'＝F2' 解得P的质量m＝1 kg。 （2）上表面传感器的读数F3＝5 N， 可知物块P上表面受到的压力为F3'＝F3＝5 N 而弹簧弹力不变，则下方传感器向上的支持力仍为20 N，对物块P由牛顿第二定律，有 F2'－（F3'＋mg）＝ma，解得a＝5 m/s2，方向竖直向上。 11.（2025·山东高考8题）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－μgcos θ－μgsin θcos θ B.gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin2θ C.gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin θcos θ D.gcos2θ－μgcos θ－μgsin2θ 解析：B　对建筑材料受力分析如图所示，由图1可知河堤对建筑材料的支持力FN＝mgcos θ，由图2可知挡板对建筑材料的支持力FN'＝mgsin2θ，所以对建筑材料，由牛顿第二定律有mgsin θcos θ－μFN－μFN'＝ma，解得建筑材料的加速度大小a＝gsin θcos θ－μgcos θ－μgsin2θ，B正确。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $