第3章 第1讲 牛顿运动定律（Word习题）-【满分思维】2027年高考一轮总复习讲义·物理（江苏专版）

该高中物理讲义聚焦牛顿运动定律核心考点，按牛顿第一定律（惯性）、第二定律（力与运动定量关系）、第三定律（相互作用）逻辑递进架构知识，通过考点梳理、典例精讲（如伽利略理想实验、碗中水洒出分析）、真题训练（2025年多地期中题）系统教学，助力学生突破运动和力关系难点。 资料以科学思维和模型建构为特色，如通过环沿杆加速案例引导受力分析建模，结合生活情境题（手机测地铁加速度）培养科学探究能力。设置基础到综合分层练习，确保高效复习，为教师把控节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第三章　运动和力的关系 第1讲　牛顿运动定律 考点一　牛顿第一定律 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，直到有外力迫使它改变这种状态为止． (2) 意义：指出了力不是维持物体__运动状态__的原因，而是产生__加速度__的原因；指出了一切物体都具有惯性． (3) 伽利略理想实验是牛顿第一定律的基础． 2．惯性：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质． (1) 惯性是物体的__固有__属性，与物体是否受力及运动状态__无关__． (2) 质量是惯性大小的量度，质量大的物体惯性__大__，质量小的物体惯性__小__． (3) 当物体不受力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态；当物体所受合外力不为零时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度． 典例1　(2025·无锡高三期中)伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是(　A　) A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 【解析】 从实验中小球的三种运动情况可以得到，斜面的阻力越小，小球上升的位置越高，根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是：如果不受阻力，小球就会上升到与O点等高的位置，A符合题意；其他选项都不是由该实验直接得到的，需要进一步推理或其他实验验证，B、C、D不符合题意． 典例2　在水平的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，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动，下列说法中正确的是(　D　) A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向右加速 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D正确． 考点二　牛顿第二定律 1．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__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__． (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__静止__或做__匀速直线运动__的参考系． ② 牛顿第二定律只适用于__宏观__物体(相对于分子、原子等)、__低速__运动(远小于光速)的情况． 2．牛顿第二定律的性质 3．对加速度两个表达式的理解 (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∝． 典例3　关于速度、加速度和合外力之间的关系，下列说法中正确的是(　A　) A．做匀变速直线运动的物体，它所受合外力是恒定不变的 B．做匀变速直线运动的物体，它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上C．物体受到的合外力增大时，物体的运动速度一定加快 D．物体所受合外力为零时，一定处于静止状态 【解析】 做匀变速直线运动的物体，加速度恒定不变，由牛顿第二定律知，它所受合外力是恒定不变的，且加速度与合外力方向相同，与速度方向在同一直线上，但不一定在同一方向上，故A正确，B错误；物体受到的合外力增大时，加速度一定增大，物体的运动速度变化一定加快，而速度不一定加快，故C错误；物体所受合外力为零时，物体的加速度一定等于零，速度不一定为零，故D错误． 典例4　(2025·苏州高三期中)某同学想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端系上一支圆珠笔，细绳的上端用胶布临时固定在地铁的竖直扶手上．在地铁启动后的某段稳定加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片，如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直．若要根据这张照片估算此时地铁的加速度，只需要测量(　C　) A．圆珠笔的质量 B．绳子的长度 C．绳子和竖直方向的夹角 D．绳子下端到竖直扶手的距离 【解析】 对笔受力分析，设细绳与竖直方向的夹角为θ，由牛顿第二定律得mg tan θ＝ma，即a＝g tan θ，则若要根据这张照片估算此时地铁的加速度，只需要测量绳子和竖直方向的夹角，故C正确． 考点三　牛顿第三定律 1．牛顿第三定律：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′ 3．作用力和反作用力的关系 4．一对平衡力与作用力和反作用力的比较 名称项目 一对平衡力 作用力和反作用力 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 典例5　(2025·扬州七校第一次联考)如图所示，一黑板擦因磁力作用被吸附在竖直黑板上处于静止状态，则黑板擦(　A　) A．受到的摩擦力等于自身重力 B．受到的摩擦力与自身重力是一对相互作用力 C．对黑板的压力大于黑板对黑板擦的支持力 D．对黑板的压力与黑板对黑板擦的支持力是一对平衡力 【解析】 黑板擦受到的摩擦力与自身重力是一对平衡力，所以受到的摩擦力等于自身重力，故A正确，B错误；黑板擦对黑板的压力与黑板对黑板擦的支持力是一对相互作用力，大小相等，故C、D错误． 典例6　(2025·扬州中学)如图所示，一个箱子静止放置在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，箱与杆的总质量为M.一个套在杆上的环正沿杆向下加速运动，加速度大小为a，已知环的质量为m，重力加速度为g，则此时(　B　) A．环受到竖直杆的摩擦力方向向下 B．环受到竖直杆的摩擦力大小为mg－ma C．箱子对地面的压力大小为(M＋m)g D．箱子对地面的压力大小大于(M＋m)g 【解析】 环受到竖直杆的摩擦力方向与相对运动方向相反，所以环受到竖直杆的摩擦力方向向上，故A错误；对环分析可知mg－f＝ma，解得f＝mg－ma，故B正确；取箱子为研究对象，它受向下的重力Mg、环给它向下的摩擦力f′和地面对它的支持力FN三个力的作用而平衡，则FN＝Mg＋f′，由牛顿第三定律知，箱子对地面的压力大小F′N＝FN＝Mg＋mg－ma，故C、D错误． 1．(2026·扬州中学期初)若用国际单位制基本单位的符号来表示弹簧劲度系数的单位，则正确的是(　D　) A．m/N B．kg/m C．kg/s D．kg/s2 【解析】 根据胡克定律与牛顿第二定律有F＝kΔx，F＝ma，解得k＝，根据单位运算可知，若用国际单位制基本单位的符号来表示弹簧劲度系数的单位为kg/s2，故选D． 2．(2026·高邮期初)如图所示，猴子吊在空中不动，下列说法中正确的是(　B　) A．树枝对猴子的支持力一定竖直向上 B．猴子受重力G、树枝对它的作用力F C．树枝对它的拉力F和猴子自身的重力G是一对相互作用力 D．当猴子用力向下拉动树枝时，猴子对树枝的力大于树枝对猴子的力 【解析】 树枝对猴子的支持力垂直于接触面，不一定竖直向上，故A错误；猴子受到树枝对它的拉力与自身的重力，静止在空中，合力为零，根据平衡力的特点，得猴子受到树枝的作用力与重力是一对平衡力，故B正确，C错误；根据牛顿第三定律得，树枝对猴子的拉力与猴子对树枝的拉力是一对作用力与反作用力，大小相等，故D错误． 3．我国高铁列车在运行过程中十分平稳．某高铁列车沿直线匀加速启动时，车厢内水平桌面上水杯内的水面形状可能是(　B　) 【解析】 当高铁列车沿直线向右匀加速启动时，由于惯性，水保持原来的运动状态，水相对于水杯会向左偏移，故水面形状接近B图，故B正确． 4．(2025·无锡高三期中)某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，列车在平直轨道行驶过程中，细线偏过一定角度并相对车厢保持静止，如图所示．则列车(　B　) A．匀速运动 B．匀变速运动 C．向左运动 D．向右运动 【解析】 小球受竖直向下的重力和沿着绳子斜向右上方的拉力，则根据平行四边形定则可知，小球所受合外力一定向右，加速度一定向右，而小球与小车保持相对静止， 且小车在水平方向运动，因此可知小车做加速度向右的匀变速运动，所以小车可能向右做匀加速运动，也可能向左做匀减速运动，故B正确． 配套热练 一、 选择题 1．(2025·扬州期末)春秋时期齐国人的著作《考工记·辀人篇》中有“劝登马力，马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离．该现象说明(　A　) A．车有惯性 B．车的惯性在变小 C．车的惯性在变大 D．摩擦力改变了车的惯性 【解析】 马拉车的时候，马虽然对车不再施力了，但车还能继续向前运动一段距离．该现象说明车有惯性，故A正确；惯性只由质量决定，与受力无关，车的质量不变，惯性不变，故B、C、D错误． 2．(2025·盐城八校期初联考)圆柱形弹簧的劲度系数k与弹簧处于原长时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k＝Y，其中Y是一个由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量．在国际单位制中，杨氏模量Y的单位可表示为(　A　) A．N/m2 B．N·m2 C．N D．N/m 【解析】 根据k＝Y，可得Y＝，则Y的单位是＝N/m2，故A正确． 3．(2025·甘肃卷)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(取g＝10 m/s2)(　A　) A．2 m/s2 B．4 m/s2 C．6 m/s2 D．12 m/s2 【解析】 根据题意，由牛顿第二定律有F－mg＝ma，代入数据解得a＝ m/s2＝2 m/s2，故选A． 4．在研究运动和力的关系时，伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图所示).以下为他的设想步骤：①两个对接的斜面，静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面．②如果没有摩擦，小球将上升到原来释放的高度．③减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然会达到原来的高度．④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球会沿水平面做持续的匀速运动．通过对这个实验的分析，我们可以得到的最直接的结论是(　B　) A．自然界的一切物体都具有惯性 B．光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力 C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 【解析】 伽利略的理想斜面实验只能说明小球具有惯性，推广到一切物体的是牛顿，A错误；伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因，即光滑水平面上运动的小球，运动状态的维持并不需要外力，B正确；如果小球受到平衡力的作用，它的运动状态不发生改变，C错误；小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小，这是牛顿第二定律的内容，D错误． 5．如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A推B时(　A　) A．A与B之间有相互作用力 B．A对B的作用在先，B对A的作用在后 C．B对A的作用力小于A对B的作用力大小 D．A对B的作用力和B对A的作用力是一对平衡力 【解析】 A推B时，A与B之间有相互作用力，是一对作用力与反作用力，作用力与反作用力同时产生，大小相等，A正确，B、C、D错误． 6．(2026·宝应期初)如图所示为无人机给工人运送零件的示意图，某次运送过程中的一段时间内，无人机向左水平飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对于无人机静止，轻绳与竖直方向成一定角度．忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内(　B　) A．无人机做匀速运动 B．无人机做加速运动 C．零件的惯性逐渐变大 D．零件所受合外力为零 【解析】 由题意知零件沿水平方向向左做直线运动，根据平行四边形定则，可知零件所受重力及绳子拉力的合力水平向左，故零件加速度方向水平向左，则零件水平向左做加速直线运动，由于零件相对于无人机静止，可知无人机与零件一起做加速运动，故A、D错误，B正确；零件质量不变，惯性不变，故C错误． 7．如图所示，在一辆表面光滑的小车上，有质量分别为 m1、m2的两个小球(m1＞m2)随车一起匀速运动．当车停止时，如不考虑其他阻力，设车足够长，则两个小球(　B　) A．一定相碰 B．一定不相碰 C．不一定相碰 D．难以确定是否相碰，因为不知小车的运动方向 【解析】 两个小球放在光滑的小车表面上，又不考虑其他阻力，故水平方向不受外力，由牛顿第一定律可知两小球仍然以相同的速度做匀速直线运动，永远不相碰，B正确． 8．一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断，例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性．举例如下：声音在空气中的传播速度v与空气的密度ρ、压强p有关，下列速度表达式中，k为比例系数，无单位，则这四个表达式中可能正确的是(　B　) A．v＝ B．v＝ C．v＝ D．v＝ 【解析】 速度的单位是 m/s，密度的单位是 kg/m3，压强的单位是kg/(m·s2)，所以的单位是m2/s2，的单位是m/s，的单位是s/m，的单位是kg/(m2·s)，故B正确，A、C、D错误． 9．(2025·海安期初)一重物固定在动滑轮上，绳子穿过动滑轮将重物悬挂在车厢中，车厢向左匀加速运动，下列情景可能的是(　A　) 　　　　　　 A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D 【解析】 车厢向左匀加速运动，可知重物受合外力水平向左，滑轮两边绳子的拉力相等，令左侧绳子与水平方向的夹角为α，右侧绳子与水平方向的夹角为β，则合力为F＝T cos α－T cos β.图A中水平方向物块受合外力向左；图B中水平方向物块受合外力向右；图C中物块受合力为零；图D中物块水平方向受合力向右，故A正确，B、C、D错误． 10．(2025·无锡期末)如图所示，一辆货车运载着完全相同的圆柱形光滑空油桶．在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶C，自由地摆放在桶A、B之间．所有油桶和汽车一起保持静止，A对C的支持力大小为F1，B对C的支持力大小为F2.当汽车以某一加速度向左加速时，A对C的支持力大小为F3，B对C的支持力大小为F4，则(　C　) A．F2＞F1 B．F3＞F1 C．F2＜F4 D．F4＜F3 【解析】 所有油桶和汽车一起保持静止时，以C为研究对象，其受力如图甲所示，根据对称性可得F1＝F2，根据平衡条件可得2F1cos θ＝mg，可得F1＝F2＝，当汽车以某一加速度向左加速时，对油桶C受力分析如图乙所示，根据牛顿第二定律有F4sin θ－F3sin θ＝ma，竖直方向根据平衡条件可得F4cos θ＋F3cos θ＝mg，可得F4＞F3，F4＞，F3＜，综上分析可得F3＜F1＝F2＜F4，故选C． 　 11．(2025·山东卷)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(　B　) A．g sin2θ－μg cosθ－μg sin θcos θ B．g sin θcos θ－μg cos θ－μg sin2θ C．g sin θcos θ－μg cos θ－μg sin θcos θ D．g cos2θ－μg cosθ－μg sin2θ 【解析】根据牛顿第二定律mg sin θcos θ－μmg cos θ－μmg sin θsin θ＝ma，可得a＝g sin θcos θ－μg cos θ－μg sin2θ，故选B． 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