2027届高三物理一轮复习讲义：牛顿第一定律、牛顿第二定律

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、力与运动关系）、牛顿第二定律（加速度、单位制、两类动力学问题），按“概念规律-历史发展-应用方法”逻辑架构，通过考点梳理、方法指导、真题训练环节，帮助学生构建知识网络，突破理解难点。 讲义突出科学思维与模型建构，如例2通过劈形物体与光滑小球模型，引导学生分析瞬时运动状态培养科学推理能力。设置基础例题到综合应用题分层练习，配合答案解析即时反馈，助力学生高效掌握解题方法，提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰教学路径。

牛顿第一定律、牛顿第二定律 一、牛顿第一定律　惯性 1．牛顿第一定律：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。 意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律也叫惯性定律； ②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动状态的原因，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：物体具有的保持原来 匀速直线运动状态或静止状态的性质。（可以理解为是物体抵抗运动状态被改变的能力） (1)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。 (2)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无关。 3．伽利略的理想实验 (1)特点：实践操作(实验)＋逻辑推理(数学演算)。 (2)作用：提出力不是维持物体运动的原因（推翻了亚里士多德的观点）。 伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验，可以完美地解释物理学规律或理论。 4.笛卡尔的观点：若没有其他力的作用，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。 发展历程：亚里士多德、伽俐略、笛卡尔、牛顿。 例1、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( ) A．甲图中踩了香蕉皮摔倒是因为人的惯性变小了 B．乙图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 例2、如图所示，一个劈形物体M，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一光滑小球m，劈形物体从静止开始释放，则小球在碰到斜面前的运动轨迹是(　　) A．沿斜面向下的直线 B．竖直向下的直线 C．无规则曲线 D．抛物线 例3、做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子怎样运动? 二、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。 表达式：F＝ma （牛顿第二定律的另一种表达是动量定理：） 注：(1)因果性：有力就有加速度； (2)矢量性：加速度的方向与合力方向相同； (3)瞬时性：合力变，加速度也要变； (4)独立性：物体所受各力产生的加速度，互不干扰，而物体的实际加速度则是每一个力产生加速度的矢量和，分力和分加速度在各个方向上的分量关系，也遵循牛顿第二定律。 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：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。 3．两类动力学问题 (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)解决两类动力学基本问题的方法 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，具体逻辑关系如右图。 图1 图2 图3 图4 图1：光滑水平面上弹簧由压缩状态恢复原长过程弹簧对小球弹力减小，小球做加速度减小的加速运动。 图2：轻绳保持与竖直方向夹角为，则小球随小车有相同的加速度，向左减速或向右加速。 图3：小球由光滑斜面静止下滑，加速度为。 图4：小球相对光滑的斜面静止，则小球合力水平向右，与斜面有相同加速度。 例4、如图所示，一木块在光滑水平面上受到一恒力F作用而运动，前方固定一轻质弹簧，当木块接触弹簧后，下列判断正确的是(　　) A．木块将立即做匀减速直线运动 B．木块将立即做变减速直线运动 C．在弹簧弹力大小等于恒力F时，木块的速度最大 D．在弹簧处于最大压缩状态时，木块的加速度为零 例5、 (多选)一个质量为2 kg的物体，在5个共点力作用下处于平衡状态。现同时撤去大小分别为15 N和10 N的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体的运动的说法中正确的是(　　) A．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是5 m/s2 B．一定做匀变速运动，加速度大小可能等于重力加速度的大小 C．可能做匀减速直线运动，加速度大小可能是2.5 m/s2 D．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小是5 m/s2 例6、某校举行托球跑步比赛，赛道为水平直道。比赛时，某同学将球置于球拍中心，运动过程中球拍的倾角始终为θ且高度不变，质量为m的乒乓球位于球拍中心相对球拍保持静止，如图所示。已知球受到的空气阻力大小与其速度v的大小成正比且方向与v相反，不计乒乓球和球拍之间的摩擦，重力加速度为g，则( ) A．该同学刚开始运动时的加速度为gsin θ B．该同学先做匀加速运动后匀速运动 C．匀速运动时空气阻力大小为mgtan θ D．匀速运动时球拍对乒乓球的弹力为mgcos θ 例7、将一质量为m的小球靠近墙面竖直向上抛出，图甲是向上运动小球的频闪照片，图乙是下降时的频闪照片，O是运动过程中的最高点，甲、乙两次闪光频率相同，重力加速度为g，假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为(　　) A.mg　　　　 B.mg C.mg D.mg 例8、如图所示，在粗糙的水平路面上，一小车以v0＝4 m/s的速度向右匀速行驶，与此同时，在小车后方相距s0＝40 m处有一物体在水平向右的推力F＝20 N作用下，从静止开始做匀加速直线运动，当物体运动了x1＝25 m撤去力。已知物体与地面之间的动摩擦因数μ＝0.2，物体的质量m＝5 kg，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)在推力F作用下，物体运动的加速度a1的大小； (2)物体运动过程中与小车之间的最大距离； (3)物体刚停止运动时与小车的距离d。 例9、(加练)如图甲所示,工地电动物料运输车的左端有一个垂直底板的挡板。工人将空车从静止开始沿直线推到物料堆前,初始以加速度a1=0.5 m/s2做匀加速运动,经t1=8 s后做匀减速运动,再经过t2=4 s后刚好停在物料堆处。工人将一个质量m=20 kg的物料放在车上,保持车底板P与水平面间的夹角θ=37°向左推车,如图乙所示。物料受到的摩擦力不计。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)初始时空车到物料堆的距离; (2)放上物料后以a2=0.25 m/s2加速推车时，底板P对物料支持力的大小。 实战演练 1.安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为Δl1和Δl2、电流大小分别为I1和I2的平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为ΔF＝k。比例系数k的单位是( ) A．kg·m/(s2·A) B．kg·m/(s2·A2) C．kg·m2/(s3·A) D．kg·m2/(s3·A3) 2.(多选)如图，一名儿童光脚沿中间的滑梯表面，从底端缓慢走到顶端(脚底与滑梯不打滑)，然后又从顶端坐下来由静止滑下来，已知儿童的质量为m，滑梯与水平地面夹角为θ，儿童下滑时滑梯与儿童身体间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列判断正确的是( ) A．儿童向上走时所受摩擦力为mgsin θ，方向沿斜面向上 B．儿童向上走时所受摩擦力为μmgcos θ，方向沿斜面向上 C．儿童下滑时加速度为gsin θ－μgcos θ，方向沿斜面向下 D．儿童下滑时加速度为2gsin θ，方向沿斜面向下 3．(多选)如图所示，水平路面匀速行驶的卡车板面上的物体质量为m＝8 000 kg，它被一根水平方向上压缩了的弹簧顶住而静止在卡车上，这时弹簧的弹力为6 000 N。现因紧急事故对卡车施以制动力，使卡车开始减速运动，运动中加速度由零逐渐增大到1 m/s2，随即以1 m/s2大小的加速度做匀减速直线运动。以下说法中正确的是( ) A．物体与卡车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生变化 B．物体受到的摩擦力一直减小 C．当卡车加速度大小为0.75 m/s2时，物体不受摩擦力作用 D．卡车以1 m/s2的加速度向右做匀减速直线运动时，物体受到的摩擦力为8 000 N 4.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为和，，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（   ） A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力 5.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． 6.(多选)如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前（　　） A. P的加速度大小的最大值为 B. Q加速度大小的最大值为 C. P的位移大小一定大于Q的位移大小 D. P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小 7.图甲彩虹滑道是年轻人喜爱的项目,现将其简化为图乙所示。长为L1=14 m的水平直道AB和足够长的倾斜直道BC平滑连接,倾斜直道BC与水平地面的夹角为θ=37°。游客可以乘坐滑垫从最高的C处向下滑动,也可以从直道AB出发由同伴推着滑行,其中滑垫与水平直道和倾斜直道的动摩擦因数均为μ=0.5。周末小杨在郊区体验了该项目,小杨与滑垫(整体可视为质点,下文简称小杨)的总质量为m=50 kg,t=0时刻,小杨从C处静止滑下,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)求小杨在倾斜直道BC下滑过程中的加速度a1的大小; (2)现小杨静止在A处,多位同伴以恒力F=400 N推动他向B处滑行,当推至距B为L2=3 m处松手,求小杨滑到B处的速度大小vB; (3)在第(2)题的基础上,求小杨在斜面上滑动的总时间t。(结果可保留根号) 答案 例1、C 例2、B 例3、向左 例4、C 例5、BC 例6、C 例7、C 例8、(1)2 m/s2　(2)44 m　(3)30 m 例9、(1)24 m　(2)163 N 实战演练 1.B 2.AC 3.AC 4.B 5.A 6.AD 7.(1)2 m/s2 (2)6 m/s (3)0.6(1+) s 1 学科网（北京）股份有限公司 $