第3章 第1讲 牛顿运动定律的理解(Word教参)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习

该高中物理讲义聚焦牛顿运动定律高考核心考点，涵盖惯性、牛顿三定律及单位制，按基础落实、综合融通、实验探究分层架构知识体系。通过课前基础梳理、微点判断纠偏、课堂逐点突破，结合题点全练与精要点拨，系统构建复习路径，针对性突破理解难点。 资料以科学思维培养为核心，创新采用考教衔接策略，如牛顿第二定律应用中对比教材习题与北京高考题，强化知识迁移能力。设计伽利略理想实验逻辑推理、作用力与反作用力对比分析等活动，助力学生高效形成物理观念，为教师把控复习节奏提供清晰教学指引。

第三章 牛顿运动定律 大单元分层教学设计 基础落实课 第1讲　牛顿运动定律的理解 第2讲　牛顿第二定律的基本应用 综合融通课 第3讲　牛顿运动定律的综合应用(一) 第4讲　牛顿运动定律的综合应用(二) 实验探究课 第5讲　探究加速度与物体受力、物体质量的关系 第1讲　牛顿运动定律的理解(基础落实课) 课前基础先行 一、惯性 1.定义:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 2.普遍性:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的固有属性,与物体的运动情况和受力情况无关。 3.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。 二、牛顿运动定律 定律 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 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 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 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 公式 — F=ma F=-F' 联系 牛顿的三个运动定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律是以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出的 三、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。力学中的基本量有三个,它们分别是质量、长度和时间,它们的国际单位分别是kg、m和s。 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。 微点判断 1.(鲁科必修1P123T4·改编)判断下列说法的正误: ①“强弩之末,势不能穿鲁缟”,是因为强弩的惯性减小了。 (×) ②货运列车在有些车站加挂车厢,这会增大它的惯性。 (√) 2.(教科必修1P104T5·选摘)推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需要的力大,所以静止的物体惯性大。 (×) 3.物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态。 (√) 4.火车头拉车厢的力一定大于车厢拉火车头的力。 (×) 5.(粤教必修1P107T1·改编)判断下列说法的正误: ①物体受到的合外力越大,其速度越大。 (×) ②物体受到的合外力越大,其加速度越大。 (√) ③物体在合外力作用下做匀加速直线运动,当合外力逐渐减小时,物体的速度逐渐减小。 (×) 6.功的单位是焦耳(J),1 J=1 kg·m2·s-2。 (√) 课堂逐点清(一)　牛顿第一定律 |题|点|全|练| 1.[伽利略理想实验](2025·辽宁鞍山三模)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.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 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.“如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象 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:选D　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错误;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;由于没有绝对光滑的轨道,故“如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验观察不到的现象,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是揭示现象本质的重要研究方法之一,故D正确。 2.[牛顿第一定律](多选)下列对牛顿第一定律的理解正确的是 (　　) A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律 B.不受外力作用时,物体的运动状态保持不变 C.在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于没有外力维持木块运动 D.奔跑的运动员,由于遇到障碍而被绊倒,这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态 解析:选ABD　牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律,总保持匀速直线运动状态或静止状态,A、B正确;牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系,力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因,C错误,D正确。 3.[对惯性的理解](2025·河南开封模拟)《考工记》中有“马力既竭,辀犹能一取焉”的记载,描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是 (　　) A.马对车施力停止后车继续前行是因为受到马的惯性作用 B.马对车施力停止后车继续前行是因为车具有惯性 C.车的惯性随速度增大而减小 D.此现象说明力是维持物体运动状态的原因 解析:选B　题中描述的是惯性现象,马对车施力停止后车继续前行,是因为车具有保持原有运动状态的特性,即惯性,故A错误,B正确;惯性只与质量有关,与速度无关,故C错误;力是改变物体运动状态的原因,故D错误。 |精|要|点|拨| 1.对牛顿第一定律的理解 (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。 (2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。 2.对惯性的认识:惯性是物体保持原来运动状态的性质,与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关,物体的惯性只与其质量有关,物体的质量越大其惯性越大。 3.惯性的两种表现形式 保持“原状” 物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动) 反抗改变 物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变 课堂逐点清(二)　牛顿第二定律 |题|点|全|练| 1.[合力、加速度、速度之间的决定关系] (多选)如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的全过程中,下列说法中正确的是 (　　) A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的速度先增大后减小 D.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的加速度先减小后增大 解析:选CD　根据牛顿第二定律可知,小球的加速度大小和方向取决于小球受到的合力。从小球接触弹簧至到达最低点,弹簧弹力从零开始逐渐增大,而小球的重力不变,所以刚接触弹簧时小球受到的合力方向向下,合力逐渐减小,因此小球的加速度逐渐减小;当小球所受的弹簧弹力和重力大小相等时,小球受到的合力为零,加速度减小为零,此时小球的速度最大;此后小球继续下落,弹簧弹力继续增大,小球受到的合力方向向上,合力逐渐增大,因此小球的加速度方向向上,加速度逐渐增大,速度减小;当速度减小为零时,小球停止下落,故A、B错误,C、D正确。 2.[对牛顿第二定律的简单理解] 关于牛顿第二定律,下列说法正确的是 (　　) A.牛顿第二定律的表达式F=ma是矢量式,a与F方向可以不相同 B.在公式F=ma中,a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的代数和 C.某一瞬间的加速度,仅由这一瞬间的外力决定,而与这一瞬间之前或之后的外力无关 D.物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同 解析:选C　牛顿第二定律的表达式F=ma是矢量式,加速度a与F方向始终相同,故A错误;在公式F=ma中,若F为合力,则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和,故B错误;根据牛顿第二定律的瞬时性,加速度仅由该时刻的力决定,与之前或之后的力无关,故C正确;物体的运动方向(速度方向)与加速度方向可能不同(如减速运动),而加速度方向与合力方向一致,因此运动方向不一定与合力方向相同,故D错误。 3.[牛顿第二定律的简单应用] 3-1.(人教版教材必修1,P113T4)如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.0×103 kg,其推进器的平均推力F为900 N,在飞船与空间站对接后,推进器工作5 s内,测出飞船和空间站的速度变化是0.05 m/s,求空间站的质量。 解析:飞船和空间站整体的加速度 a===0.01 m/s2 由牛顿第二定律可得F=(M+m)a 可知空间站的质量为M=-m= kg-3.0×103 kg=8.7×104 kg。 答案:8.7×104 kg 3-2.(2024·北京高考)如图所示,飞船与空间站对接后,在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M,则飞船和空间站之间的作用力大小为 (　　) A.F B.F C.F D.F 解析:选A　根据题意,对整体应用牛顿第二定律有F=(M+m)a,对空间站应用牛顿第二定律有F'=Ma,联立两式可得飞船和空间站之间的作用力F'=F,故选A。 |考|教|衔|接| 　　人教版教材中的练习题与2024年北京高考题均考查了牛顿第二定律的简单应用,且教材练习题与高考题命题情境相同,高考题是已知质量求相互作用力,而教材练习题是已知速度变化求质量,学通教材,灵活应用。 |精|要|点|拨| 1.牛顿第二定律的五个特性 2.合力、加速度、速度之间的决定关系 (1)不管速度是大是小或是零,只要合力不为零,物体都有加速度。 (2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。 (3)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。 3.分析物体运动性质时的三点提醒 (1)分析物体的运动性质,要从受力分析入手,先求合力,然后根据牛顿第二定律分析加速度的变化。 (2)速度增大或减小取决于加速度和速度方向间的关系,和加速度的大小没有关系。 (3)加速度如何变化取决于物体的质量和合外力,与物体的速度没有关系。 课堂逐点清(三)　牛顿第三定律 细作1　作用力和反作用力与一对平衡力的区别 1.如图所示为一旅客拖动行李箱在水平地面上沿直线匀加速前进的示意图,已知旅客对行李箱的拉力斜向右上方,则下列说法正确的是 (　　) A.地面对行李箱的支持力等于行李箱的重力 B.旅客对行李箱的拉力大于行李箱对旅客的拉力 C.地面对旅客的支持力大于旅客的重力 D.地面对行李箱的支持力与行李箱对地面的压力是一对平衡力 解析:选C　对行李箱受力分析,旅客对行李箱的拉力有竖直向上的分力,所以地面对行李箱的支持力小于行李箱的重力,A错误;旅客对行李箱的拉力与行李箱对旅客的拉力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,B错误;对旅客受力分析,行李箱对旅客的拉力有竖直向下的分力,故地面对旅客的支持力大于旅客的重力,C正确;地面对行李箱的支持力与行李箱对地面的压力是一对相互作用力,D错误。 一点一过　作用力和反作用力与一对平衡力的区别 　　名称 项目　　 作用力和反作用力 一对平衡力 作用对象 两个相互作用的不同物体 同一个物体 作用时间 一定同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失 力的性质 一定相同 不一定相同 作用效果 不可抵消 可相互抵消 细作2　牛顿第三定律的应用 2.如图所示,大圆环质量为m0,经过环心的竖直钢丝(质量不计)上套有一质量为m的橡皮球,现让橡皮球沿钢丝以一定的初速度v0竖直向上运动,大圆环恰好对地面无压力,重力加速度为g,则橡皮球上升过程中 (　　) A.钢丝对橡皮球的摩擦力为m0g,方向竖直向上 B.钢丝对橡皮球的摩擦力为0 C.橡皮球的加速度大小为g D.橡皮球的加速度大小为g 解析:选D　大圆环恰好对地面无压力,由牛顿第三定律可知,地面对大圆环无支持力,大圆环受力平衡,所以橡皮球对钢丝的摩擦力大小F=m0g,方向竖直向上,由牛顿第三定律可知,钢丝对橡皮球的摩擦力大小F'=F=m0g,方向竖直向下,A、B错误。对橡皮球受力分析,由牛顿第二定律有F'+mg=ma,解得橡皮球的加速度大小a=g,故D正确,C错误。 一点一过　利用牛顿第三定律转换研究对象 　　如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力,然后根据牛顿第三定律得到压力的大小和方向。求摩擦力时也可以用此种方法转换研究对象。 课堂逐点清(四)　力学单位制 |题|点|全|练| 1.[对单位制的理解](2025·辽宁期末)我国的《墨经》中提到“力,形之所以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因,力的单位用国际单位制的基本单位符号表示为 (　　) A.kg·m/s B.kg·m/s2 C.kg·m2/s2 D.N 解析:选B　根据牛顿第二定律的表达式F=ma,可知1 N=1 kg·m/s2,力的单位用国际单位制的基本单位符号表示为kg·m/s2,故A错误,B正确;根据功的表达式W=F·x,可知kg·m2/s2是功的单位,故C错误;N是力的单位但不是基本单位,故D错误。 2.[单位制的应用]飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。圆盘形飞轮存储的能量与其质量、半径、角速度的关系为E=mRkωn,k、n为常数。在飞轮厚度、材料、角速度均不变的情况下,飞轮储存的能量E与飞轮半径R的关系为 (　　) A.E∝R B.E∝R2 C.E∝R3 D.E∝R4 解析:选D　能量的单位为kg·m2·s-2,质量的单位为kg,半径的单位为m,角速度的单位为s-1,由公式E=mRkωn,可得kg·mk·s-n=kg·m2·s-2,解得k=2,n=2,在飞轮厚度、材料、角速度均不变时,飞轮的质量m=ρV=ρSh=πR2ρh,代入E=mR2ω2,可得E=πR4ρhω2,故选D。 |精|要|点|拨| 1.国际单位制中的七个基本物理量和基本单位 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克(公斤) kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n,(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I,(Iv) 坎[德拉] cd 2.两点提醒 (1)应用物理公式解题时,要把各物理量的单位统一到同一单位制,一般统一为国际单位制。 (2)物理公式中,有些比例系数有单位,例如公式F=kx中的k,有些比例系数无单位,例如公式Ff=μFN中的μ。 11 / 74 $