3.1 牛顿运动定律的理解 课件-2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦牛顿运动定律专题，依据高考评价体系梳理了惯性理解、加速度计算、瞬时问题分析等核心考点，通过2024-2026年多省真题分布表明确牛顿第二定律应用占比最高，归纳出选择、填空等常考题型，构建完整知识网络。 课件亮点在于“真题溯源+模型突破+素养提升”策略，如以2024湖南卷瞬时加速度题为例，运用科学思维中的模型建构方法解析轻绳与弹簧突变差异，培养学生运动和相互作用观念。特设易错点警示与答题模板，助力学生掌握解题技巧，教师可据此精准复习，提升备考效率。

问题导入 运动描述 怎样运动？ 文字描述 如:速度 加速度.... 公式描述 x＝v0t＋at2 图像描述 为啥这样？ 原因分析 牛顿运动定律 （力与运动） 力 力的概念 常见的力 力的运算 前提 万事俱备只欠东风 牛顿第一定律 牛顿第二定律 牛顿第三定律 具体了解 理想斜面实验 小车突然向右运动时，两球的运动状况？ （以小车为参考系） 完成一个小目标，需要一个大智慧！ 授课教师：李长青 人教版(2019)必修 一 　3.1 牛顿运动定律的理解 好学深思 · 厚积薄发 学习目标 1.理解惯性的本质及牛顿第一定律的内容。 2.掌握牛顿第二定律的内容及公式，能够应用牛顿第二定律解决问题， 会用牛顿第二定律分析物体的瞬时加速度问题。 3.了解单位制，并知道国际单位制中的七个基本单位，会用国际单位制检查结果表达式是否正确。 3 核心考点 2026年 2025年 2024年 牛顿第一定律内容及理解   2025•河南   牛顿第二定律的理解及应用 2026•黑吉辽蒙卷、2026•云南、 2026•浙江（2题）、2026•陕晋青宁卷、 2025•浙江、2025•甘肃（2题）、2025•北京（2题）、2025•湖南、2025•江苏、2025•山东、2025•浙江、2025•四川、2025•广西、2025•安徽 2024•天津、2024•贵州、2024•重庆、2024•浙江、2024•海南、2024•北京（2题）、2024•安徽（2题）、2024•安徽、2024•湖南、2024•全国甲卷 考情分析   题型与考向：本讲内容属于高中物理力学体系的绝对核心与基石，属于必考且高频内容。考情权重极高，统领力学体系：牛顿运动定律（尤其是第二定律）是连接受力分析与运动状态变化的桥梁，是解决动力学问题的总纲领。几乎所有力学计算题、绝大部分电磁学计算题（涉及带电粒子/导体棒在复合场中的运动）都需要用到牛顿第二定律。考查形式全面，选择题与计算题并重 情境与立意： 1. 生产生活与体育运动：汽车刹车/启动；电梯升降；跳台滑雪；蹦极；跳水； 2. 航天与太空探索：太空失重；火箭发射；空间站中测质量 3. 历史与科学发展：伽利略斜面实验；牛顿运动定律的建立过程；理想实验 复习回顾 匀速直线 静止 保持 无关 作用力 质量 作用力 ma 学习任务一：牛顿第一定律 1.内容：一切物体总保持静止或匀速直线运动状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2.理解： （1）前半句：揭示了物体的固有性质——惯性 ①什么是惯性？ 物体总保持静止或匀速直线运动的性质。 ②一切物体均有惯性。 惯性的大小仅与物体质量有关，质量越大，惯性就越大。 （2）后半句：说明了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 【例1】伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图(a)、图(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是(　　) 学习任务评价一 A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间的测量更容易 C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成 D．图(b)中的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 B 7 【真题】（2017上海）一碗水置于火车车厢内的水平桌面上．当火车向右做匀减速运动时，水面形状接近于图(　　) 【深化总结】狭路相逢勇者胜！（空间有限时，谁强谁就占主导地位） 单位体积的水比空气质量更大，则惯性更大，则保持原状态的能力更强 问题：碗中的空气有质量么，它有惯性么，那它为啥不往前冲？ A 学习任务二： 牛顿第二定律的理解 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： 3.牛顿第二定律的六个性质 a、F永不分离 5.牛顿第二定律在动力学中应用的基本理念 （1）物体处于静止或匀速直线运动 ——平衡理念 受力分析 正交分解（合成） 写力学等式 （2）物体处于加速或减速直线运动 ——非平衡理念 受力分析 正交分解（合成） 求合力，算加速度 (来自教材改编)某同学为研究雨滴下落的规律查阅资料，了解到：较大的雨滴，其运动模型可看成是1 000 m高空的物体在有空气阻力的空间中由静止开始下落的运动，落地速度为4 m/s。请分析雨滴下落的运动过程，描述雨滴下落过程中速度和加速度的变化，并定性作出雨滴下落的v-t图像(设空气阻力与速度大小成正比)。 讨论交流 答案　雨滴先加速下落，速度变大，所受空气阻力变大，由牛顿第二定律mg-kv=ma知，雨滴的加速度减小，当雨滴所受的空气阻力与重力大小相等时，加速度为零，雨滴匀速下落。其下落的v-t图像如图所示。 BC 学习任务评价二 变式练：如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平面上，一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(在弹性限度内)，不计空气阻力。则（ ） A.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的加速度不断增大 B.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度先增大后减小 C.从接触弹簧到运动至最低点的过程中，小球的速度逐渐减小直至为零 D.小球在最低点时所受的弹力大小等于其所受的重力大小 B 矢量性——a与F方向相同 D (1)作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都满足 F＝ma. (2)物体的实际加速度等于每个力产生的加速度的矢量和． (3)分力和加速度在各个方向上对应的分量也满足F＝ma， 即Fx＝max，Fy＝may. 独立性 【例4】如图所示，一个劈形物体A，各面均光滑，放在固定的斜面上，上表面呈水平，在水平面上放一个小球B，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．可能为图中箭头所示的直线 D．为一曲线 B C 学习任务三：牛顿第二定律的瞬时性问题 A 学习任务评价三 求解瞬时加速度问题的一般思路 返回 A BC 学习任务四：单位制 1.单位制：______单位和______单位一起组成了单位制。 2.基本单位：基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是______、 ______、 ______，基本单位分别是______、 ______、 ______。 3.导出单位：由基本量根据_________推导出来的其他物理量的单位。 基本 导出 长度 质量 时间 米 千克 秒 物理关系 4.国际单位制的基本单位 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 【例6】(2025·辽宁葫芦岛市一模)汽车行驶时受到空气的阻力因素主要包括空气的密度ρ，汽车的行驶速度v，迎风面积S，风阻系数Cd，阻力大小 f = ρv 2SCd，其中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 没有单位 B.Cd 的单位是m/s C.Cd 的单位是m/s2 D.Cd 的单位是kg·m/s2 　　　根据题意可得Cd=，根据力学单位制有=1， 即Cd 没有单位。故选A。 A 学习任务评价四 真题感悟 A B （2025·四川·高考真题）（多选）若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c 和d 表示，则下列各式可能表示能量的是（    ） A． B． C． D． AC 课堂小结 600 mg T2 T1 mg T2 T1 T2 g a= T1/ =mgcos600 g/2 a= mgsin600 gsin600 a= 一、牛一： 物体不受力保持匀速或静止, 二、牛二： 三、牛三: 作与反作用力等大反向共线。 受力则改变运动状态（V）。 保持原有状态的性质叫惯性。 惯性由m决定。 与运动状态无关。 同生同灭同性质、 实验定律 实验定律 经验定律 a= = 四、牛顿定律的理解: ①瞬时突变模型 ②超失重模型 【1】(多选)(来自教材改编)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 课堂练习 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。 【2】(2025·山西晋城市三模)如图所示，在升降电梯内固定一倾角为θ的光滑斜面，将质量为m的光滑小球置于斜面和一个光滑竖直固定挡板之间。电梯在快要到达地面时，以大小为a的加速度沿竖直方向做匀减速直线运动，重力加速度大小为g，关于此过程，下列说法正确的是（ ） A.小球受到斜面的支持力大小为 B.小球受到斜面的支持力大小为 C.小球受到挡板的支持力大小为 D.小球受到挡板的支持力大小为(mg+ma)tan θ √ D 　　　电梯具有竖直向上的加速度a，对小球受力分析，如图，根据平衡条件及牛顿第二定律有F1=F2sin θ， F2cos θ-mg=ma， 解得F2=，F1=(mg+ma)tan θ，故选D。 【3】(八省联考·陕西·)如图，质量均为m的两个相同小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳L1、L2固定，处于静止状态，L1水平，L2与竖直方向的夹角为60°，重力加速度大小为g。则（ ） A.L1的拉力大小为mg B.L2的拉力大小为3mg C.若剪断L1，该瞬间小球甲的加速度大小为g D.若剪断L1，该瞬间小球乙的加速度大小为g C 　　　对甲、乙整体受力分析可知， L1的拉力大小为FT1=2mgtan 60°=2mg L2的拉力大小为FT2==4mg 选项A、B错误； 剪断L1瞬间，弹簧的弹力不变，则小球乙受的合外力仍为零，加速度为零；对小球甲受力分析，F合=2mgsin 60°=mg 由牛顿第二定律可知加速度a==g 选项C正确，D错误。 【4】.(多选)(来自教材改编)如图，质量为1 kg的物块A放置在一个静止的木箱内，物块A与木箱之间的动摩擦因数为0.5。物块A被一轻弹簧用3 N的水平拉力向右拉着而保持静止，g取10 m/s2，最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，下列说法中正确的是（ ） A.木箱以1 m/s2的加速度竖直向下做匀减速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 B.木箱以5 m/s2的加速度竖直向下做匀加速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 C.木箱以5 m/s2的加速度水平向右做匀减速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 D.木箱以7 m/s2的加速度水平向右做匀加速直线运动时，物块A将相对木箱滑动 BC 　　　木箱以1 m/s2的加速度竖直向下做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有： F支1-mg=ma1，得F支1=11 N，则木箱可提供的最大静摩擦力为： Ffm1= μF支1=5.5 N>3 N，物块A相对木箱静止，A错误； 木箱以5 m/s2的加速度竖直向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有： mg-F支2=ma2，得F支2=5 N，则木箱可提供的最大静摩擦力为Ffm2=μF支2 =2.5 N<3 N，物块A相对木箱滑动，B正确； 木箱以5 m/s2的加速度水平向右做匀减速直线运动，假设不滑动，由牛顿第二定律有Ff3-F=ma3，得Ff3=8 N，此时木箱可提供的最大静摩擦力为Ffm=μmg=5 N，因Ff3>Ffm，则物块A相对木箱滑动，C正确； 木箱以7 m/s2的加速度水平向右做匀加速直线运动，假设不滑动，由牛顿第二定律有Ff4+F=ma4，得Ff4=4 N，由Ff4<Ffm，则物块A相对木箱静止，D错误。 4．合力、加速度、速度间的决定关系 (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，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动。 考向1　牛顿第二定律的理解 【例2】(多选)下列对牛顿第二定律及其表达式F＝ma的理解，正确的是(　　) A．由F＝ma可知，物体所受合力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比 B．由a＝可知，加速度a由物体受到的合外力和物体的质量决定 C.物体的加速度与所受合外力总是同时产生、同时变化、同时消失，二者是瞬时对应关系 D．物体只有受到力的作用时，才有加速度，才有速度 【例3】如图所示，甲球用细线悬挂于车厢顶，乙球固定在竖直轻杆的下端，轻杆固定在天花板上，当车向右加速运动时，细线与竖直方向的夹角为θ＝45°，已知甲球的质量为m，乙球的质量为2m，重力加速度为g，则轻杆对乙球的作用力大小等于(　　) A．mg B．mg C．2mg D．2mg (2024·贵州卷)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 1．两种模型 【例5】(2024·湖南卷)如图所示，质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为(　　) A．g，1.5g B．2g，1.5g C．2g，0.5g D．g，0.5g 　在例题中若将O点与小球A间的细线剪断，则剪断瞬间A、B和C的加速度大小分别为多少？ 答案　2.5g　0　0 1．如图所示，矩形框架ABCD固定在竖直面内，轻弹簧的一端固定在A点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿在框架的竖直杆CD上，将一水平力F作用在小球上，当小球静止时，弹簧与竖直杆AB之间的夹角θ＝30°，小球与CD杆间的弹力恰好为零。已知小球与CD杆之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度为g，则在撤去水平力F的瞬间，小球的加速度大小为(　　) A．0 B．g C．g D．g 解析　由题意可知，撤去水平力F前，小球与CD之间摩擦力为零，设弹簧弹力大小为T，根据平衡条件有T cos θ＝mg，撤去水平力F的瞬间，弹簧弹力不会发生突变，此时在竖直方向上小球受力仍平衡，而水平方向上，CD杆对小球的支持力与T在水平方向的分力平衡。综上所述可知在撤去F瞬间，小球所受合外力仍为零，加速度为零，故选A。 答案　A 2．(多选)如图所示，两小球1和2之间用轻弹簧B相连，弹簧B与水平方向的夹角为30°，小球1的左上方被轻绳A悬挂在天花板上，绳A与竖直方向的夹角为30°，小球2的右边被轻绳C沿水平方向固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态，已知重力加速度为g，则(　 　) A．球1和球2的质量之比为1∶2 B．球1和球2的质量之比为2∶1 C．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小为g D．在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为2g 解析　对两小球1、2受力分析如图所示，根据平衡条件可得，有F＝m1g，F sin 30°＝m2g，＝。在轻绳A突然断裂的瞬间，弹簧弹力未来得及变化，球2的加速度大小为0，弹簧弹力FB＝m1g；对球1,F合＝2m1g cos 30°＝m1a，解得a＝g，故选BC。 答案　BC (2024·安徽卷)如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球沿竖直向上方向缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F的大小为2mg。已知重力加速度的大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中(　　) A．速度一直增大 B．速度先增大后减小 C．加速度的最大值为3g D．加速度先增大后减小 解析　缓慢拉至P点，保持静止，由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力合力为零，此时两弹簧的合力为大小为mg。当撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下，小球一直做加速运动，故A正确，B错误；小球从P点运动到O点的过程中，形变量变小，弹簧在竖直方向的合力不断变小，故小球受的合外力一直变小，加速度的最大值为撤去拉力时的加速度，由牛顿第二定律可知2mg＝ma，加速度的最大值为2g，C、D错误。 答案　A $