第四讲 牛顿运动定律 课件 -2027届高三物理一轮复习
2026-09-16
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精品
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦牛顿运动定律专题,覆盖三大定律深层理解、瞬时加速度两类模型、两类动力学问题、图像分析及超失重六大高考核心考点。依据高考评价体系,通过“概念辨析+模型建构+题型归类”梳理惯性“一只二有三区别”等关键要点,明确瞬时加速度、图像问题等高频考点权重,提升备考针对性。
课件特色为“真题情境+方法提炼+素养培育”,如考点三通过刚性绳与弹簧突变特性对比,运用四步解题思路培养科学思维与模型建构能力。图像问题“一二三四”口诀及动力学四步模型,助力学生规范解题。教师可借此实施精准复习,学生通过变式训练掌握得分技巧,高效备战高考。
内容正文:
2027届高三一轮复习 · 物理
一轮复习 · 讲义配套课件
高考物理一轮 · 第 四 讲
牛顿运动定律
三大定律的深层理解 · 瞬时加速度两类模型
两类动力学问题 · 图像与超失重 · 六大考点精讲
2027届高三一轮复习
定律会列式,图像读得懂
六大考点,逐题突破
目 录
CONTENTS
第四讲 | 牛顿运动定律
知识梳理 · 考点精讲 · 自测
01
知识梳理 · 三大定律
牛顿第一、二、三定律的物理意义:惯性的"一只二有三区别"、合力·加速度·速度的决定关系、平衡力与相互作用力辨析
02
瞬时加速度 · 两类模型
刚性绳(接触面)与弹簧(橡皮绳)的弹力突变特性对比,瞬时问题四步解题思路
03
两类问题 · 图像 · 超失重
动力学两类基本问题的双向求解路径、图像问题"一二三四"口诀、超重/失重/完全失重对比
04
六大考点精讲
考点一至考点六:惯性·牛顿定律应用·瞬时加速度·两类动力学·图像·超失重,讲义例题与变式逐题精讲
05
方法总结与课后自测
动力学解题四步模型图收束全讲,14 道课后自测题答案速查
2027届高三一轮复习
01
知识梳理
三大定律
力不是维持运动的原因,
而是改变运动状态的原因——
这一句话,是整个动力学的起点。
01
牛顿第一定律
力与运动的"判决书":惯性的本质
02
牛顿第二定律
F = ma:合力、加速度、速度的决定关系
03
牛顿第三定律
作用力与反作用力:"三同三异二无关"
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牛顿第一定律与惯性
01 · 知识梳理
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。
三层物理意义
力的本质
力不是维持运动的原因,而是改变运动状态的原因——力是产生加速度的原因
惯性定律
指出一切物体都有惯性,故又称惯性定律
理想状态
不受力只是理想情形;实际中合外力为零时,效果与不受力相同,物体保持静止或匀速直线运动
惯性「一只 · 二有 · 三区别」
一只:大小只跟质量有关
二有:一切物体固有属性;任何情况下都有
三区别:与第一定律、与力、与速度的区别
惯性的「两种表现」
不受力时
表现为「保持」原来的运动状态
受力时
表现为运动状态改变的难易:质量越大,状态越难改变
⚠
易错:惯性不是力,不能说"受到惯性作用";速度大 ≠ 惯性大
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牛顿第二定律:F = ma
01 · 知识梳理
加速度的大小跟合外力成正比、跟质量成反比,方向与合外力方向相同。F 为物体受到的合外力。
合力 → 加速度:瞬时决定
不管速度大或小、是否为零,只要合力不为零,物体就有加速度;合力为零,加速度立即为零。
两个表达式,两个身份
定义式:a 与 Δv、Δt 无必然联系
决定式:a ∝ F,a ∝ 1/m
合力 → 速度:看方向
合力与速度同向 → 加速运动;
合力与速度反向 → 减速运动。
a 的方向由 F 决定,与 v 方向无关。
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牛顿第三定律:作用力与反作用力
01 · 知识梳理
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。
作用力与反作用力
三同:同大小 · 同变化 · 同性质
三异:方向不同 · 受力物体不同 · 产生的效果不同
二无关:与物体运动状态无关;与是否和其他物体相互作用无关
一对平衡力
同体:作用在同一个物体上
大小相等、方向相反、作用在同一直线上
一个力消失,另一个力可以仍然存在
口诀
判断"平衡力还是相互作用力",只看一点:两个力是否作用在同一物体上——同体是平衡力,异体是相互作用力。
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02
瞬时加速度
两类模型
绳可突变,弹簧不能——
认清"谁会突变、谁保持不变",
瞬时问题就解决了一半。
01
刚性绳 / 接触面
不发生明显形变就能产生弹力,剪断或脱离后弹力立即消失,不需要形变恢复时间
02
弹簧 / 橡皮绳
两端连接物体的弹簧形变量大,形变恢复需要较长时间,瞬时问题中弹力大小看成不变
03
四步解题思路
分析原状态受力 → 分析突变瞬间受力 → 由牛顿第二定律列方程 → 求解并讨论合理性
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两种模型:绳会突变,弹簧不突变
02 · 瞬时加速度
模型一 · 刚性绳(接触面)
· 不发生明显形变就能产生弹力
· 剪断(脱离)后弹力立即消失
· 不需要形变恢复时间
模型二 · 弹簧(橡皮绳)
· 两端同时连接(附着)有物体
· 形变量大,形变恢复需要较长时间
· 瞬时问题中弹力大小看成不变
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瞬时问题的一般思路:四步走
02 · 瞬时加速度
4步
核心:先确定突变瞬间各力变不变,再列
1
第一步 · 分析原状态
对物体(系统)在突变前进行受力分析,求出各力大小(绳、弹簧各自的弹力)
2
第二步 · 分析突变瞬间
逐个判断弹力:刚性绳、接触面弹力可突变;弹簧、橡皮绳弹力保持不变
3
第三步 · 列牛顿第二定律
对突变瞬间的对象列牛顿第二定律(整体或隔离,视连接方式而定)
4
第四步 · 求解与检验
求出瞬时加速度,讨论结果的合理性(方向、大小是否物理)
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03
两类问题 · 图像
超重与失重
桥梁只有一个:加速度。
受力侧与运动侧,经由
双向通达。
01
动力学两类基本问题
由受力求运动 · 由运动定受力,加速度是双向桥梁
02
图像问题"一二三四"
一对象、二分析、三过程、四函数,快速读图
03
超重 · 失重 · 完全失重
只看加速度方向,与速度方向无关
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动力学两类基本问题
03 · 两类问题 · 图像 · 超失重
第一类
已知受力情况求运动
先求几个力的合力,由
求出加速度,再用运动学公式求速度、位移等。
第二类
已知运动情况求受力
由运动规律求出加速度,再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力。
两个关键点:① 两条路径都以求加速度为核心枢纽;② 求解前必须完成规范的受力分析(画受力图、建坐标、正交分解)。
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图像问题:"一、二、三、四"快速解法
03 · 两类问题 · 图像 · 超失重
1234
动力学图像四步口诀
一
一 · 认对象
弄清图像研究的是哪一个物体(系统),看清坐标轴的物理量与单位
二
二 · 看轴
F-t、v-t、a-t、F-x 各有含义:斜率、面积、截距各代表什么
三
三 · 析过程
把图像分段,每一段对应一个物理过程,写出该段的加速度
四
四 · 列方程
每段列牛顿第二定律并与运动学公式联立,代入图像给出的数值求解
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超重 · 失重 · 完全失重
03 · 两类问题 · 图像 · 超失重
比较项 超重 失重 完全失重
现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于 0
产生条件 加速度向上 加速度向下 加速度等于 g
运动状态 加速上升 / 减速下降 加速下降 / 减速上升 以加速度 g 加速下降或减速上升
原理方程 F - mg = ma mg - F = ma F = 0
易错 1:超失重只看加速度方向,与速度方向、上升还是下降无关。
易错 2:物体本身的重力 mg 始终不变,改变的是"视重"(对支持物的压力)。
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PART 04 · 考点精讲
六大考点
讲义例题 + 变式训练逐题精讲
每题:审题 → 受力 → 规律 → 答案
考点一
牛顿第一、第三定律 · 惯性
考点二
牛顿第二定律的理解及初步应用
考点三
瞬时加速度问题
考点四
两类动力学问题
考点五
牛顿第二定律与图像结合
考点六
超重与失重
6
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考点一 例1·例2 · 惯性与力的认识
04 · 六大考点
例1 《墨经》指出:"力,形之所以奋也",意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是( )
A.有力作用物体一定能运动起来 B.没有力作用物体就一定处于静止状态
C.力是改变物体运动状态的原因 D.物体的运动必须要力来维持
例2 水平放置的密闭玻璃管内充有水,中间有一个小气泡。当玻璃管突然沿水平方向向右运动时,关于水中气泡的运动情况和解释正确的是( )
A.气泡由于惯性会停留在玻璃管的右端 B.气泡由于惯性会停留在玻璃管的左端
C.气泡的惯性比水小,会被水挤到玻璃管的右端 D.气泡的惯性比水小,会被水挤到玻璃管的左端
例1 答案 C
由牛顿第一定律:力是改变物体运动状态的原因,运动不需要力来维持,C 对、AD 错;不受力时物体保持静止或匀速直线运动,B 错。
例2 答案 C
惯性大小由质量决定。管突然向右运动时,水和气泡都要保持原来的静止状态;水的质量远大于气泡,水的惯性远大于气泡,水相对管向左运动,把惯性小的气泡"挤"向右端。
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考点一 例3·变式 · 平衡力与相互作用力
04 · 六大考点
例3 装载货物的无人快递车在水平地面上匀速行驶,下列属于平衡力的是( )
A.快递车的重力与快递车对地面的压力
B.货物受到的重力与水平车身对货物的支持力
C.快递车的重力与电动机对快递车的牵引力
D.快递车对地面的压力与地面对快递车的支持力
变式 接水时手与杯子均保持静止。随着竖直放置的杯中水越来越多,下列说法正确的是( )
A.手对杯子的摩擦力方向竖直向下 B.杯子对手的摩擦力方向竖直向上
C.手与杯子间的摩擦力大小不断增大 D.手与杯子间的摩擦力大小保持不变
例3 答案 B
B 中两个力都作用在货物上、等大反向共线——平衡力。A、D 受力物体不同(D 是相互作用力),C 两力不共线。
变式 答案 C
杯子静止:手对杯子的摩擦力与杯和水的总重力平衡,方向竖直向上(A 错);由牛顿第三定律,杯子对手的摩擦力竖直向下(B 错);水增多 → 总重力增大 → 摩擦力不断增大,C 对 D 错。
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考点二 例1 · ABS 防抱死刹车的动力学计算
04 · 六大考点
例1
答案 C
方法点拨:"反应时间"内车仍匀速行驶,位移切勿遗漏;刹车问题先求
,再套运动学公式。
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考点二 例2·变式 · 合力方向与运动状态
04 · 六大考点
例2 红隼重为 G,在空中沿水平方向减速飞行一段距离后悬停。下列说法正确的是( )
A.减速飞行时,空气对红隼的作用力大于 G
B.减速飞行时,空气对红隼的作用力小于 G
C.悬停时,空气对红隼的作用力大于 G
D.悬停时,空气对红隼的作用力小于 G
变式 小车向右运动过程中,车顶细线悬挂的小球偏过一定角度并相对车厢保持静止,则在该段时间内( )
A.小球所受合外力为零
B.小球的惯性逐渐变大
C.小车在做匀加速直线运动
D.小球的机械能保持不变
例2 答案 A
水平减速:竖直方向空气作用力分量平衡重力,水平分量提供向后加速度 → 空气作用力是两分量的合力,大于 G;悬停时二力平衡,等于 G。
变式 答案 C
小球受重力与拉力,二者不共线,合力水平向右且恒定,由
知加速度向右不变 → 车向右匀加速(A、B 错:合力不为零、惯性不变);高度不变、速度增大 → 机械能增大,D 错。
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考点三 例1 · 撤去拉力瞬间的加速度
04 · 六大考点
例1 质量为
、
的物块 A、B 用轻弹簧相连,与水平面动摩擦因数均为
,在水平拉力 F 作用下一起向右匀速运动。突然撤去 F 的瞬间,A、B 的加速度大小分别为( )
答案 D
第一步 · 匀速时求弹力
对 A(弹簧拉动 A):
第二步 · 撤 F 瞬间(弹簧弹力不变)
对 A:弹力 T 与摩擦力
依然平衡 →
对 B:失去拉力 F,受向后的弹力 T 和向后的摩擦力
:
口诀:绳剪力突变,弹簧弹力缓——先标出突变前后每个力,再逐一列方程。
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考点三 例2 · 烧断细绳瞬间(53° 绳球弹簧)
04 · 六大考点
例2 细绳拴一质量为 m 的小球,小球由固定在墙上的水平弹簧支持,平衡时细绳与竖直方向夹角 53°。下列说法正确的是( )
答案 BC(多选)
静止时(三力平衡)
烧断瞬间(弹簧弹力不突变)
秒杀结论:绳被"烧断/剪断"瞬间,合力 = 原绳拉力(沿原绳反方向),a = T/m。
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考点三 例3 · P、Q 双悬对比(弹簧 vs 细线)
04 · 六大考点
例3 小球 P、Q 质量均为 m,分别用轻弹簧 b 和细线 c 悬挂在天花板下,再用细线 d、e 与左侧墙水平相连,静止时 b、c 与竖直方向夹角均为 37°。则( )
A.剪断 d 瞬间 P 的加速度大小为 0.6g
B.剪断 d 瞬间 P 的加速度大小为 0.75g
C.剪断 e 前 c 的拉力大小为 0.8mg
D.剪断 e 瞬间 c 的拉力大小为 0.8mg
答案 BD(多选)
剪断前(两球受力相同)
剪断 d(弹簧侧):弹簧不突变
P 的合力与 F 等大反向 → aP = 0.75g(B 对,A 错;剪断 e 前 c 拉力仍 1.25mg,C 错)
剪断 e(细线侧):细线可突变,Q 起摆
此刻速度为零,沿细线方向合力为零:T′ = mg·cos37° = 0.8mg(D 对)
对比记忆:同一情境,"弹簧侧"剪墙线 → 合力 = 水平线拉力;"细线侧"剪墙线 → 圆周起始,T = mg cosθ。
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考点四 例1·变式 · 由运动求受力
04 · 六大考点
例1 小李在水平地面上用水平恒力 F 将木箱由静止推行时间 t,然后释放,木箱再经时间 3t 停下。地面粗糙程度相同。该恒力与木箱所受摩擦力大小之比为( )
A.2 B.3 C.4 D.6
变式1 登封观星台台体侧面可视为倾角 θ 的斜面。质量 m 的石块从斜面顶端由静止匀加速滑下,侧面长 L,滑至底端用时 t,重力加速度 g,则石块与侧面间的动摩擦因数为( )
例1 答案 C
反向看减速:时间比 1:3 → 加速度大小比
;减速段
,加速段
,解得
变式1 答案 A
沿斜面牛顿第二定律:
运动学
求 a 代入,得
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考点四 例2 · 高速公路避险车道
04 · 六大考点
例2 避险车道设置在长下坡路段行车道外,制动坡床视为倾角 θ 的斜面。总质量 M 的货车刹车失灵,以
冲上坡床,在距顶端防撞设施
处停下。坡床阻力为车重的 0.25 倍。求:(1) 货车上坡的加速度大小;(2) 制动坡床的长度。
解题示范(符号通式)
第 (1) 问 · 牛顿第二定律求加速度
第 (2) 问 · 运动学求位移
要点:上坡减速 → 合力沿坡向下 = 重力分量 + 阻力;单位换算 72 km/h = 20 m/s;"距顶端 5 m 处停下" → 坡长 = 位移 + 5 m。
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考点四 例3·变式 · 斜面与气囊的多过程问题
04 · 六大考点
例3 倾角 θ(θ<45°)的固定斜面高 h,物体 A 恰能静止在斜面中点。现对 A 施以水平恒力 F,使它沿斜面向上匀加速运动(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。求:(1) 斜面动摩擦因数;(2) 物体到达顶端时的速度。
变式2 紧急出口气囊构成倾角 37° 的斜面,长 L 的斜面上质量 m 的乘客由静止匀加速滑到地面用时
。求:(1) 下滑加速度与到底端速度;(2) 乘客与气囊间的动摩擦因数;(3) 若乘客与地面动摩擦因数 0.5,求水平滑行距离与总时间。
例3 关键方程
恰静止在中点:
;施加水平 F 后垂直斜面方向
,沿斜面方向
变式2 求解链条
(1)
(2)
(3) 水平段
,总时间
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考点四方法卡 · 斜面问题一页通
04 · 六大考点
规范分解
沿斜面、垂直斜面建轴:重力分力 mg sinθ(沿面)、mg cosθ(压面)
两个方向
沿面:
;垂直面:
(压紧类)或
(有加速度类)
摩擦力
滑动摩擦
,注意
的情形(有水平外力时)
高频结论
物体恰能在斜面上匀速下滑 ⇔ μ = tanθ;斜面问题先画受力图再列式
多过程拼接
分段求各自的 a 与衔接速度,前段末速 = 后段初速
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考点五 例1 · F-x 图像问题
04 · 六大考点
例1 质量 1 kg 的物块静置于光滑水平面上(静止处为 x 轴零点)。施加沿 x 轴正方向的水平力 F,其大小随位置 x 的变化如图。则物块运动到 x = 12 m 处时的速度大小为( )
分段列式(读图三要素:轴、段、值)
0 ~ 4 m:
恒力
4 ~ 12 m:
恒力(再走 8 m)
代入
:
易错:图像横轴是 x 不是 t——每段位移要从图上读出,4~12 m 段位移是 8 m,不是 12 m。
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考点五 例2·变式 · a-F 与 v-t 图像
04 · 六大考点
变式 物体静止在水平地面,水平力 F 从 0 逐渐增大,a-F 图线如图(g 取 10 m/s²)。判断正确的是:A.m=4kg B.μ=0.3
C.最大静摩擦力 6 N D.F=10N 时 a=2.5m/s²
例2 固定斜面上 C 为 AB 中点,BC 与 AC 段粗糙程度不同,滑块从 B 运动到底端 A 的 v-t 图如图,θ = 30°。求 BC、AC 两段的动摩擦因数。
变式 答案 BC
由
,斜率
(A 错);截距
(B 对);
(C 对);F = 10 N 时
(D 错)。
例2 答案 A(0.6 与 0.9)
v-t 斜率即加速度:分别读出 BC、AC 段的
、
;沿斜面方向
代入两段加速度解得
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考点五 例3 · F-t 与 v-t 图像联动
04 · 六大考点
例3 物体静止于粗糙水平地面,t = 0 起施加水平外力 F,F-t 与 v-t 规律如图(g 取 10 m/s²)。下列说法正确的是( )
A.物体质量 1 kg B.动摩擦因数如图可求
C.0~1s 内合力 2 N D.0~5s 内平均速度 3 m/s
答案 AB
1~3s 匀速段:F = μmg,读图代入即可解出 m、μ(A、B 对)
0~1s 加速段:由 v-t 斜率求 a,
判断 C;
0~5s 位移:v-t 图面积分段求和,再除以总时间判断 D(平均速度 ≠ 3 m/s,D 错)。
联动读图法:F-t 图给"力",v-t 图给"运动",逐时间段对齐:v-t 斜率 → a → F合=ma → 与 F-t 对照求摩擦力。
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考点六 例1·例2 · 电梯中的超失重
04 · 六大考点
例1 小明乘厢式电梯,手机加速度传感器记录电梯某段时间的 a-t 图像(竖直向上为正)。下列正确的是:A.重力变小 B.处于失重状态 C.处于平衡状态 D.对电梯压力恒定
例2 某同学站在升降机中的磅秤上,发现磅秤示数大于其重力,则该时刻升降机的运动情况可能是( )
A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.加速下降
例1 答案 C
重力永远不变(A 错);a 向上为超重(B 错);a = 0 时为平衡状态(C 对);a 先增后减 → 压力不恒定(D 错)。
例2 答案 B
示数大于重力 → F − mg = ma > 0 → 加速度向上 → 只可能加速上升(或减速下降,但选项中只有 B)。
解题钥匙:视重 F 与重力 mg 比大小 → 定 a 的方向 → 再与 v 方向组合定运动。
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考点六 例3·变式 · 磅秤曲线与下蹲起立
04 · 六大考点
例3 小明站在电梯内电子秤上,静止时示数 500 N。电梯 t=0 由静止开始运动,t=18s 停止,示数 F 随 t 变化如图。判断:A.电梯处于上升状态 B.减速阶段加速度如图可求 C.16~18s 示数 600 N D.0~18s 总位移 30 m
变式 小钊站在连接计算机的压力传感器上完成下蹲、起立动作(g 取 10 m/s²)。判断:A.下蹲过程加速度始终向下 B.起立过程先超重后失重 C.6s 内完成两组动作 D.下蹲最大加速度约 6 m/s²
例3 答案 D
先失重(F<G)→ a 向下 → 由静止只能向下加速(A 错);分段用 mg − F = ma 求各段 a,F-t 图面积/分段位移求总位移:h = 30 m(D 对);16~18s 示数由牛顿第二定律算得 ≠ 600 N(C 错)。
变式 答案 BD
下蹲:先加速下降(失重)后减速下降(超重)→ 加速度先下后上,A 错;起立:先向上加速后向上减速 →
先超重后失重
,B 对;由图 6 s 内一组动作,C 错;m = 50 kg、
、
→
,D 对。
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05
方法总结
与课后自测
把一讲收束成一张图、
一张答案表——
检验是否真正掌握。
01
动力学解题四步模型
受力分析 → 求加速度 → 运动学求解 → 检验讨论,一张图收束全讲
02
课后自测 1–14 题
单选 8 + 多选 2 + 解答 4,覆盖全部六大考点
03
答案速查 + 自评
对照答案独立订正,标注错题对应考点,下节课评讲典型错误
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动力学解题四步模型(一图收束)
05 · 方法总结
受力分析 按"一重二弹三摩擦"顺序,不多力、不漏力
求加速度 正交分解列 F合 = ma,先求 a 再谈运动
搭桥运动学 v-t、x-t、v²-x² 公式按已知量选
回头检验 方向、单位、量级是否合理
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课后自测 · 答案速查(讲义 1–14 题)
05 · 方法总结
一、单选题(1–8)
1
A
秧马减速:加速度方向向后(注意区分平衡力与相互作用力)
2
BC
蹦床 F-t:最大加速度 45 m/s²;离床最大高度 5 m
3
B
座椅头枕——防止惯性危害
4
B
跳水 v-t:可解出当地重力加速度 g
5
A
单车滑行:先求 a 再求阻力
6
D
F₁:T 作用与 F₂ 反向拉回:位移关系解出 1:3
7
B
剪线瞬间:弹簧弹力不变,B、C 间弹力仍为 mg
8
B
球拍乒乓球:匀速时由平衡条件求 v
二、多选题(9–10)
9
BD
x-t 图 + 斜面 37°:μ=0.75,t=2s 位移 8 m
10
CD
机舱橡皮条+绳:绳断力突变,弹簧断后瞬间 a 见选项
三、解答题(11–14)
11
企鹅冰面三段运动
分"奔跑—前滑—退滑"三段,各段独立列 F合=ma
12
跳台滑雪(μ 随速度变化)
v<6 与 v>6 分段求加速度,再拼接时间与位移
13
歼-15 滑跃起飞
水平段与斜坡段分别用 F合=ma + 运动学,时间相加
14
直升机体态与阻力
悬停:空气作用力竖直向上;平飞:正交分解求 a
2027届高三一轮复习
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第四讲 · 牛顿运动定律
明定律 · 破瞬时 · 通两类
读图像 · 辨超失
课后完成讲义自测 1–14 题,对照答案速查自查;
下节课评讲典型错误与易错点。
F=ma
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