第12讲 牛顿运动定律 讲义 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

2026-2027学年高一上学期复习讲义 第12讲 牛顿运动定律 知识构建 基础梳理 一、牛顿第一定律 知识点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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2．意义 (1)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 (2)揭示了运动和力的关系：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，即产生加速度的原因。 3.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。 知识点2 　惯性 1.内容 (1)定义：物体具有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。 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 (1)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)。 (2)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。 　 考向分析 考向一：对牛顿第一定律的理解 例1.在今年的巴黎奥运会上，中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军，创造了新的历史。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去；落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球速度越大，惯性越大 B．球被打飞回去：是因为力是维持物体运动状态的原因 C．球拍对球的弹力，是因为球发生弹性形变而产生的 D．若球拍没有击中球，则球的运动状态仍会变化 【答案】D 【详解】A．惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的唯一量度，和物体的速度无关，故A错误； B．球被打飞回去，运动方向发生改变是因为力是改变物体运动状态的原因，而非维持物体运动的原因，故B错误； C．球拍对球的弹力，施力物体是球拍，这个弹力是球拍发生弹性形变后，要恢复原状对球产生的力，故C错误； D．即使球拍没有击中球，飞行的网球始终受重力、空气阻力的作用，合力不为零，运动状态仍会发生变化，故D正确。 故选D。 【变式训练】关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（    ） A．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义 B．力是维持物体运动的原因，没有力的作用，物体将停止运动 C．惯性是物体的固有属性，惯性大小由物体质量决定，与速度、受力均无关 D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变 【答案】C 【详解】A．牛顿第一定律虽无法在现实中直接验证（因不受力的物体不存在），但它揭示了力与运动的关系（力是改变运动状态的原因），是力学体系的基础，具有重要理论意义，故A错误； B．牛顿第一定律指出，力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。不受力时，物体将保持原有运动状态（静止或匀速直线运动），故B错误； C．惯性是物体保持运动状态不变的性质，是物体的固有属性，其大小仅由质量决定，与速度、受力无关，故C正确； D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态不一定改变”或“不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受合力为零的物体运动状态不变，故D错误。 故选C。 考向二：惯性与质量 例2.如图所示是公共场合的两种安全提示牌，甲图是人被障碍物绊住向前倾倒的情景，乙图是人在湿滑地面上向后滑倒的情景。关于这两种情景，下列解释正确的是（　　） A．甲图中由于人具有惯性，受到阻力后整个人都没有改变运动状态 B．乙图中人的惯性小于阻力，因此整个人的运动状态都发生了改变 C．二者都是脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态 D．二者都是上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态 【答案】C 【详解】AB．惯性是物体固有属性不是力，不能与阻力比较大小，且甲乙两图中人均发生了倾倒，部分人体运动状态发生了改变，故AB错误； CD．甲图中脚被绊住速度突变为零，上身由于惯性保持原速度向前运动；乙图中脚打滑速度变大，上身由于惯性保持原速度相对向后，二者均为脚运动状态改变而上身保持原来运动状态，故C正确D错误。 故选C。 【变式训练】在平直公路上匀速行驶的大巴车，车内放置一静止的物体，忽略空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．大巴车匀速行驶时，物体受到向前的惯性力维持其运动状态 B．大巴车突然减速时，物体会向前滑动，是因为物体的惯性变大 C．大巴车突然加速时，物体相对车厢向后滑动，说明物体具有惯性 D．大巴车停下后，物体的惯性会随之消失 【答案】C 【详解】惯性是物体的固有属性，其大小只由物体的质量决定，与物体的运动状态、是否受力都无关；物体保持原有运动状态的性质就是惯性。 A．大巴车匀速行驶时，物体处于平衡状态，其运动不需要外力来维持，也不存在所谓的“惯性力”，故A错误； B．惯性大小只与质量有关，车速变化时物体的惯性不变；突然减速后物体向前滑动，是因为物体要保持原来的运动状态，故B错误； C．大巴车突然加速时，物体由于惯性要保持原来的较低速度，因而相对车厢向后滑动，故C正确； D．惯性是物体的固有属性，与物体的运动状态无关，车停下后物体依然具有惯性，故D错误。 故选C。 基础梳理 二、牛顿第二定律 知识点1 牛顿第二定律内容 1.牛顿第二定律：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，其中F为物体受到的合外力。 3.牛顿第二定律的五个特性 4.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，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。 知识点2 牛顿第二定律的瞬时加速度问题 1.轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点： 对于轻绳、轻杆和硬接触面这类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间。 ①在瞬时问题中，其弹力可以看成是瞬间改变的。 ②一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时，均可按此模型处理。 2.弹簧、橡皮绳模型的特点 ①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。 ②在求解瞬时加速度的问题中，其弹力的大小可认为是不变的，即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。 　 考向分析 考向一：牛顿第二定律的内容及表达 例1.在国际单位制中，可以将牛顿第二定律的公式写成，下列说法正确的是（     ） A．加速度与合外力的关系是瞬时对应的，a随合外力F的变化而变化 B．物体的质量与其运动的加速度成反比 C．物体的运动方向一定与物体所受的合外力的方向一致 D．物体所受的合外力跟物体的质量和其运动的加速度成正比 【答案】A 【详解】A．牛顿第二定律具有瞬时性，加速度与合外力为瞬时对应关系，发生变化时会同步变化，故A正确； B．质量是物体的固有属性，由物体本身的性质决定，与加速度大小无关，故B错误； C．合外力的方向与加速度方向一致，而物体的运动方向是速度的方向，速度方向与加速度方向不一定相同（如匀减速直线运动中二者方向相反），因此运动方向与合外力方向不一定一致，故C错误； D．合外力是产生加速度的原因，其大小由物体的受力情况决定，与质量、加速度无关，为定量计算式而非决定式，不能说合外力与质量、加速度成正比，故D错误。 故选A。 【变式训练】关于牛顿第二定律，以下说法正确的是（　　） A．由牛顿第二定律可知，质量相等的物体，加速度大的所受的合力更大 B．牛顿第二定律说明了质量大的物体的加速度一定小 C．牛顿第二定律说明了合力大的物体的加速度一定大 D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合力方向一致 【答案】AD 【详解】A．根据牛顿第二定律有可知，质量相等的物体，加速度大的所受的合力更大，故A正确； B．根据牛顿第二定律可知，质量大的物体，当合力较大时，物体的加速度可能更大，即质量大的物体的加速度不一定小，故B错误； C．根据牛顿第二定律可知，合力大的物体，当质量较大时，加速度可能更小，即合力大的物体的加速度不一定大，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知，对同一物体而言，由于质量一定，则物体的加速度与物体所受到的合力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合力方向一致，故D正确。 故选AD。 考向二：牛顿第二定律的初步应用 例2.某新能源汽车刹车后在地面上留下的刹车痕迹长为45m。设刹车后汽车轮子不滚动，轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，由以上数据可推测汽车在刹车前瞬间的速度大小为（     ） A．10m/s B．15m/s C．20m/s D．25m/s 【答案】B 【详解】汽车刹车后水平方向仅受滑动摩擦力作用，根据牛顿第二定律 解得刹车的加速度大小 根据匀变速直线运动速度位移公式 代入数据得初速度。 故选B。 【变式训练】如图所示，某部队战士在进行体能训练时经常举行“扛圆木”比赛，在锻炼体能的同时，也考验战士们的团队协作能力。比赛中三位战士扛一根圆木，三人齐心协力，默契配合，发令后瞬间加速出发，加速度大小为。已知一根圆木质量为60kg，重力加速度取。则在发令后瞬间平均每位战士对圆木的作用力为（     ） A．100N B．200N C． D． 【答案】C 【详解】设平均每位战士对圆木的作用力为，对圆木受力分析，如图所示，该圆木受到重力和三位战士的作用力，由矢量三角形得 解得 故选C。 考向三：牛顿第二定律的瞬时加速度问题 例3.如图所示，拴有轻弹簧的小球静止靠在光滑木板上，弹簧处于水平，小球质量为，木板倾角，重力加速度为，则（     ） A．弹簧对小球的弹力水平向右 B．弹簧对小球的弹力为零 C．撤去木板的瞬间，小球的加速度大小为 D．剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为 【答案】D 【详解】AB．小球受竖直向下的重力、垂直于木板斜向右上方的支持力与弹簧的弹力作用，小球静止所受合力为零，弹簧弹力一定水平向左，故AB错误； C．小球受力如图所示 小球静止处于平衡状态则 撤去木板瞬间，弹簧弹力不变，小球重力不变，小球所受合力与等大反向，对小球，由牛顿第二定律得 解得小球的加速度大小，故C错误； D．剪断弹簧瞬间，小球沿木板向下滑动，对小球，由牛顿第二定律得 解得，故D正确。 故选D。 【变式训练】如图所示，质量分别为、的小球1和2用轻质弹簧连接。某人用手通过轻绳给小球1施加的竖直恒力，使整个装置一起竖直向上加速运动。某时刻突然剪断轻绳，此时小球1、2的加速度大小分别为和；重力加速度，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．装置在恒力F作用下加速运动时，弹簧的弹力大小为6N B．装置在恒力F作用下加速运动时，弹簧的弹力大小为2N C．剪断轻绳的瞬间，， D．剪断轻绳的瞬间，， 【答案】BC 【详解】AB．对两个小球，根据牛顿第二定律 解得 对小球2，根据牛顿第二定律 解得，故A错误，B正确； CD．剪断轻绳的瞬间，弹簧的弹力不变，对小球1，根据牛顿第二定律 解得 对小球2，根据牛顿第二定律 解得，故C正确，D错误。 故选BC。 考向四：牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 例4.从空中由静止释放一个物体，随着下落速度的增大，物体所受的空气阻力也会随之增大， 当空气阻力增大到与物体自身的重力相等时，物体开始以恒定的速度下落，此恒定的速度称为收尾速度。某探险者在野外攀岩时，踩落一树枝，约5 s后听到树枝直接落到崖底的声音。已知树枝的收尾速度为20 m/s，则探险者离崖底的高度不可能是（忽略声音在空气中的传播时间，重力加速度g取10 m/s2）（     ） A．70 m B．75 m C．85 m D．125 m 【答案】CD 【详解】若树枝在达到收尾速度前一直做自由落体运动，则有 解得 由可知，这段时间内树枝下落了高度，树枝匀速下落的高度， 则探险者离崖底的高度不可能超过80 m。 故选CD。 基础梳理 三、牛顿第三定律 知识点1 牛顿第三定律内容 1.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。 2.作用力与反作用力的特点 (1)三同：①同大小；②同变化；③同性质 (2)三异：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同 (3)二无关：①与相互作用的物体运动状态无关；②与是否和其他物体相互作用无关； 知识点2作用力和反作用力与一对平衡力的区别 　名称 项目　　 作用力与反作用力 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 考向分析 考向一：牛顿第三定律应用 例1.如图所示为跳水运动员跳水前的起跳动作。设人对跳板的压力为F1，跳板对人的支持力为F2，则（     ） A．F1和F2是一对平衡力 B．F1和F2是一对作用力和反作用力 C．先有力F1，后有力F2 D．F1和F2方向相反，大小不相等 【答案】B 【详解】根据牛顿第三定律，作用力与反作用力的定义是两个物体之间相互作用的一对力，F1、F2是一对作用力和反作用力，同时产生，大小相等，方向相反。 故选B。 【变式训练】用绳悬挂一重物，当重物处于静止状态时，以下说法中正确的是（     ） A．绳对重物的拉力和重物对绳的拉力是一对平衡力 B．绳对重物的拉力和重物的重力是一对平衡力 C．绳对重物的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力 D．重物对绳的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力 【答案】B 【详解】A．绳对重物的拉力受力物体是重物，重物对绳的拉力受力物体是绳，两个力作用在不同物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力，故A错误； BC．绳对重物的拉力和重物的重力都作用在重物上，重物静止时二力大小相等、方向相反、作用在同一直线上，满足二力平衡的条件，故B正确，C错误； D．重物重力的施力物体是地球，其反作用力是重物对地球的引力；重物对绳的拉力的反作用力是绳对重物的拉力，二者不满足作用力与反作用力的对应关系，故D错误。 故选B。 考向二：作用力和反作用力与一对平衡力的区别 例2.中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【答案】D 【详解】AB．杠铃的重力为 手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为，根据平衡条件可知 可知，双臂夹角越大，F越大；结合，解得杠铃对手臂的作用力 AB错误； C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误； D．加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。 故选D。 【变式训练】利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（　　） A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．当墨条速度方向水平向左时，墨条相对于砚台向左运动，故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右，故A错误； B．根据牛顿第三定律，墨条对砚台的摩擦力方向水平向左，由于砚台处于静止状态，故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右，故B错误； C．由于砚台处于静止状态，水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力，故C正确； D．桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力，故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力，故D错误。 故选C。 巩固练习 一、单选题 1．交通工具是现代人的生活中不可缺少的一个部分。下列图示的交通工具中，惯性最大的是（　　） A．飞驰的摩托车 B．匀速行驶的汽车 C．加速行驶的快艇 D．减速进站的动车组 【答案】D 【详解】惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的速度和加速度无关。四种交通工具中，动车组的质量最大，因此惯性最大。 故选D。 2．如图所示，人静止站在测力计上，下列说法中正确的是（　　） A．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力 B．人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力 C．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力 D．人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力 【答案】C 【详解】AC．人对测力计的压力和测力计对人的支持力大小相等，方向相反，同一直线，作用物体不同，是一对作用力与反作用力，故A错误，C正确； BD．人所受的重力和人对测力计的压力大小相等、方向相同，同一直线，作用物体不同，它们既不是一对平衡力，也不是一对作用力与反作用力，故BD错误； 故选C。 3．用大小相等的水平力F分别推着一辆空车和一辆装满货物的重车，在光滑水平地面上由静止开始运动。经过相同的时间后，突然撤去推力。下列说法正确的是（     ） A．撤去推力后，空车和重车立即停下，因为力消失了 B．撤去推力后，空车和重车都将保持匀速直线运动，但空车速度更大 C．撤去推力后，空车和重车将保持匀速直线运动，且二者速度大小相同 D．撤去推力后，空车会继续加速，重车会减速 【答案】B 【详解】AD．由于水平面光滑，撤去推力后两车水平方向不受力的作用。由于具有惯性，两车将会保持撤去推力时的速度做匀速直线运动，不会立即停下，故AD错误； BC．根据牛顿第二定律，空车质量更小，加速度更大，由运动学公式，知经过相同作用时间，空车获得的速度更大，因此撤去推力后空车做匀速直线运动的速度更大，故B正确，C错误； 故选B。 4．雨滴虽然从数千米高空由静止下落，但落地时的速度大约只有10 m/s，这是由于存在空气阻力，雨滴的加速度不断减小，最终减为零。在此过程中（     ） A．雨滴的加速度减小，速度也减小 B．雨滴先加速下落后减速下落 C．雨滴的加速度的方向与速度的方向相同 D．雨滴在相同时间内下落的高度不断减小 【答案】C 【详解】ABD．雨滴先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动，其速度先增大后不变，故ABD错误； C．雨滴的速度的方向与加速度的方向相同，故C正确。 故选C。 5．如图是电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒大战土拨鼠时的场景，下列说法中正确的是（　　） A．哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为土拨鼠发生了形变 B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对平衡力 C．土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的摩擦力 D．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是相互作用力 【答案】D 【详解】A．手指对土拨鼠的弹力作用是因为手指发生了形变，故A错误； B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对作用力与反作用力，故B错误； C．土拨鼠静止不动是因为土拨鼠所受合力为零，哪吒对它的作用力方向未知，无法确定与所受地面摩擦力大小的关系，故C错误； D．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是相互作用力，故D正确。 故选D。 6．如图所示为明代画家倪端所画的《捕鱼图》的一部分，和渔网连接的四根竹竿系在跨过支架的轻绳上，渔夫拉动轻绳即可竖直向上提起渔网。若某次渔网中鱼的总质量为10kg，重力加速度g取10m/s2，渔网出水后，视渔网整体位于水平面上。下列说法正确的是（　　） A．渔网加速上升时，渔网中的鱼处于失重状态 B．当鱼以大小为2m/s2的加速度加速上升时，鱼对渔网的压力为120N C．渔网减速上升时，渔网对鱼的支持力小于鱼对渔网的压力 D．渔网加速上升时，渔网对鱼的支持力和鱼对渔网的压力不在同一直线上 【答案】B 【详解】A．渔网加速上升时，渔网和鱼的加速度均向上，所以渔网中的鱼处于超重状态，故A错误； B．当鱼以大小为2m/s2的加速度加速上升时，对渔网中的鱼，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 根据牛顿第三定律可知，鱼对渔网的压力为120N，故B正确； C．渔网减速上升时，根据牛顿第三定律可知，渔网对鱼的支持力等于鱼对渔网的压力，故C错误； D．渔网加速上升时，根据牛顿第三定律可知，渔网对鱼的支持力和鱼对渔网的压力是一对相互作用力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上，故D错误。 故选B。 7．当将扳手放在光滑水平面上推出后，发现扳手边旋转边向前运动，图（a）为扳手及扳手上选取的A、B、C三个参考点，图（b）为扳手运动过程的频闪照片。若不计扳手形状，将其理想化为质点，能描述该质点运动轨迹的是（    ） A．A点 B．B点 C．C点 D．A、B、C三点均可 【答案】B 【详解】将扳手看成质点，扳手所受的合力为零，所以扳手整体做匀速直线运动，只有B点对应的轨迹为直线，所以B点的运动能描述该质点运动轨迹。 故选B。 二、多选题 8．过年了，到处都挂着喜庆的灯笼。一写有“新年快樂”的四个灯笼最上端用一橡皮筋悬挂在路旁的树枝上，灯笼质量都为m，四个灯笼间都用轻绳拴连，如图所示。突然，挂着“樂”字灯笼的绳子断了。重力加速度为g，在绳断的一瞬间，下列说法正确的是（　　） A．“樂”字灯笼的加速度为0 B．“新”、“年”、“快”三个灯笼的加速度大小为 C．橡皮筋对“新”字灯笼的拉力大小为4mg D．“新”字灯笼与“年”字灯笼间绳子的拉力大小为2mg 【答案】BC 【详解】A．在绳断的一瞬间，“樂”字灯笼只受重力作用，加速度为g，故A错误； BC．绳未断前，对四个灯笼受力分析可得，橡皮筋的弹力为 在绳断的一瞬间，橡皮筋的弹力不发生突变，仍为4mg，根据牛顿第二定律可得 解得“新”、“年”、“快”三个灯笼的加速度为，故BC正确； D．对“新”字灯笼受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得“新”字灯笼与“年”字灯笼间绳子的拉力为，故D错误。 故选BC。 9．直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是（　　） A．箱内物体对箱子底部始终没有压力 B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最小 C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 【答案】BC 【详解】A．由于箱子在下降的过程中受到空气的阻力，加速度的大小要小于重力加速度，由牛顿第二定律可知，物体一定要受到箱子底部对物体的支持力的作用，则箱内物体对箱子底部有压力，故A错误； B．箱子刚从飞机上投下时，箱子的速度为零，此时受到的阻力的大小也为零，此时加速度的大小为重力加速度，物体处于完全失重状态，箱内物体受到的支持力为零，箱内物体受到的支持力最小，故B正确； C．箱子接近地面时，速度最大，受到的阻力最大，所以箱子底部对物体向上的支持力也是最大的，故C正确； D．若下落距离足够长，由于箱子阻力和下落的速度成二次方关系，最终将匀速运动，箱内物体受到的支持力大小等于重力，故D错误。 故选BC。 三、解答题 10．质量的物体，在水平拉力的作用下，在t=0时刻沿水平地面做初速度为0的匀加速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数，，求： (1)物体受到的滑动摩擦力大小； (2)物体运动的加速度大小； (3)物体在前3s内的位移大小。 【答案】(1)4N (2)3m/s2 (3)13.5m 【详解】（1）物体受到滑动摩擦力 解得 （2）根据牛顿第二定律 解得 （3）由 解得 11．如图所示，质量为的物块放在一足够长水平固定的木板上。用与水平方向成角斜向右上方、大小为的恒力拉动物块由静止开始做匀加速直线运动，运动2s的位移为10m。运动2s后撤去拉力，取重力加速度，，求： (1)拉力作用时物块运动的加速度大小； (2)物块与木板的动摩擦因数为多少？ (3)物块在水平木板上运动的总路程为多少？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）物块由静止开始做匀加速运动2s的位移为10m，由运动学规律可得 （2）木板对物块的支持力为 由牛顿第二定律有 代入数据解得动摩擦因数为 （3）运动2s后撤去拉力时，物块的速度为 此后物块的合力等于摩擦力，将做匀减速直线运动直至停止，由牛顿第二定律有 解得减速时的加速度大小 减速的位移大小为 物块在水平木板上运动的总路程为 牛顿运动定律 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律内容 2.惯性与质量关系 牛顿第二定律 1.牛顿第二定律内容 2.牛顿第二定律瞬时加速度 牛顿第三定律 1.牛顿第三定律内容 2.作用力与平衡力的区别 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年高一上学期复习讲义 第12讲 牛顿运动定律 知识构建 基础梳理 一、牛顿第一定律 知识点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，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。 2．意义 (1)指出了一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 (2)揭示了运动和力的关系：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，即产生加速度的原因。 3.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。 知识点2 　惯性 1.内容 (1)定义：物体具有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。 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 (1)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)。 (2)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。 　 考向分析 考向一：对牛顿第一定律的理解 例1.在今年的巴黎奥运会上，中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军，创造了新的历史。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去；落到了对方场内，则下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球速度越大，惯性越大 B．球被打飞回去：是因为力是维持物体运动状态的原因 C．球拍对球的弹力，是因为球发生弹性形变而产生的 D．若球拍没有击中球，则球的运动状态仍会变化 【变式训练】关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（    ） A．由于不受力的物体不存在，因此牛顿第一定律没有实际意义 B．力是维持物体运动的原因，没有力的作用，物体将停止运动 C．惯性是物体的固有属性，惯性大小由物体质量决定，与速度、受力均无关 D．不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状态，而受力的物体运动状态一定改变 考向二：惯性与质量 例2.如图所示是公共场合的两种安全提示牌，甲图是人被障碍物绊住向前倾倒的情景，乙图是人在湿滑地面上向后滑倒的情景。关于这两种情景，下列解释正确的是（　　） A．甲图中由于人具有惯性，受到阻力后整个人都没有改变运动状态 B．乙图中人的惯性小于阻力，因此整个人的运动状态都发生了改变 C．二者都是脚的运动状态改变，而上身由于惯性仍保持原来运动状态 D．二者都是上身的运动状态改变，而脚由于惯性仍保持原来的运动状态 【变式训练】在平直公路上匀速行驶的大巴车，车内放置一静止的物体，忽略空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．大巴车匀速行驶时，物体受到向前的惯性力维持其运动状态 B．大巴车突然减速时，物体会向前滑动，是因为物体的惯性变大 C．大巴车突然加速时，物体相对车厢向后滑动，说明物体具有惯性 D．大巴车停下后，物体的惯性会随之消失 基础梳理 二、牛顿第二定律 知识点1 牛顿第二定律内容 1.牛顿第二定律：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，其中F为物体受到的合外力。 3.牛顿第二定律的五个特性 4.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，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。 知识点2 牛顿第二定律的瞬时加速度问题 1.轻绳、轻杆、硬接触面模型的特点： 对于轻绳、轻杆和硬接触面这类物体认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，其弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间。 ①在瞬时问题中，其弹力可以看成是瞬间改变的。 ②一般题目中所给细绳、轻杆和接触面等在不加特殊说明时，均可按此模型处理。 2.弹簧、橡皮绳模型的特点 ①当弹簧、橡皮绳的两端与物体相连时，由于物体具有惯性，弹簧、橡皮绳的形变量不会瞬间发生突变。 ②在求解瞬时加速度的问题中，其弹力的大小可认为是不变的，即弹簧或橡皮绳的弹力不发生突变。 　 考向分析 考向一：牛顿第二定律的内容及表达 例1.在国际单位制中，可以将牛顿第二定律的公式写成，下列说法正确的是（     ） A．加速度与合外力的关系是瞬时对应的，a随合外力F的变化而变化 B．物体的质量与其运动的加速度成反比 C．物体的运动方向一定与物体所受的合外力的方向一致 D．物体所受的合外力跟物体的质量和其运动的加速度成正比 【变式训练】关于牛顿第二定律，以下说法正确的是（　　） A．由牛顿第二定律可知，质量相等的物体，加速度大的所受的合力更大 B．牛顿第二定律说明了质量大的物体的加速度一定小 C．牛顿第二定律说明了合力大的物体的加速度一定大 D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合力方向一致 考向二：牛顿第二定律的初步应用 例2.某新能源汽车刹车后在地面上留下的刹车痕迹长为45m。设刹车后汽车轮子不滚动，轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，由以上数据可推测汽车在刹车前瞬间的速度大小为（     ） A．10m/s B．15m/s C．20m/s D．25m/s 【变式训练】如图所示，某部队战士在进行体能训练时经常举行“扛圆木”比赛，在锻炼体能的同时，也考验战士们的团队协作能力。比赛中三位战士扛一根圆木，三人齐心协力，默契配合，发令后瞬间加速出发，加速度大小为。已知一根圆木质量为60kg，重力加速度取。则在发令后瞬间平均每位战士对圆木的作用力为（     ） A．100N B．200N C． D． 考向三：牛顿第二定律的瞬时加速度问题 例3.如图所示，拴有轻弹簧的小球静止靠在光滑木板上，弹簧处于水平，小球质量为，木板倾角，重力加速度为，则（     ） A．弹簧对小球的弹力水平向右 B．弹簧对小球的弹力为零 C．撤去木板的瞬间，小球的加速度大小为 D．剪断弹簧的瞬间，小球的加速度大小为 【变式训练】如图所示，质量分别为、的小球1和2用轻质弹簧连接。某人用手通过轻绳给小球1施加的竖直恒力，使整个装置一起竖直向上加速运动。某时刻突然剪断轻绳，此时小球1、2的加速度大小分别为和；重力加速度，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．装置在恒力F作用下加速运动时，弹簧的弹力大小为6N B．装置在恒力F作用下加速运动时，弹簧的弹力大小为2N C．剪断轻绳的瞬间，， D．剪断轻绳的瞬间，， 考向四：牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 例4.从空中由静止释放一个物体，随着下落速度的增大，物体所受的空气阻力也会随之增大， 当空气阻力增大到与物体自身的重力相等时，物体开始以恒定的速度下落，此恒定的速度称为收尾速度。某探险者在野外攀岩时，踩落一树枝，约5 s后听到树枝直接落到崖底的声音。已知树枝的收尾速度为20 m/s，则探险者离崖底的高度不可能是（忽略声音在空气中的传播时间，重力加速度g取10 m/s2）（     ） A．70 m B．75 m C．85 m D．125 m 基础梳理 三、牛顿第三定律 知识点1 牛顿第三定律内容 1.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。 2.作用力与反作用力的特点 (1)三同：①同大小；②同变化；③同性质 (2)三异：①方向不同；②受力物体不同；③产生的效果不同 (3)二无关：①与相互作用的物体运动状态无关；②与是否和其他物体相互作用无关； 知识点2作用力和反作用力与一对平衡力的区别 　名称 项目　　 作用力与反作用力 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 考向分析 考向一：牛顿第三定律应用 例1.如图所示为跳水运动员跳水前的起跳动作。设人对跳板的压力为F1，跳板对人的支持力为F2，则（     ） A．F1和F2是一对平衡力 B．F1和F2是一对作用力和反作用力 C．先有力F1，后有力F2 D．F1和F2方向相反，大小不相等 【变式训练】用绳悬挂一重物，当重物处于静止状态时，以下说法中正确的是（     ） A．绳对重物的拉力和重物对绳的拉力是一对平衡力 B．绳对重物的拉力和重物的重力是一对平衡力 C．绳对重物的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力 D．重物对绳的拉力和重物的重力是一对作用力与反作用力 考向二：作用力和反作用力与一对平衡力的区别 例2.中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【变式训练】利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”，如图，在研磨过程中，砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时，（　　） A．砚台对墨条的摩擦力方向水平向左 B．桌面对砚台的摩擦力方向水平向左 C．桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力 D．桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力 巩固练习 一、单选题 1．交通工具是现代人的生活中不可缺少的一个部分。下列图示的交通工具中，惯性最大的是（　　） A．飞驰的摩托车 B．匀速行驶的汽车 C．加速行驶的快艇 D．减速进站的动车组 2．如图所示，人静止站在测力计上，下列说法中正确的是（　　） A．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对平衡力 B．人所受的重力和人对测力计的压力是一对平衡力 C．人对测力计的压力和测力计对人的支持力是一对作用力与反作用力 D．人所受的重力和人对测力计的压力是一对作用力与反作用力 3．用大小相等的水平力F分别推着一辆空车和一辆装满货物的重车，在光滑水平地面上由静止开始运动。经过相同的时间后，突然撤去推力。下列说法正确的是（     ） A．撤去推力后，空车和重车立即停下，因为力消失了 B．撤去推力后，空车和重车都将保持匀速直线运动，但空车速度更大 C．撤去推力后，空车和重车将保持匀速直线运动，且二者速度大小相同 D．撤去推力后，空车会继续加速，重车会减速 4．雨滴虽然从数千米高空由静止下落，但落地时的速度大约只有10 m/s，这是由于存在空气阻力，雨滴的加速度不断减小，最终减为零。在此过程中（     ） A．雨滴的加速度减小，速度也减小 B．雨滴先加速下落后减速下落 C．雨滴的加速度的方向与速度的方向相同 D．雨滴在相同时间内下落的高度不断减小 5．如图是电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒大战土拨鼠时的场景，下列说法中正确的是（　　） A．哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为土拨鼠发生了形变 B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对平衡力 C．土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的摩擦力 D．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是相互作用力 6．如图所示为明代画家倪端所画的《捕鱼图》的一部分，和渔网连接的四根竹竿系在跨过支架的轻绳上，渔夫拉动轻绳即可竖直向上提起渔网。若某次渔网中鱼的总质量为10kg，重力加速度g取10m/s2，渔网出水后，视渔网整体位于水平面上。下列说法正确的是（　　） A．渔网加速上升时，渔网中的鱼处于失重状态 B．当鱼以大小为2m/s2的加速度加速上升时，鱼对渔网的压力为120N C．渔网减速上升时，渔网对鱼的支持力小于鱼对渔网的压力 D．渔网加速上升时，渔网对鱼的支持力和鱼对渔网的压力不在同一直线上 7．当将扳手放在光滑水平面上推出后，发现扳手边旋转边向前运动，图（a）为扳手及扳手上选取的A、B、C三个参考点，图（b）为扳手运动过程的频闪照片。若不计扳手形状，将其理想化为质点，能描述该质点运动轨迹的是（    ） A．A点 B．B点 C．C点 D．A、B、C三点均可 二、多选题 8．过年了，到处都挂着喜庆的灯笼。一写有“新年快樂”的四个灯笼最上端用一橡皮筋悬挂在路旁的树枝上，灯笼质量都为m，四个灯笼间都用轻绳拴连，如图所示。突然，挂着“樂”字灯笼的绳子断了。重力加速度为g，在绳断的一瞬间，下列说法正确的是（　　） A．“樂”字灯笼的加速度为0 B．“新”、“年”、“快”三个灯笼的加速度大小为 C．橡皮筋对“新”字灯笼的拉力大小为4mg D．“新”字灯笼与“年”字灯笼间绳子的拉力大小为2mg 9．直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示。设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中，下列说法正确的是（　　） A．箱内物体对箱子底部始终没有压力 B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最小 C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 三、解答题 10．质量的物体，在水平拉力的作用下，在t=0时刻沿水平地面做初速度为0的匀加速直线运动，物体与地面间的动摩擦因数，，求： (1)物体受到的滑动摩擦力大小； (2)物体运动的加速度大小； (3)物体在前3s内的位移大小。 11．如图所示，质量为的物块放在一足够长水平固定的木板上。用与水平方向成角斜向右上方、大小为的恒力拉动物块由静止开始做匀加速直线运动，运动2s的位移为10m。运动2s后撤去拉力，取重力加速度，，求： (1)拉力作用时物块运动的加速度大小； (2)物块与木板的动摩擦因数为多少？ (3)物块在水平木板上运动的总路程为多少？ 牛顿运动定律 牛顿第一定律 1.牛顿第一定律内容 2.惯性与质量关系 牛顿第二定律 1.牛顿第二定律内容 2.牛顿第二定律瞬时加速度 牛顿第三定律 1.牛顿第三定律内容 2.作用力与平衡力的区别 轻松学物理 1 学科网（北京）股份有限公司 $