第07講牛頓第一、第二運(yùn)動(dòng)定律

熱點(diǎn)題型歸納】

題型一牛頓第一定律

題型二牛頓第二定律

題型三超重和失重問題

考情分析

課標(biāo)要求命題預(yù)測重難點(diǎn)

1.理解牛頓第一定律的內(nèi)

容和慣性的本質(zhì)。

2.掌握牛頓第二定律的內(nèi)

容及公式，能夠應(yīng)用牛頓第

跳水、蹦床、蹦極、火箭發(fā)射、(1)掌握牛頓第二定律的內(nèi)容及公式。

二定律解決問題。無人機(jī)、跳傘運(yùn)動(dòng)、電梯內(nèi)的(2)應(yīng)用牛頓第二定律解決問題。

3.了解單位制，并知道國際超重及失重

單位制中的七個(gè)基本單位，

會(huì)用國際單位制檢查結(jié)果

表達(dá)式是否正確。

題型分類?舉一反三

題型一牛頓第一定律

【典型例題剖析】

【例1】(2023?北京市朝陽區(qū)六校聯(lián)考)如圖所示，滑冰運(yùn)動(dòng)員用力將冰刀后蹬，可以向前滑行；停止

用力，會(huì)逐漸停下，且滑行的速度越大，停下所需時(shí)間越長，滑得越遠(yuǎn)。有四位同學(xué)對(duì)此過程發(fā)表了自

己的看法，你認(rèn)為正確的是()

A.運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)需要力來維持

B.停止用力，運(yùn)動(dòng)員停下來是具有慣性的表現(xiàn)

C.停止用力，運(yùn)動(dòng)員停下來是由于摩擦力的作用

D.速度越大，停下所需時(shí)間越長，說明慣性的大小和速度有關(guān)

【高考考點(diǎn)對(duì)接】

一、牛頓第一定律

1.內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。

2.理想實(shí)驗(yàn)：它是在經(jīng)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)上采用科學(xué)的抽象思維來展開的實(shí)驗(yàn)，是人們?cè)谒枷肷纤茉斓睦硐脒^程。

牛頓第一定律是通過理想斜面實(shí)驗(yàn)得出的，它丕能(填“不能”或“可以”)由實(shí)際的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證。

3.物理意義

(1)揭示了物體在不受外力或所受合外力為零時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

(2)提出了一切物體都具有慣性,即物體維持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特性。

(3)揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，說明力不是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

注意：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變指速度的改變，速度改變則必有加速度，故力是物體產(chǎn)生加速度的原因。

二、慣性

1.定義:物體保持原來勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性。

2.慣性大小的量度

質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度。物體的質(zhì)量越大，慣性越大;物體的質(zhì)量越小，慣性越小。

3.對(duì)慣性的理解

(1)慣性是物體的固有屬性，一切物體都具有慣性。

⑵物體慣性的大小只取決于物體的質(zhì)量,與物體的受力情況、速度大小及所處位置無關(guān)。

(3)物體慣性表現(xiàn)形式：

①形式一：“保持原狀”。物體不受外力或所受的合外力為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

或靜止?fàn)顟B(tài)。

②形式二：“反抗改變”。物體受到外力且合外力不為零時(shí)，慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。

慣性越大，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變。

【跟蹤變式訓(xùn)練】

【變式1-1］（2023?江蘇省蘇州中學(xué)期末）大型油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板，如圖所示，油罐車在水

平路面上行駛，下列說法正確的是（）

A.油罐車勻速前進(jìn)時(shí)，油沒有慣性

B.油罐車加速前進(jìn)時(shí)，油的液面仍然保持水平

C.油罐車減速前進(jìn)時(shí)，兩擋板間油的液面前低后高

D.擋板間油的質(zhì)量相對(duì)小，可以有效減弱變速時(shí)油的涌動(dòng)

【變式1-2】關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律，下列說法正確的是（）

A.牛頓通過理想斜面實(shí)驗(yàn)得出力是維持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因

B.牛頓第一定律又被稱為慣性定律，物體的速度越大，慣性越大

C.伽利略和笛卡兒的思想觀點(diǎn)對(duì)牛頓第一定律的建立做出了基礎(chǔ)性的貢獻(xiàn)

D.牛頓第三定律指出先有作用力，后有反作用力

【變式1-3］（2024?廣東省四校聯(lián)考）滑翔傘是一批熱愛跳傘、滑翔翼的人發(fā)明的一種飛行器。現(xiàn)有一滑

翔傘沿直線朝斜向右下方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。若空氣對(duì)滑翔傘和飛行人員的作用力為R則此過程中F

的方向可能是（）

題型二牛頓第二定律

【典型例題剖析】

【例2】（2022?全國乙卷T5）如圖，一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為加的小球，初始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)靜

置于光滑水平桌面上，兩球間的距離等于繩長?一大小為尸的水平恒力作用在輕繩的中點(diǎn)，方向與兩

3

球連線垂直。當(dāng)兩球運(yùn)動(dòng)至二者相距才時(shí)，它們加速度的大小均為（）

5F2F

A.—B.—

8m5m8m10m

【高考考點(diǎn)對(duì)接】

1.內(nèi)容：物體加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向

相同。

2.表達(dá)式：F=mao

3.對(duì)牛頓第二定律的理解

?矢量性|~與尸方向相同）

/瞬時(shí)性）——a與尸對(duì)應(yīng)同一時(shí)刻）

｛因果性］~1F是產(chǎn)生a的原因）

a、F、相對(duì)應(yīng)同一物體］

同一性［

a、F、用統(tǒng)一使用國際單位制單位

隹■｛獨(dú)立性）一T每一個(gè)力都可以產(chǎn)生各自的加速度

T.只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，

不適用于微觀、高速運(yùn)動(dòng)的粒子

M局限性卜

一-物體的加速度必須是相對(duì)慣性系

而言的

4.加速度兩個(gè)表達(dá)式的對(duì)比理解

Av

（Da=不是加速度的定義式’.與△，、A，無必然聯(lián)系;

F1

（2）〃=一是加速度的決定式，〃的大小由合外力產(chǎn)和質(zhì)量冽決定，且aocR4Z0C-O

mm

【解題能力提升】

求解瞬時(shí)加速度問題的一般思路

I分析瞬時(shí)變化前II分析瞬時(shí)變化后I求出變化后物體所受合力

物體的受力情況門哪些力變化或消美F根據(jù)牛頓第二定律列方程T求瞬時(shí)加速圉

【跟蹤變式訓(xùn)練】

【變式2-1］在空間站中，如需測量一個(gè)物體的質(zhì)量，需要運(yùn)用一些特殊方法。如圖所示，先對(duì)質(zhì)量為

mi=1.0kg的標(biāo)準(zhǔn)物體P施加一水平恒力尸，測得其在1s內(nèi)的速度變化量大小是10m/s,然后將標(biāo)準(zhǔn)物

體P與待測物體Q緊靠在一起，施加同一水平恒力F,測得它們1s內(nèi)速度變化量大小是2m/so則待測

物體Q的質(zhì)量加2為（）

PQ

A.3.OkgB.4.0kgC.5.0kgD.6.0kg

【變式2-2]（多選）如圖所示，水平輕彈簧兩端拴接兩個(gè)質(zhì)量均為加的小球a和b,拴接小球的細(xì)線

P、0固定在天花板上，兩球靜止，兩細(xì)線與水平方向的夾角均為37。。現(xiàn)剪斷細(xì)線尸，彈簧的勁度系數(shù)

為左，重力加速度大小為g,取sin37o=0.6,cos37°=0.8o下列說法正確的是（）

剪斷細(xì)線P前，彈簧形變量為等

A.

B.剪斷細(xì)線P的瞬間，小球b的加速度大小為上

3

C.剪斷與a球連接處的彈簧的瞬間，細(xì)線P的拉力變小

D.剪斷與a球連接處的彈簧的瞬間，小球a的加速度大小為0.8g

【變式2-3]（2022?江蘇卷?：1）高鐵車廂里的水平桌面上放置一本書，書與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,

最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,取重力加速度g=10m/s2。若書不滑動(dòng)，則高鐵的最大加速度不超過（）

A.2.0m/s2B.4.0m/s2

C.6.Om/s2D.8.0m/s2

題型三超重與失重

【典型例題剖析】

【例3】（2023?四川省射洪中學(xué)模擬）人站在力傳感器上完成下蹲和站起動(dòng)作，傳感器記錄的力隨時(shí)間

變化圖像①一f圖像）如圖所示，重力加速度g=10m/s2,貝1（）

A.下蹲過程中最大加速度為6m/s?

B.人在下蹲過程中，力的示數(shù)先變大后變小

C.人在站起過程中，先失重后超重

D.人在8s內(nèi)完成了兩次下蹲和兩次站起動(dòng)作

【高考考點(diǎn)對(duì)接】

超重、失重和完全失重的對(duì)比

名稱超重失重完全失重

物體豎直向下的加速度

產(chǎn)生條件物體的加速度向上物體的加速度直E

等于g

對(duì)應(yīng)運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋

加速上升或減速下降加速下降或減速上升

情境運(yùn)動(dòng)等

F—mg=mamg—F=mamg—F=mg

原理

F=mg-\-maF=mg—maF=0

（1）發(fā)生超重或失重現(xiàn)象時(shí)，物體所受的重力沒有變化，只是壓力（或拉力）變

大或變小了。

說明

（2）在完全失重的狀態(tài)下，一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失，如天

平失效、浸在水中的物體不再受浮力作用、液柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。

【跟蹤變式訓(xùn)練】

【變式3-1]（2020?山東卷T）一質(zhì)量為〃?的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間/的關(guān)系圖像如圖

所示。乘客所受支持力的大小用尸N表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是

A.0?a時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)^>mg

B.友?友時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mg

C.打?為時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)^<mg

D.與?右時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)^>mg

【變式3-2]（2023?全國乙卷-14）一同學(xué)將排球自。點(diǎn)墊起，排球豎直向上運(yùn)動(dòng)，隨后下落回到。點(diǎn)。

設(shè)排球在運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小和速度大小成正比。則該排球（）

A.上升時(shí)間等于下落時(shí)間

B,被墊起后瞬間的速度最大

C.達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)加速度為零

D.下落過程中做勻加速運(yùn)動(dòng)

【變式3-3]（2024?江西省第一次聯(lián)考）智能手機(jī)有許多的傳感器，如加速度傳感器。小明用手平托著

手機(jī)，迅速向下運(yùn)動(dòng)，然后停止。以豎直向上為正方向，手機(jī)記錄了手機(jī)豎直方向的加速度。隨時(shí)間,

變化的圖像，如圖所示。則下列判斷正確的是（）

A.八時(shí)刻手機(jī)速度最大

B.手機(jī)t2時(shí)刻比h時(shí)刻速度更小

C.右時(shí)刻手受到的壓力比手機(jī)重力小

D."時(shí)刻手受到的壓力最大

綜合過關(guān)檢測

1.（多選）某人在地面上用體重計(jì)稱得其體重為490N,他將體重計(jì)移至電梯內(nèi)稱量，而至內(nèi)時(shí)間段內(nèi)，體重

計(jì)的示數(shù)如圖所示。若取豎直向上為正方向，則電梯運(yùn)行的v—f和a—/圖像可能正確的是色取9.8

向

2.如圖甲所示，高空滑索是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。如果某人用輕繩通過輕質(zhì)滑環(huán)懸吊在足夠長的傾斜鋼

索上運(yùn)動(dòng)，鋼索與水平地面的夾角為30°,在下滑過程中可能會(huì)出現(xiàn)如圖乙（輕繩與鋼索垂直）和如圖丙（輕

繩沿豎直方向）所示的兩種情形，已知此人的質(zhì)量為加，重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，則下列說法中

錯(cuò)誤的是（）

A.圖乙中，人一定勻加速下滑

B.圖乙中，鋼索對(duì)輕環(huán)的作用力大小為g-mg

C.圖丙中，人一定勻速下滑

D.圖丙中，鋼索對(duì)輕環(huán)無摩擦力

3.（2023?海南省模擬）如圖所示，在質(zhì)量為M的箱式電梯的地板上固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧的上端拴接一質(zhì)量

為加A的物體A,質(zhì)量為加B的物體B放置在物體A上，整個(gè)裝置隨電梯一起勻速下降，彈簧保持豎直,

重力加速度為g。某時(shí)刻懸掛電梯的鋼索突然斷裂，在鋼索斷裂的瞬間，下列說法正確的是（）

BA

A.物體A的加速度大小為0

B.物體B的加速度大小為g

C.箱式電梯的加速度大小為g

D.物體B對(duì)物體A的壓力為0

4.（2024?湖北襄陽市第四中學(xué)月考）如圖，一輛公共汽車在水平公路上做直線運(yùn)動(dòng)，小球A用細(xì)線懸掛在車

頂上，車廂底板上放一箱蘋果，蘋果箱和蘋果的總質(zhì)量為蘋果箱和箱內(nèi)的蘋果始終相對(duì)于車廂底板

靜止，蘋果箱與公共汽車車廂底板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為出重力加速度為g,若觀察到細(xì)線偏離豎直方向

夾角大小為。并保持不變，則下列說法中正確的是（）

A.汽車一定向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B.車廂底板對(duì)蘋果箱的摩擦力水平向右

C.蘋果箱中間一個(gè)質(zhì)量為加的蘋果受到的合力大小為/暨

tan0

D.蘋果箱中間一個(gè)質(zhì)量為加的蘋果受到周圍其他蘋果對(duì)它的作用力大小為

cos0

5.如圖所示，一個(gè)箱子中放有一物體，已知靜止時(shí)物體對(duì)下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子

上表面剛好接觸。現(xiàn)將箱子以初速度為豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比,

且箱子運(yùn)動(dòng)過程中始終保持圖示方式，則下列說法正確的是（）

A.上升過程中，物體對(duì)箱子的下底面有壓力,且壓力越來越小

B.上升過程中,物體對(duì)箱子的上底面有壓力,