第一講牛頓運動定律回歸教材回歸教材[人教版必修第一冊]關(guān)鍵知識關(guān)鍵知識1．第四章第1節(jié)P79頁，關(guān)于力和運動的關(guān)系的認(rèn)知歷史上經(jīng)歷了哪幾個階段，對應(yīng)人物是誰？提示：經(jīng)歷了①亞里士多德的觀點：必須有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方；②伽利略的觀點：力不是維持物體運動的原因；③笛卡兒的觀點：如果運動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直線運動，既不會停下來，也不會偏離原來的方向；④牛頓的觀點：力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因。2．第三章第3節(jié)P64頁，一對相互平衡的力與一對作用力和反作用力的主要區(qū)別是什么？提示：一對相互平衡的力是作用在同一個物體上，力的種類不一定相同，作用效果相互抵消；一對作用力和反作用力是作用在相互作用的兩個物體上，且力的種類一定相同，作用效果不能抵消。思想方法思想方法3．第四章第1節(jié)P80頁伽利略用了什么方法揭示了力和運動的關(guān)系？提示：理想實驗的方法，邏輯推理與事實經(jīng)驗相結(jié)合。素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4．第四章復(fù)習(xí)與提高A組P105頁的第1題，正確理解慣性的意義。提示：汽車的慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)。設(shè)汽車的運動方向為正方向。汽車在緊急剎車制動的過程中，可以認(rèn)為汽車所受阻力的大小F1不變，根據(jù)牛頓第二定律有a＝，汽車制動的加速度不變；已知末速度為0，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有?t＝，若初速度v0越大，則制動時間?t越大。在作答此題時可能會遇到兩個思維障礙：第一，不能將汽車緊急剎車制動過程抽象為末速度為0的勻減速直線運動，無法正確選擇公式?t＝進(jìn)行分析。第二，認(rèn)為兩種情況下汽車受到的阻力不同。實際上，汽車在緊急剎車制動的過程中，空氣阻力與制動相比可以忽略不計，汽車受到的阻力可以認(rèn)為相同。考點考點突破考點一牛頓第一定律和慣性的理解與應(yīng)用考點一牛頓第一定律和慣性的理解與應(yīng)用知識回扣知識回扣1．牛頓第一定律（1）內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運動狀態(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）意義：①指出了一切物體都有慣性，因此牛頓第一定律又叫慣性定律。②指出力不是維持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因。③牛頓第一定律描述的是物體不受外力時的狀態(tài)，而物體不受外力的情形是不存在的，因此該定律不是實驗定律，而是基于事實實驗基礎(chǔ)上的科學(xué)推理與歸納。2．慣性（1）定義：物體具有保持原來勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。（2）普遍性：慣性是一切物體都具有的性質(zhì)，是物體的固有屬性，與物體的運動情況和受力情況無關(guān)。（3）量度：質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，質(zhì)量大的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。典例典例精講題型一牛頓第一定律的理解與應(yīng)用典例1（2024·北京·聯(lián)考題）2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在神舟十六號開講。其中的一次實驗，航天員在背景板前先將一個質(zhì)量較小的鋼球甲懸停在空中，然后將另一個質(zhì)量較大的鋼球乙向右扔出，乙球被扔出后沿直線勻速運動直到和甲球發(fā)生正碰，如圖所示。碰撞后，乙球的速度有所減小，但仍繼續(xù)向右勻速直線運動，而甲球被碰后則以較大的速度向右飛出。相對于背景板，下列說法正確的是（）典例1A．乙球被扔出的過程中，其運動狀態(tài)始終保持不變B．乙球被扔出后靠近甲的過程中，其運動狀態(tài)會發(fā)生改變C．兩球碰撞過程中，甲球的運動狀態(tài)發(fā)生改變，乙球的運動狀態(tài)保持不變D．兩球碰撞過程中，甲、乙兩球的運動狀態(tài)均發(fā)生改變答案D解析A．乙球被扔出的過程中，航天員對乙球有力的作用，其運動狀態(tài)發(fā)生改變，故A錯誤；B．乙球被扔出后靠近甲的過程中，沿直線勻速運動，受力平衡，其運動狀態(tài)不發(fā)生改變，故B錯誤；CD．兩球碰撞過程中，均受到對方力的作用，甲、乙兩球的速度均發(fā)生變化，甲、乙兩球的運動狀態(tài)均發(fā)生改變，故C錯誤，D正確。故選D。題型二慣性的理解與應(yīng)用典例2（2023·福州·模擬題）大型油罐車內(nèi)的油在運輸過程中極易發(fā)生涌動（如圖甲所示），為了防止油涌動導(dǎo)致車體重心急劇變化的危害，在油罐車內(nèi)部設(shè)置了一些固定擋板（如圖乙所示）。下列說法錯誤典例2A．油罐車勻速向左拐彎時，油罐內(nèi)的油將涌動到油罐的右側(cè)B．油罐車在設(shè)置擋板后，減小了油的慣性，使油不容易發(fā)生涌動C．油罐車在勻速前進(jìn)的過程中突然剎車，擋板可以減弱油向前劇烈涌動D．油罐車在平直道路上勻速前進(jìn)時，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動答案B解析由于慣性油罐車勻速向左拐彎時，油罐內(nèi)的油將涌動到油罐的右側(cè)，故A正確；慣性取決于物體的質(zhì)量，油的慣性大小不變，故B錯誤；油罐車在勻速前進(jìn)的過程中突然剎車，由于慣性油向前涌動，設(shè)置擋板能減弱油向前劇烈涌動，故C正確；油罐車在平直道路上勻速前進(jìn)時，由牛頓第一定律可知，即使沒有擋板油也幾乎不會涌動，故D正確。故B選項符合題意。升華總結(jié)慣性的兩種表現(xiàn)形式：（1）物體在不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為使物體保持原來的運動狀態(tài)不變（靜止或勻速直線運動）。（2）物體受到外力時，慣性表現(xiàn)為運動狀態(tài)改變的難易程度。慣性大，物體的運動狀態(tài)較難改變；慣性小，物體的運動狀態(tài)較易改變。跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1．（多選）下列對牛頓第一定律的理解正確的是（）A．牛頓第一定律反映了物體在不受外力作用時的運動規(guī)律B．在不受外力作用時，物體的運動狀態(tài)保持不變C．在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運動D．奔跑的運動員，由于遇到障礙而被絆倒，這是因為他受到外力作用迫使他改變原來的運動狀態(tài)答案ABD解析牛頓第一定律描述的是物體在不受外力作用時的運動規(guī)律，在不受外力作用時總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)不變，A、B正確；牛頓第一定律還揭示了力和運動的關(guān)系，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于摩擦力的作用而改變了運動狀態(tài)，奔跑的運動員，遇到障礙而被絆倒，是因為他受到外力作用而改變了運動狀態(tài)，C錯誤，D正確。2．某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿著球筒的中部，另一手用力F擊打羽毛球筒的上端，則（）A．該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性B．該同學(xué)無法取出羽毛球C．羽毛球會從筒的下端出來D．羽毛球筒向下運動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來答案A解析用力F擊打羽毛球筒的上端時，球筒會在力的作用下向下運動，而羽毛球由于慣性而保持靜止，所以羽毛球會從筒的上端出來，故A正確，B、C錯誤；球筒向下運動，羽毛球相對于球筒向上運動，所以羽毛球受到向下的摩擦力，故D錯誤?？键c二牛頓第二定律的理解考點二牛頓第二定律的理解力學(xué)單位制知識回扣知識回扣1．牛頓第二定律（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＝kma，其中k是比例系數(shù)。在質(zhì)量的單位取千克（kg），加速度的單位取米每二次方秒（m/s2），力的單位取牛頓（N）時，F(xiàn)＝ma。（3）牛頓第二定律的理解因果性F是產(chǎn)生a的原因同一性a、F、m對應(yīng)同一物體a、F、m統(tǒng)一使用國際單位制單位獨立性每一個力都可以產(chǎn)生各自的加速度矢量性a與F方向相同瞬時性a與F對應(yīng)同一時刻局限性只適用于宏觀、低速運動的物體，不適用于微觀、高速運動的粒子只適用于慣性參考系2．合力、速度、運動情況的關(guān)系（1）合力與速度方向相同時，物體做加速直線運動。（2）合力與速度方向相反時，物體做減速直線運動。（3）合力與速度不在同一直線上時，物體做曲線運動。3．單位制（1）單位制：由基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制。（2）基本單位：在力學(xué)范圍內(nèi)，規(guī)定質(zhì)量、長度和時間為三個基本量，它們的單位為基本單位。單位分別是米、千克、秒。（3）導(dǎo)出單位：由基本量根據(jù)物理關(guān)系推導(dǎo)出來的其他物理量的單位。（4）國際單位制的基本單位（共7個）物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號長度l米m質(zhì)量m千克（公斤）kg時間t秒s電流I安[培]A熱力學(xué)溫度T開[爾文]K物質(zhì)的量n，（ν）摩[爾]mol發(fā)光強度I，（Iv）坎[德拉]cd典例典例精講題型一單位制典例1（2023·遼寧·歷年真題）安培通過實驗研究，發(fā)現(xiàn)了電流之間相互作用力的規(guī)律。若兩段長度分別為?l1和?l2、電流大小分別為I1和I?的平行直導(dǎo)線間距為r時，相互作用力的大小可以表示為。比例系數(shù)k的單位是（）典例1A．kg·m/(s2·A) B．kg·m/(s2·A2) C．kg·m2/(s3·A) D．kg·m2/(s3·A3)答案B解析根據(jù)公式得，得k的單位為kg·m/(s2·A2)。題型二牛頓第二定律的理解典例2（多選）（典例2A．對靜止在光滑水平面上的物體施加一個水平力，當(dāng)力剛作用瞬間，物體立即獲得加速度B．物體由于做加速運動，所以才受合外力作用C．F＝ma是矢量式，a的方向與F的方向相同，與速度方向無關(guān)D．物體所受合外力減小，加速度一定減小，而速度不一定減小答案ACD解析由牛頓第二定律的瞬時性可知，A正確；由牛頓第二定律的矢量性可知，C正確；力是產(chǎn)生加速度的原因，而不是先有加速度，才受合外力，B錯誤；由a＝可知，合外力減小，加速度一定減小，當(dāng)加速度方向與速度方向一致時，速度增大，D正確。本題正確答案為ACD。題型三合力、速度、加速度間的關(guān)系典例3（多選）（2024·河北·聯(lián)考題）如圖甲所示，一豎直放置的足夠長的固定玻璃管中裝滿某種液體，一半徑為r、質(zhì)量為m的金屬小球，從t＝0時刻起，由液面靜止釋放，小球在液體中下落，其加速度a隨速度v的變化規(guī)律如圖乙所示。已知小球在液體中受到的阻力f＝6πηvr，式中r是小球的半徑，v是小球的速度，η是常數(shù)。忽略小球在液體中受到的浮力，重力加速度為g典例3A．小球的最大加速度為gB．小球的速度從0增加到v0的過程中，做勻變速運動C．小球先做加速度減小的變加速運動，后做勻速運動D．小球的最大速度為答案ACD解析當(dāng)t＝0時，小球所受的阻力f＝0，此時加速度為g，A正確；由題圖乙知，小球的速度從0增加到v0的過程中，加速度減小，B錯誤；根據(jù)牛頓第二定律有mg－f＝ma，解得a＝g－，當(dāng)a＝0時，速度最大，此后小球做勻速運動，最大速度vm＝，C、D正確。故選ACD。題型四力的合成與分解與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用典例4.1（2024·浙江·聯(lián)考題）照片甲是臨平一酒店自助餐廳的保溫儲盤裝置，顧客拿走一個盤子后下面的盤子就上升到原來的位置，小明仔細(xì)觀察其結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)原理的示意圖如圖乙所示，有三根完全相同的輕質(zhì)彈簧等間距豎直懸掛在水平固定圓環(huán)上，下端連接質(zhì)量為m的托盤，托盤上放著n個質(zhì)量均為m的盤子并處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知重力加速度大小為g，則某顧客快速取走1號盤子的瞬間，托盤對第n典例4.1A． B． C． D．答案B解析某顧客快速取走1號盤子的瞬間，托盤和剩余盤子所受合力為mg，則有mg＝nma，設(shè)托盤對第n號盤子作用力的大小為F，對剩余盤子有F－(n－1)mg＝(n－1)ma，解得F＝，故選B。典例4.2（2025·安徽·聯(lián)考題）艦載機(jī)沿著航母跑道直線加速過程中，由于氣流對機(jī)翼的作用會產(chǎn)生升力，將發(fā)動機(jī)提供的推力和氣流對機(jī)翼的升力的合力稱為總動力F。設(shè)航母跑道可以看作是一個與水平面夾角為α的理想斜面，艦載機(jī)在起飛前以大小為a＝g的加速度沿著跑道加速，總動力F與飛機(jī)速度v的方向的夾角也等于α，設(shè)飛機(jī)的質(zhì)量為m，前進(jìn)過程中受到的阻力（包括跑道摩擦阻力，空氣的阻力等）方向與速度方向相反，大小與飛機(jī)對跑道的正壓力成正比，比例系數(shù)為k＝，重力加速度為g，則總動力F的大小為（）典例4.2A． B． C． D．答案A解析飛機(jī)所受支持力為FN，所受阻力為Ff，受力分析如圖所示。沿著速度方向，由牛頓第二定律得Fcosα－mgsinα－Ff＝ma，垂直速度方向Fsinα＋FN－mgcosα＝0，由已知條件Ff＝kFN，k＝，聯(lián)立解得F＝，故選A。升華總結(jié)1．對質(zhì)量一定的物體，它的加速度由合力決定。合力大小決定加速度大小，合力方向決定加速度方向。2．做直線運動的物體，只要加速度和速度方向相同，物體速度就增大；只要加速度和速度方向相反，物體速度就減小。3．應(yīng)用牛頓第二定律解題思路和關(guān)鍵：（1）選取研究對象進(jìn)行受力分析。（2）應(yīng)用平行四邊形定則求合力或運用正交分解法按相互垂直的兩個方向上分別求合力。（3）根據(jù)F合＝ma求物體的加速度a；或求某一方向上的加速度。跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1．（2024·江西·模擬題）2022年8月9日，世界首條永磁磁浮空軌試驗線在江西贛州投入使用。如圖所示，該列車和軌道應(yīng)用新型稀土材料，僅憑磁力就可使列車自然懸浮和驅(qū)動。已知列車質(zhì)量為m，空氣阻力不可忽略。當(dāng)列車水平直線行駛時，則列車（）A．勻速行駛時，軌道對列車的作用力大小為mgB．加速行駛時，軌道對列車的作用力沿水平方向C．以加速度a加速行駛時，列車受到的合外力大小為maD．減速行駛時，軌道對列車的作用力小于mg答案C解析A．由于空氣阻力不可忽略，則列車勻速行駛時，軌道對列車的作用力大小大于mg，故A錯誤；B．加速行駛時，列車所受的合力沿水平方向，但由于空氣阻力和重力不可忽略，則軌道對列車的作用力不沿水平方向，故B錯誤；C．以加速度a加速行駛時，列車受到的合外力大小為ma，故C正確；D．減速行駛時，軌道對列車的作用力在豎直方向的分量等于重力，則軌道對列車的作用力不可能小于mg，故D錯誤。故選C。2．（2024·安徽·歷年真題）如圖所示，豎直平面內(nèi)有兩根完全相同的輕質(zhì)彈簧，它們的一端分別固定于水平線上的M、N兩點，另一端均連接在質(zhì)量為m的小球上。開始時，在豎直向上的拉力作用下，小球靜止于MN連線的中點O，彈簧處于原長。后將小球豎直向上緩慢拉至P點，并保持靜止，此時拉力F大小為2mg。已知重力加速度大小為g，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力。若撤去拉力，則小球從P點運動到O點的過程中（）A．速度一直增大 B．速度先增大后減小C．加速度的最大值為3g D．加速度先增大后減小答案A解析小球從P點運動到O點的過程中，所受合力方向始終向下，故小球一直做加速運動，A正確，B錯誤；設(shè)OM＝d，彈簧與豎直方向間的夾角為θ，由牛頓第二定律得＋mg＝ma，解得a＝＋g，小球從P點運動到O點的過程中，θ（θ≤90°）增大，故加速度一直減小，撤去F瞬間小球的加速度最大，此時小球所受合力為2mg，由牛頓第二定律得小球的最大加速度am＝2g，C、D錯誤。3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在水平桌面上，物體和桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度為g，當(dāng)用方向與水平桌面夾角始終為θ＝30°，但大小不同的拉力F斜向上作用在物體上時，下列關(guān)于物體的加速度a的說法正確的是（）A．大小不可能等于0 B．大小可能等于μgC．方向一定沿水平方向 D．方向與水平桌面的夾角可能大于30°答案B解析若物體靜止，則有Fcos30°≤fmax＝μ(mg－Fsin30°)，解得F≤，則物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體加速度大小為0，A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得Fcos30°－μ(mg－Fsin30°)＝ma，當(dāng)a＝μg時，解得F＝，B正確；當(dāng)Fsin30°＞mg時物體離開桌面，此時豎直方向的加速度不為零，則此時物體的加速度方向不沿水平方向，C錯誤；當(dāng)物體離開水平桌面時，則物體的水平方向的加速度ax＝，豎直方向的加速度ay＝，則加速度方向與水平方向的夾角滿足tanα＝＝＝tan30°－＜tan30°，即α＜30°，D錯誤?？键c三牛頓第三定律的理解與應(yīng)用考點三牛頓第三定律的理解與應(yīng)用知識回扣知識回扣1．作用力和反作用力：兩個物體之間的作用總是相互的，一個物體對另一個物體施加了力，后一個物體一定同時對前一個物體也施加了力。2．牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。3．作用力與反作用力的“六同、三異、二無關(guān)”“六同”作用力與反作用力的大小相同、性質(zhì)相同、同一直線、同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失“三異”作用力與反作用力的方向不同、受力物體不同、產(chǎn)生效果不同“二無關(guān)”作用力與反作用力與物體的運動狀態(tài)無關(guān)、與是否和另外物體相互作用無關(guān)4．一對平衡力和一對作用力與反作用力的比較：一對平衡力一對作用力與反作用力相同點大小相等、方向相反、作用在同一條直線上不同點作用對象同一個物體兩個相互作用的不同物體作用時間不一定同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失一定同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失力的性質(zhì)不一定相同一定相同作用效果可相互抵消不可抵消典例典例精講題型一對牛頓第三定律的理解、相互作用力與平衡力的比較典例1（2024·云南·聯(lián)考題）如圖所示是一種有趣好玩的感應(yīng)飛行器的示意圖，主要是通過手控感應(yīng)飛行，它的底部設(shè)置了感應(yīng)器裝置。只需要將手置于離飛行器底部一定距離處，就可以使飛行器靜止懸浮在空中，操作十分方便。下列說法正確的是（）典例1A．手對飛行器的作用力與飛行器所受的重力是一對平衡力B．空氣對飛行器的作用力與飛行器所受的重力是一對平衡力C．空氣對飛行器的作用力和空氣對手的作用力是一對作用力和反作用力D．因為空氣會流動，所以螺旋槳對空氣的作用力和空氣對螺旋槳的作用力大小不相等答案B解析手與飛行器沒有接觸，手對飛行器沒有作用力，空氣對飛行器的作用力與飛行器所受的重力是一對平衡力，選項A錯誤，B正確；空氣對飛行器的作用力和飛行器對空氣的作用力是一對作用力和反作用力，選項C錯誤；由牛頓第三定律可知，螺旋槳對空氣的作用力和空氣對螺旋槳的作用力大小相等，選項D錯誤。題型二轉(zhuǎn)換研究對象法的應(yīng)用典例2（2023·陜西·模擬題）如圖所示，質(zhì)量為M的大圓環(huán)，用輕繩懸掛于天花板上，兩個質(zhì)量均為m的小圓環(huán)同時從等高處由靜止滑下，當(dāng)兩小圓環(huán)滑至與大圓環(huán)圓心等高時所受到的摩擦力均為Ff，重力加速度為g典例2A．Mg B．(M＋2m)gC．Mg＋2Ff D．(M＋2m)g＋2Ff答案C解析小圓環(huán)受到大圓環(huán)的摩擦力大小為Ff，方向豎直向上，根據(jù)力的作用是相互的，則大圓環(huán)受到兩個小圓環(huán)的摩擦力大小各為Ff，方向豎直向下，以大圓環(huán)為研究對象，大圓環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，向上的力是繩子對它的拉力F，向下的力有大圓環(huán)所受重力G、兩個小圓環(huán)對它的摩擦力2Ff；根據(jù)平衡關(guān)系，有F＝G＋2Ff＝Mg＋2Ff，由牛頓第三定律可知大圓環(huán)對繩的拉力大小為Mg＋2Ff，故C正確。升華總結(jié)1．對于任何物體，在任何條件下，牛頓第三定律都是成立的。不能錯誤地認(rèn)為只有物體受力平衡時，牛