文档内容
第 07 讲 牛顿第一、第二运动定律
题型一 牛顿第一定律
题型二 牛顿第二定律
题型三 超重和失重问题
课标要求 命题预测 重难点
1.理解牛顿第一定律的内
容和惯性的本质。
2.掌握牛顿第二定律的内
容及公式，能够应用牛顿 跳水、蹦床、蹦极、火箭发 （1）掌握牛顿第二定律的内容及公式。
第二定律解决问题。 射、无人机、跳伞运动、电梯 （2）应用牛顿第二定律解决问题。
内的超重及失重
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。
题型一 牛顿第一定律
【典型例题剖析】
【例1】 (2023·北京市朝阳区六校联考)如图所示，滑冰运动员用力将冰刀后蹬，可以向前滑行；停止
用力，会逐渐停下，且滑行的速度越大，停下所需时间越长，滑得越远。有四位同学对此过程发表了
自己的看法，你认为正确的是( )A．运动员的运动需要力来维持
B．停止用力，运动员停下来是具有惯性的表现
C．停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用
D．速度越大，停下所需时间越长，说明惯性的大小和速度有关
【高考考点对接】
一、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．理想实验：它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过
程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能(填“不能”或“可以”)由实际的实验来验证。
3．物理意义
(1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律。
(2)提出了一切物体都具有惯性，即物体维持其原有运动状态的特性。
(3)揭示了力与运动的关系，说明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。
注意：运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因。
二、惯性
1．定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。
2．惯性大小的量度
质量是物体惯性大小的唯一量度。物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小。
3．对惯性的理解
(1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。
(2)物体惯性的大小只取决于物体的质量，与物体的受力情况、速度大小及所处位置无关。
(3)物体惯性表现形式：
①形式一：“保持原状”。物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动
状态或静止状态。
②形式二：“反抗改变”。物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程
度。惯性越大，物体的运动状态越难改变。
【跟踪变式训练】
【变式1-1】(2023·江苏省苏州中学期末)大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水
平路面上行驶，下列说法正确的是( )A．油罐车匀速前进时，油没有惯性
B．油罐车加速前进时，油的液面仍然保持水平
C．油罐车减速前进时，两挡板间油的液面前低后高
D．挡板间油的质量相对小，可以有效减弱变速时油的涌动
【变式1-2】 关于牛顿运动定律，下列说法正确的是( )
A．牛顿通过理想斜面实验得出力是维持物体运动状态的原因
B．牛顿第一定律又被称为惯性定律，物体的速度越大，惯性越大
C．伽利略和笛卡儿的思想观点对牛顿第一定律的建立做出了基础性的贡献
D．牛顿第三定律指出先有作用力，后有反作用力
【变式1-3】 (2024·广东省四校联考)滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的人发明的一种飞行器。现有一
滑翔伞沿直线朝斜向右下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F，则此过程
中F的方向可能是( )
题型二 牛顿第二定律
【典型例题剖析】
【例2】 (2022·全国乙卷·15)如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为 m的小球，初始时整个系统
静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与
两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时，它们加速度的大小均为( )
A. B. C. D.
【高考考点对接】
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： F ＝ ma 。3．对牛顿第二定律的理解
4．加速度两个表达式的对比理解
(1)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；
(2)a＝是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝。
【解题能力提升】
求解瞬时加速度问题的一般思路
→→→
【跟踪变式训练】
【变式2-1】在空间站中，如需测量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法。如图所示，先对质量为
m ＝1.0 kg的标准物体P施加一水平恒力F，测得其在1 s内的速度变化量大小是10 m/s，然后将标准
1
物体P与待测物体Q紧靠在一起，施加同一水平恒力F，测得它们1 s内速度变化量大小是2 m/s。则待
测物体Q的质量m 为( )
2
A．3．0 kg B．4．0 kg C．5．0 kg D．6．0 kg
【变式2-2】 (多选)如图所示，水平轻弹簧两端拴接两个质量均为 m的小球a和b，拴接小球的细线
P、Q固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为 37°。现剪断细线P，弹簧的劲度系
数为k，重力加速度大小为g，取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。下列说法正确的是( )
A．剪断细线P前，弹簧形变量为B．剪断细线P的瞬间，小球b的加速度大小为
C．剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，细线P的拉力变小
D．剪断与a球连接处的弹簧的瞬间，小球a的加速度大小为0.8g
【变式2-3】 (2022·江苏卷·1)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过(
)
A．2．0 m/s2 B．4.0 m/s2
C．6．0 m/s2 D．8.0 m/s2
题型三 超重与失重
【典型例题剖析】
【例3】 (2023·四川省射洪中学模拟)人站在力传感器上完成下蹲和站起动作，传感器记录的力随时间
变化图像(F－t图像)如图所示，重力加速度g＝10 m/s2，则( )
A．下蹲过程中最大加速度为6 m/s2
B．人在下蹲过程中，力的示数先变大后变小
C．人在站起过程中，先失重后超重
D．人在8 s内完成了两次下蹲和两次站起动作
【高考考点对接】
超重、失重和完全失重的对比
名称 超重 失重 完全失重
物体竖直向下的加速度
产生条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下
等于g
对应运动 自由落体运动、竖直上
加速上升或减速下降 加速下降或减速上升
情境 抛运动等
F－mg＝ma mg－F＝ma mg－F＝mg
原理
F＝ mg ＋ ma F＝ mg － ma F＝0
(1)发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力(或拉力)
说明
变大或变小了。(2)在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天
平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。
【跟踪变式训练】
【变式3-1】 (2020·山东卷·1)一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移s与时间t的关系图像如
图所示。乘客所受支持力的大小用F 表示，速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的
N
是( )
A．0～t 时间内，v增大，F >mg
1 N
B．t～t 时间内，v减小，F mg
2 3 N
【变式3-2】 (2023·全国乙卷·14)一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。
设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球( )
A．上升时间等于下落时间
B．被垫起后瞬间的速度最大
C．达到最高点时加速度为零
D．下落过程中做匀加速运动
【变式3-3】 (2024·江西省第一次联考)智能手机有许多的传感器，如加速度传感器。小明用手平托着
手机，迅速向下运动，然后停止。以竖直向上为正方向，手机记录了手机竖直方向的加速度 a随时间t
变化的图像，如图所示。则下列判断正确的是( )
A．t 时刻手机速度最大
1
B．手机t 时刻比t 时刻速度更小
2 1
C．t 时刻手受到的压力比手机重力小
3
D．t 时刻手受到的压力最大
41．(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490 N，他将体重计移至电梯内称量，t 至t 时间段内，体重
0 3
计的示数如图所示。若取竖直向上为正方向，则电梯运行的 v－t和a－t图像可能正确的是(g取9.8
m/s2)( )
2．如图甲所示，高空滑索是一项勇敢者的运动项目。如果某人用轻绳通过轻质滑环悬吊在足够长的倾斜
钢索上运动，钢索与水平地面的夹角为30°，在下滑过程中可能会出现如图乙(轻绳与钢索垂直)和如图
丙(轻绳沿竖直方向)所示的两种情形，已知此人的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列
说法中错误的是( )
A．图乙中，人一定匀加速下滑
B．图乙中，钢索对轻环的作用力大小为mg
C．图丙中，人一定匀速下滑
D．图丙中，钢索对轻环无摩擦力
3．(2023·海南省模拟)如图所示，在质量为M的箱式电梯的地板上固定一轻质弹簧，弹簧的上端拴接一质
量为m 的物体A，质量为m 的物体B放置在物体A上，整个装置随电梯一起匀速下降，弹簧保持竖
A B
直，重力加速度为g。某时刻悬挂电梯的钢索突然断裂，在钢索断裂的瞬间，下列说法正确的是( )A．物体A的加速度大小为0
B．物体B的加速度大小为g
C．箱式电梯的加速度大小为g
D．物体B对物体A的压力为0
4．(2024·湖北襄阳市第四中学月考)如图，一辆公共汽车在水平公路上做直线运动，小球 A用细线悬挂在
车顶上，车厢底板上放一箱苹果，苹果箱和苹果的总质量为M，苹果箱和箱内的苹果始终相对于车厢
底板静止，苹果箱与公共汽车车厢底板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若观察到细线偏离竖直
方向夹角大小为θ并保持不变，则下列说法中正确的是( )
A．汽车一定向右做匀减速直线运动
B．车厢底板对苹果箱的摩擦力水平向右
C．苹果箱中间一个质量为m的苹果受到的合力大小为
D．苹果箱中间一个质量为m的苹果受到周围其他苹果对它的作用力大小为
5．如图所示，一个箱子中放有一物体，已知静止时物体对下底面的压力等于物体的重力， 且物体与箱子
上表面刚好接触。现将箱子以初速度v 竖直向上抛出，已知箱子所受空气阻力与箱子运动的速率成正
0
比，且箱子运动过程中始终保持图示方式，则下列说法正确的是( )
A．上升过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力越来越小
B．上升过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力越来越大
C．下降过程中，物体对箱子的下底面有压力，且压力可能越来越大
D．下降过程中，物体对箱子的上底面有压力，且压力可能越来越小
6．如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为 37°，质量为m的货物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3。当载重车厢沿索道向上加速运动时，货物与车厢仍然保持相对静止状态，货
物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，连接索道与车厢的杆始终沿竖直方向，重力加速度为
g，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，那么这时货物对车厢地板的摩擦力大小为( )
A．0．35mg B．0.3mg
C．0．23mg D．0.2mg
7．(2023·辽宁卷·2)安培通过实验研究，发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为 Δl 和Δl、
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电流大小分别为I 和I 的平行直导线间距为r时，相互作用力的大小可以表示为ΔF＝k。比例系数k的
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单位是( )
A．kg·m/(s2·A) B．kg·m/(s2·A2)
C．kg·m2/(s3·A) D．kg·m2/(s3·A3)
