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第三章 运动和力的关系
【运动和力的单元知识体系】
知识点 11：牛顿三个运动定律的理解
考点一：牛顿第一定律的理解及应用
题型一：应用惯性的相对性分析空气中固体的运动
【知识思维方法技巧】
空气中的铁球和乒乓球的惯性都比对应的等效“空气球”的惯性大。
【典例1基础题】（多选）如图所示，在匀速前进的磁悬浮列车里，小明将一小球放在水
平桌面上，且小球相对桌面静止．关于小球与列车的运动，下列说法正确的是( )
A．若小球向前滚动，则磁悬浮列车在加速前进
B．若小球向后滚动，则磁悬浮列车在加速前进
C．磁悬浮列车急刹车时，小球向前滚动
D．磁悬浮列车急刹车时，小球向后滚动
【典例1基础题对应练习】如图所示，一容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂一只
铁球和一只乒乓球，容器中铁球和乒乓球都处于静止状态，当容器随小车突然向右运动时
两球的运动情况是(以小车为参考系)( )
A．铁球向左，乒乓球向右
B．铁球向右，乒乓球向左
C．铁球和乒乓球都向左
D．铁球和乒乓球都向右
题型二：应用惯性的相对性分析空气中液体的运动
【知识思维方法技巧】
空气中的液体的惯性都比对应的等效“空气球”的惯性大。
学科网（北京）股份有限公司【典例2基础题】（多选）在水平的路面上有一辆匀速行驶的小车，车上固定一盛满水的
碗。现突然发现碗中的水洒出，水洒出的情况如图所示，则关于小车在此种情况下的运动
下列叙述正确的是( )
A．小车匀速向左运动 B．小车可能突然向左加速
C．小车可能突然向左减速 D．小车可能突然向右减速
【典例2基础题对应练习】某人乘坐列车时发现，车厢的双层玻璃窗内积水了．列车进站
过程中，他发现水面的形状如图中的( )
题型三：应用惯性的相对性分析液体中铁球和木球的运动
【知识思维方法技巧】
悬挂在水中的乒乓球的惯性没有对应的等效“水球”的惯性大。
【典例3基础题】做匀速直线运动的小车上水平放置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气
泡，如图所示，当小车突然停止运动时，气泡相对于瓶子将( )．
A．向前运动 B．向后运动
C．无相对运动 D．无法判断
题型四：伽利略理想实验的理解
【典例4基础题】伽利略曾用如图所示的“理想实验”来研究力与运动的关系，则下列符
合实验事实的是( )
A. 小球由静止开始释放，“冲”上对接的斜面
B. 没有摩擦，小球上升到原来释放时的高度
C. 减小斜面的倾角θ，小球仍然达到原来的高度
D. 继续减小斜面的倾角θ，最后使它成水平面，小球沿水平面永远运动下去
【典例4基础题对应练习】伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究，开创了科学
实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法．图(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑
推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A．图(a)通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
学科网（北京）股份有限公司B．图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C．图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的，实验可实际完成
D．图(b)的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
考点二：牛顿第二定律的理解及应用
【知识思维方法技巧】
对牛顿第二定律的理解：
题型一：牛顿第二定律的理解及应用：
【知识思维方法技巧】
牛顿第二定律的表达式为F ＝ma，加速度由物体所受合力决定，加速度的方向与物体所
合
受合力的方向一致。当物体所受合力发生突变时，加速度也随着发生突变，而物体运动的
速度不能发生突变。
类型一：牛顿第二定律矢量性的应用：分析物体的受力
【典例1a基础题】某种自动扶梯，无人乘行时运转很慢，当有人站上去后会先慢慢加速。
如图所示，有一顾客乘这种扶梯下楼。在电梯加速向下运行的过程中，她所受力的示意图
是( )
【典例1a基础题对应练习】我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”(图甲)是由青岛大学
学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪
子”交替伸缩，就能在墙壁或玻璃上自由移动．如图乙所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃
墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖
直面内的受力分析正确的是( )
甲 乙
学科网（北京）股份有限公司类型二：牛顿第二定律矢量性瞬时型的综合应用：分析物体的运动
【知识思维方法技巧】
(1)分析物体的运动性质，要从受力分析入手，先求合力，然后根据牛顿第二定律分析加速
度的变化．
(2)物体做加速运动还是减速运动取决于加速度和速度方向间的关系，和加速度的大小没有
关系．
(3)加速度如何变化取决于物体的质量和合外力，与物体的速度没有关系．
【典例1b基础题】某型号战斗机在某次起飞中，由静止开始加速，当加速度a不断减小至
零时，飞机刚好起飞．关于起飞过程，下列说法正确的是( )
A. 飞机所受合力不变，速度增加得越来越慢
B. 飞机所受合力减小，速度增加得越来越快
C. 速度方向与加速度方向相同，速度增加得越来越快
D. 速度方向与加速度方向相同，速度增加得越来越慢
【典例1b基础题对应练习】（多选）如图所示，轻质弹簧上端固定，不挂重物时下端位置
在C点；在下端挂一个质量为m的物体(可视为质点)后再次保持静止，此时物体位于A点；
将物体向下拉至B点后释放。关于物体的运动情况，下面说法中正确的是( )
A. 物体由B到A的运动过程中，物体的加速度一直在减小
B．物体由B到A的运动过程中，物体的速度一直在增大
C．物体由B到C的运动过程中，物体的加速度一直在增大
D．物体由B到C的运动过程中，物体的速度先增大后减小
类型三：牛顿第二定律瞬时型的应用：求力或加速度a
【知识思维方法技巧】
解题的思路和关键
(1)选取研究对象进行受力分析；
(2)应用正交分解法求合力；
(3)根据F合＝ma求物体的加速度a.
【典例1c基础题】如图所示，挂钩连接三根长度均为L的轻绳，三根轻绳的另一端与一质
学科网（北京）股份有限公司量为m、直径为1.2L的水平圆环相连，连接点将圆环三等分，在挂钩拉力作用下圆环以加
速度a＝g匀加速上升，已知重力加速度为g，则每根轻绳上的拉力大小为( )
A．mg B．mg C．mg D．mg
【典例1c基础题对应练习】如图甲、乙所示，两车都在光滑的水平面上，小车的质量都是
M，人的质量都是m，甲图人推车、乙图人拉绳(绳与轮的质量和摩擦均不计)的力都是F.关
于甲、乙两图中车的加速度大小，说法正确的是( )
A．甲图中车的加速度大小为 B．甲图中车的加速度大小为
C．乙图中车的加速度大小为 D．乙图中车的加速度大小为
题型二：国际单位制的理解及应用
【知识思维方法技巧】
力学单位制
（1）单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制．
（2）基本单位：基本物理量的单位．国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，
是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒．
（3）导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位．
【典例2基础题】橡皮筋在弹性限度内受到的拉力F与其伸长量x也遵循胡克定律，即F
＝kx，其k值与橡皮筋未受到拉力时的长度L及橡皮筋的横截面积S有关，理论与实践都
表明k＝Y，在材料力学中称Y为杨氏模量，是一个只由材料决定的常数．在国际单位制中，
杨氏模量Y的单位是( )
A．N B．m C．N/m D．N/m2
【典例2基础题对应练习】2021年8月，第四届材料强度和应用力学国际会议在我国澳门
召开．材料强度可用单位面积上所承受的力来表示，其单位采用国际单位制的基本单位表
示，应为( )
A. kg·m·s－2 B. kg·m－1·s－2 C. N·m－2 D. N·m
考点三：牛顿第三定律的理解及应用
题型一：作用力与平衡力的理解
【知识思维方法技巧】
（1）作用力与反作用力的特点：在任何情况下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）相互作用力与一对平衡力的区别：一对平衡力作用在同一个物体上，相互作用力作用
在两个不同的物体上。
【典例1基础题】如图所示，电动遥控小车放在水平长木板上面，当它在长木板上水平向
左加速运动时，长木板保持静止，此时( )
学科网（北京）股份有限公司A．小车只受重力、支持力作用
B．木板对小车的作用力方向水平向左
C．木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D．木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
【典例1基础题对应练习】(多选)如图7所示，用水平力F把一个物体紧压在竖直墙壁上静
止，下列说法中正确的是( )
A．水平力F与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B．物体的重力与墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C．水平力F与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D．物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
题型二：牛顿第三定律在转换研究对象法中的应用
【知识思维方法技巧】
由于作用力与反作用力的关系，当待求的某个力不容易求时，可先求它的反作用力，再反
过来求待求力。如求压力时，可先求支持力，摩擦力的求解亦是如此。
【典例2基础题】如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右
加速滑行，长木板与地面间的动摩擦因数为μ ，木块与长木板间的动摩擦因数为μ ，重力
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加速度为g，若长木板仍处于静止状态，则长木板对地面摩擦力的大小和方向为( )
A．μ(m＋M)g，向左 B．μmg，向右
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C．μmg＋ma，向右 D．μmg＋μMg，向左
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【典例2基础题对应练习】电视台体育频道讲解棋局节目中棋盘竖直放置，棋盘由磁石做
成，棋子都可视为被磁石吸引的小磁体，若某棋子静止，则( )
A．棋盘面可选足够光滑的材料
B．棋盘对棋子的作用力比棋子对棋盘的作用力大
C．棋盘对棋子的磁力比棋子的重力大
D．若棋盘对棋子的磁力越大，则对其摩擦力也越大
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