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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。
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。
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拔尖题】(多选)如图，圆柱形玻璃容器内装满液体静置于水平面上，容器中有a、
b、c三个不同材质的物块，物块a、c均对容器壁有压力，物块b悬浮于容器内的液体中，
忽略a、c与容器壁间的摩擦．现给容器施加一个水平向右的恒力，使容器向右做匀加速度
直线运动．下列说法正确的是( )
A. 三个物块将保持图中位置不变，与容器一起向右加速运动
B. 物块a将相对于容器向左运动，最终与容器右侧壁相互挤压
C. 物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动
D. 物块c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压
【典例3拔尖题】【答案】CD
【解析】由题意可知，c浮在上面对上壁有压力，可知c排开水的质量大于本身的质量，同
理b排开水的质量等于本身的质量，a排开水的质量小于本身的质量；则当容器向右加速
运动时，由牛顿第一定律可知，物块a将相对于容器向左运动，最终与容器左侧壁相互挤
压；物块b将相对于容器保持静止，与容器一起做匀加速运动；物块c因相等体积的水将
向左运动，则导致c将相对于容器向右运动，最终与容器右侧壁相互挤压(可将c想象为一
个小气泡)．故选C、D.
题型四：伽利略理想实验的理解
学科网（北京）股份有限公司考点二：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
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拔尖题】一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小
逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小，那么，图中能正确描述该过程中物体速
度与时间关系的是( )
【典例1b拔尖题】【答案】D
学科网（北京）股份有限公司【解析】原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中某个力
的大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，物体的合力从零开始
逐渐增大，又逐渐减小到零，则物体的加速度先增大后减小，物体先做加速度增大的加速
运动，后做加速度减小的加速运动．根据v－t图像的斜率表示加速度可知，v－t图像的斜
率先增大后减小，故A、B、C错误，D正确．
【典例1b拔尖题对应练习】(多选)如图所示，一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系
于箱子上的A点和B点，OA与水平方向的夹角为θ，OB水平，开始时箱子处于静止状态，
下列说法正确的是( )
A．若使箱子水平向右加速运动，则绳1、2的张力均增大
B．若使箱子水平向右加速运动，则绳1的张力不变，绳2的张力增大
C．若使箱子竖直向上加速运动，则绳1、2的张力均增大
D．若使箱子竖直向上加速运动，则绳1的张力增大，绳2的张力不变
【典例1b拔尖题对应练习】【答案】BC
【解析】箱子静止时，对小球，根据平衡条件得F sin θ＝mg，F ＝F cos θ，若使箱子
OA OB OA
水平向右加速运动，则在竖直方向上合力为零，有 F ′sin θ＝mg，F ′－F ′cos θ＝
OA OB OA
ma，所以绳1的张力不变，绳2的张力增大，选项A错误，B正确；若使箱子竖直向上加
速运动，则F ″sin θ－mg＝ma′，F ″＝F ″cos θ，所以绳1的张力增大，绳2的张力也
OA OB OA
增大，选项C正确，D错误．
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拔尖题】一个质量为m的物块放在倾角为θ的固定斜面上．现对物块施加一个竖
直向下的恒力F，如图3所示．下列说法正确的是( )
A．若物块原来加速下滑，施加压力后物块加速度不变
B．若物块原来加速下滑，施加压力后物块加速度变大
C．若物块原来处于静止状态，施加压力后物块开始加速下滑
D．若物块原来匀速下滑，施加压力后物块开始减速下滑
【典例1c拔尖题】【答案】B
【解析】若物块原来加速下滑，物块加速度a ＝gsin θ－μgcos θ，施加一个竖直方向的恒力
0
F后，
学科网（北京）股份有限公司沿斜面方向有：(F＋mg)sin θ－F＝ma，垂直斜面方向有：F ＝(F＋mg)cos θ，
f N
(F+mg)(sinθ−μcosθ)
结合滑动摩擦力公式F＝μF 解得：a＝
f N m
施加压力后物块加速度变大，故选项A错误，B正确；
若物块原来处于静止状态(μ>tan θ)，施加一个竖直方向的恒力F后，沿斜面方向的分力为
(F＋mg)sin θ，垂直斜面方向有：F ＝(F＋mg)cos θ，μF ＝μ(F＋mg)cos θ>(F＋mg)sin
N N
θ，则物块仍然静止，故选项C错误；
若物块原来匀速下滑(μ＝tan θ)，施加一个竖直方向的恒力F后，沿斜面方向的分力为(F
＋mg)sin θ，垂直斜面方向有：F ＝(F＋mg)cos θ，由于μF ＝μ(F＋mg)cos θ＝(F＋
N N
mg)sin θ，则物块仍然匀速下滑，故选项D错误．
【典例1c拔尖题对应练习】（多选）如图所示，倾角为θ的斜面足够长且始终静止在水平
地面上，物块M在斜面上沿斜面向下滑动，且若在物块M上面再叠放一质量为m的物块，
两物块仍能保持相对静止一起运动，则下列说法正确的是( )
A. 若物块M原来沿斜面向下做匀速直线运动，则放上物块m后，两者将一起沿斜面向下
做匀速直线运动
B. 若物块M原来沿斜面向下做加速度为a的匀加速直线运动，则放上物块m后，两者将
一起沿斜面向下做加速度仍为a的匀加速直线运动
C. 若物块M原来沿斜面向下做匀速直线运动，则在物块M上施加一竖直向下的恒力F后，
物块M仍沿斜面向下做匀速直线运动
D. 若物块M原来沿斜面向下做加速度为a的匀加速直线运动，则在物块M上施加一竖直
向下的恒力F后，物块M仍沿斜面向下做加速度为a的匀加速直线运动
【典例1c拔尖题对应练习】【答案】ABC
【解析】若物块M原来沿斜面向下做匀速直线运动，则μ＝tanθ，所以放上物块m后，两
者将一起沿斜面向下做匀速直线运动，故A正确；若物块M原来沿斜面向下做加速度为a
的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有Mgsinθ－μMgcosθ＝Ma，放上物块m后，有(M
＋m)gsinθ－μ(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a，所以两者将一起沿斜面向下做加速度仍为 a的匀加
速直线运动，故B正确；若物块M原来沿斜面向下做匀速直线运动，有Mgsinθ－μMgcosθ
＝0，在物块M上施加一竖直向下的恒力F后，有(Mg＋F)sinθ－μ(Mg＋F)＝0，物块M仍
沿斜面向下做匀速直线运动，故C正确；在物块M上施加一竖直向下的恒力F后，有(Mg
＋F)sinθ－μ(Mg＋F)cosθ＝Ma′，加速度将发生变化，故D错误。
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拔尖题】匀强电场中有一与电场垂直的平面，面积为S，该电场的电场强度随时
学科网（北京）股份有限公司间的变化率为 ，静电力常量为k，则 对应物理量的单位是（ ）
A. 欧姆 B. 伏特 C. 安培 D. 特斯拉
【典例2拔尖题】【答案】C
【解析】因为 单位为 ；由 可得 单位为 ；
所以 的单位为 根据电流的定义式 可知
，该单位是安培。故选C 。
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。
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拔尖题】 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
【典例2拔尖题】【答案】D
【解析】将a沿水平和竖直两个方向分解，对货物受力分析如图所示， 水平方向：F
f
＝ma ，竖直方向：F －mg＝ma，F ＝1.15mg，又＝，联立解得F＝0.2mg，故D正确．
x N y N f
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