文档内容
考点 10 牛顿运动定律
(核心考点精讲精练)
1. 5年真题考点分布
2023·浙江卷6月·T2
2023·浙江卷1月·T5
2023·湖南卷·T10
2023·全国乙卷·T1
2023·海南卷·T3
牛顿运动定律 2022·北京卷·T12
2022·江苏卷·T1
2021·北京卷·T13
2021·广东卷·T3
2020·浙江卷1月·T2
2. 命题规律及备考策略
【命题规律】近几年高考主要考查:对牛顿运动定律的理解和应用。
【备考策略】
1.理解惯性的本质和牛顿第一定律的内容.
2.掌握牛顿第二定律的内容及公式.
3.理解牛顿第三定律的内容,并能区分作用力和反作用力与一对平衡力.
4.了解单位制,并知道七个基本单位.会用国际单位制检查结果表达式是否正确.
【命题预测】
要熟练掌握牛顿运动的内容,灵活运动牛顿运动定律解决实际问题。考向 1 牛顿第一定律
1.对牛顿第一定律的理解
(1)牛顿第一定律揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的
原因。
(2)牛顿第一定律提出了惯性的概念:一切物体都具有惯性,惯性是物体的一种固有属性。
(3)牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的,不是实验定律,也不是牛顿第二定律的特例。
2.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)物体的惯性总是以“保持原状”“反抗改变”两种形式表现出来.
(3)物体惯性的大小取决于质量,质量越大,惯性越大.
(4)惯性与物体的受力情况、运动状态及所处的位置无关.
3.惯性的两种表现形式
(1)物体不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)物体受到外力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(2023·浙江·统考高考真题)在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点 B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力 D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
(2023·海南海口·统考模拟预测)下列有关力和运动,说法正确的是( )
A.把手中的铅球静止释放,铅球竖直下落是因为惯性
B.汽车的速度越大,刹车时越难停下来,说明速度越大惯性越大
C.牛顿第一定律也被叫作惯性定律
D.汽车紧急刹车时乘客向前倾,是因为乘客受到向前的惯性力
考向 2 牛顿第二定律1.对牛顿第二定律的理解
牛顿第二定律的六个特性
因果性 F是产生a的原因
a、F、m对应同一物体
同一性
a、F、m统一使用国际单位制单位
独立性 每一个力都可以产生各自的加速度
矢量性 a与F方向相同
瞬时性 a与F对应同一时刻
只适用于宏观、低速运动的物体,不适用于微观、高速运动的粒子
局限性
物体的加速度必须是相对惯性系而言的
2.力和运动之间的关系
(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不为零,物体就有加速度.
(2)a=是加速度的定义式,a与Δv、Δt无必然联系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝.
(3)合力与速度同向时,物体做加速直线运动;合力与速度反向时,物体做减速直线运动.
(多选)(2023·湖南·统考高考真题)如图,光滑水平地面上有一质量为 的小车在水平推力 的作用下
加速运动。车厢内有质量均为 的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢
水平底面上,且与底面的动摩擦因数为 ,杆与竖直方向的夹角为 ,杆与车厢始终保持相对静止假设最
大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.若B球受到的摩擦力为零,则
B.若推力 向左,且 ,则 的最大值为
C.若推力 向左,且 ,则 的最大值为
D.若推力 向右,且 ,则 的范围为
(2023·浙江·高考真题)如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O点抛出沿轨迹 运动,其
中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小( )A.O点最大 B.P点最大
C.Q点最大 D.整个运动过程保持不变
考向 3 牛顿第三定律
1.相互作用力的特点
(1)三同
(2)三异
(3)二无关
2.平衡力与作用力、反作用力的比较
平衡力 作用力与反作用力
相同点 大小相等,方向相反,作用在同一条直线上
作用对象 同一个物体 两个相互作用的不同物体
不
作用时间 不一定同时产生、同时消失 一定同时产生、同时消失
同
力的性质 不一定相同 一定相同
点
作用效果 可相互抵消 不可抵消
3.应用牛顿第三定律转换研究对象
如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求它的反作用力,如求压力时可先求支持力。在许多问题中,
摩擦力的求解亦是如此。利用牛顿第三定律转换研究对象,可以使我们分析问题的思路更灵活、更开阔。
(2023·海南·统考高考真题)如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变(2020·浙江·高考真题)如图所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜。若父亲对儿子的力记为 ,儿子
对父亲的力记为 ,则( )
A. B. 和 大小相等
C. 先于 产生 D. 后于 产生
【基础过关】
1.(2023 春·江苏扬州·高三扬州中学校考阶段练习)已知光速 ,引力常量
,普朗克常量 ,用这三个物理量表示普朗克长度(量子力学中
最小可测长度),其表达式可能是( )
A. B. C. D.
2.(2023·浙江金华·统考三模)“倒立”可以利用地球引力对人体进行牵引和拉伸,可以帮助青少年保持
良好体形,有助于增高,促进大脑发育,提高记忆力。照片展示的是义乌某中学一位学生在宿舍中练习
“靠墙倒立”的情景,宿舍的地面水平粗糙,墙面光滑竖直。针对照片下列同学的分析判断中正确的是(
)
A.地面对人的作用力与人对地面的压力是一对相互作用力
B.墙面对人的作用力和人对墙面的作用力是一对平衡力
C.人对地面的压力是因为地面发生形变产生的
D.人体的重心位置可能在身体的外部
3.(2023·广东深圳·深圳中学校考三模)舞蹈《只此青绿》表演中,需要舞者两脚前后分开,以胯部为轴,
上半身缓慢后躺,与地面近乎平行,在舞考缓慢后躺的过程中,下列说法正确的是( )A.舞者对地面的压力就是舞者的重力
B.地面对舞者的支持力和舞者的重力是一对平衡力
C.舞者受到地面的摩擦力向前
D.舞者处于失重状态
4.(2023·湖南邵阳·统考模拟预测)如图所示,人站在地板水平的电梯内的台秤上, 人与电梯相对静止一
起运动,如果人对台秤的压力大小为F ,台秤对人的支持力大小为F ,人受到的重力大小为G,则下列说
1 2
法正确的是( )
A.当电梯加速上升时,F 小于G
1
B.当电梯减速上升时,F 小于F
1 2
C.F 和F 是一对平衡力
1 2
D.F 和F 不能求合力
1 2
5.(2023·湖南衡阳·衡阳市八中校考模拟预测)质量为1kg的物体在光滑水平面内受到一个大小为4N的
水平力的作用,则这个物体的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6.(2023·江西·校联考模拟预测)如图,无人机下面吊着一桶水奔赴火场灭火,当无人机和水桶以某一加
速度沿水平方向匀加速向前飞行时,悬吊水桶的绳子与水平方向的夹角为37°, ,
重力加速度为g,不计一切阻力,此时无人机的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【能力提升】7.(2023秋·天津红桥·高三统考期末)下列说法正确的是( )
A.运动的越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动的越快,惯性越大
B.小球在做自由落体运动时,惯性就不存在了
C.物体的惯性只和质量有关,质量大惯性大,质量小惯性小
D.把一个物体竖直向上抛出后,能继续上升,是因为物体仍受到一个向上的推力
8.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考模拟预测)2023年5月6日,哈三中举行春季趣味运动会。趣味
比赛“毛毛虫竞速”锻炼体能的同时,考验班级的团队协作能力。某班级在比赛中六位同学齐心协力,默
契配合,发令后瞬间加速度达到 。已知“毛毛虫”道具重10kg,重力加速度g的大小取10m/s2。则
在发令后瞬间平均每位同学对道具的作用力约为( )
A.17N B.20N C.24N D.33N
9.(2023秋·湖南长沙·高三湖南师大附中校考开学考试)如图甲竖直弹簧固定在水平地面上,一质量为 m
可视为质点的铁球从距弹簧上端h的O点静止释放,以O点(即坐标原点)开始计时,铁球所受的弹力F
的大小随铁球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度取g。下列结论正确
的是( )
A.弹簧弹性势能最大值为mg(h+2x)
0
B.铁球运动过程中最大动能
C.当x = h时小球重力势能与弹簧弹性势能之和最小
D.铁球压缩弹簧过程中重力做功功率逐渐增大
10.(2023·浙江·模拟预测)航天员在舱外机械臂上,一手拿小钢球,一手拿羽毛,双手用同样的力作用
相同的一小段时间后,向同一方向扔出,预定目标为扔出正前方的两米处,谁先抵达?对此,你的理解是
( )
A.小钢球先到达,因为小钢球的惯性比羽毛大
B.羽毛先到达,因为离开手之后羽毛的速度大
C.不能到达,因为在舱外小钢球和羽毛没有惯性
D.同时到达,因为没有阻力影响,轻、重物体运动一样快11.(2023秋·江苏南京·高三南京师范大学附属中学江宁分校校联考期末)如图所示,质量均为m的木块
A和B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,竖直放置在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,
三者均处于静止状态,现将木块C迅速移开,若重力加速度为g。则下列说法中正确的是( )
A.木块B一定能离开地面向上运动
B.木块C移开的瞬间,地面对木块B的支持力为3mg
C.木块A向上运动的距离为 时,A的动量最大
D.木块C移开的瞬间,木块A的加速度大小为2g
12.(多选)(2023·宁夏银川·银川一中校考模拟预测)滑梯如图1所示,为了研究方便,可将其简化为
图2。已知滑梯和裤料之间的动摩擦因数为 ,某学生质量为m,重力加速度为g,滑梯与水平地面之间的
夹角为 。下列说法中正确的是( )
A.学生对滑梯的压力和滑梯对学生的支持力是一对作用力与反作用力
B.学生沿滑梯加速下滑时受力平衡
C.下滑过程中,学生受到的合力大小为
D.下滑过程中,学生受到的摩擦力大小为
13.(多选)(2023·广东·模拟预测)如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力,当手拉木
板从木块下加速抽出时,弹簧测力计的示数为f,由此可知( )
A.木板与桌面间的滑动摩擦力等于f
B.木块与木板间的滑动摩擦力等于f
C.绳子对木板的拉力大于f
D.人手对绳子的拉力大于绳子对人手拉力
14.(多选)(2023春·河南·高三统考期末)如图甲所示,蹦床是一项有趣且具有挑战性的竞技体育运动,
深受广大青少年喜爱。图乙是运动员到达最高点O后,竖直下落到A点接触蹦床,接着运动到最低点C点的情景,其中B点为运动员静止在蹦床上时的位置,不计空气阻力,运动员可看成质点。下列说法正确的
是( )
A.由于运动员在最高点时处于失重状态,所以其惯性减小
B.运动员在B点静止时,他的重力与他对蹦床的压力是一对平衡力
C.运动员从接触蹦床到最低点的过程中,运动员的加速度先减小后增大
D.在C点时,运动员的加速度最大,且一定大于重力加速度
15.(2023·北京·高三专题练习)滑雪是人们喜爱的一项冬季户外运动.如图所示,一位滑雪者,人与装
备的总质量为 ,沿着倾角 的平直山坡直线滑下,当速度达到 时他收起雪杖自由下滑,在
此后 的时间内滑下的路程为 。将这 内滑雪者的运动看作匀加速直线运动,g取 .求这
内
(1)滑雪者的加速度大小a;
(2)滑雪者受到的阻力大小F;
(3)滑雪者损失的机械能 。
16.(2023·甘肃甘南·校考二模)如图,用AB、BC两根细绳把质量为m=1kg的小球悬挂于车内,当小车
向右做水平匀速直线运动时,AB绳与竖直方向的夹角为α=37°,BC绳与竖直方向的夹角为β=53°,求:
(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)AB、BC中的张力大小。
(2)当小车以a=8 m/s2的加速度向右水平行驶时,AB、BC中的张力大小。
【真题感知】
17.(2021·广东·高考真题)唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大
小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为 和 , ,如图所示,忽略耕
索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
18.(2022·江苏·高考真题)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 。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过( )
A. B. C. D.
19.(2023·全国·统考高考真题)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
20.(2021·北京·高考真题)某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所
示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20cm刻
度处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就
可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为 g。下列说法正确的是
( )
A.30cm刻度对应的加速度为 - 0.5g B.40cm刻度对应的加速度为g
C.50cm刻度对应的加速度为2g D.各刻度对应加速度的值是不均匀的