1、考点要求1牛顿运动定律及其应用()2.超重和失重()3.单位制()实验四：验证牛顿运动定律高考导航第一节牛顿运动三定律一、牛顿第一定律答案：匀速直线运动静止低速匀速直线运动静止质量【基础练1】(2020宜宾市上学期一诊)下列说法符合史实的是()A伽利略提出力是维持物体运动的原因B亚里士多德猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证C笛卡儿通过理想斜面实验发现了物体的运动不需要力来维持D牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动解析：选D。亚里士多德提出力是维持物体运动的原因，故A错误；伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接用实验
2、验证这个结论，故B错误；伽利略利用“理想斜面实验”发现了物体的运动不需要力来维持，推翻了“力是维持物体运动的原因”的观点，故C错误；牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度，产生加速度，而不仅仅是使之运动，故D正确。二、牛顿第二定律和力学单位制1牛顿第二定律2力学单位制答案：合外力质量物体所受合外力F合ma惯性宏观低速基本导出长度质量时间米千克秒物理关系【基础练2】如图所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F15 N，水平向左的力F210 N，当F2由10 N逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小()A逐渐减小 B逐渐增大C先减小后增大 D先增大后减小解析
3、：选C。一开始，物体所受合力为F10 N5 N5 N，方向向左，当F2由10 N 逐渐减小，F也逐渐减小，当F2减小到5 N 时，F值变为0，随着F2的继续减小，F方向变为向右，从0逐渐增大，当F2变为0的时候，F变为最大5 N，由牛顿第二定律，物体的加速度也是先减小后增大，故C正确。【基础练3】如图所示，一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，小球的速度和加速度的变化情况是()A加速度越来越大，速度越来越小B加速度和速度都是先增大后减小C速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上D速度一直减小，加速度大小先减小后增大解析：选C。在接触
4、的第一个阶段mgkx，F合mgkx，合力方向竖直向下，小球向下运动，x逐渐增大，所以F合逐渐减小，由a得，a，方向竖直向下，且逐渐减小，又因为这一阶段a与v都竖直向下，所以v逐渐增大。当mgkx时，F合0，a0，此时速度达到最大。之后，小球继续向下运动，mgF2BF1和F2大小相等CF1先于F2产生DF1后于F2产生解析：选B。大人对小孩的作用力与小孩对大人的作用力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，A错误，B正确；因作用力与反作用力是同在同失关系，则F1和F2同时产生，C、D错误。考点一对牛顿第一定律和惯性的理解1牛顿第一定律的意义(1)揭示了物体的一种固有属性：牛顿第一定律揭示了物体所
5、具有的一个重要属性惯性。(2)揭示了力的本质：牛顿第一定律明确了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因，物体的运动不需要力来维持。(3)揭示了物体不受力作用时的运动状态：物体不受力时(实际上不存在)与所受合外力为零时的运动状态表现是相同的。2惯性的两种表现形式(1)物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(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。惯性大，物体的运动状态较难改变；惯性小，物体的运动状态容易改变。 如图所示，底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上，箱子四周有一定空间。当公交车()A缓慢
6、起动时，两只行李箱一定相对车子向后运动B急刹车时，行李箱a一定相对车子向前运动C缓慢转弯时，两只行李箱一定相对车子向外侧运动D急转弯时，行李箱b一定相对车子向内侧运动解析缓慢起动的公交车具有向前的加速度，但加速度较小，若箱子所受的静摩擦力足以提供该加速度，则箱子可以相对公交车静止，A错误；急刹车时，公交车的加速度较大，箱子轮子受到公交车的摩擦力较小，行李箱a一定相对车子向前运动，B正确；缓慢转弯时，车子具有指向轨迹内侧的较小的加速度，当行李箱所受的静摩擦力足以提供其加速度时，行李箱相对车子静止，C错误；急转弯时，汽车的加速度较大，若行李箱b所受的静摩擦力不足以提供所需的向心力，则其做离心运动，
7、即相对车子向外侧运动，若行李箱b所受的静摩擦力足以提供所需的向心力，则其相对车子静止，D错误。答案B【对点练1】 (多选)下列关于牛顿第一定律的理解正确的是()A牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律B不受外力作用时，物体的运动状态保持不变C在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果D奔跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态解析：选ABD。牛顿第一定律描述了物体不受外力作用时的状态，即总保持匀速直线运动状态或静止状态不变，A、B正确；牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，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，
8、在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于摩擦阻力的作用而改变了木块的运动状态；奔跑的运动员，遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C错误，D正确。【对点练2】(2020河南省实验中学砺锋培卓)在研究运动和力的关系时，伽利略设计了著名的理想斜面实验(如图所示)，将可靠的事实和逻辑推理结合起来，能更深刻地反映自然规律。下面给出了伽利略斜面实验的五个事件，请对事件的性质进行判断并正确排序：由A点静止释放的小球，若没有摩擦时，能滚到另一斜面与A点等高的C点；当减小斜面动摩擦因数时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点；若没有摩擦时减小斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与
9、A点等高的D点；若没有摩擦且当另一斜面放置水平时，小球将沿水平面一直运动下去；不能滚到另一斜面与A点等高的C点。以下正确的是()A事实事实推论推论推论B事实事实推论事实推论C事实事实事实推论推论D事实事实推论事实推论解析：选A。根据实验事实斜面有动摩擦因数时不能滚到另一斜面与A点等高的C点，事实当减小斜面动摩擦因数时，滚到另一斜面的最高位置，更接近于等高的C点，得出实验结果：如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，即，进一步假设没有摩擦时减小角度即斜面BC的倾角，小球将通过较长的路程，到达与A点等高的D点即，最后使它成水平面，小球将沿水平面一直匀速运动下去，即，故A正确，B、C、D错误。考点二
10、对牛顿第二定律的理解1牛顿第二定律的性质五性2合力、加速度、速度的关系(1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。(2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。(3)a是加速度的定义式，a与v、v、t无直接关系；a是加速度的决定式。(多选)一质点做匀速直线运动。现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变解析质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0，当对其施加一恒力后，恒力的方向与原来运动的
11、速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定与该恒力的方向相同，B、C正确。答案BC【对点练3】如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定，则()A物体从A到O先加速后减速B物体从A到O做加速运动，从O到B做减速运动C物体运动到O点时，所受合力为零D物体从A到O的过程中，加速度逐渐减小解析：选A。物体从A到O，初始阶段受到的向右的弹力大于阻力，合力向右。随着物体向右运动，弹力逐渐减小，合力逐渐减小，由牛顿第二定律可知，加速度向右且逐渐减小，由于加速度与速度同向，物
12、体的速度逐渐增大。当物体向右运动至AO间某点(设为点O)时，弹力减小到与阻力相等，物体所受合力为零，加速度为零，速度达到最大。此后，随着物体继续向右运动，弹力继续减小，阻力大于弹力，合力方向变为向左。至O点时弹力减为零，此后弹力向左且逐渐增大。所以物体越过O点后，合力(加速度)方向向左且逐渐增大，由于加速度与速度反向，故物体做加速度逐渐增大的减速运动，A正确。(2020庐巢七校联盟第三次联考)如图所示，用轻质弹簧将篮球拴在升降机底板上，此时弹簧竖直，篮球恰好与光滑的侧壁和光滑的倾斜天花板接触，在篮球与侧壁之间装有压力传感器，当升降机沿竖直方向运动时，压力传感器的示数逐渐增大，某同学对此现象给出
13、了下列分析与判断，其中可能正确的是()A升降机正在匀加速上升B升降机正在匀减速上升C升降机正在加速下降，且加速度越来越大D升降机正在减速下降，且加速度越来越大解析对篮球受力分析如图，Tmg若升降机正在匀加速上升或匀减速上升，篮球加速度不变，受力不变，压力传感器的示数不变，故A、B不可能；若升降机正在加速下降，对篮球受力分析，由牛顿第二定律可得FNcos mgTmaFNsin F解得F(maTmg)tan 加速度越来越大，则F越来越大，压力传感器的示数逐渐增大，故C可能；若升降机正在减速下降，对篮球受力分析，由牛顿第二定律可得TFNcos mgmaFNsin F解得F(Tmgma)tan 加速度
14、越来越大，则F越来越小，压力传感器的示数逐渐减小，故D不可能。答案C【对点练4】(2020天津市滨海七所重点学校联考)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定。上一层只有一只桶C，自由地摆放在A、B之间，和汽车一起保持静止，如图所示，当C与车共同向左加速时()AA对C的支持力变大BB对C的支持力不变C当向左的加速度达到 g时，C将脱离AD当向左的加速度达到 g时，C将脱离A解析：选D。对C进行受力分析，如图所示，设B对C的支持力与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得sin ，所以30；同理可得，A对C的支持力与竖直方向的夹角也为30；原来C处于静止状态，
15、根据平衡条件可得NBsin 30NAsin 30；令C的加速度为a，根据正交分解以及牛顿第二定律有NBsin 30NAsin 30ma，可见A对C的支持力减小、B对C的支持力增大，故A、B错误；当A对C的支持力为零时，根据牛顿第二定律可得mgtan 30ma，解得ag，则C错误，D正确。考点三对牛顿第三定律的理解1作用力和反作用力的关系三同大小相同；性质相同；变化情况相同三异方向不同；受力物体不同；产生效果不同三无关与物体种类无关；与物体运动状态无关；与物体是否和其他物体存在相互作用无关2.相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体
16、上依赖关系同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质一定是相同性质的力性质不一定相同相同点大小、方向都是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 (多选)用牛顿运动定律判断，下列说法正确的是()A人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才能往前走B不论站着不动，还是走动过程，人对地面的压力和地面对人的支持力，总是大小相等、方向相反C人站在沼泽地下陷时，人对沼泽地的压力大于沼泽地对人的支持力D以卵击石，石头完好而鸡蛋破了，但石头对鸡蛋的作用力仍等于鸡蛋对石头的作用力解析人走路时，地对脚的力与
17、脚蹬地的力是作用力和反作用力，大小相等、方向相反，故A错误；不论站着不动，还是走动过程，人对地面的压力和地面对人的支持力是作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反，故B正确；人站在沼泽地下陷时，人对沼泽地的压力与沼泽地对人的支持力是作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反，故C错误；以卵击石，石头完好而鸡蛋破了，但石头对鸡蛋的作用力仍等于鸡蛋对石头的作用力，只是鸡蛋的承受能力弱些，故D正确。答案BD【对点练5】(2020吉林长春四模)在班级清扫卫生的劳动中，某同学用水平方向的力推桌子，桌子没动，下列说法正确的是()A桌子受到的重力和地面对桌子的支持力是一对相互作用力B桌子对地面的压力和地面对桌
18、子的支持力是一对平衡力C同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力是一对平衡力D同学推桌子的力与同学受到的摩擦力是一对相互作用力解析：选C。桌子受到的重力与地面对桌子的支持力是一对平衡力，故A错误；桌子对地面的压力与地面对桌子的支持力是一对作用力和反作用力，故B错误；同学推桌子的力与桌子受到的摩擦力都作用在桌子上，桌子没动，说明推力与摩擦力大小相等，是一对平衡力，故C正确；同学推桌子的力受力物体是桌子，同学受到的摩擦力的施力物体是地面，所以这两个力不是一对相互作用力，故D错误。【对点练6】(2020四川乐山模拟)如图所示，甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者赢。若
19、绳子质量不计，冰面可视为光滑，则下列说法正确的是()A甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力B甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力C若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利D若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利解析：选C。甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，A错误；绳静止时，甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，B错误；若甲的质量比乙的质量大，则甲的加速度比乙的小，可知乙先到分界线，故甲能赢得“拔河”比赛的胜利，C正确；收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，D错误。(2020海南海口模拟)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0
20、 kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0 kg的建筑材料以0.500 m/s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A510 NB490 NC890 ND910 N解析设绳子对建筑材料的拉力为F1，对建筑材料应用牛顿第二定律得F1mgma，F1m(ga)210 N，绳子对人的拉力F2F1210 N。人处于静止状态，则地面对人的支持力FNm0gF2490 N，由牛顿第三定律知人对地面的压力FNFN490 N，B正确。答案B【对点练7】如图所示，用弹簧测力计悬挂一个重G10 N的金属块，使金属块一部分浸在台秤上的水杯中(水不会溢出
21、)。若弹簧测力计的示数变为FT6 N，则台秤的示数与金属块没有浸入水前相比会()A保持不变 B增加10 NC增加6 ND增加4 N解析：选D。对金属块受力分析，由平衡条件可知，水对金属块的浮力为FGFT4 N，方向竖直向上，则由牛顿第三定律可得，金属块对水的作用力大小为FF4 N，方向竖直向下，所以台秤的示数比金属块没有浸入水前增加了4 N，D正确。,(建议用时：20分钟)1(多选)(2020庐巢七校联盟第三次联考)“物理”二字最早出现在我国的晋朝，泛指事物之理，源于庄子天下中的“判天地之美，析万物之理”。关于物理思想与方法，下列叙述正确的是()A重心、合力的概念都体现了等效思想B用质点来代替
22、物体的方法运用了假设法C伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法D在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法解析：选ACD。重心、合力和分力都采用了等效替代的思想，A正确；质点及点电荷采用了理想化的物理模型的方法，B错误；伽利略理想斜面实验运用了在可靠的实验事实基础上进行合理外推的方法，C正确；在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，运用了控制变量法分别研究：力一定时加速度与质量的关系，质量一定时加速度与力的关系，D正确。2本组照片记录了一名骑车人因自行车前轮突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下面是从物理的角度去解释此情境，其中正确的是()A这是因为水坑里的水
23、对自行车前轮的阻力太大，而使人和车一起倒地的B骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑后立刻静止，但人与车的后半部分由于惯性仍保持原有的运动状态，因此摔倒C因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能加速运动，所以人和车一起倒地了D因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运动状态，故人向原来的运动方向倒下了解析：选B。骑车人与自行车本身处于运动状态，车的前轮陷入水坑时，前轮会立即静止，但人与车的后半部分由于惯性，仍要继续向原来的运动方向运动，故人和车的后半部分向原来运动的方向摔倒，因此B正确。3. 伽利略创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合，有力地促进了人类科
24、学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是()A如果斜面绝对光滑，小球将上升到与O点等高的位置B如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小解析：选A。根据题意，铺垫材料粗糙程度降低时，小球上升的最高位置升高，当斜面绝对光滑时，小球在斜面上没有能量损失，因此可以上升到与O点等高的位置，而B、C、
25、D三个选项，从题目不能直接得出，故A正确。4. 在2020年的春节晚会上，杂技绽放表演了花样飞天，女演员举起男演员的一个场景如图所示，两位杂技演员处于静止状态。下列说法正确的是()A水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和B水平地面对女演员的摩擦力水平向右C女演员对男演员的作用力大于男演员对女演员的作用力D女演员对男演员的作用力小于男演员对女演员的作用力解析：选A。由题可知，男女演员处于静止状态，二者与地面之间没有相对运动的趋势，即地面对女演员没有摩擦力作用，故二者整体受到重力和地面对其的支持力作用，根据平衡条件可知，水平地面对女演员的支持力等于两演员的重力之和，故A正确，B错误；女演员对
26、男演员的作用力与男演员对女演员的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等、方向相反，故C、D错误。5(2020东城区上学期期末)如图所示，人站在船上撑竿使船离岸，在此过程中()A竿对岸的作用力大于岸对竿的作用力B人与船之间存在着相互作用的摩擦力C岸对竿的作用力使船的运动状态发生改变D人受到的重力和竿对人的作用力是一对平衡力解析：选B。竿对岸的作用力与岸对竿的作用力是一对作用力与反作用力，则大小相等，A错误；人与船之间有相对运动的趋势，可知人与船之间存在着相互作用的摩擦力，B正确；竿对船的作用力使船的运动状态发生改变，C错误；人受到的重力与船对人的作用力以及竿对人的作用力，三力
27、平衡，D错误。6(2020泰州市5月第二次模拟) 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()解析：选D。电梯加速向下运行，根据F合ma可知人所受合外力与电梯运行方向相同，所以人在竖直方向重力大于支持力，合力F竖直向下，在水平方向静摩擦力平行于接触面水平向右，则F与f合力才能与F合相同，A、B、C错误，D正确。7. (2020泉州市第二次质检)某同学居家学习期间，有时做些家务，在一次拖洗地板时，他沿拖把杆对拖把头(包括拖布)施加大小不变的推力F，如图所示，在向前加速推动的过程中，拖把杆与水平地
28、板的夹角逐渐变小，设拖把头与地板间的动摩擦因数处处相等，则在此过程中()A拖把头与地板间的摩擦力逐渐变大B拖把头所受的合力逐渐变大C地板对拖把头的支持力逐渐变大D地板对拖把头的作用力逐渐变大解析：选B。对拖把头受力分析且由竖直方向平衡得FNmgFsin ，拖把杆与水平地板的夹角逐渐变小，则水平地板对拖把头的支持力减小，由fFN可知，拖把头与地板间的摩擦力逐渐变小，故A、C错误；水平方向由牛顿第二定律得拖把头所受的合力F合Fcos f，可知，拖把头所受的合力变大，故B正确；地板对拖把头的作用力即为地板对拖把头的支持力与摩擦力的合力，由于fFN即摩擦力与支持力成正比，由平行四边形定则可知，地板对拖
29、把头的支持力与摩擦力的合力减小，故D错误。8一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小为f，则此时箱子对地面的压力大小为()AMgfBMgf CMgmgDMgmg解析：选A。环在竖直方向上受重力及箱子的杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f，故箱子竖直方向上受重力Mg、地面对它的支持力N及环给它的摩擦力f，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡状态，可得NfMgfMg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱子的支持力，即
30、NMgf，故A正确。9(多选)(2020济南外国语高一月考)如图所示，重球系于绳DC下端，重球下再系一根同样的绳BA，下列说法正确的是()A在绳的A端缓慢增加拉力，结果CD绳先断B在绳的A端缓慢增加拉力，结果AB绳先断C在绳的A端突然猛一拉，结果AB绳先断D在绳的A端突然猛一拉，结果CD绳先断解析：选AC。在绳的A端缓慢增加拉力，重球受力如图所示，使得重球有足够的时间发生了微小的位移，以致CD绳的拉力FT2逐渐增大，这个过程进行缓慢，可以认为重球始终处于平衡状态，即FT2FT1mg，随着FT1增大，FT2也增大，且FT2总是大于FT1，所以CD绳先被拉断，A正确，B错误；若在A端猛拉，因为重球质量很大，力的作用时间极短，由于惯性，重球向下的位移极小(可以看成运动状态未来得及改变)，以致CD绳的拉力几乎未增加，故AB绳先断，C正确，D错误。
