第四章第一讲 牛顿运动定律（专项训练）2025-2026学年高一物理人教版2019必修第一册

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第四章 运动和力的关系第1讲 牛顿运动定律本讲要点一、 考点精讲练考点1：对牛顿第一定律的理解（必备知识+1例+3变式）考点2：对牛顿第二定律的理解（必备知识+1例+3变式）二、 跟踪训练-考点拓展（精选9道题）　考点1：对牛顿第一定律的理解1．惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合力为零时，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)不变。(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。2．对牛顿第一定律的两点说明(1)理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的状态，而物体不受外力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合外力等于零，与物体不受外力时的表现是相同的。(2)与牛顿第二定律的关系：牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。【例题】(多选)大型油罐车内的油在运输过程中极易发生涌动，为了防止油涌动导致车体重心急剧变化造成危害，在油罐车内部设置了一些固定挡板如图所示。下列说法正确的是(　 　)A．油罐车匀速向左拐弯时，油罐内的油将涌动到油罐的右侧B．油罐车在设置挡板后，减小了油的惯性，使油不容易发生涌动C．油罐车在匀速前进的过程中突然刹车，挡板可以减弱油向前剧烈涌动D．油罐车在平直道路上匀速前进时，即使没有挡板油也几乎不会涌动【变式1-1】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】(多选)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验，提出了惯性的概念，从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法，其中正确的是(　　)A．物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B．没有力作用，物体只能处于静止状态C．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D．运动物体如果没有受到力的作用，将继续以同一速度沿同一直线运动【变式1-3】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考点2：对牛顿第二定律的理解1．牛顿第二定律的几个性质(1)同体性：式中合力F、质量m、加速度a对应同一物体。(2)独立性：作用在物体上的每一个力都可以产生一个加速度，物体的加速度是所有力产生的加速度的矢量和。(3)瞬时性：加速度与合力F是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失。(4)矢量性：加速度方向与合力的方向相同，表达式是矢量式。2．合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体所受合力的方向决定了其加速度的方向。只要合力不为0，不管速度多大，物体都有加速度。(2)合力与速度同向时，物体做加速运动；合力与速度反向时，物体做减速运动；合力与速度不共线时，物体做曲线运动，但合力与速度无必然联系。(3)a＝ eq \f(Δv,Δt)是加速度的定义式，a与Δv、Δt无直接关系。(4)a＝ eq \f(F,m)是加速度的决定式，a∝F，a∝ eq \f(1,m)。【例题】(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eq \f(3,5)L时，它们加速度的大小均为(　　)A.eq \f(5F,8m) B.eq \f(2F,5m) C.eq \f(3F,8m) D.eq \f(3F,10m)【变式2-1】(多选)如图所示，处于自然状态下的轻弹簧一端固定在水平地面上，质量为m的小球从弹簧的另一端所在位置由静止释放，设小球和弹簧一直处于竖直方向，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。在小球将弹簧压缩到最短的过程中，下列叙述中正确的是(　 　)A．小球的速度先增大后减小B．小球的加速度先减小后增大C．小球速度最大时弹簧的形变量为 eq \f(mg,k)D．弹簧的最大形变量为 eq \f(mg,k)【变式2-2】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m1＝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m2为(　　)A．3.0 kg B．4.0 kg C．5.0 kg D．6.0 kg【变式2-3】如图为用索道运输重物的情境，已知倾斜的索道与水平方向的夹角为37°，重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，质量为m的重物与车厢仍然保持相对静止状态，重物对车厢水平地板的正压力为其重力的1.15倍，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，那么这时重物对车厢地板的摩擦力大小为(　 　)A．0.35mg B．0.3mgC．0.23mg D．0.2mg跟踪训练-考点拓展如图所示，伽利略理想斜面实验( )A．证明了力是维持物体运动的原因B．证明了沿斜面滚下的小球，能滚上另一个斜面上相同的高度C．证明了沿斜面滚下的小球，到了水平面上就做匀速直线运动D．证明了物体的运动不需要力维持2．下列说法正确的是(　 　)A．牛顿认为力不是维持物体运动的原因B．牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证C．国际单位制中，kg、m、N是三个基本单位D．根据加速度定义式a＝ eq \f(Δv,Δt)，加速度a由速度变化量Δv和所用时间Δt共同决定3．如图所示，瘦子甲和大力士乙用一根绳拔河(绳子质量不计)，最后乙获胜。下列说法正确的是(　　)A．两人僵持不下保持静止时，地面对甲的摩擦力水平向右B．两人僵持不下保持静止时，甲的重力和地面对甲的支持力是一对相互作用力C．甲被加速向右拉时，绳对乙的拉力大小大于绳对甲的拉力大小D．甲被加速向右拉时，绳对甲的拉力大小等于甲对绳的拉力大小4．(2024·九省联考安徽卷)某国宇航局发射行星探测卫星，由于没有把部分资料中实际使用的单位制转换为国际单位制，造成重大损失。国际单位制中力学有三个基本单位，用这三个基本单位导出功率单位——瓦特(W)的表达形式为(　　)A．kg·m2·s-3 B．kg·m3·s-2C．kg2·m3·s-1 D．kg2·m·s-35. 汽车在高速行驶时会受到空气阻力的影响，已知空气阻力f＝ eq \f(1,2)cρSv2，其中c为空气阻力系数，ρ为空气密度，S为物体迎风面积，v为物体与空气的相对运动速度。则空气阻力系数c的国际单位是(　 　)A．常数，没有单位 B． eq \f(s,m)C． eq \f(s2,kg·m) D． eq \f(N·s2,kg2)6.如图所示，一辆装满石块的货车在水平道路上匀速行驶，发现前面有路障，以加速度a匀减速行驶，货箱中石块A的质量为m，重力加速度为g，则(　　)A．车匀速行驶时，A受到货箱对它的支持力为mgB．车匀速行驶时，A受到周围与它接触石块的合力为0C．车匀减速行驶时，A受到货箱对它的支持力变小D．车匀减速行驶时，A受到周围与它接触石块的合力大于ma7.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v0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8. (2024·安徽卷)如图所示，竖直平面内有两完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上，缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F大小为2mg。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中(　　)A．速度一直增大B．速度先增大后减小C．加速度的最大值为3gD．加速度先增大后减小9.(多选)水平地面上放置一质量为m的木箱，木箱与地面间的动摩擦因数恒定。如图甲所示，一小孩用一水平推力F推木箱，木箱在水平地面上做匀速直线运动；如图乙所示，一大人用等大的拉力与水平方向成74°角斜向上拉木箱，木箱仍在水平地面上做匀速直线运动。已知重力加速度g取10 m/s2，sin 74°＝0.96，cos 74°＝0.28，则(　　)A．木箱与地面间的动摩擦因数为0.75B．若拉力F与水平方向的夹角为53°，则木箱的加速度大小为1 m/s2C．若用大小为2F的力水平推木箱，木箱的加速度大小为7.5 m/s2D．若用大小为2F且与水平方向成74°角的斜向上的力拉木箱时，木箱离开地面