2024年高考一輪復習考點及考綱解讀(三)

三、牛頓定律

內容要求說明

16.牛頓第肯定律。慣性II

17.牛頓其次定律。質量。圓周運動中的向心力II

18.牛頓第三定律II

19.牛頓力學的適用范圍I

20.牛頓定律的應用II

21.萬有引力定律的應用。人造地球衛星的運動(限于圓軌道)II

22.宇宙速度I

23.超重和失重I

24.共點力作用下的物體的平衡II

名師解讀

牛頓定律是歷年高考重點考查的內容之一。對這部分內容的考查特別敏捷，選擇、試

驗、計算等題型均可以考查。其中用整體法和隔離法處理問題，牛頓其次定律與靜力學、

運動學的綜合問題，物體的平衡條件等都是高考熱點；對牛頓第一、第三定律的考查常常

以選擇題或融合到計算題中的形式呈現。另外，牛頓運動定律在實際中的應用許多，如彈

簧問題、傳送帶問題、傳感器問題、超重失重問題、同步衛星問題等等，應用特別廣泛，

尤其要留意以天體問題為背景的信息賜予題，這類試題不僅能考查考生對學問的駕馭程度,

而且還能考查考生從材料、信息中獲得要用信息的實力，因此備受命題專家的青睞。

樣題解讀

【樣題1】(江蘇省鹽城市2024屆三星級中學三校聯考物理)

如圖3—1所示，AB和CD為兩條光滑斜槽，它們各自的兩個端點

均分別位于半徑為R和r的兩個相切的圓上，且斜槽都通過切點Po

設有一重物先后沿兩個斜槽，從靜止動身，由A滑到B和由C滑

到D,所用的時間分別為4和5則4與4之比為

A.2：1B.1：1

C.V3：1D.1：V3

［分析］設光滑斜槽軌道的傾角為仇則物體下滑時的加速度為

a=gsin。，由幾何關系，斜槽軌道的長度s=2(R+r)sin。，由圖3—1

一“工、》]22(27(2x2(7?+r)sin02,三士二，即所用的時間t與傾

運動學公式§=一。廣，得/二、一=」——------------

2\aygsin。

角0無關，所以a=叁，B項正確.

［答案］B

［解讀］本題涉及到受力分析、牛頓其次定律、加速度、勻變速運動規律等學問點，考

查推理實力、分析綜合實力和應用數學處理物理問題的實力，體現了《考試大綱》中對“能

夠把一個困難問題分解為若干較簡潔的問題，找出它們之間的聯系”和“必要時能運用幾

何圖形、函數圖像進行表達、分析”的實力要求。本題是“等時圓”問題的拓展延長，須

要考生從光滑弦過渡到斜面，還須要處理好角度問題，聯系上兩個圓的直徑，只要有一處

想不到，便不能得出正確答案。

【樣題2】（山東省淄博市2024屆高三摸底考試）為了探討超重與失重現象。某同學把

一體重計放在電梯的地板上，他站在體重計上隨電梯運動并視察體重計示數的改變狀況。

下表記錄了幾個特定時刻體重計的示數（表內各時刻不表示先后依次），若己知to時刻電梯

靜止，則

時間totit2卜

體重計示數（kg）45.050.040.045.0

A.t3時刻電梯可能向上運動

B.力和t2時刻電梯運動的加速度方向相反,但運動方向不肯定相反

C.力和t2時刻該同學的質量相同，但所受重力不同

D.力和t2時刻該同學的質量和重力均不相同

［分析］已知to時刻電梯將止，所以該同學的質量為45kg,七時刻電梯處于超重狀態，

加速度向上，tz時刻電梯處于失重狀態，加速度向下，但運動方向不肯定相反，B項正確；

t3時刻電梯可能般止，也可能勻速向上運動，A項正確；匕和七時刻該同學分別處于超重和

失重狀態，表示電梯對該同學的支持力大于和小于其重力，但該同學的質量和重力均不變，

C項、D項都不正確。

［答案］AB

I解讀］本題涉及到受力分析、牛頓其次定律、超重、失重等學問點，考查理解實力、

推理實力和分析綜合實力，體現了《考試大綱》中對“理解物理概念、物理規律的準確含

義，理解相關學問的區分和聯系”和“能夠依據已知的學問和物理事實、條件，對物理問

題進行邏輯推理和論證，得出正確的結論或作出正確的推斷”的實力要求。分析本題時要

留意，超重和失重是指體重計的示數比重力大還是比重力小，本質是物體的加速度方向是

向上還是向下（加速度向上為超重，加速度向下為失重），而與物體的運動方向（即速度方

向）無關，并且物體的重力和質量是不變的，即只是視重變大或變小。

【樣題3】（山東省淄博市2024屆高三摸底考試）用一根細線一端系一小球（可視為質

點），另一端固定在一光滑錐頂上，如圖3-2（a）所示，設小球在水平面內作勻速圓周運

動的角速度為3,線的張力為T,則T隨32改變的圖像是圖3—2（b）中的

圖3—2

［分析］設繩長為L,維而與豎立方向夾角為仇當3=0時，小球捋止，受重力mg、支

持力N和繩的拉力T而平衡，T=mgcos6學0,A項、B項都不正確；3增大時，T增大，N

減小，當N=0時，角速度為當3V3。時，由牛頓其次定律得,TsinG-NcosBumuAsin。，

Tcos0+Nsin0=mg,解得TumslsiYe+mgcos。；當3>3o時，繩與豎直方向夾角變大，

設為a,由牛頓其次定律得Tsina=m3lsina,T=mw2L,可知T—3?圖線的斜率變大，C

項正確。

［答案］C

I解讀］本題涉及到圓周云動的受力分析、力的合成與分解、牛頓其次定律、向心力、

臨界問題等學問點，重點考查分析綜合實力和應用數學處理物理問題的實力，體現了《考

試大綱》中對“能夠把一個困難問題分解為若干較簡潔的問題，找出它們之間的聯系”和

“能夠依據詳細問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并依據結果得出物理結

論，必要時能運用幾何圖形、函數圖像進行表達、分析”的實力要求。本題的圖像中提示

出有轉折點，從這一點入手，可知當角速度過大時，小球會飄起離開斜面，因此要分兩種

狀況列方程。因小球做勻速圓周運動，合外力不為零，所以適合用正交分解法處理。

【樣題4］2024年我國和歐盟合作的建國以來最大的國際科技合作安排“伽利略安排”

將進入全面實施階段，這標記著歐洲和我國都將擁有自己的衛星導航定位系統，并將結束

美國全球定位系統(GPS)在世界獨占鰲頭的局面。據悉“伽利略”衛星定位系統將由30顆軌

道衛星組成，衛星的軌道高度為2.4xl(r,傾角為56°,分布在3個軌道上，每個軌道面部

署9顆工作衛星和1顆在軌備份衛星。當某顆衛星出現故障時可剛好頂替工作。若某顆替

補衛星處在略低于工作衛星的軌道上，則這顆衛星的周期和速度與工作衛星相比較，以下

說法中正確的是

A.替補衛星的周期大于工作衛星的周期”速度大于工作衛星的速度

B.替補衛星的周期小于工作衛星的周期”速度大于工作衛星的速度

C.替補衛星的周期大于工作衛星的周期“速度小于工作衛星的速度

D.替補衛星的周期小于工作衛星的周期”速度小于工作衛星的速度

［分析］由于衛星繞地球做勻速圓周運動。則

G=Mm=〃7」_=〃!(寵+/7)絲1故衛星的運行周期r=但四還I,衛星運

(R+/i)2R+hT2VGM

I.yjf

行速度v=」一^。因此，衛星高度h越小，運行周期T越小，速度v越大，B項正確。

V/?+/?

［答案］B

I解讀］本題涉及到萬有引力定律在天體上應用的學問，考查理解實力和推理實力，體

現了《考試大綱》中對“理解物理概念、物理規律的準確含義，理解物理規律的適用條件,

以及它們在簡潔狀況下的應用”和“能夠依據已知的學問和物理事實、條件，對物理問題

進行邏輯推理和論證，得出正確的結論或作出正確的推斷”的實力要求。本題中雖然給了

一堆數據，但所推斷的問題與這些數據無關，須要考生利用萬有引力定律和牛頓其次定律

列方程處理，而且只是定性分析。這是信息賜予題的共性，即要求考生具有提煉有用信息

的實力。

【樣題5】(四川省成都七中2024屆零診模擬試題)雜技、

演員在進行“頂桿”表演時,用的是一根質量可忽視不計的長竹

竿，質量為30kg的演員自桿頂由靜止起先下滑，滑到桿底時36。：二量_______二_

速度正好為零，已知竹竿底部與下面頂桿人肩部間有一感應器一

器，如圖3—3所示為傳感器顯示的頂桿人肩部的受力狀況，

取g=10m/s2,求：0123

(1)桿上的人下滑中的最大速度；_

(2)竹竿的長度。圖3一3

［分析］(1)由尸一七圖可知，0-1s人加速下滑，1-3s人減速下滑，3s時刻人下滑

到桿底靜止，在0—1s中對人有mg—J\=1

對桿有N|-￡=0

人下滑的加速度

A$1八180一、

q=g--=g-----L=10--------=4m/s~

inni30

人下滑的最大速度=4x1=4nYs。圖3—4

（2）人下滑過程中的l亡圖如圖3—4所示，則竹竿的長度

,111,▲

L=—vt=—x4x3=6m?

22

［答案］（1）4m/s（2）6m

［解讀］本題涉及到受力分析、牛頓其次定律、F-t圖像、v-t圖像、勻變速運動規

律等學問點，考查推理實力、分析綜合實力和應用數學處理物理問題的實力，體現了《考

試大綱》中對“能夠把一個困難問題分解為若干較簡潔的問題，找出它們之間的聯系”和

“必要時能運用幾何圖形、函數圖像進行表達、分析”的實力要求。本題是電梯下降問題

的變形題，即先加速下降（失重），再減速下降（超重），最終靜止。應用牛頓其次定律列

方程時留意不要遺漏物體的重力。其次問求竹竿的K度時也可用公式法分段求解。

【樣題6】（江蘇省2024屆四星級中學濱中、阜中高三聯考物理試題）你是否留意到，

“神舟”六號宇宙飛船限制中心的大屏幕上出現的一幅衛星運行軌跡圖，如圖3—5所示，

它記錄了“神舟”六號飛船在地球表面垂直投影的位置改變；圖中表示在一段時間內飛船繞

地球圓周飛行四圈，依次飛經中國和太平洋地區的四次軌跡①、②、③、④，圖中分別標

出了各地點的經緯度（如：在軌跡①通過赤道時的經度為西經157.5。，繞行一圈后軌跡②再

次經過赤道時經度為180。……）,若地球質量為M,地球半徑為R,萬有引力恒量為G,從

圖中你能知道“神舟”六號宇宙飛船的那些軌道參數？（需推導出的參數，只需寫出字母推

導過程）

圖3—5

［分析］①神舟飛船運行在軌道傾角42.4度，（衛星軌道平面與赤道平面的夾角為

42.4°）

②飛船每運行一周，地球自轉角度為180°-157.5°=22.5°,則神舟飛船運行的周

期

225

T=—x24x36005=5400.V=90min

360

③由萬有引力供應向心力，即G^-=m(—)2r

r2T

JGMT2

可求得飛船的軌道半徑

V4rt2

或軌道高度”?g嗎:一R。

V4兀2

I答案］①神舟飛船運行在軌道傾角42.4度②神舟飛船運行的周期T=90min③飛

一或軌道高度”==U整;—R

船的軌道半徑r=

［解讀］本題涉及到萬有引力定律在天體上應用的學問，考查分析綜合實力和應用數學

處理物理問題的實力，體現了《考試大綱》中對“能夠把一個困難問題分解為若干較簡潔

的問題，找出它們之間的聯系，能夠理論聯系實際，運用物理學問綜合解決所遇到的問題”

和“能夠依據詳細問題列出物理量之間的關系式，進行推導和求解，并依據結果得出物理

結論”的實力要求。本題對獲得圖像信息的要求較高，尤其是圖中的飛船運動軌跡不是平

常見到的物理圖形，須要考生結合地球自轉的學問入手求解。

權威預料

1.（簡潔題）在圓軌道上運行的國際空間站里，一宇航

員A靜止（相對空間艙）“站”于艙內朝向地球一側的“地面”B

上，如圖3—6所示，下列說法正確的是

A.宇航員A不受地球引力作用

B.宇航員A所受地球引力與他在地面上所受重力相等

C.宇航員A與“地面”B之間無彈力作用

I）.若宇航員A將手中一小球無初速時（相對于空間艙）

釋放，該小球將落到“地面”B上

2.（廣東省2024年高考模擬試卷，簡潔題）美國“新

地平線”號探測器，已于美國東部時間2006年1月17日13時（北京時間18日1時）借

助“宇宙神一5”火箭，從佛羅里達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心放射升空，起先長達9

年的飛向冥王星的太空之旅。擁有3級發動機的“宇宙神-5”重型火箭以每小時5.76萬公

里的驚人速度把“新地平線”號送離地球，這個冥王星探測器因此將成為人類有史以來放

射的速度最高的飛行器。這一速度

A.大于第一宇宙速度B.大于其次宇宙速度

C.大于第三宇宙速度D.小于并接近第三宇宙速度

3.（原創題，中檔題）如圖3—7所示，有四個質量相同的物體，在Fi作用下的物體在

光滑的水平面上做加速度為g的勻加速直線運動，在F2作用下的物體沿光滑斜面做勻速直

線運動，在F3作用下的物體豎直向下做勻速直線運動，在F］作用下的物體豎直向上做加速

度為g的勻加速直線運動。不計空氣阻力，g為重力加速度。以下說法正確的是

A.FI<F2B.F3VF4C.FI=F4B.F|=F3

4.（河北省雞澤一中2024屆高三物理測試，中難題）一位同學抱緊一只鋼制飯盒由下

蹲靜止狀態起跳再落地過程中，聽到盒內一小物塊與盒壁先后兩次撞擊的聲音。已知盒與

人沒有相對運動，且盒內只有這個小物塊。人跳起過程中盡量保持上半身豎直。關于這兩

次撞擊，正確的理解是

A.盒與人及物塊都做相同的豎直上拋運動，小物塊不行能撞擊盒子的上下壁，肯定是

由于盒傾斜而引起的撞擊

B.肯定是小物塊有大于盒子的初速度而引起的撞擊

C.肯定是小物塊比盒子對地的加速度大而引起的撞擊

D.是由于盒子比小物塊對地的加速度大而引起的撞擊。由于盒子內部高度較小，應當

是先撞上壁后撞下壁

5.（廣東省2024年高考模擬試卷，中難題）當物體從高空下落時，所受阻力會隨物體

的速度增大而增大，因此經過下落一段距離后將勻速下落，這個速度稱為此物體下落的收

尾速度。探討發覺，在相同環境條件下，球形物體的收尾速度僅與球的半徑和質量有關。

下表是某次探討的試驗數據

小球編號ABCDE

小球的半徑（xl0-3in）().50.51.522.5

小球的質量（xl0-6kg）10

254540

0

小球的收尾速度（m/s）1640402032

（1）依據表中的數據，求出B球與C球在達到終極速度時所受阻力之比。

（2）依據表中的數據，歸納出球型物體所受阻力/與球的速度大小及球的半徑的關系

（寫出有關表達式、并求出比例系數）。

（3）現將C號和D號小球用輕質細線連接，若它們在下落時所受阻力與單獨下落時

的規律相同。讓它們同時從足夠高的同一高度下落，試求出它們的收尾速度；并推斷它們

落地的依次（不須要寫出推斷理由）。

［參考答案］

1.C解析：宇航員在國際空間站里處于完全失重狀態，與“地面”B之間無彈力作用，

但仍受地球引力作用，只是引力大小比他在地面時受到的重力要小，所以A項、B項都不

正確，C項正確：宇航員手中無初速釋放的小球也處于完全失重狀態，因此不會落到“地

面”B上，D項不正確。

2.ABD解析：第一宇宙速度匕=7.9km/s,