内容正文:
第四章 运动和力的关系
学考考点
牛顿第一定律
加速度与力、质量的关系
牛顿第二定律
力学单位制
超重和失重
第1节 牛顿第一定律
一、理想实验的魅力
1.伽利略理想实验:小球沿斜面由静止滚下,
再滚上另一斜面,如不计摩擦,小球将滚到
原高度处,减小第二个斜面的倾角,小球在
这个斜面上仍达到 ,若将斜面放平
后,小球将 .
2.伽利略理想实验的本质是 ,抓住事
物的本质.
3.伽利略通过“理想实验”和科学推理,得出的
结论是: .
二、牛顿第一定律
1.内容:一切物体总保持 ,
除非 .
2.意义
(1)牛顿第一定律明确了 .
(2)牛顿第一定律揭示了力是改变物体运动
状态的原因而不是维持物体运动状态的
原因.
三、惯性和质量
1.惯性定义:物体保持原来
状态或静止状态的性质.
2.物体惯性大小的唯一量度:物 体 的
.
第2节 探究加速度与力、质量的关系
一、实验目的
1.探究加速度与力、质量的关系.
2.学会用 探究物理规律.
3.学会用图像法分析处理实验数据的方法.
二、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、小车、一端附有
定滑轮的长木板、槽码、重物、夹子、细绳、低
压交流电源、导线、天平、刻度尺.
三、实验原理
1.实验的基本思想——— 法.
2.实验原理
(1)加速度与力的关系
保持小车的质量 m 不变,测量小车在不同
力F的作用下的加速度a,分析 与
的关系.
(2)加速度与质量的关系
保持小车所受的力F 不变,测量不同质量
m 的小车在拉力F 作用下的加速度a,分
析 与 的关系.
第3节 牛顿第二定律
一、牛顿第二定律
(1)文字表述:物体加速度的大小跟
,跟它的 ,
加速度的方向跟 .
(2)公式: ,其中F 为
.
—12—
二、力的单位
(1)公式F=ma成立的条件:单位必须统一
为 .
(2)力的国际单位:国际单位制中,力的单位
是 ,符号是 .
第4节 力学单位制
一、基本单位
1.基本单位
(1)定义:选定几个物理量的单位,就能够利
用 ,
这些被选定的物理量叫作 ,
它们的单位叫作 .
(2)力学中的基本量:长度、 和
时间.它们的单位分别是 .
2.导出单位:由基本量
推导出来的其他物理量的单位.
3.单位制:由
一起组成单位制.
二、国际单位制
1.国际单位制:国际计量委员会在1960年的
第11届国际计量大会上制定了一种国际通
用的、包括一切计量领域的单位制,简称
.
2.国际单位制的基本单位
物理量名称 单位名称 单位符号
长度
质量
时间
电流 安(培) A
热力学温度 开(尔文) K
物质的量 摩(尔) mol
发光强度 坎(德拉) cd
3.当计算题中的已知量的单位都用国际单位
制表示时,计算的结果也是用
表示的.因此,在统一已知量的单位后,
就不必一一写出各量后面的单位,只要在数
字后面写出正确的国际单位就可以了.
第5节 牛顿运动定律的应用
一、从受力确定运动情况
1.解题步骤
(1)确定研究对象,对研究对象进行 ,
并画出物体的受力分析图.
(2)根据力的合成与分解,求 .
(3)根据牛顿第二定律列方程,求 .
(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学
公式,求运动学量———任意时刻的位移和速
度,以及运动时间等.
2.流程
受力情况→合力F
F=ma
→求a
运动学公式
→
x、v0、v、t.
二、从运动情况确定力
1.解题步骤
(1)确定研究对象,对研究对象 ;
(2)选取合适的运动学公式,求加速度a;
(3)根据牛顿第二定律列方程,求合力;
(4)根据力的合成与分解的方法,由合力求
所需的力.
2.流程
运动情况
运动学公式
→a
F=ma
→受力情况
—22—
第6节 超重和失重
一、超重和失重的性质
1.超重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物
的拉力) 物体所受重力的现象.
(2)产生条件:物体具有 的加速度.
2.失重
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物
的拉力) 物体所受重力的现象.
(2)产生条件:物体具有 的加速度.
3.完全失重
(1)定义:物体对支持物(或对悬挂物)
的现象.
(2)产生条件:物体竖直 的加速度
等于 .
二、超重和失重的应用
设物体质量为m,在向上的拉力F作用下在
竖直方向上运动,竖直方向加速度为a,重
力加速度为g.
1.超重:由 =ma可得F= ,
即拉力 重力.超重“ma”,加速度a
越大,超重越多.
2.失重:由 =ma可得F= ,
即拉力 重力.失重“ma”,加速度a
越大,失重越多.
3.完全失重:由mg-F=ma和a=
联立解得F= ,即拉力为 ,
失重“mg”.
考点一 惯性
(2024·湖南合格考真题)公共汽车上,小
明给刚上来的孕妇让座.在他面朝汽车前进
方向站稳后,汽车沿平直的水平路面向前加
速驶离公交站,这时小明将观察到他前方的
吊环状扶手 ( )
A.向前摆 B.向后摆
C.向左摆 D.向右摆
【解析】 根据题意,当车加速驶离公交站
时,吊环由于具有惯性,将继续保持原来的
静止状态,所以小明将观察到吊环向后摆.
故选B.
【答案】 B
考点二 探究加速度与力、质量的关系
如图,在探究加速度与力、质量的关系的
实验中,下列做法不正确的是 ( )
A.拉小车的细线应该与长木板平行
B.平衡摩擦力时,必须通过细线挂上小桶
和砂
C.小桶和砂的总质量应远小于小车的总
质量
D.小车应紧靠打点计时器,先接通电源再
释放小车
【解析】 平衡摩擦力时,是依靠小车总重力
沿斜面的分力与摩擦力平衡.B错误,本题
选不正确的,故选B.
【答案】 B
—32—
考点三 牛顿第二定律
(2024·湖南合格考真题)质量为m=60kg
的解放军战士在参加某次军事演习中进行
低空跳伞演练.按训练要求,战士离开悬停
的直升机,经过时间t=5s后,恰好进入打
开降落伞的安全区域,此时设备显示他的速
度大小为v=40m/s.假设战士在进入安全
区域前所受阻力恒定,沿竖直方向做初速度
为零的匀加速直线运动.在战士做匀加速直
线运动过程中,取g=10m/s2,求:
(1)战士加速度的大小a;
(2)战士下降的高度h;
(3)战士所受阻力的大小Ff.
【解析】 (1)由加速度的定义式可知战士加
速度的大小为
a=ΔvΔt=
40
5 m
/s2=8m/s2.
(2)由运动学公式v2=2ah可得,战士下降
的高度为
h=v
2
2a=
402
4×8m=100m.
(3)由牛顿第二定律
mg-Ff=ma
代入数据可知,战士所受阻力的大小为
Ff=120N.
【答案】 (1)8m/s2 (2)100m (3)120N
考点四 力学单位制
(2024·湖南合格考真题)1960年第11
届国际计量大会制订了国际单位制.下列单
位属于国际单位制中基本单位的是 ( )
A.m B.m/s
C.m/s2 D.kg/m3
【解析】 国际单位制包括七个基本单位:长
度的单位m,时间的单位s,质量的单位kg,
热力学温度的单位 K,电流的单位 A,光强
度的单位cd,物质的量的单位mol,A正确,
BCD错误.故选A.
【答案】 A
考点五 超重和失重
如图所示,升降机里的一轻质弹
簧下悬挂着小球,初始时升降机停在
某一中间楼层,小球相对升降机静
止,当升降机启动时发现弹簧的长度变长,
则该时刻升降机 ( )
A.匀速上升 B.匀速下降
C.加速下降 D.加速上升
【解析】 升降机静止时,弹簧弹力等于物体
的重力;启动时弹簧伸长,此时弹簧弹力增
大,故合力向上,小球具有向上的加速度,则
说明小球一定是向上加速,故D正确,ABC
错误.
【答案】 D
电梯内的水平地板上放置一个质量为m
的物体,当电梯以g
4
的加速度竖直加速下降
过程中(g为重力加速度),物体对升降机地
板的压力大小为 ( )
A.mg4 B.
3mg
4 C.
4mg
3 D.
5mg
4
【解析】 分析力:地板上物体受重力G、支
持力FN.下降过程中有:G-FN=ma且a=
g
4
,所以FN=mg-
mg
4 =
3mg
4 .
【答案】 B
—42—
一、选择题
1.关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.物体的质量越大,惯性越小
B.物体的速度越大,惯性越小
C.运动的物体具有惯性,静止的物体没有
惯性
D.汽车向前行驶时突然刹车,由于惯性,乘
客会向前倾
2.关于牛顿第一定律,下列表述正确的是( )
A.受外力作用的物体都保持运动状态
B.不受外力作用的物体都保持静止状态
C.受外力作用的物体都保持匀速直线运动
状态
D.不受外力作用的物体都保持静止或匀速
直线运动状态
3.根据牛顿第二定律,下列说法正确的是( )
A.加速度为零的物体,一定不受外力作用
B.作用力相同时,质量大的物体速度大
C.加速度方向与合力的方向一致
D.作用力相同时,质量大的物体加速度大
4.如图所示,一节车厢沿水平
地面向右做匀加速直线运
动,车厢内悬挂小球的细绳向左偏离竖直方
向,且小球相对于车厢静止.下列说法正确
的是 ( )
A.小球所受的拉力大于小球的重力
B.小球所受的拉力等于小球的重力
C.小球所受的拉力小于小球的重力
D.小球所受的合力为零
5.下面哪一组单位属于国际单位制中的基本
单位 ( )
A.米、牛顿、千克
B.千克、焦耳、秒
C.米、千克、秒
D.米每二次方秒、千克、牛顿
6.城市部分过街天桥装有智能化电动扶梯,如
图所示,当乘客站上扶梯时,它先缓慢加速,
然后再匀速上升,则 ( )
A.乘客始终处于超重状态
B.乘客始终处于失重状态
C.电梯对乘客的作用力始终竖直向上
D.电梯匀速上升时,电梯对乘客的作用力
竖直向上
7.某同学在探究加速度与力、质量的实验中,
保持小车所受拉力F 的大小不变,改变小
车的质量 m,得到了不同 m 时的加速度大
小a,并绘出了a-1m
图像,如图所示.图像的
斜率表示 ( )
A.a B.F
C.m D.1m
8.如图所示,光滑水平桌面上的木块,通过轻
绳跨过轻质定滑轮与沙桶相连.木块在拉力
的作用下滑动,不计滑轮摩擦.滑动的木块
( )
A.速度不变
B.加速度不变
C.受到的合力为零
D.受到的拉力大于沙桶的重力
—52—
9.如图所示,用一根绳吊起金属小桶,
在桶的下部钻两个小孔A、B,当桶
内盛水时,水从A、B 孔喷出,如图
所示.当剪断绳,让小桶自由落下,如果空气
阻力可以忽略,则在下落过程中 ( )
A.水继续以相同速度喷出
B.水将不再从小孔喷出
C.水将以更大速度喷出
D.水将以较小速度喷出
10.升降机内一弹簧测力计上端固定于顶板
上,下端挂一重物,升降机静止时,弹簧秤
的示数为G,后来发现其示数比G大了,则
升降机的运动可能是 ( )
A.向上加速运动或向下加速运动
B.向上减速运动或向下加速运动
C.向上减速运动或向下减速运动
D.向下减速运动或向上加速运动
二、非选择题
11.如图所示,A、B 两物块叠
放在光滑桌面上,质量分
别 为 m1 =1kg,m2 =
3kg.现用 F=8N的水平拉力作用在 B
上,A、B 在运动过程中无相对滑动,则它
们加速度的大小为 m/s2,A 受到
摩擦力的大小为 N.
12.升降机地板上放一台秤,台秤的盘中放一
质量为10kg的物体.升降机运动中,某时
刻,台秤的读数为8kg,则此时物体处于
(填“超重”或“失重”)状态,若重
力加速度g 取10m/s2,其加速度的大小
为 .
13.如图所示,质量为4kg的
物体静止于水平面上.现用
大小为40N,与水平方向
夹角为37°的斜向上的力拉物体,使物体沿
水平面做匀加速运动(g取10m/s2,sin37°
=0.6,cos37°=0.8).
(1)若水平面光滑,物体的加速度是多大?
(2)若物体与水平面间的动摩擦因数为
0.5,物体的加速度是多大?
14.(2023·湖南合格考真题)2022年12月,
常德至长沙高铁正式通车,自此,湖南14
个地州市全部实现高铁覆盖.某质量为m
的高铁列车出站做初速度为零的匀加速直
线运动,受到的阻力大小恒为Ff,经时间t
后速度为v.在时间t内,求:
(1)高铁列车加速度的大小a;
(2)高铁列车位移的大小x;
(3)高铁列车牵引力的大小F.
—62—
第四章 运动和力的关系
考点整合
第1节 牛顿第一定律
一、1.同一高度 永远滚动下去 2.想象着把实际中
存在,影响物体运动的摩擦力去掉 3.力不是维持物
体运动的原因
二、1.匀速直线运动状态或静止状态 作用在它上面
的力迫使它改变这种状态 2.(1)力和运动的关系
三、1.匀速直线运动 2.质量
第2节 探究加速度与力、质量的关系
一、2.控制变量法
三、1.控制变量 2.(1)F a (2)a m
第3节 牛顿第二定律
一、1.它受到的作用力成正比 质量成反比 作用力
的方向相同 (2)F=ma 物体所受的合力
二、(1)国际单位制中相应的单位 (2)牛顿 N
第4节 力学单位制
一、1.(1)物理量之间的关系推导出其他物理量的单
位 基本量 基本单位 (2)质量 米、千克和秒
2.根据物理关系 3.基本单位和导出单位
二、1.SI 2.米 m 千克 kg 秒 s 3.国际单
位制
第5节 牛顿运动定律的应用
一、1.(1)受力分析 (2)合力(包括大小和方向)
(3)加速度
二、1.(1)进行运动过程分析,画出运动草图
第6节 超重和失重
一、1.(1)大于 (2)向上 2.(1)小于 (2)向下
3.(1)完全没有作用力 (2)向下 g
二、1.F-mg mg+ma 大于 2.mg-F mg-
ma 小于 3.g 0 0
应考训练
1.D 物体的惯性只跟物体本身的质量有关,与有没
有运动等无关.故D正确.
2.D 根据牛顿第一定律分析.
3.C 由牛顿第二定律F=ma,加速度方向与合力方
向一致.故C正确.
4.A 对小球受力分析,小球受拉力FT
和重力 mg,如图所示.小球的加速度
方向水平向右,根据牛顿第二定律知
小球的合力方向水平向右,由平行四
边形定则作出mg和FT 的合力,如图,根据数学知
识可知,FT>mg.故A正确,BC错误;根据牛顿第
二定律知小球的合力F=ma≠0,故D错误.
5.C 在国际单位制中,物理学部分共有七个基本单
位,分别是米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德
拉,故C正确,ABD错误.
6.D 加速运动阶段,乘客的加速度沿电梯斜向上,有竖
直向上的分加速度,由牛顿第二定律,电梯对他的支持
力大于其重力,处于超重状态,匀速运动阶段,加速度
为零,所以既不超重也不失重,故AB错误;匀加速运
动阶段,电梯对顾客的支持力竖直向上,静摩擦力水平
向右,两者合力斜向右上方,匀速运动阶段,电梯对顾
客的支持力竖直向上,故C错误,D正确.
7.B 由图纵轴表示a,横轴表示1m
,斜率表示合力
F.故B正确.
8.B 木块与沙桶组成的系统的机械能守恒,在运动
过程中沙桶的重力势能转化为系统的动能,所以系
统速度增大,故 A错误;以整体为研究对象,系统
加速度a= mgM+m
,以木块为研究对象,FT=Ma=
Mmg
m+M<mg
,故B正确,D错误;木块速度增大,所
以滑动的木块受到的合外力不为零,故C错误.
9.B 当忽略空气阻力时,水和水桶均处于完全失重
状态,故水不会从桶中喷出.故B正确.
10.D 示数比G 大,出现超重,加速度方向向上.故
D正确.
11.解析 根据牛顿第二定律对A、B 整体有:
a= Fm1+m2
= 81+3m
/s2=2m/s2;
隔离A 有:Ff=m1a=1×2N=2N.
答案 2 2
12.解析 某时刻,台秤的读数为8kg,则此时物体对
台秤的压力为F'N =0.8mg,小于物体的真实的
重力,所以物体受到的合力的方向应该是向下的,
有向下的加速度,处于失重状态;由牛顿第二定律可
得:1mg-0.8mg=ma;所以a=0.2g=2m/s2.
答案 失重 2m/s2
13.解析 (1)水平面光滑时物体的受力情况如图甲
所示由牛顿第二定律有:Fcos37°=ma1
解得a1=8m/s2.
(2)水平面不光滑时,物体的受力情况如图乙所示
Fcos37°-Ff=ma2
FN'+Fsin37°=mg
Ff=μFN'
解得a2=6m/s2
答案 (1)8m/s2 (2)6m/s2
—88—
14.解析 (1)由v=at得a=vt.
(2)由v2=2ax得x=v
2
2a=
vt
2.
(3)由 牛 顿 第 二 定 律 得 F-Ff=ma 得 F =
Ff+mvt .
答案 (1)vt
(2)vt2
(3)Ff+mvt
第五章 抛体运动
考点整合
第1节 曲线运动
1.(2)②变速运动
2.(1)不在同一直线上 (2)不在同一直线上
第2节 运动的合成与分解
1.(1)匀速直线运动 (2)直线 (3)v2x+v2y
vy
vx
(4)
vy
vx
x
2.(1)运动的合成 运动的分解 (2)矢量
第3节 实验:探究平抛运动的特点
1.描迹法 频闪照相 2.描迹法 v0t
1
2gt
2
3.(1)切线水平 (2)无初速度 (3)球心
第4节 抛体运动的规律
1.(1)速度 重力 (2)水平 重力 (3)①初速度
②重力 (4)匀变速
2.(1)v0 (2)gt (3)① v20+g2t2 ②g
t
v0
3.(1)v0t (2)
1
2gt
2 (3)g
2v02
x2 抛物线
4.(1)斜向上 斜向下 (2)①v0cosθ ②v0sinθ
应考训练
1.C 赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的
速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切
线方向.被甩出的后轮的速度方向就是轨迹在甩出
点的切线方向.故C正确.
2.C 运动的合成与分解,根据平行四边形定则求出
v= v21+v22=10m/s.故C正确.
3.B 飞机做匀速直线运动,空投物资在水平方向上
与飞机的运动状态相同,因此飞行员看到物资做自
由落体运动,地面上的人看到物资做平抛运动.故
B正确.
4.B 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和
竖直 方 向 的 自 由 落 体 运 动,v2 =v20 +v2y,vy =
v2-v20= 52-32m/s=4m/s,故B正确.
5.D 以小船为参考系,由于惯性,小球水平方向和
小船相对静止,竖直方向上做竖直上抛运动,故船
上同学看到一条竖直的直线,故 AB错误;以河岸
为参考系,小球参与了两个分运动,竖直方向上的
上抛运动,水平方向上的随着船一起的匀速直线运
动,实际的合运动是斜抛运动,故轨迹是抛物线,故
C错误,D正确.
6.B 根据平行四边形定则,分速度增大,合速度也增
大.故A错误,B正确;小船过河时船头始终与岸垂
直,小船不能到达出发点的正对岸,故C项错误;小
船过河时船头始终与岸垂直,水流速度增大后,小
船过河时间不变,沿河岸方向运动距离变大,过河
路程增大,故D错误.
7.D 互成角度的一个匀速直线运动与一个匀变速
直线运动合成后,加速度不变,是匀变速,且合速度
的方向与合加速度的方向不在一条直线上,故其做
曲线运动,故D正确.
8.A 撤掉一个力之后,物体不是平衡状态,所以肯
定不能做匀速直线运动.
9.D 合运动与分运动具有独立性,同时性,而且合
速度随两分速度的夹角的增大而减小,故D正确.
10.B 弹珠做平抛运动,竖直下落高度hM<hN,竖直
方向上做自由落体运动,t= 2hg
,则tM<tN,故CD
错误;两弹珠水平位移相等,x=vt,则vM>vN,故
A错误,B正确.
11.D 从竖直方向运动形式“自由落体”判断,要相
遇得让高处的甲早抛出,才可能在同一位置出现;
且结合平抛轨迹,要有击中可能,只能控制v1<
v2.故D正确.
12.解析 圆柱体在竖直方向与水平方向都做匀速运
动,则受到的合力一定是零,所以圆柱体的合运动
一定是 匀 速 直 线 运 动,合 运 动 的 速 度 为:v=
v2x+v2y= 3
2+42cm/s=5cm/s.
答案 匀速直线运动 5
13.解析 落地时在水平方向的分速度是vx=v0=
10m/s;竖直方向由匀变速运动规律知:v2y-0=
2gh;由 此 得 vy = 2gh = 2×10×5 m/s=
10m/s;若速度方向与地面的夹角用θ来表示,则
tanθ=
vy
vx
=1010=1
,则θ=45°,故落地时速度方向
与地面的夹角为45°.
答案 45°
14.解析 小球做平抛运动,在水平方向上是匀速直
线运动,在竖直方向上是自由落体运动,有x=
v0t,y=g
t2
2.
—98—