专题04 运动和力的关系（知识梳理+6大考点精讲精练+实战训练）-【学考必备】2025年高中物理学业水平合格性考试总复习（全国通用）

专题04 运动和力的关系 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点一： 牛顿第一定律 考点二：牛顿第二定律 考点三：力学单位制 考点四：牛顿运动定律的应用 考点五：超重和失重 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识点 考点要求 1.牛顿第一定律 1.理解牛顿第一定律的内容和意义。 2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象。 3.知道质量是惯性大小的唯一量度。 2.牛顿第二定律 1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。 2.知道国际单位制中力的单位。 3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。 3.力学单位制 1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念。 2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位。 3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法。 4.掌握运算过程中单位的规范使用方法。 4.牛顿运动定律的应用 1.熟练掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的思路和方法。 2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁。 5.超重和失重 1.知道测量重力的两种方法。 2.知道什么是视重。 3.知道什么是超重和失重现象。 4.会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题。 6.实验 1.进一步理解探究加速度与力、质量的关系的实验方法。 2.会利用牛顿第二定律分析实验数据和实验误差。 知识点一： 牛顿第一定律 一．牛顿第一定律 1．人类对运动与力的关系的认识历程 代表人物 主要观点 亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止 伽利略 力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因 笛卡儿 如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 2.伽利略的理想实验 实验操作 让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。 推理结论 力不是维持物体运动的原因 实验意义 （1）伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实＋抽象思维＋科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系 （2）第一次确立了物理实验在物理学中的地位 3.牛顿第一定律： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，它又叫惯性定律。 4．对牛顿第一定律的理解 （1）定性说明了力和运动的关系。 ①说明了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 ②说明力是改变物体运动状态的原因。 （2）揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。 二．惯性与质量 1．惯性： 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。 2．惯性与质量的关系 （1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 （2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 3．惯性与力无关 （1）惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的。 （2）力是改变物体运动状态的原因。惯性是维持物体运动状态的原因。 4．惯性的表现 （1）不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。 （2）受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。 知识点二：牛顿第二定律 一．牛顿第二定律 内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 表达式 （1）比例式：F＝kma，式中k是比例系数，F是物体所受的合外力 （2）国际单位制中：F＝ma 四性质 （1）瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系 （2）矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同 （3）同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对同一物体的 （4）独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度。故牛顿第二定律可表示为 注意 （1）力与加速度为因果关系。力是因，加速度是果，只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度。加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比 （2）力与速度无因果关系。合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动 两个加速度公式的区别 （1）a＝是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关 （2）a＝是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定 知识点三：力学单位制 一．基本量、基本单位和导出单位 物理公式功能 物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量单位间的关系 基本量 被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的一些量 基本单位和导出单位 （1）基本单位：被选定的基本物理量的单位 （2）导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位 单位制简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便 推导物理量的单位 物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位 二．单位制和国际单位制 1．单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制。 2．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订的，国际通用的、包括一切计量领域的单位制。 3．国际单位制中的基本单位。 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克 kg 时间 t 秒 s 电流 I 安（培） A 热力学温度 T 开（尔文） K 发光强度 I，（IV） 坎（德拉） cd 物质的量 n，（ν） 摩（尔） mol 知识点四：牛顿运动定律的应用 一．从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律的作用：确定了运动和力的关系，把物体的运动情况与受力情况联系起来。 2．已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况。 3．解题思路 4. 主要运动学参量 运动学有五个参量、v、t、a、x，这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式： ① 此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 ② 此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 ③ 此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 ④ 此公式不涉及到加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 ⑤ 此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式 根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律，可以求物体所受的合力或者某一个力 二．从运动情况确定受力 1．已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力。 2．解题思路 →→ 3．解题步骤 （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图。 （2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。 （3）根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。 （4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。 知识点五：超重和失重 一．超重和失重的定义 超重 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象 产生条件：物体具有向上的加速度 失重 （1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象 （2）产生条件：物体具有向下的加速度 完全失重 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态。 ②产生条件：a＝g，方向竖直向下 理解 （1）视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力 （2）当视重与物体的重力不同时，即发生了超重或失重现象 （3）超重、失重现象与物体的运动方向无关，当物体具有向上的加速度时，无论物体向什么方向运动，均出现超重现象，反之则出现失重现象。因此，判断出现超、失重的依据是看加速度的方向 （4）在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，比如液体对器壁没有压强、浸在水中的物体不受浮力等。工作原理与重力有关的仪器也不能再使用，如天平、液体气压计等 二.超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重（F）与重力关系 运动情况 受力示意图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速 直线运动 超重 向上 由F－mg＝ma得 F＝m（g＋a）>mg 向上加速 或向下减速 失重 向下 由mg－F＝ma得 F＝m（g－a）<mg 向下加速 或向上减速 完全失重 a＝g 由mg－F＝ma得 F＝0 自由落体，抛 体，正常运 行的卫星等 知识点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 实验原理和方法 1．探究方法——控制变量法 （1）控制小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系。 （2）控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与M的关系 要测量的物理量 （1）小车与其上砝码的总质量M——用天平测出 （2）小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出 （3）小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出 在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。它是根据在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差Δx＝aT2求出加速度 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、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平（带有一套砝码）、刻度尺。 实验步骤 1．用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来 实验次数 加速度a/（m·s－2） 小车受力F/N 1 2 3 4 5 2．平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等） 3．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，关闭电源，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g 4．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤3，多做几次实验，并记录好重物的重力m1g、m2g、…以及计算出相应纸带的加速度 5．保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码 6．继续在小车上加放砝码，重复步骤5，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码 7．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量 数据处理 1．计算法：测得加速度，通过计算看看是否满足＝、＝ 2．图象法 （1）以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a-F关系图象，如图甲所示，由此得出结论。 （2）以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M或为横坐标作出a-M或a-关系图象，如图乙所示，据图象可以得出结论。 （3）实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比 注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和重物的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力 2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量。只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等 3．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手 练 考点一：牛顿第一定律 【典型例题1】（2024高二下·湖南·学业考试）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 【典型例题2】（2024高二下·广东·学业考试）理想实验是科学研究的一种重要方法。如图所示，伽利略在研究力和运动的关系时提出了著名的理想斜面实验，该理想实验说明（　　） A．物体运动不需要力来维持 B．力是维持物体运动的原因 C．物体运动时就会产生惯性 1．（2023高二上·山东·学业考试）关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　） A．物体的质量越大，惯性越大 B．物体的速度越大，惯性越大 C．汽车静止时，没有惯性 D．汽车刹车时，惯性增大 2．（2023高二上·广西·学业考试）描述物体惯性的物理量是它的质量。下列水果中惯性最大的是（　　） A．0.03kg的荔枝 B．0.2kg的芒果 C．1kg的菠萝 D．5kg的西瓜 3．（2023高二下·河北·学业考试）电动汽车由静止开始做加速直线运动，关于它的惯性，下列说法正确的是（      ） A．静止时没有惯性 B．静止时惯性比运动时小 C．速度越大惯性越大 D．惯性与速度无关 4．（2022高二上·甘肃·学业考试）科学研究方法对物理学的发展意义深远。17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，做了著名的斜面实验，如图所示是现代人重做该实验时的频闪照片，其中运用到的科学研究方法是（    ）    A．理想实验法 B．等效替代法 C．比值定义法 D．控制变量法 考点二：牛顿第二定律 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，置于平板车上的物块随平板车一起在水平路面上做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．物块不受摩擦力的作用 B．物块仅受重力和支持力的作用 C．物块受到的合外力等于零 D．平板车对物块的作用力大于物块所受的重力 【典型例题2】（2024高二下·湖南·学业考试）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。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，求： (1)战士加速度的大小； (2)战士下降的高度； (3)战士所受阻力的大小。 1．（2023高二下·广东·学业考试）“神舟”载人飞船火箭组合体的质量为m，点火后竖直上升的某阶段加速度为a，不计组合体的质量变化和受到的阻力，重力加速度为g，该阶段组合体受到的推力大小为（　　） A．ma B．mg C．mg-ma D．mg+ma 2．（2023高二下·辽宁·学业考试）北方冬季有很多冰雪体育项目，其中滑雪运动被很多人青睐。若运动员从倾角为θ的斜坡自由下滑且雪杖不与雪道接触，如图所示。设滑板与雪面间的动摩擦因数恒为μ，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。则该运动员下滑的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 3．（2024高二上·北京·学业考试）某学习小组设计制作了一个“水平加速度测量仪”，用来测量列车在平直轨道上运行时的加速度，其装置如图所示。两根轻弹簧的一端分别固定在测量仪外壳上，另一端分别连在滑块上，滑块上固定一指针，轻弹簧和滑块都套在光滑的连杆上，在连杆附近与杆平行处固定一标尺。将测量仪水平固定在列车上，使连杆与列车运行方向平行。当列车停止时，两弹簧处于原长，指针指在标尺的0刻度处。当列车加速运动，滑块与列车相对静止时，读出指针所指的标尺刻度，可得到列车运行的加速度。已知滑块质量为，两弹簧的劲度系数均为，且弹簧始终在弹性限度内。 (1)当指针指向0点左侧刻度时，求列车的加速度大小，并说明加速度的方向。 (2)若要将加速度值标注在标尺上，某同学认为加速度的刻度值应该是均匀的。你同意该同学的观点吗？请说明理由。 4．（2023高二下·辽宁·学业考试）很多智能手机都有加速度传感器。某同学用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机。如图所示，某次测试中，手机下落0.19m落到手掌，手机软件显示加速度大小为9.5。求： （1）手机下落到手掌的时间； （2）若取当地重力加速度为10，手机加速度偏小的原因是由于空气阻力，则平均空气阻力是手机重力的多少倍？ 5．（2023高二上·北京海淀·学业考试）如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求： （1）物体运动的加速度大小a； （2）物体前进时的速度大小v。    考点三：力学单位制 【典型例题1】（2024高二下·湖南·学业考试）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． C． D． 【典型例题2】（2024高二下·广东·学业考试）下列选项中的单位，均属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．N、kg、m B．m、kg、s C．m、g、s 1．（2024高二上·湖北·学业考试）下列属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．千克（kg） B．千米（km） C．焦耳（J） D．欧姆（） 2．（2024高二上·四川·学业考试）国际单位制中，长度的基本单位是（        ） A．千克 B．秒 C．米 D．安培 3．（2024高一上·重庆北碚·学业考试）华为Mate60自发布以来，一直备受消费者关注。华为Mate60的麒麟芯片的编号为2035-CN，据说由中芯国际代工生产，虽然中芯国际并没有公开表示麒麟9000s芯片是工艺，但芯片行业普遍认为该芯片工艺相当于7纳米甚至5纳米工艺。纳米是一个基本物理量的度量单位，请问这个基本物理量是（    ） A．质量 B．米 C．长度 D．秒 考点四：牛顿运动定律的应用 【典型例题1】（多选）（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，将冰壶以初速度水平推出，冰壶沿直线匀减速滑行一段距离后停止。已知冰壶与冰面间动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度为g。关于该运动过程中的冰壶，下列说法正确的有（　　） A．所受合外力为零 B．加速度大小为 C．运动时间为 D．滑行距离为 【典型例题2】（2024高二上·北京·学业考试）如图所示，一水平拉力作用在质量的物体上，物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度的大小。求： (1)物体所受水平拉力的大小； (2)物体在内的位移大小。 1．（2024高二上·辽宁·学业考试）路面状况是影响汽车安全驾驶的重要因素。一辆质量为 的汽车，以 m/s的速度在平直公路上行驶，因故刹车。当路面干燥时，汽车减速至停止的滑行距离 m；当路面湿滑时，该汽车刹车时受到的阻力为路面干燥时的 把汽车在平直公路上的刹车过程视为仅受阻力的匀减速直线运动。 (1)求该汽车在路面干燥时刹车的加速度a₁的大小； (2)求该汽车以相同速度在路面湿滑时刹车，减速至停止的滑行距离x₂。 2．（2024高二上·四川·学业考试）如图所示， 质量m =0.1kg的玩具小车，静止在水平地面上，受到水平合外力 F=0.02 N作用，做初速度为零的匀加速直线运动。 （1）根据， 求小车加速度 a的大小; （2） 根据 ，求前4s内小车位移x的大小。 3．（2023高二上·河北·学业考试）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。一质量为65kg的人由静止从该斜面顶端自由滑下，下滑时所受的阻力大小为260N，沿斜面滑行9.0m到达斜面底端。已知斜面与水平地面的夹角为，人下滑时的运动视为匀变速直线运动，取重力加速度，，。求： （1）人沿斜面滑行时的加速度大小； （2）人滑至斜面底端时的速度大小。 4．（2023高二上·广西·学业考试）莲藕丰收的季节，一艘满载莲藕的船如图所示。人、船和莲藕的总质量为m，在合力F的作用下，由静止向岸边匀加速直线运动一段距离d。求： （1）船上莲藕的加速度大小； （2）此加速过程所用的时间。 考点五：超重和失重 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，小明乘坐观光电梯游览广州塔。在电梯上升过程中，先后经历了加速、匀速和减速三个阶段，则在加速和减速两个阶段，对小明超重或失重情况的判断正确的是（　　） A．超重、失重 B．超重、超重 C．失重、失重 D．失重、超重 【典型例题2】（2024高二下·湖南·学业考试）某同学站在力传感器上完成“起立”和“下蹲”动作，图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断（　　） A．人静止不动时，受力平衡 B．时刻所受支持力大于重力 C．人起立过程重力逐渐增大 D．人下蹲过程重力大于支持力 1．（2024高二下·湖南·学业考试）如图所示，这是跳水运动员起跳前一瞬间的情景，下列说法错误的是（　　） A．研究运动员的动作时，运动员起跳后可以看成质点 B．运动员对跳板的压力是由于脚掌发生形变而产生 C．运动员受到的支持力是由于跳板发生形变而产生的 D．运动员起跳离开跳板以后至落水前，处于完全失重状态 2．（2023高二下·辽宁·学业考试）如图所示，某同学站在体重计上由静止开始下蹲，发现体重计的示数发生了变化。结合所学的知识，对该过程中示数变化的描述正确的是（　　） A．先变小后不变再变大 B．先变大后不变再变小 C．先变小后变大再变小 D．先变大后变小再变大 3．（2023高二下·广东·学业考试）某同学站在电子秤上完成下蹲动作，电子秤的压力传感器显示压力随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该同学下蹲时，经历了先超重再失重的过程 B．该同学下蹲时，经历了先失重再超重的过程 C．刚开始下蹲时，该同学的加速度方向向上 D．刚开始下蹲时，该同学对电子秤的压力大于他的重力 4．（2023高二上·黑龙江·学业考试）如图所示，某人质量为m，站在电梯内的水平地板上，当电梯以大小为a的加速度匀加速上升时，人受到电梯的支持力大小为，下列说法正确的是（　　） A． B． C．人处于超重状态 D．人处于失重状态 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）控制变量法是科学探究的方法之一。在利用打点计时器“探究加速度与力、质量的关系”的实验中用到了此方法，该实验装置如图所示，槽码质量远小于小车质量，下列实验操作正确的是（　　） A．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 B．实验前无需平衡小车所受的摩擦力 C．探究加速度与质量的关系时，仅改变槽码的质量 D．探究加速度与小车所受拉力关系时，仅改变槽码的质量 【典型例题2】（2023高二上·福建·学业考试）“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验装置如图所示，实验所需的器材包括图中所示器材，还有电源、天平、砝码等。 （1）该实验还需要用到的器材是 （选填“A”或“B”）； A．秒表            B．刻度尺 （2）为了分别探究加速度与物体受力、物体质量的关系，本实验采用的方法是 （选填“A”或“B”）； A．控制变量法        B．等效替代法 （3）为了让细绳的拉力近似等于小钩码的重力，实验时小钩码的质量m与小车质量M必须满足 （选填“A”或“B”）。 A．m等于M           B．m远小于M 1．（2023高二上·黑龙江·学业考试）在探究加速度与力、质量的关系时，可以先控制小车质量不变，改变小车受力，判断加速度与力的关系；再控制力不变，改变小车质量，判断加速度与质量的关系。这一探究过程运用到的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法 D．微元法 2．（多选）（2023高二上·河北·学业考试）某小组用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，下列说法对的的是（　　） A．实验前，应把长木板右端垫高，以补偿小车运动时受到的阻力 B．补偿阻力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上 C．实验时，应先启动打点计时器，再放开小车 D．实验时，应使小盘和盘中砝码的总质量远大于小车的质量 3．（2024高二下·湖南娄底·学业考试）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示。 (1)根据一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的图像如图2，可知小车的加速度为 m/s2。 (2)在研究加速度与质量的关系时，保持拉力F不变，测出小车质量m和加速度a，改变小车质量m，重复实验，得到多组不同的m及相应a的实验数据。为了直观反应a与m的关系，应作出 （选填“”或“”）图像。 4．（2023高二下·辽宁·学业考试）某同学用图所示的实验装置探究小车加速度与力、质量之间的关系。已知在小车上安装的遮光条宽为0.60cm，小车在槽码的牵引下由静止开始运动，运动0.5m后遮光条开始遮住光电门，数字计时器记录了遮光条通过光电门的时间为0.015s。 （1）在探究加速度与力、质量之间的关系时，采用了 的方法（选填“等效替代”或“控制变量”）。 （2）小车的加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字） 一、单选题 1．“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”，中国每年因交通事故造成的经济损失数额巨大。交通安全无小事！下列相关说法中正确的是（　　） A．汽车超速会增大汽车的惯性 B．汽车超载会增大汽车的惯性 C．汽车超速会减小汽车的惯性 D．汽车超载会减小汽车的惯性 2．人站在力传感器上完成“起立”和“下蹲”动作，图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断（　　） A．此人先起立后下蹲 B．a点时刻人所受到的支持力大于重力 C．人起立过程先失重后超重 D．人下蹲过程先失重后超重 3．下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（    ） A．m/s B．N C．J D．kg 4．关于物体惯性的说法正确的是（　　） A．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大 B．汽车转弯后前进方向发生了改变，物体速度方向改变，但惯性并不改变 C．被抛出的小球，因为速度的大小和方向都发生了改变，所以其惯性也发生变化 D．要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋比对小沙袋用力大，表明质量大的物体加速度大 5．牛顿运动定律和万有引力定律中，被称做惯性定律的是（　　） A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律 C．牛顿第三定律 D．万有引力定律 6．根据牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．物体不受力，一定保持静止 B．力是维持物体运动状态的原因 C．力是改变物体运动状态的原因 7．体重为500N的小明站在放置于电梯底部的体重计上。某段时间体重计的示数为400N，则此段时间（    ） A．小明处于超重状态 B．小明对体重计的压力小于体重计对他的支持力 C．电梯的加速度方向可能竖直向上 D．仅根据已知条件，不能确定电梯的运动方向 8．如图所示，建筑工地上，工人在桶中盛满尚未凝固的混凝土，然后将桶抛向墙头上的同伴，桶在空中缓慢翻转但混凝土却并不从桶口流出，关于这一现象，下列分析正确的是（　　） A．由于混凝土有黏性，附着在桶的内壁上 B．混凝土处于平衡状态 C．混凝土处于失重状态 D．桶的加速度比混凝土的加速度大 9．如图所示，甲、乙两人踩着滑雪板在冰面上“拔河”。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，甲的质量比乙大，拉绳时手与绳没有发生相对滑动，则在“拔河”比赛中，下列说法正确的是（　　） A．甲对乙的拉力大 B．乙对甲的拉力大 C．甲的惯性大 D．乙的惯性大 10．如图所示，伽利略在研究自由落体运动规律时，让质量不同的小球分别从倾角不变、阻力很小的斜面顶端由静止滑下，下列说法正确的是（　　） A．质量大的小球运动的加速度大 B．质量大的小球到达底端时的速度大 C．质量大的小球运动至底端所需的时间短 D．小球运动至底端所需的时间与质量无关 11．位移、速度、加速度在国际单位制中对应的单位分别为（　　） A．m/s、m、m/s2 B．m、m/s、m/s2 C．m/s2、m/s、m 12．下列单位中，哪一组中的单位都是国际单位制中的基本单位（　　） A．牛顿（N）、厘米（cm）、米/秒（m/s） B．千克（kg）、秒（s）、厘米（cm） C．千克（kg）、焦耳（J）、秒（s） D．米（m）、千克（kg）、秒（s） 13．一质量为2kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3，现用大小为10N的力F推物体，则物体受到的摩擦力大小和运动的加速度大小分别是多少（取）（　　）    A．10N 5m/s B．10N C．6N D．6N 14．如图所示，质量为20kg的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10N的水平向右的力的作用，则该物体（g取10m/s2）（　　）    A．受到的摩擦力大小为10N，方向向左 B．受到的摩擦力大小为20N，方向向右 C．运动的加速度大小为1.5m/s2，方向向左 D．运动的加速度大小为0.5m/s2，方向向左 15．如图所示，运动员以一定的速度将质量为冰壶沿水平冰面投出，冰壶在冰面上沿直线滑行。已知运动员不摩擦冰面时，冰壶和冰面间的动摩擦因数，g取。则向前滑动时，冰壶的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 16．某机械臂夹着一质量为的物体在空中沿水平方向以的加速度运动，重力加速度取，不计空气阻力。则该机械臂对该物体的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 17．开车要系安全带，哪怕是后排乘客也一样，下列说法正确的是（　　） A．系好安全带可以减小人的惯性 B．系好安全带可以减小车的惯性 C．系好安全带对人和车的惯性都有影响 D．系好安全带可以防止因为惯性对人造成的伤害 18．人站在体重计上向下蹲，发现在下蹲的过程中，体重计的示数会变化。人在此过程中（　　） A．一直超重 B．一直失重 C．先超重后失重 D．先失重后超重 19．如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动距离很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。已知砝码和纸板的质量分别为3m和，砝码和纸板间的动摩擦因数为，纸板和桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使纸板相对砝码运动，所需拉力至少应大于（    ） A． B． C． D． 二、多选题 20．电梯内用弹簧秤测物体的重量，下列几种情况，引起超重现象的是（　　） A．以2m/s2的加速度加速上升 B．以3m/s2的加速度减速上升 C．以3m/s2的加速度减速下降 D．以2.5m/s2的加速度加速下降 三、实验题 21．某同学用如图所示的装置来探究“加速度与力、质量的关系”。 (1)该实验用到的应是 （选填“A”或“B”）； A．直流电源 B．交流电源 (2)组装好后先保持小车质量不变，改变所挂钩码的质量，测出小车在不同钩码作用下的加速度，从而可探究加速度与力的关系，这种实验方法叫 （选填“A”或“B”）。 A．控制变量法 B．等效替代法 22．某同学做验证物体加速度大小与质量的关系实验（以小车、小车上钩码及悬挂钩码组成的系统为研究对象），实验装置如图（a）所示，主要实验步骤如下： (1)保持长木板的倾角不变，轻绳下端悬挂一个钩码，将小车靠近打点计时器，接通电源，打点稳定后释放小车，得到的一条纸带如图（b）所示，相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器所接电源频率为50Hz，通过纸带数据求得打下B点时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2。（结果均保留2位有效数字） (2)保持轻绳下端悬挂的钩码个数不变，在小车上放置不同数量的相同钩码，小车上钩码的个数记为n，重复实验操作（2），求出小车对应的加速度a，得到加速度a的倒数和小车上钩码个数n的关系图像如图（c）所示，已知一个钩码的质量为m0，图线斜率为k，纵截距为b，可得当地重力加速度g= ，小车的质量M= 。（用k、b、m0表示） 四、解答题 23．校车交通安全是社会关注的热点，某校车的质量（含司机与乘客）为2000kg，若校车以的速度行驶，司机发现在前方40m远处有人横穿马路，立即采取刹车措施。已知司机的反应时间为0.5s，刹车的加速度大小为。求： （1）司机在反应时间内校车运动的位移； （2）校车在减速过程中速度变为零所需要的时间； （3）校车在减速过程中所受的合外力大小。 24．如图所示，用水平拉力F使质量的箱子由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度大小为。求： （1）水平拉力F的大小； （2）物体开始运动后，通过前24m的位移所经历的时间t。 25．莲藕丰收的季节，一艘满载莲藕的船如图所示。人、船和莲藕的总质量为m，在合力F的作用下，由静止向岸边匀加速直线运动一段距离d。求： （1）船上莲藕的加速度大小； （2）此加速过程所用的时间； （3）此加速过程中船最后的速度大小。 26．在北京冬奥会上自由式滑雪大跳台的比赛中，人与装备的总质量m=60kg，由静止沿斜坡以的加速度滑下，山坡倾角为θ=30°，斜坡长度为x=32m。g取，求： （1）沿斜坡下滑的时间t为多少； （2）受到的阻力大小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 运动和力的关系 目 录 第一部分 明晰学考要求·精准复习 第二部分 基础知识梳理·全面提升 第三部分 考点精讲精练·对点突破 考点一： 牛顿第一定律 考点二：牛顿第二定律 考点三：力学单位制 考点四：牛顿运动定律的应用 考点五：超重和失重 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 第四部分 实战能力训练·满分必刷 知识点 考点要求 1.牛顿第一定律 1.理解牛顿第一定律的内容和意义。 2.明确惯性的概念，会用惯性解释有关现象。 3.知道质量是惯性大小的唯一量度。 2.牛顿第二定律 1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义。 2.知道国际单位制中力的单位。 3.会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题。 3.力学单位制 1.知道基本单位、导出单位和单位制的概念。 2.知道国际单位制及七个基本量和基本单位。 3.掌握根据物理量关系式确定物理量单位的方法。 4.掌握运算过程中单位的规范使用方法。 4.牛顿运动定律的应用 1.熟练掌握应用牛顿运动定律解决动力学问题的思路和方法。 2.理解加速度是解决两类动力学基本问题的桥梁。 5.超重和失重 1.知道测量重力的两种方法。 2.知道什么是视重。 3.知道什么是超重和失重现象。 4.会利用牛顿运动定律分析超重和失重的问题。 6.实验 1.进一步理解探究加速度与力、质量的关系的实验方法。 2.会利用牛顿第二定律分析实验数据和实验误差。 知识点一： 牛顿第一定律 一．牛顿第一定律 1．人类对运动与力的关系的认识历程 代表人物 主要观点 亚里士多德 必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止 伽利略 力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因 笛卡儿 如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向 2.伽利略的理想实验 实验操作 让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度相同。当第二个斜面放平，小球将永远运动下去。 推理结论 力不是维持物体运动的原因 实验意义 （1）伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来，即采用“可靠事实＋抽象思维＋科学推论”的方法推翻了亚里士多德的观点，初步揭示了运动和力的正确关系 （2）第一次确立了物理实验在物理学中的地位 3.牛顿第一定律： 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态，它又叫惯性定律。 4．对牛顿第一定律的理解 （1）定性说明了力和运动的关系。 ①说明了物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。 ②说明力是改变物体运动状态的原因。 （2）揭示了一切物体都具有的一种固有属性——惯性。因此牛顿第一定律也叫惯性定律。 二．惯性与质量 1．惯性： 物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫惯性定律。 2．惯性与质量的关系 （1）惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 （2）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大。 3．惯性与力无关 （1）惯性不是力，而是物体本身固有的一种性质，因此物体“受到了惯性作用”、“产生了惯性”、“受到惯性力”等说法都是错误的。 （2）力是改变物体运动状态的原因。惯性是维持物体运动状态的原因。 4．惯性的表现 （1）不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。 （2）受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。质量越大，惯性越大，运动状态越难改变。 知识点二：牛顿第二定律 一．牛顿第二定律 内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 表达式 （1）比例式：F＝kma，式中k是比例系数，F是物体所受的合外力 （2）国际单位制中：F＝ma 四性质 （1）瞬时性：a与F同时产生，同时变化，同时消失，为瞬时对应关系 （2）矢量性：F＝ma是矢量表达式，任一时刻a的方向均与合外力F的方向一致，当合外力方向变化时a的方向同时变化，即a与F的方向在任何时刻均相同 （3）同体性：公式F＝ma中各物理量都是针对同一物体的 （4）独立性：当物体同时受到几个力作用时，各个力都满足F＝ma，每个力都会产生一个加速度，这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度。故牛顿第二定律可表示为 注意 （1）力与加速度为因果关系。力是因，加速度是果，只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度。加速度与合外力方向总相同、大小与合外力成正比 （2）力与速度无因果关系。合外力与速度方向可以同向，可以反向；合外力与速度方向同向时，物体做加速运动，反向时物体做减速运动 两个加速度公式的区别 （1）a＝是加速度的定义式，是比值定义法定义的物理量，a与v、Δv、Δt均无关 （2）a＝是加速度的决定式，加速度由其受到的合外力和质量决定 知识点三：力学单位制 一．基本量、基本单位和导出单位 物理公式功能 物理学的关系式在确定了物理量之间的数量关系的同时，也确定了物理量单位间的关系 基本量 被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的一些量 基本单位和导出单位 （1）基本单位：被选定的基本物理量的单位 （2）导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位 单位制简化计算过程 计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中，这样就可以省去计算过程中单位的代入，只在数字后面写上相应待求量的单位即可，从而使计算简便 推导物理量的单位 物理公式在确定各物理量的数量关系时，同时也确定了各物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位 二．单位制和国际单位制 1．单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制。 2．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订的，国际通用的、包括一切计量领域的单位制。 3．国际单位制中的基本单位。 物理量名称 物理量符号 单位名称 单位符号 长度 l 米 m 质量 m 千克 kg 时间 t 秒 s 电流 I 安（培） A 热力学温度 T 开（尔文） K 发光强度 I，（IV） 坎（德拉） cd 物质的量 n，（ν） 摩（尔） mol 知识点四：牛顿运动定律的应用 一．从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律的作用：确定了运动和力的关系，把物体的运动情况与受力情况联系起来。 2．已知物体的受力情况，由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学规律确定物体的运动情况。 3．解题思路 4. 主要运动学参量 运动学有五个参量、v、t、a、x，这五个参量只有三个是独立的。 运动学的解题方法就是“知三求二”。所用的主要公式： ① 此公式不涉及到位移，不涉及到位移的题目应该优先考虑此公式 ② 此公式不涉及到末速度，不涉及到末速度的题目应该优先考虑此公式 ③ 此公式不涉及到初速度，不涉及到初速度的题目应该优先考虑此公式 ④ 此公式不涉及到加速度，不涉及到加速度的题目应该优先考虑此公式 ⑤ 此公式不涉及到时间，不涉及到时间的题目应该优先考虑此公式 根据运动学的上述5个公式求出加速度，再依据牛顿第二定律，可以求物体所受的合力或者某一个力 二．从运动情况确定受力 1．已知物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，再根据牛顿第二定律确定物体所受的力。 2．解题思路 →→ 3．解题步骤 （1）确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动过程分析，并画出受力图和运动草图。 （2）选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。 （3）根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。 （4）根据力的合成与分解的方法，由合力求出所需的力。 知识点五：超重和失重 一．超重和失重的定义 超重 定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象 产生条件：物体具有向上的加速度 失重 （1）定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象 （2）产生条件：物体具有向下的加速度 完全失重 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于零的状态。 ②产生条件：a＝g，方向竖直向下 理解 （1）视重：当物体竖直悬挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力 （2）当视重与物体的重力不同时，即发生了超重或失重现象 （3）超重、失重现象与物体的运动方向无关，当物体具有向上的加速度时，无论物体向什么方向运动，均出现超重现象，反之则出现失重现象。因此，判断出现超、失重的依据是看加速度的方向 （4）在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失，比如液体对器壁没有压强、浸在水中的物体不受浮力等。工作原理与重力有关的仪器也不能再使用，如天平、液体气压计等 二.超重、失重的比较 特征状态 加速度 视重（F）与重力关系 运动情况 受力示意图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速 直线运动 超重 向上 由F－mg＝ma得 F＝m（g＋a）>mg 向上加速 或向下减速 失重 向下 由mg－F＝ma得 F＝m（g－a）<mg 向下加速 或向上减速 完全失重 a＝g 由mg－F＝ma得 F＝0 自由落体，抛 体，正常运 行的卫星等 知识点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 实验原理和方法 1．探究方法——控制变量法 （1）控制小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系。 （2）控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，讨论加速度a与M的关系 要测量的物理量 （1）小车与其上砝码的总质量M——用天平测出 （2）小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出 （3）小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出 在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带，根据纸带上打出的点来测量加速度。它是根据在匀变速直线运动中，连续相等的时间T内的位移之差Δx＝aT2求出加速度 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、小盘、砝码、夹子、细绳、低压交流电源、导线、天平（带有一套砝码）、刻度尺。 实验步骤 1．用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来 实验次数 加速度a/（m·s－2） 小车受力F/N 1 2 3 4 5 2．平衡摩擦力，在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等） 3．将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况，关闭电源，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g 4．保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤3，多做几次实验，并记录好重物的重力m1g、m2g、…以及计算出相应纸带的加速度 5．保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码 6．继续在小车上加放砝码，重复步骤5，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码 7．计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量 数据处理 1．计算法：测得加速度，通过计算看看是否满足＝、＝ 2．图象法 （1）以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a-F关系图象，如图甲所示，由此得出结论。 （2）以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M或为横坐标作出a-M或a-关系图象，如图乙所示，据图象可以得出结论。 （3）实验结论：物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比，与物体的质量成反比 注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和重物的质量还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力 2．实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和重物的总质量。只有如此，重物和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等 3．小车应靠近打点计时器且先接通电源再放手 练 考点一：牛顿第一定律 【典型例题1】（2024高二下·湖南·学业考试）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 【答案】B 【详解】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。 【典型例题2】（2024高二下·广东·学业考试）理想实验是科学研究的一种重要方法。如图所示，伽利略在研究力和运动的关系时提出了著名的理想斜面实验，该理想实验说明（　　） A．物体运动不需要力来维持 B．力是维持物体运动的原因 C．物体运动时就会产生惯性 【答案】A 【详解】AB．亚里士多德认为，力是维持物体运动的原因；伽利略等人认为，力是改变物体运动状态的原因。现在人们普遍认为力是改变物体运动状态的原因的观点是正确的，伽利略设计这个理想实验，其目的是为了说明亚里士多德的力是维持物体运动状态的原因的结论是错误的，物体运动不需要力来维持，故A正确，B错误； C．惯性是物体的固有属性，物体在任何情况下都具有惯性，故C错误。 故选A。 1．（2023高二上·山东·学业考试）关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　） A．物体的质量越大，惯性越大 B．物体的速度越大，惯性越大 C．汽车静止时，没有惯性 D．汽车刹车时，惯性增大 【答案】A 【详解】质量是惯性大小的量度，质量越大，惯性越大；惯性的大小与物体的速度、所处状态均无关。 故选A。 2．（2023高二上·广西·学业考试）描述物体惯性的物理量是它的质量。下列水果中惯性最大的是（　　） A．0.03kg的荔枝 B．0.2kg的芒果 C．1kg的菠萝 D．5kg的西瓜 【答案】D 【详解】质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小。 故选D。 3．（2023高二下·河北·学业考试）电动汽车由静止开始做加速直线运动，关于它的惯性，下列说法正确的是（      ） A．静止时没有惯性 B．静止时惯性比运动时小 C．速度越大惯性越大 D．惯性与速度无关 【答案】D 【详解】惯性是物体本身具有的属性，与物体的运动状态无关，即电动汽车静止或运动时，惯性都不变，与速度无关。 故选D。 4．（2022高二上·甘肃·学业考试）科学研究方法对物理学的发展意义深远。17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，做了著名的斜面实验，如图所示是现代人重做该实验时的频闪照片，其中运用到的科学研究方法是（    ）    A．理想实验法 B．等效替代法 C．比值定义法 D．控制变量法 【答案】A 【详解】17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，做了著名的斜面实验，，其中运用到的科学研究方法是理想实验法。 故选A。 考点二：牛顿第二定律 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，置于平板车上的物块随平板车一起在水平路面上做匀加速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．物块不受摩擦力的作用 B．物块仅受重力和支持力的作用 C．物块受到的合外力等于零 D．平板车对物块的作用力大于物块所受的重力 【答案】D 【详解】ABC．物块随平板车一起在水平路面上做匀加速直线运动，可知物块仅受重力、支持力和摩擦力的作用，其中重力和支持力平衡，物块受到的合外力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可得 故ABC错误； D．平板车对物块的作用力为支持力和摩擦力的合力，其中支持力和重力平衡，则平板车对物块的作用力大于物块所受的重力，故D正确。 故选D。 【典型例题2】（2024高二下·湖南·学业考试）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。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，求： (1)战士加速度的大小； (2)战士下降的高度； (3)战士所受阻力的大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由加速度的定义式可知战士加速度的大小为 （2）由运动学公式可得，战士下降的高度为 （3）由牛顿第二定律 代入数据可知，战士所受阻力的大小为 1．（2023高二下·广东·学业考试）“神舟”载人飞船火箭组合体的质量为m，点火后竖直上升的某阶段加速度为a，不计组合体的质量变化和受到的阻力，重力加速度为g，该阶段组合体受到的推力大小为（　　） A．ma B．mg C．mg-ma D．mg+ma 【答案】D 【详解】由牛顿第二定律 F-mg = ma 解得 F = ma +mg 故选D。 2．（2023高二下·辽宁·学业考试）北方冬季有很多冰雪体育项目，其中滑雪运动被很多人青睐。若运动员从倾角为θ的斜坡自由下滑且雪杖不与雪道接触，如图所示。设滑板与雪面间的动摩擦因数恒为μ，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。则该运动员下滑的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意，根据牛顿第二定律，得 解得 故选A。 3．（2024高二上·北京·学业考试）某学习小组设计制作了一个“水平加速度测量仪”，用来测量列车在平直轨道上运行时的加速度，其装置如图所示。两根轻弹簧的一端分别固定在测量仪外壳上，另一端分别连在滑块上，滑块上固定一指针，轻弹簧和滑块都套在光滑的连杆上，在连杆附近与杆平行处固定一标尺。将测量仪水平固定在列车上，使连杆与列车运行方向平行。当列车停止时，两弹簧处于原长，指针指在标尺的0刻度处。当列车加速运动，滑块与列车相对静止时，读出指针所指的标尺刻度，可得到列车运行的加速度。已知滑块质量为，两弹簧的劲度系数均为，且弹簧始终在弹性限度内。 (1)当指针指向0点左侧刻度时，求列车的加速度大小，并说明加速度的方向。 (2)若要将加速度值标注在标尺上，某同学认为加速度的刻度值应该是均匀的。你同意该同学的观点吗？请说明理由。 【答案】(1)，方向水平向右 (2)见解析 【详解】（1）左边弹簧被压缩，弹力向右 右边弹簧被拉长，弹力向右 滑块的加速度的大小 方向水平向右，因为列车与滑块相对静止，所以列车的加速度大小为，方向水平向右。 （2）该同学的观点正确。由（1）中的计算结果可知，加速度与滑块相对0刻度的位移成正比，故加速度的刻度应该是均匀的。 4．（2023高二下·辽宁·学业考试）很多智能手机都有加速度传感器。某同学用手托着手机，打开加速度传感器，手掌迅速向下运动，让手机脱离手掌而自由下落，然后接住手机。如图所示，某次测试中，手机下落0.19m落到手掌，手机软件显示加速度大小为9.5。求： （1）手机下落到手掌的时间； （2）若取当地重力加速度为10，手机加速度偏小的原因是由于空气阻力，则平均空气阻力是手机重力的多少倍？ 【答案】（1）0.2s；（2） 【详解】（1）由 得 （2）由 mg 得 则 所以平均阻力是重力的倍 5．（2023高二上·北京海淀·学业考试）如图所示，用的水平拉力，使质量的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求： （1）物体运动的加速度大小a； （2）物体前进时的速度大小v。    【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据牛顿第二定律 解得加速度为 （2）根据匀加速直线运动规律 重物物体前进9m时的速度大小为 考点三：力学单位制 【典型例题1】（2024高二下·湖南·学业考试）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． C． D． 【答案】A 【详解】在国际单位制中七个基本单位：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。 【典型例题2】（2024高二下·广东·学业考试）下列选项中的单位，均属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．N、kg、m B．m、kg、s C．m、g、s 【答案】B 【详解】国际单位制共有七个基本物理单位。包括如下：热力学温度K（开尔文），长度m（米），质量kg（千克），时间s（秒），电流A（安），物质的量mol（摩尔），光强度cd（坎德拉）。 故选B。 1．（2024高二上·湖北·学业考试）下列属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．千克（kg） B．千米（km） C．焦耳（J） D．欧姆（） 【答案】A 【详解】千克是质量单位，是国际单位制中的基本单位；千米是长度的常用单位；焦耳和欧姆不是基本单位； 故选A。 2．（2024高二上·四川·学业考试）国际单位制中，长度的基本单位是（        ） A．千克 B．秒 C．米 D．安培 【答案】C 【详解】国际单位制中，长度的基本单位是米。 故选C。 3．（2024高一上·重庆北碚·学业考试）华为Mate60自发布以来，一直备受消费者关注。华为Mate60的麒麟芯片的编号为2035-CN，据说由中芯国际代工生产，虽然中芯国际并没有公开表示麒麟9000s芯片是工艺，但芯片行业普遍认为该芯片工艺相当于7纳米甚至5纳米工艺。纳米是一个基本物理量的度量单位，请问这个基本物理量是（    ） A．质量 B．米 C．长度 D．秒 【答案】C 【详解】纳米是长度的度量单位。 故选C。 考点四：牛顿运动定律的应用 【典型例题1】（多选）（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，将冰壶以初速度水平推出，冰壶沿直线匀减速滑行一段距离后停止。已知冰壶与冰面间动摩擦因数为，不计空气阻力，重力加速度为g。关于该运动过程中的冰壶，下列说法正确的有（　　） A．所受合外力为零 B．加速度大小为 C．运动时间为 D．滑行距离为 【答案】BD 【详解】AB．该运动过程中的冰壶所受合外力为滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得 可得加速度大小为 故A错误，B正确； CD．根据运动学公式可得冰壶运动时间为 冰壶滑行距离为 故C错误，D正确。 故选BD。 【典型例题2】（2024高二上·北京·学业考试）如图所示，一水平拉力作用在质量的物体上，物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度的大小。求： (1)物体所受水平拉力的大小； (2)物体在内的位移大小。 【答案】(1)2.0N (2)4.0m 【详解】（1）根据牛顿第二定律 代入数据解得 （2）根据匀变速直线运动位移与时间的关系可得，物体在内运动的位移大小 代入数据解得 1．（2024高二上·辽宁·学业考试）路面状况是影响汽车安全驾驶的重要因素。一辆质量为 的汽车，以 m/s的速度在平直公路上行驶，因故刹车。当路面干燥时，汽车减速至停止的滑行距离 m；当路面湿滑时，该汽车刹车时受到的阻力为路面干燥时的 把汽车在平直公路上的刹车过程视为仅受阻力的匀减速直线运动。 (1)求该汽车在路面干燥时刹车的加速度a₁的大小； (2)求该汽车以相同速度在路面湿滑时刹车，减速至停止的滑行距离x₂。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）取初速度方向为正方向，根据 该汽车在路面干燥时刹车的加速度 即加速度a₁的大小为，负号表示方向与初速度方向相反。 （2）在路面湿滑时刹车，加速度 根据 减速至停止的滑行距离 2．（2024高二上·四川·学业考试）如图所示， 质量m =0.1kg的玩具小车，静止在水平地面上，受到水平合外力 F=0.02 N作用，做初速度为零的匀加速直线运动。 （1）根据， 求小车加速度 a的大小; （2） 根据 ，求前4s内小车位移x的大小。 【答案】（1）0.2m/s；（2）1.6m 【详解】（1）由 可得小车的加速度 （2）根据 可得前4s内小车的位移 3．（2023高二上·河北·学业考试）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一个连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地上。一质量为65kg的人由静止从该斜面顶端自由滑下，下滑时所受的阻力大小为260N，沿斜面滑行9.0m到达斜面底端。已知斜面与水平地面的夹角为，人下滑时的运动视为匀变速直线运动，取重力加速度，，。求： （1）人沿斜面滑行时的加速度大小； （2）人滑至斜面底端时的速度大小。 【答案】（1）；（2）6m/s 【详解】（1）根据题意，由牛顿第二定律有 解得 （2）由运动学公式有 解得 4．（2023高二上·广西·学业考试）莲藕丰收的季节，一艘满载莲藕的船如图所示。人、船和莲藕的总质量为m，在合力F的作用下，由静止向岸边匀加速直线运动一段距离d。求： （1）船上莲藕的加速度大小； （2）此加速过程所用的时间。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）对人、船和莲藕，根据牛顿第二定律 船上莲藕的加速度大小为 （2）人、船和莲藕一起做匀加速直线运动，则 此加速过程所用的时间为 考点五：超重和失重 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）如图所示，小明乘坐观光电梯游览广州塔。在电梯上升过程中，先后经历了加速、匀速和减速三个阶段，则在加速和减速两个阶段，对小明超重或失重情况的判断正确的是（　　） A．超重、失重 B．超重、超重 C．失重、失重 D．失重、超重 【答案】A 【详解】在加速阶段，小明有向上的加速度，小明超重，在减速阶段，小明有向下的加速度，小明失重。 故选A。 【典型例题2】（2024高二下·湖南·学业考试）某同学站在力传感器上完成“起立”和“下蹲”动作，图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断（　　） A．人静止不动时，受力平衡 B．时刻所受支持力大于重力 C．人起立过程重力逐渐增大 D．人下蹲过程重力大于支持力 【答案】A 【详解】A．人静止不动时，处于平衡状态，即受力平衡，故A正确； B．由图像可知，时刻所受支持力等于重力，故B错误； C．人起立过程重力保持不变，故C错误； D．人下蹲过程先向下加速后向下减速，加速度方向先向下后向上，人先处于失重状态后处于超重状态，支持力先小于重力后大于重力，故D错误。 故选A。 1．（2024高二下·湖南·学业考试）如图所示，这是跳水运动员起跳前一瞬间的情景，下列说法错误的是（　　） A．研究运动员的动作时，运动员起跳后可以看成质点 B．运动员对跳板的压力是由于脚掌发生形变而产生 C．运动员受到的支持力是由于跳板发生形变而产生的 D．运动员起跳离开跳板以后至落水前，处于完全失重状态 【答案】A 【详解】A．研究运动员的动作时，运动员的形状大小不能忽略不计，运动员起跳后不可以看成质点，故A错误，满足题意要求； B．运动员对跳板的压力是由于脚掌发生形变而产生，故B正确，不满足题意要求； C．运动员受到的支持力是由于跳板发生形变而产生的，故C正确，不满足题意要求； D．运动员起跳离开跳板以后至落水前，只受重力作用，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 2．（2023高二下·辽宁·学业考试）如图所示，某同学站在体重计上由静止开始下蹲，发现体重计的示数发生了变化。结合所学的知识，对该过程中示数变化的描述正确的是（　　） A．先变小后不变再变大 B．先变大后不变再变小 C．先变小后变大再变小 D．先变大后变小再变大 【答案】C 【详解】某同学站在体重计上由静止开始下蹲，人先是加速下降，有向下的加速度，此时人处于失重状态，人对体重计的压力减小，然后是减速下降，有向上的加速度，此时人处于超重状态，人对体重计的压力增加，最后静止等于他的重力。所以体重计的示数先变小后变大再变小。 故选C。 3．（2023高二下·广东·学业考试）某同学站在电子秤上完成下蹲动作，电子秤的压力传感器显示压力随时间的变化如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该同学下蹲时，经历了先超重再失重的过程 B．该同学下蹲时，经历了先失重再超重的过程 C．刚开始下蹲时，该同学的加速度方向向上 D．刚开始下蹲时，该同学对电子秤的压力大于他的重力 【答案】B 【详解】由图可知，该同学下蹲时是先向下加速，后向下减速的过程，加速度先向下后向上，故先失重后超重，所以刚开始下蹲时，该同学对电子秤的压力小于他的重力。 故选B。 4．（2023高二上·黑龙江·学业考试）如图所示，某人质量为m，站在电梯内的水平地板上，当电梯以大小为a的加速度匀加速上升时，人受到电梯的支持力大小为，下列说法正确的是（　　） A． B． C．人处于超重状态 D．人处于失重状态 【答案】C 【详解】AB．根据牛顿第二定律 可得 故AB错误； CD．人在电梯中有向上的加速度，人处于超重状态，故C正确，D错误。 故选C。 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 【典型例题1】（2024高二下·广东·学业考试）控制变量法是科学探究的方法之一。在利用打点计时器“探究加速度与力、质量的关系”的实验中用到了此方法，该实验装置如图所示，槽码质量远小于小车质量，下列实验操作正确的是（　　） A．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源 B．实验前无需平衡小车所受的摩擦力 C．探究加速度与质量的关系时，仅改变槽码的质量 D．探究加速度与小车所受拉力关系时，仅改变槽码的质量 【答案】D 【详解】A．为打点稳定，实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，故A错误； B．为使绳子的拉力等于小车的合外力，实验前需平衡小车所受的摩擦力，故B错误； C．探究加速度与质量的关系时，仅改变小车的质量，故C错误； D．实验通过改变槽码的个数来改变小车所受合外力，则探究加速度与小车所受拉力关系时，仅改变槽码的质量，故D正确。 故选D。 【典型例题2】（2023高二上·福建·学业考试）“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验装置如图所示，实验所需的器材包括图中所示器材，还有电源、天平、砝码等。 （1）该实验还需要用到的器材是 （选填“A”或“B”）； A．秒表            B．刻度尺 （2）为了分别探究加速度与物体受力、物体质量的关系，本实验采用的方法是 （选填“A”或“B”）； A．控制变量法        B．等效替代法 （3）为了让细绳的拉力近似等于小钩码的重力，实验时小钩码的质量m与小车质量M必须满足 （选填“A”或“B”）。 A．m等于M           B．m远小于M 【答案】 B A B 【详解】（1）[1]探究加速度与物体受力、物体质量关系的实验中，测加速度时要用到刻度尺，打点计时器是记录时间的，而秒表没用。 故选B。 （2）[2]探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用的实验方法是控制变量法。 故选A。 （3）[3]设钩码的质量为m，小车的质量为M，对钩码与小车组成的系统，由牛顿第二定律得 对小车，由牛顿第二定律得 所以只有当钩码的质量远小于小车质量时，即：时，小车受到的拉力近似等于钩码的重力。 故选B。 1．（2023高二上·黑龙江·学业考试）在探究加速度与力、质量的关系时，可以先控制小车质量不变，改变小车受力，判断加速度与力的关系；再控制力不变，改变小车质量，判断加速度与质量的关系。这一探究过程运用到的科学方法是（　　） A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想模型法 D．微元法 【答案】A 【详解】先控制小车质量不变，改变小车受力，判断加速度与力的关系；再控制力不变，改变小车质量，判断加速度与质量的关系。这一探究过程运用到的科学方法是控制变量法。 故选A。 2．（多选）（2023高二上·河北·学业考试）某小组用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，下列说法对的的是（　　） A．实验前，应把长木板右端垫高，以补偿小车运动时受到的阻力 B．补偿阻力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上 C．实验时，应先启动打点计时器，再放开小车 D．实验时，应使小盘和盘中砝码的总质量远大于小车的质量 【答案】AC 【详解】AB．为了使小车受到绳子的拉力为小车的合力，实验前，应把长木板右端垫高，以补偿小车运动时受到的阻力，补偿阻力时，即应使小车所受重力、支持力和摩擦力的合力为零，所以不需要连接小盘，而小车连接纸带时由于纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦，这部分摩擦力也需要补偿，所以需要连接纸带，故A正确，B错误； C．实验时为了充分利用纸带，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，故C正确； D．在每次实验时，应使小盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量，故D错误。 故选AC。 3．（2024高二下·湖南娄底·学业考试）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图1所示。 (1)根据一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的图像如图2，可知小车的加速度为 m/s2。 (2)在研究加速度与质量的关系时，保持拉力F不变，测出小车质量m和加速度a，改变小车质量m，重复实验，得到多组不同的m及相应a的实验数据。为了直观反应a与m的关系，应作出 （选填“”或“”）图像。 【答案】(1)3 (2) 【详解】（1）根据图像的斜率表示加速度，可得 （2）从牛顿第二定律知道，当力一定时加速度与质量成反比，则图像为一条双曲线，但用得到多组不同的m及相应a的实验数据画出对应图像很难直观看出图像为双曲线；而力一定时加速度与质量成反比，即加速度与质量的倒数成正比，图像为一条过原点的倾斜直线，所以为了直观反应a与m的关系，应作出图像。 4．（2023高二下·辽宁·学业考试）某同学用图所示的实验装置探究小车加速度与力、质量之间的关系。已知在小车上安装的遮光条宽为0.60cm，小车在槽码的牵引下由静止开始运动，运动0.5m后遮光条开始遮住光电门，数字计时器记录了遮光条通过光电门的时间为0.015s。 （1）在探究加速度与力、质量之间的关系时，采用了 的方法（选填“等效替代”或“控制变量”）。 （2）小车的加速度大小为 m/s2（结果保留两位有效数字） 【答案】 控制变量 0.16 【详解】（1）[1]在探究加速度与力、质量之间的关系时，采用了控制变量的方法。 （2）[2]小车运动0.5m的速度为 由速度位移公式可得 一、单选题 1．“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”，中国每年因交通事故造成的经济损失数额巨大。交通安全无小事！下列相关说法中正确的是（　　） A．汽车超速会增大汽车的惯性 B．汽车超载会增大汽车的惯性 C．汽车超速会减小汽车的惯性 D．汽车超载会减小汽车的惯性 【答案】B 【详解】惯性是物体本身的一种性质，惯性的大小只与物体的质量有关，与物体的运动状态无关，质量越大，惯性越大，则汽车超速汽车的惯性不变，汽车超载汽车惯性增加。 故选B。 2．人站在力传感器上完成“起立”和“下蹲”动作，图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断（　　） A．此人先起立后下蹲 B．a点时刻人所受到的支持力大于重力 C．人起立过程先失重后超重 D．人下蹲过程先失重后超重 【答案】D 【详解】A．人在下蹲过程中加速度先向下，后向上，所以下蹲过程先失重后超重，力传感器的示数先变小后变大；起立过程加速度先向上后向下，所以起立过程先超重后失重，力传感器的示数先变大后变小，所以此人是先下蹲后起立，故A错误； B．a点人处于失重状态，所以人所受到的支持力小于重力，故B错误； C．人在起立过程中加速度先向上，后向下，所以起立过程先超重后失重，故C错误； D．人在下蹲过程中加速度先向下，后向上，所以下蹲过程先失重后超重，故D正确。 故选D。 3．下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（    ） A．m/s B．N C．J D．kg 【答案】D 【详解】力学中的基本物理量有三个，它们分别是长度、质量、时间，它们的单位分别为m、kg、s，N、J、m/s都是导出单位，不是基本单位。 故选D。 4．关于物体惯性的说法正确的是（　　） A．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体的速度越大，其惯性越大 B．汽车转弯后前进方向发生了改变，物体速度方向改变，但惯性并不改变 C．被抛出的小球，因为速度的大小和方向都发生了改变，所以其惯性也发生变化 D．要使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，对大沙袋比对小沙袋用力大，表明质量大的物体加速度大 【答案】B 【详解】AC．惯性只与质量有关，与速度大小以及方向均无关，选项AC错误； B．汽车转弯后前进方向发生了改变，物体速度方向改变，但由于质量未变，可知惯性并不改变，选项B正确； D．使速度相同的沙袋在相同时间内停下来，则沙袋的加速度相同，对大沙袋比对小沙袋用力大，表明加速度相同时质量大的物体需要的力较大，选项D错误。 故选B。 5．牛顿运动定律和万有引力定律中，被称做惯性定律的是（　　） A．牛顿第一定律 B．牛顿第二定律 C．牛顿第三定律 D．万有引力定律 【答案】A 【详解】被称做惯性定律的是牛顿第一定律。 故选A。 6．根据牛顿第一定律，下列说法正确的是（　　） A．物体不受力，一定保持静止 B．力是维持物体运动状态的原因 C．力是改变物体运动状态的原因 【答案】C 【详解】A．物体不受力也可匀速直线运动，故A错误； B．力不是维持物体运动状态的原因，故B错误； C．力是改变物体运动状态的原因，故C正确。 故选C。 7．体重为500N的小明站在放置于电梯底部的体重计上。某段时间体重计的示数为400N，则此段时间（    ） A．小明处于超重状态 B．小明对体重计的压力小于体重计对他的支持力 C．电梯的加速度方向可能竖直向上 D．仅根据已知条件，不能确定电梯的运动方向 【答案】D 【详解】ACD．对小明受力分析 由牛顿第二定律 可得加速度方向竖直向下，小明处于失重状态，电梯可能向上做减速运动，可能向下做加速运动，故AC错误，D正确； B．根据牛顿第三定律可得，小明对体重计的压力等于体重计对他的支持力，故B错误。 故选D。 8．如图所示，建筑工地上，工人在桶中盛满尚未凝固的混凝土，然后将桶抛向墙头上的同伴，桶在空中缓慢翻转但混凝土却并不从桶口流出，关于这一现象，下列分析正确的是（　　） A．由于混凝土有黏性，附着在桶的内壁上 B．混凝土处于平衡状态 C．混凝土处于失重状态 D．桶的加速度比混凝土的加速度大 【答案】C 【详解】混凝土和桶向上抛出，不考虑空气阻力，系统只受重力，处于完全失重状态，加速度为重力加速度，之间无弹力，混凝土不会从桶口流出。 故选C。 9．如图所示，甲、乙两人踩着滑雪板在冰面上“拔河”。若绳子质量不计，冰面可看成光滑，甲的质量比乙大，拉绳时手与绳没有发生相对滑动，则在“拔河”比赛中，下列说法正确的是（　　） A．甲对乙的拉力大 B．乙对甲的拉力大 C．甲的惯性大 D．乙的惯性大 【答案】C 【详解】AB．甲、乙两人在“拔河”比赛中，甲对乙的拉力与乙对甲的拉力是一对相互作用力，总是大小相等，方向相反，AB错误； CD．质量是物体惯性大小的唯一量度，甲的质量比乙大，因此甲的惯性大，乙的惯性小，C正确，D错误。 故选C。 10．如图所示，伽利略在研究自由落体运动规律时，让质量不同的小球分别从倾角不变、阻力很小的斜面顶端由静止滑下，下列说法正确的是（　　） A．质量大的小球运动的加速度大 B．质量大的小球到达底端时的速度大 C．质量大的小球运动至底端所需的时间短 D．小球运动至底端所需的时间与质量无关 【答案】D 【详解】A．让质量不同的小球分别从倾角不变、阻力很小的斜面顶端由静止滑下，可认为阻力忽略不计，根据牛顿第二定律可得 解得加速度大小为 可知加速度与质量无关，故A错误； BCD．设斜面长度为，根据运动学公式可得 ， 联立可得 ， 可知小球到达底端时的速度与质量无关，小球运动至底端所需的时间与质量无关，故BC错误，D正确。 故选D。 11．位移、速度、加速度在国际单位制中对应的单位分别为（　　） A．m/s、m、m/s2 B．m、m/s、m/s2 C．m/s2、m/s、m 【答案】B 【详解】位移、速度、加速度在国际单位制中对应的单位分别为m、m/s、m/s2。 故选B。 12．下列单位中，哪一组中的单位都是国际单位制中的基本单位（　　） A．牛顿（N）、厘米（cm）、米/秒（m/s） B．千克（kg）、秒（s）、厘米（cm） C．千克（kg）、焦耳（J）、秒（s） D．米（m）、千克（kg）、秒（s） 【答案】D 【详解】国际单位制规定了七个基本物理量。分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量。它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。他们在国际单位制中的单位分别为米、千克、秒、开尔文、安培、坎德拉、摩尔。 故选D。 13．一质量为2kg的物体，静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3，现用大小为10N的力F推物体，则物体受到的摩擦力大小和运动的加速度大小分别是多少（取）（　　）    A．10N 5m/s B．10N C．6N D．6N 【答案】D 【详解】根据滑动摩擦力的公式可知 N 根据牛顿第二定律有 解得 a= 故选D。 14．如图所示，质量为20kg的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10N的水平向右的力的作用，则该物体（g取10m/s2）（　　）    A．受到的摩擦力大小为10N，方向向左 B．受到的摩擦力大小为20N，方向向右 C．运动的加速度大小为1.5m/s2，方向向左 D．运动的加速度大小为0.5m/s2，方向向左 【答案】D 【详解】AB．该物体受滑动摩擦力，则 方向水平向左，故AB错误； CD．根据牛顿第二定律 得 方向水平向左，故C错误，D正确。 故选D。 15．如图所示，运动员以一定的速度将质量为冰壶沿水平冰面投出，冰壶在冰面上沿直线滑行。已知运动员不摩擦冰面时，冰壶和冰面间的动摩擦因数，g取。则向前滑动时，冰壶的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对冰壶进行分析，可知，冰面对冰壶的滑动摩擦力为 冰壶所受合力等于冰面对冰壶的滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有 解得 故选C。 16．某机械臂夹着一质量为的物体在空中沿水平方向以的加速度运动，重力加速度取，不计空气阻力。则该机械臂对该物体的作用力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题意，可知该物体受到自身重力及机械臂对它的作用力，根据牛顿第二定律可知二者的合力沿水平方向，根据平行四边形定可得该机械臂对该物体的作用力大小为 故选C。 17．开车要系安全带，哪怕是后排乘客也一样，下列说法正确的是（　　） A．系好安全带可以减小人的惯性 B．系好安全带可以减小车的惯性 C．系好安全带对人和车的惯性都有影响 D．系好安全带可以防止因为惯性对人造成的伤害 【答案】D 【详解】ABC．质量是惯性大小的唯一量度，与安全带是否系好无关，故ABC错误； D．安全带可以防止因为惯性对人造成的伤害，故D正确。 故选D。 18．人站在体重计上向下蹲，发现在下蹲的过程中，体重计的示数会变化。人在此过程中（　　） A．一直超重 B．一直失重 C．先超重后失重 D．先失重后超重 【答案】D 【详解】人站在体重计上向下蹲，速度先增大，后减小，此过程中人先向下做加速运动，随后做减速运动，加速度先向下，后向上，人先处于失重状态，后处于超重状态。 故选D。 19．如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动距离很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验。已知砝码和纸板的质量分别为3m和，砝码和纸板间的动摩擦因数为，纸板和桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使纸板相对砝码运动，所需拉力至少应大于（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】砝码相对纸板恰好发生相对滑动，对砝码根据牛顿第二定律 对纸板 解得 要使纸板相对砝码运动需要纸板的加速度α大于μg，对纸板进行受力分析可得 故选A。 二、多选题 20．电梯内用弹簧秤测物体的重量，下列几种情况，引起超重现象的是（　　） A．以2m/s2的加速度加速上升 B．以3m/s2的加速度减速上升 C．以3m/s2的加速度减速下降 D．以2.5m/s2的加速度加速下降 【答案】AC 【详解】A．以2m/s2的加速度加速上升，物体的加速度方向向上，处于超重状态，故A正确； B．以3m/s2的加速度减速上升，物体的加速度方向向下，处于失重状态，故B错误； C．以3m/s2的加速度减速下降，物体的加速度方向向上，处于超重状态，故C正确； D．以2.5m/s2的加速度加速下降，物体的加速度方向向下，处于失重状态，故D错误。 故选AC。 三、实验题 21．某同学用如图所示的装置来探究“加速度与力、质量的关系”。 (1)该实验用到的应是 （选填“A”或“B”）； A．直流电源 B．交流电源 (2)组装好后先保持小车质量不变，改变所挂钩码的质量，测出小车在不同钩码作用下的加速度，从而可探究加速度与力的关系，这种实验方法叫 （选填“A”或“B”）。 A．控制变量法 B．等效替代法 【答案】(1)B (2)A 【详解】（1）打点计时器应使用交流电源。 故选B。 （2）先保持小车质量不变，改变所挂钩码的质量，测出小车在不同钩码作用下的加速度，从而可探究加速度与力的关系，这种实验方法叫控制变量法。 故选A。 22．某同学做验证物体加速度大小与质量的关系实验（以小车、小车上钩码及悬挂钩码组成的系统为研究对象），实验装置如图（a）所示，主要实验步骤如下： (1)保持长木板的倾角不变，轻绳下端悬挂一个钩码，将小车靠近打点计时器，接通电源，打点稳定后释放小车，得到的一条纸带如图（b）所示，相邻计数点间还有4个点未画出，打点计时器所接电源频率为50Hz，通过纸带数据求得打下B点时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 m/s2。（结果均保留2位有效数字） (2)保持轻绳下端悬挂的钩码个数不变，在小车上放置不同数量的相同钩码，小车上钩码的个数记为n，重复实验操作（2），求出小车对应的加速度a，得到加速度a的倒数和小车上钩码个数n的关系图像如图（c）所示，已知一个钩码的质量为m0，图线斜率为k，纵截距为b，可得当地重力加速度g= ，小车的质量M= 。（用k、b、m0表示） 【答案】(1) 0.25 0.60 (2) 【详解】（1）[1]相邻计数点间有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为 根据做匀变速直线运动的物体在某段时间内中间时刻速度等于该过程的平均速度可知打下B点时小车的速度大小为 [2]结合逐差法可得小车的加速度大小 （2）[1][2]根据牛顿第二定律有 可得 结合图（c）可知 解得 ， 四、解答题 23．校车交通安全是社会关注的热点，某校车的质量（含司机与乘客）为2000kg，若校车以的速度行驶，司机发现在前方40m远处有人横穿马路，立即采取刹车措施。已知司机的反应时间为0.5s，刹车的加速度大小为。求： （1）司机在反应时间内校车运动的位移； （2）校车在减速过程中速度变为零所需要的时间； （3）校车在减速过程中所受的合外力大小。 【答案】（1）10m；（2）2s；（3） 【详解】（1）校车在反应时间内运动的位移 （2）校车在减速过程中速度变为零所需要的时间为t，由 得 （3）校车在减速过程中受到的合外力 24．如图所示，用水平拉力F使质量的箱子由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，加速度大小为。求： （1）水平拉力F的大小； （2）物体开始运动后，通过前24m的位移所经历的时间t。 【答案】（1）；（2）4s 【详解】（1）根据牛顿第二定律可得 （2）根据运动学公式可得 解得 25．莲藕丰收的季节，一艘满载莲藕的船如图所示。人、船和莲藕的总质量为m，在合力F的作用下，由静止向岸边匀加速直线运动一段距离d。求： （1）船上莲藕的加速度大小； （2）此加速过程所用的时间； （3）此加速过程中船最后的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）对人、船和莲藕，根据牛顿第二定律可得 可得船上莲藕的加速度大小为 （2）人、船和莲藕一起做匀加速直线运动，则有 此加速过程所用的时间为 （3）此加速过程中，根据运动学公式得 船最后的速度为 26．在北京冬奥会上自由式滑雪大跳台的比赛中，人与装备的总质量m=60kg，由静止沿斜坡以的加速度滑下，山坡倾角为θ=30°，斜坡长度为x=32m。g取，求： （1）沿斜坡下滑的时间t为多少； （2）受到的阻力大小。 【答案】（1）t=4s；（2）60N 【详解】（1）根据题意，由匀变速直线运动的规律可得 解得 （2）对滑雪者受力分析，设滑雪者受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，可得 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$