内容正文:
第09讲 共点力的平衡
目录
01课标达标练 1
题型01 牛顿第一定律的理解与应用 1
题型02 惯性的理解与应用 3
题型03 牛顿第二定律的理解与简单应用 5
题型04 合外力、加速度、速度之间的关系 7
题型05 力学单位制 8
题型06 超重与失重 9
题型07 牛顿第三定律的理解与应用 11
02 核心突破练 13
03 真题溯源练 24
01 牛顿第一定律的理解与应用
1.(2025·辽宁鞍山一中·三模)伽利略在研究力和运动的关系时,为了阐明自己的观点,设计了如图所示的实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是( )
A.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现
C.“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象
D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化,从而揭示现象本质的研究方法
【答案】D
【来源】2025届辽宁省鞍山市第一中学高三下学期三模物理试题
【详解】A.当右侧斜面倾角变为时,忽略摩擦力的影响,小球将一直运动下去,伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”,故A错误;
B.没有摩擦,绝对光滑的轨道,无论通过什么工艺都不能实现,故B错误;
C.由于没有绝对光滑的轨道,故“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验观察不到的现象,故C错误;
D.伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在,影响物体运动的摩擦力去掉,抓住事物的本质,这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想,也是揭示现象本质的重要研究方法之一,故D正确。
故选D。
2.(24-25高三·宁夏中卫海原高·期中)下列关于物理概念和事件的说法正确的是( )
A.牛顿第一定律可以通过实验验证
B.单位是一组属于国际单位制的基本单位
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
D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
【答案】D
【来源】宁夏中卫市海原县高级中学2024-2025学年高三上学期期中考试物理试题
【详解】A. 物体不受外力或合力为零时,总保持静止或匀速直线运动状态,是一种理想状态,不能用实验验证,A错误;
B. 质量的基本单位是,B错误;
C. 在水平地面上滑动的木块最终停下来,是由于在摩擦阻力的作用下,运动状态的改变,C错误;
D. 物体受到外力时,运动状态会改变,D正确。
故选D。
3.(24-25高三·长沙一中·月考(二))在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度解释正确的是( )
A.沙石很小可以视为质点所以容易被冲走
B.说明力是改变物体运动状态的原因,有力作用物体才会运动,无力作用物体不会运动
C.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力
【答案】D
【来源】湖南省长沙市第一中学2024-2025学年高三上学期月考卷(二)物理试题
【详解】A.沙石被冲走与沙石是否可以视为质点无关,A错误;
B.有力作用在物体上,物体不一定运动,没有力作用在物体上,物体也不一定不动,B错误;
CD.“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力,大石所受的合外力为零,C错误,D正确。
故选D。
02 惯性的理解与应用
4.(24-25高三·辽宁葫芦岛·期末)2022年11月29日神舟十五号载人飞船入轨后与空间站组合体进行自主快速交会对接。航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A.击球过程中,水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B.击球过程中,水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
C.梦天实验舱内,相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用
D.梦天实验舱内,水球质量越大其惯性越大
【答案】D
【详解】A.击球过程中,水球所受弹力是由于“球拍”发生形变产生的,故A错误;
B.击球过程中,水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对作用力和反作用力,故B错误;
C.梦天实验舱内,相对实验舱静止的水球仍受地球对它的万有引力的作用,故C错误;
D.梦天实验舱内,水球质量越大其惯性越大,故D正确。
故选D。
5.(24-25高三·辽宁葫芦岛·期末)2024年10月30日,神舟十九号飞行乘组经历了静止在地面、随火箭升空和安全顺利抵达中国空间站三个过程。其中航天员王浩泽是中国截至2024年唯一的女航天飞行工程师,关于航天员王浩泽在不同地点或状态下的惯性大小正确的是( )
A.在地面上静止时最大 B.在随火箭升空过程中最大
C.在中国空间站中最大 D.一样大
【答案】D
【来源】辽宁省葫芦岛市2024-2025学年高三上学期期末物理试题
【详解】物体惯性的大小只与物体的质量有关,质量不变,惯性不变。
故选D。
6.(24-25高三·浙江·12月联考)如图所示,大人和小孩拔河,大人保持静止却能轻松把小孩拉过来,不计绳子的质量,下列说法中正确的是( )
A.大人的重力和地面对大人的支持力是一对相互作用力
B.当小孩被匀速向左拉时,大人对绳子的拉力大于小孩对绳子的拉力
C.当小孩被加速向左拉时,绳子对小孩的拉力大于小孩对绳子的拉力
D.小孩被拉动前后,惯性不变
【答案】D
【来源】浙江省强基联盟2024-2025学年高三上学期12月联考物理试题
【详解】A.大人的重力和地面对大人的支持力作用在同一物体上,是一对平衡力,故A错误;
B.由于绳子质量不计,绳子受力平衡,大人对绳子的拉力与小孩对绳子的拉力是一对平衡力,两者大小相等,方向相反,故B错误;
C.无论小孩处于何种运动状态,绳子对小孩的拉力与小孩对绳子的拉力,是一对相互作用力,两者大小相等,方向相反,故C错误;
D.惯性是物体自身具有的属性,只与质量有关,与物体的运动状态无关,故D正确。
故选D。
03 牛顿第二定律的理解与简单应用
7.(2025·广西柳州·高三下·三模)中国的机器狗处于世界先进水平,如图所示,将物块放在机器狗的头部,物块与机器狗的接触面为水平面,当机器狗( )
A.水平减速前进时,机器狗对物块的作用力小于物块的重力
B.水平减速前进时,机器狗对物块的作用力大于物块的重力
C.水平加速前进时,机器狗对物块的作用力等于物块的重力
D.水平加速前进时,机器狗对物块的作用力大于物块对机器狗的作用力
【答案】B
【来源】2025届广西柳州高三下学期第三次模拟考试物理试卷
【详解】ABC.由牛顿第二定律可知,水平方向上加速或减速运动,机器狗水平方向受到物块对它的摩擦力。竖直方向上机器狗受到物块对它的压力,由力的合成可知,机器狗对物块作用力的大小始终等于以上两个力合力的大小,大于物块重力,故AC错误、B正确;
D.根据牛顿第三定律,机器狗对物块的作用力等于物块对机器狗的作用力,故D错误。
故选B。
8.(24-25高三·陕西榆林府谷二校·月考)牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了奠定经典力学基础的牛顿运动定律,则关于牛顿运动定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过推理想象出来的
B.牛顿第一定律可以直接通过实验来验证
C.牛顿第三定律不能通过实验验证
D.牛顿第二定律可以通过实验验证
【答案】D
【来源】陕西省榆林市府谷县二校2024-2025学年高三上学期10月月考物理试题
【详解】牛顿第一定律是以实验为基础,通过推理想象总结出来的,牛顿第二定律和牛顿第三定律都可以通过实验验证。
故选D。
9.(24-25高三·河北石家庄·期末)某空气动力学实验室测试飞行器模型的气动能性。如图所示,风洞启动后将测试模型从地面点沿与水平成角的方向射出,该模型受到水平恒定风力作用,经过一段时间又恰好回到点。忽略其他阻力,则水平风力大小为该模型重力的( )
A.1倍 B.倍 C.2倍 D.倍
【答案】A
【来源】2025届河北省石家庄市普通高中高三下学期毕业年级教学质量检测(二)物理试卷
【详解】模型竖直方向先上升后下落,加速度为,可得
水平方向受到水平恒定风力作用,经过一段时间又恰好回到P点,可知水平方向位移与竖直方向位移大小相等,可得
水平方向加速度与竖直方向加速度大小相等,则根据牛顿第二定律可知,水平风力大小为该模型重力大小相等。
故选A。
10.(25届高三下·山东泰安泰山教联·4月联考)如图所示,游乐场的小火车是由车头和6节车厢连接而成,若各节车厢(含乘客)质量均相等,且在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。下列说法正确的是( )
A.当火车做匀速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力相等
B.当火车做匀速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力之比为2:3
C.当火车做匀加速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力之比为2:3
D.火车做匀速或匀加速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力之比均为3:2
【答案】D
【来源】2025届山东省泰山教育联盟高三下学期4月联考物理试题
【详解】AB.设每节车厢的质量为,匀速运动时,以4、5、6节车厢为研究对象,则有
解得
以第5、6节车厢为研究对象,则有
解得
故,故A错误,B错误;
CD.做匀加速运动时,结合上述分析,由牛顿第二定律可得,
联立解得,故C错误,D正确。
故选D。
04 合外力、加速度、速度之间的关系
11.(25届高三·上海宝山·二模)如图是我国一架第五代战斗机“歼-20”,演习中它正沿斜向上做匀加速直线运动,除了所受的重力以外,它还受到其它力的合力F,下图中F的示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【来源】2025届上海市宝山区高三下学期二模物理试卷
【详解】由题意,其它力的合力F与重力的总合力应与速度方向相同,则只有B正确。
故选B。
12.(2025·辽宁重点中学协作校·二模)2.2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在内蒙古东风着陆场成功着陆。若返回舱距离地面1.2m时,返回舱的速度为8m/s,此时返回舱底部的4台反推火箭点火工作,使返回舱触地前瞬间速度降至2m/s,实现软着陆。若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动,返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。若返回舱的总质量为,g取,则4台反推火箭点火工作时提供的推力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【来源】2025届辽宁省重点中学协作校高三下学期二模物理试题
【详解】返回舱做匀减速运动的加速度为,方向竖直向上
根据牛顿第二定律
解得
故选D。
05 力学单位制
13.(24-25高三下·浙江诸暨·二模)“戈瑞”(Gray,符号:Gy)是国际单位制中用于衡量电离辐射能量吸收剂量的导出单位,定义为每千克被辐照物质吸收1焦耳的能量,则Gy用国际单位制的基本单位表示为( )
A.J/m2 B.m2/s2 C.kg/s2 D.kg•m2/s3
【答案】B
【来源】浙江省诸暨市2024-2025学年高三下学期5月适应性考试(二模)物理试题
【详解】
故选B。
14.(2025·河北邢台清河中学·5月模拟)飞机升力的计算涉及多个关键因素,主要包括气体密度ρ、飞行速度v、机翼的面积S以及升力系数。某双翼客机飞行中所受升力的计算公式为,以下关于升力系数的单位说法正确的是( )
A.N·m B. C.N/m D.无单位
【答案】D
【来源】2025届河北省邢台市清河中学高三下学期5月模拟物理试卷
【详解】通过题给的物理量关系
变形得
对应单位为
整理可以得出升力系数是一个数值,没有单位。
故选D。
15.(2025·辽宁葫芦岛·一模)汽车行驶时受到空气的阻力因素主要包括空气的密度,汽车的行驶速度,迎风面积S,风阻系数,阻力大小,其中越小,汽车越节能。关于风阻系数下列说法正确的是( )
A.没有单位 B.的单位是
C.的单位是 D.的单位是
【答案】A
【来源】2025届辽宁省葫芦岛市高三下学期一模考试物理试卷
【详解】根据题意可得
根据力学单位制有
即Cd没有单位。
故选A。
06 超重与失重
16.(24-25高三·甘肃白银靖远多校·5月联考)如图所示,质量为的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发现磅秤的示数为,则在该时刻升降机的运动情况可能是( )
A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.加速下降
【答案】B
【来源】2025届甘肃省白银市靖远县多校高三下学期5月联考(三模)物理试题
【详解】该同学所受支持物的弹力大于本身的重力,为超重现象,加速度方向竖直向上。
故选B。
17.(2025·北京东城·一模)如图所示,质量为M的斜面体放置于粗糙的水平面上,一个质量为m的滑块由静止开始沿斜面加速下滑,斜面体始终处于静止状态。斜面体与滑块间的摩擦很小,可以忽略不计。重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.地面对斜面体的摩擦力为零
B.地面对斜面体的摩擦力方向水平向左
C.地面对斜面体的支持力等于
D.地面对斜面体的支持力大于
【答案】B
【来源】2025届北京市东城区高三下学期一模物理试题
【详解】CD.滑块由静止开始沿斜面加速下滑,滑块有向下的分加速度,可知,滑块处于失重状态,则地面对斜面体的支持力小于,故CD错误;
AB.将滑块与斜面体作为一个整体,滑块由静止开始沿斜面加速下滑,则整体有水平向左的平均加速度,可知,地面对斜面体的摩擦力方向水平向左,故A错误,B正确。
故选B。
18.(24-25高三·广州真光中学·3月一测)当人们的车辆出现故障而不能移动时,常常呼叫路政来帮忙,如图为华华呼叫路政帮忙拉车的模型示意图,华华则在车上保持相对静止并且一起做匀速运动,F为恒力,下列说法不正确的是( )
A.此时华华受到2个力的作用,车受到4个力的作用
B.因为物体的运动不需要力而来维持,所以撤去恒力F后车还会一直运动
C.若华华马上蹲下,则车先减速后加速,最后匀速
D.若华华马上起立,则车先减速后加速,最后匀速
【答案】ABC
【来源】2025届广东省广州市真光中学高三下学期3月一测适应性测试物理试卷
【详解】A.人在车上保持相对静止并且一起做匀速运动,此时人受到重力和支持力2个力的作用,车受到重力、地面的支持力、地面的摩擦力、人的压力和拉力5个力的作用,A错误;
B.根据受力分析可知,车受地面的摩擦力作用,撤去恒力F后车会减速运动最后停止,B错误;
C.若人马上蹲下,先失重后超重,根据
可知人对车的压力先小于自身重力后大于自身重力,最后等于自身重力,故地面的摩擦力先减小后增大,根据牛顿第二定律可知车先加速后减速,最后匀速,C错误;
D.若人马上起立,先超重后失重,根据
可知人对车的压力先大于自身重力后小于自身重力,最后等于自身重力,故地面的摩擦力先增大后减小,则车先减速后加速,最后匀速,D正确。
本题选错误的,故选ABC。
07 牛顿第三定律的理解与应用
19.(24-25高三下·浙江诸暨·二模)2025年2月,“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示,该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转360°,甚至单脚站立保持静止。“山猫”在( )
A.避开障碍物时可以被看作质点
B.空中翻转时重心位置始终保持不变
C.单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上
D.起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力
【答案】C
【来源】浙江省诸暨市2024-2025学年高三下学期5月适应性考试(二模)物理试题
【详解】A.避开障碍物时,“山猫”的大小形状不能忽略不计,不可以被看作质点,选项A错误;
B.空中翻转时“山猫”的形体结构会发生改变,则重心位置会发生变化,选项B错误;
C.单脚静止时地面对它作用力与重力等大反向,则地面对其作用力的方向竖直向上,选项C正确;
D.根据牛顿第三定律可知,起跳时地面对它的作用力等于它对地面的作用力,选项D错误。
故选C。
20.(2025·江苏连云港·一模)如图所示,负重的机器狗静立在水平地面上,总重力为。下列说法不正确的是( )
A.机器狗所受的合力为零
B.机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C.货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D.货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
【答案】C
【来源】2025届江苏省连云港市高三上学期一模物理试题
【详解】A.机器狗处于静止状态,所受的合力为零,故A正确,不满足题意要求;
B.以机器狗为对象,根据平衡条件可得
解得机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
故B正确,不满足题意要求;
CD.货物对机器狗的作用力与机器狗对货物的作用力是一对相互作用力,大小总是相等,故C错误,满足题意要求;D正确,不满足题意要求。
故选C。
21.(2025·福建漳州·三测)1.一字马在武术、舞蹈等领域是常见的基本功。如图所示为某演员表演一字马的画面,其左脚撑在粗糙水平地面上,右脚靠压在竖直光滑墙面间,处于静止状态,则该演员( )
A.受到地面的支持力方向沿左腿斜向上
B.受到地面的摩擦力方向沿水平向左
C.对地面的压力与其受到重力是一对平衡力
D.对墙面的压力与墙面对其的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【来源】2025届福建省漳州市高三下学期第三次检测物理试题
【详解】A.对演员受力分析可得,演员受地面的支持力垂直地面向上,故A错误;
B.由题可知演员处于静止状态,则演员受墙面水平向左的支持力与地面的摩擦力等大反向,则摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.演员受竖直向下的重力和地面的支持力是一对平衡力,演员对地面的压力与地面对演员的支持力大小相等,所以演员对地面的压力大小等于重力大小,但压力和重力不是一对平衡力,故C错误;
D.根据牛顿第三定律知,演员对墙面的压力与墙面对其的支持力是一对相互作用力,故D正确。
故选D。
1.(2025·山西·高三下三模)雨滴从空中下落时,受到的空气阻力与其速率成正比。在无风的雨天,当雨滴从足够高处下落时,t₀时刻到达地面。下列关于雨滴的v-t图像和x-t图像中,能正确描述这个过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【来源】2025届山西省高三下学期三模(押题卷)物理试题
【详解】AB.雨滴从足够高处下落,mg-kv= ma,开始阶段速度由0逐渐增大,加速度逐渐减小,v-t图像倾斜程度应该逐渐变小,直至与时间轴平行,故A、B错误;
CD.因雨点做加速度逐渐减小的加速运动,然后匀速运动,故图像倾斜程度先变大,当加速度减为0后,以速度 匀速运动,直到t₀时刻到达地面。故C错误,D正确。
故选D。
2.(24-25高三·河北博野中学·下学期模拟)如图所示,石家庄号(舷号116)驱逐舰是中国海军隶下的一艘导弹驱逐舰,是中国051C型驱逐舰第二艘。其满载排水量7400吨,长155米,宽17米。以上叙述中涉及了质量和长度及其单位,关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.舰长155米,宽17米,长度是国际单位制中的基本单位
B.舰满载排水量7400吨,单位“吨”是国际单位制中的导出单位
C.物理学中所有物理量都有单位
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
【答案】D
【来源】2025届河北省博野中学高三下学期模拟预测物理试题
【详解】A.在国际单位制中,长度、质量、时间三个物理量是力学的基本物理量,力学的三个基本单位分别是米、千克、秒,故A错误;
B.“吨”是质量的一个单位,但不是国际单位制中的单位,故B错误;
C.并不是所有物理量都有单位,如动摩擦因数µ就没有单位,故C错误;
D.在国际单位制中力的单位是牛顿,它是导出单位,是根据牛顿第二定律定义的,1N就是使质量1kg的物体产生1m/s²加速度的力,故D正确。
故选D。
3.(24-25高三·天津滨海新区·三模)如图所示,送水工人用推车在水平路面运桶装水,水桶对板OA、OB的压力分别为F1、F2,运送过程中水桶与推车保持相对静止,∠AOB为锐角且保持不变。到达目的地后,另一工人将板OA由竖直转至水平即可将水桶卸下。全程车把手距地面的高度不变,忽略水桶与板间摩擦,下列说法正确的是( )
A.推车由静止突然启动时,F1减小F2增大
B.推车由匀速突然减速时,F1增大F2不变
C.在OA由竖直缓慢转到水平过程中,F1先减小后增大
D.在OA由竖直缓慢转到水平过程中,F2先增大后减小
【答案】B
【来源】2025届天津市滨海新区高三下学期三模物理试题
【详解】A.推车由静止时F1、F2和重力三力平衡,F1水平向右,F2竖直方向分量与重力平衡,突然启动时即加速度水平向左,故F1减小F2不变,故A错误;
B.推车由匀速突然减速时即加速度水平向右,F1增大F2不变,故B正确;
CD.在OA由竖直缓慢转到水平过程中,F1、F2和重力三力平衡构成矢量三角形如图,根据,F1由先图示位置逆时针转,可知F1先增大后减小,F2一直减小,故CD错误;
故选 B。
4.(2025·河南·重点高中高三下·5月联合模拟)近几年,极限运动越来越受到年轻人的喜欢,其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的力传感器相连,此时力传感器示数为1200N。打开扣环,从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。已知人与装备(可视为质点)的总质量为60kg,不计空气阻力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.打开扣环瞬间,体验者的加速度大小为
B.从A到B过程,体验者做加速度增大的加速运动
C.在B点,体验者所受合力最大
D.在C点,体验者处于超重状态
【答案】A
【来源】2025届河南省部分重点高中高三下学期5月联合模拟考试物理试题
【详解】A.传感器示数,设此时弹性绳的弹力大小为F,由平衡条件有
解得
打开扣环瞬间,由牛顿第二定律有
解得
A正确;
B.体验者从A到B过程,弹性绳的拉力大于人的重力,随着人向上运动,弹性绳的伸长量减小,弹性绳的弹力减小,人所受合力减小,加速度减小,到达B点时弹性绳的弹力与重力相等,合力为零,故人做加速度不断减小的加速运动,B错误;
C.在B点时速度最大,故体验者所受合力为零,C错误;
D.在B点时速度最大,C点速度为0,可知B到C过程人做减速运动,加速度向下,故人处于失重状态,D错误。
故选A。
5.(2025·山西晋城·高三下三模)如图所示,在升降电梯内固定一倾角为的光滑斜面,将质量为m的光滑小球置于斜面和一个光滑竖直固定挡板之间。电梯在快要到达地面时,以大小为a的加速度沿竖直方向做匀减速直线运动,重力加速度大小为g,关于此过程,下列说法正确的是( )
A.小球受到斜面的支持力大小为
B.小球受到斜面的支持力大小为
C.小球受到挡板的支持力大小为
D.小球受到挡板的支持力大小为
【答案】D
【来源】2025届山西省晋城市高三下学期第三次模拟考试物理试题
【详解】电梯具有竖直向上的加速度,对小球受力分析,如图
根据平衡条件及牛顿第二定律有
解得
故选D。
6.(2025·贵州贵阳七校·三模)如图所示,倾角为的斜面固定于电梯中,当电梯以加速度竖直向上加速运动时,质量为的物体始终与斜面保持相对静止。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度为,则物体受到的支持力和摩擦力大小分别是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【来源】2025届贵州省贵阳市七校高三下学期联考物理试题(三)
【详解】以质量为的物体为研究对象,其受重力,斜面支持力,斜面摩擦力的作用,如图
且物体与电梯有相同的竖直向上的加速度,建立图示的坐标系,把重力和加速度分解到坐标轴上,在轴方向上有
在轴方向上有
联立解得、
故选A。
7.(2025·广东河源·高三调研模拟(二))“文化需传承,飘色闹元宵”。2025年元宵节期间,广东湛江吴川地区举行飘色大巡游活动,如图所示。图为“飘色”道具的结构示意图,道具由色台和色梗组成,色台固定在色梗上。演员坐在色台上,与道具一起向右匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.此过程道具对演员的作用力大于演员所受的重力
B.此过程道具对演员的作用力与演员所受的重力大小相等
C.当巡游车做减速直线运动时,架子对孩童的作用力竖直向上
D.当巡游车做减速直线运动时,架子对孩童的作用力水平向后
【答案】B
【来源】2025届广东省河源市高三毕业班调研模拟测试(二)物理试卷
【详解】AB.演员坐在色台上,与道具一起向右匀速直线运动,根据平衡条件知此过程道具对演员的作用力与演员所受的重力大小相等,故A错误,B正确;
CD.当巡游车做减速直线运动时,孩童所受的合力的作用力水平向后,孩童受重力和架子对孩童的作用力,根据矢量定则知,架子对孩童的作用力倾斜向后上方,故CD错误。
故选B。
8.(2025·广东大湾区·二模)如图所示,站在地面不动的工人利用滑轮组将货物缓慢提起。提起过程中,工人拉绳的方向不变,动滑轮两侧的绳子不平行,不计滑轮摩擦力,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对作用力与反作用力
B.工人对绳子的拉力和绳子对工人的拉力是一对平衡力
C.货物缓慢拉起过程中,绳子对动滑轮的作用力不变
D.货物缓慢拉起过程中,地面对工人的支持力变大
【答案】C
【来源】2025届广东省大湾区普通高中毕业年级联合模拟考试(二) 物理试卷
【详解】A.工人受到的重力和支持力的受力物体都是工人,这两个力不是一对作用力与反作用力,故A错误;
B.工人对绳子的拉力和绳子对工人的拉力是一对作用力与反作用力,故B错误;
C.货物缓慢拉起过程中,绳子的拉力在竖直方向的分力为货物重力的一半,绳子对动滑轮的作用力方向竖直向上,大小等于货物的重力,故C正确;
D.货物缓慢拉起过程中,对货物受力分析,货物受重力G1、两根绳子的拉力F,设两绳间夹角为,如图
则
解得
对工人受力分析,受重力G2、支持力FN、绳子拉力F、摩擦力f,设绳子与竖直方向的夹角为,如图,则地面对工人的支持力
货物缓慢拉起过程中,逐渐变大,变小,又不变,则变小,即地面对工人的支持力变小,故D错误。
故选C。
9.(2025·浙江温州·二模)如图所示为起重机吊起铁管的场景。质量为200kg的铁管两端固定有一钢绳,起重机挂钩勾住钢绳,使铁管从静止开始先竖直向上做匀加速直线运动,达到某一速度后做匀速运动。若铁管始终保持水平,不计钢绳质量与一切阻力。下列说法正确的是( )
A.匀加速阶段铁管处于超重状态
B.匀速阶段钢绳的张力大小为1000N
C.钢绳对铁管的拉力是由于铁管形变引起的
D.匀加速阶段钢绳对铁管的作用力大于铁管对钢绳的作用力
【答案】A
【来源】2025届浙江省温州市高三下学期二模物理试题
【详解】A.在匀加速阶段,铁管竖直向上做匀加速直线运动,加速度向上,所以铁管处于超重状态,故A正确;
B.匀速阶段,钢绳的张力大小等于铁管重力大小,即,故B错误;
C.根据弹力的产生原因,钢绳对铁管的拉力是由于钢绳发生形变,要恢复原状而对铁管产生的力,并非铁管形变引起的,故C错误;
D.钢绳对铁管的作用力与铁管对钢绳的作用力是一对相互作用力,相互作用力大小相等、方向相反,与铁管的运动状态无关,所以匀加速阶段钢绳对铁管的作用力等于铁管对钢绳的作用力,故D错误。
故选A。
10.(2025·重庆·高考模拟调研)某本书共858页,质量约为0.3kg(封面、封底及无页码部分的质量不计)。如图所示,将其封面朝上放在水平桌面上,再将一张A4纸夹在第286页与287页之间。现用一水平向右的力F将这张A4纸从书中缓慢抽出(书未动)。已知A4纸与书内纸张间的动摩擦因数为0.6,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,忽略A4纸的质量,则A4纸抽出过程中( )
A.书对桌面的摩擦力水平向左
B.桌面和A4纸对书的摩擦力是一对平衡力
C.力F的大小约为1.2N
D.书与桌面间的动摩擦因数可能为0.3
【答案】BC
【来源】2025届重庆市高三下学期高考模拟调研卷(六)物理试卷
【详解】AB.根据题意可知,书相对于A4纸向左运动,则书受到A4纸向右的摩擦力,对书受力分析可知,桌面和A4纸对书的摩擦力是一对平衡力,由平衡条件可知,书受到桌面向左的摩擦力,由牛顿第三定律可知,书对桌面的摩擦力水平向右,故A错误,B正确;
C.压在A4纸上的书的质量为
A4纸上下表面受到的滑动摩擦力大小为
由平衡条件有力F的大小约为
故C正确;
D.结合上述分析可知,书受到桌面向左摩擦力的大小为,则有
解得
故D错误。
故选BC。
11.(24-25高三·河北石家庄·质检)如图所示,在竖直方向运动的升降机内,放置用轻杆相连的A、B两小球,两球质量分别为m、3m,杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦,且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a(a<g)向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.当和时,轻杆对小球A的作用力大小相等
B.当时,B球与底板间的摩擦力为零
C.为保证轻杆与厢壁始终相对静止,k的最小值为
D.若,升降机向上加速运动的最大加速度为
【答案】C
【来源】2025届河北省石家庄市普通高中高三下学期教学质量检测(三)物理试卷
【详解】A.根据牛顿第二定律 ,当和时,轻杆对小球A的作用力大小不相等,加速度越大,轻杆对小球A的作用力越大,A错误;
B.只有当时,系统处于完全失重状态,B球与底板间无压力,B球与底板间的摩擦力为零,其他情况摩擦力不为零,B错误;
C.设杆的弹力为FN,升降机向上运动的加速度为a,升降机壁对A的弹力为FNA1,对A在竖直方向上 ,对A在水平方向上
对系统水平方向
解得,C正确;
D.因为 ,即升降机向上加速运动时,无论加速度取何值,B球受到的静摩擦力均大于壁对A球的弹力,所以,若,升降机向上加速运动的加速度可以取任意值,D错误。
故选C。
12.(2025·湖北武汉·三模)如图所示,一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内,物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3,一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时,木箱处于静止状态,弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行,弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a,使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求
(1)若且方向竖直向下,则弹簧的原长为多少;
(2)若加速度是水平方向,且初始时弹簧的伸长量为2cm,则加速度a有多大?
【答案】(1)7.7cm或2.3cm
(2)见解析
【详解】(1)对物块,竖直方向上
水平方向上
联立解得
所以弹簧原长为
或者
(2)对物块,竖直方向上
水平方向上,若摩擦力向右
联立解得
水平向右;
若摩擦力向左
联立解得
水平向左。
1.(2025·四川·高考真题)若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示,则下列各式可能表示能量的是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【详解】A.根据题意可知的单位为
结合动能公式可知为能量单位,故A正确;
B.同理的单位为
根据可知为力的单位,故可知为力与质量的乘积,故不是能量的单位,故B错误;
C.的单位为
根据前面A选项分析可知该单位为能量单位,故C正确;
D.的单位为,不是能量单位,故D错误。
故选AC。
2.(2025·安徽·高考真题)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中( )
A.甲对木箱的摩擦力方向向左 B.地面对木箱的支持力逐渐增大
C.甲运动的加速度大小为 D.乙受到绳子的拉力大小为
【答案】C
【详解】A.因为物块甲向右运动,木箱静止,根据相对运动,甲对木箱的摩擦力方向向右,A错误;
B.设乙运动的加速度为,只有乙有竖直向下的恒定加速度,
对甲、乙和木箱,由整体法,竖直方向受力分析有
则地面对木箱的支持力大小不变,B错误;
CD.设绳子的弹力大小为,对甲受力分析有
对乙受力分析有
联立解得,
C正确,D错误。
故选C。
3.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从到,实验舱处于电磁弹射过程 B.从到,实验舱加速度大小减小
C.从到,实验舱内物体处于失重状态 D.时刻,实验舱达到最高点
【答案】B
【详解】A.间,f向下,先增大后减小,可知此时速度方向向上,先增大后减小,故实验舱先处于弹射过程后做竖直上抛运动;故A错误;
B.,f向下在减小,可知此时速度方向向上,速度在减小,根据牛顿第二定律有
即
故加速度大小在减小,故B正确;
C.间,f向上,先增大后减小,可知此时速度方向向下,先增大后减小,先向下加速后向下减速,加速度先向下后向上,先失重后超重,故C错误;
D.根据前面分析可知时刻速度方向改变,从向上变成向下运动,故时刻到达最高点,故D错误。
故选B。
4.(2025·山东·高考真题)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据牛顿第二定律
可得
故选B。
5.(2024·贵州·高考真题)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中,在下落的某段时间内,小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置,相邻位置的时间间隔相等,如图所示,则该段时间内下列说法可能正确的是( )
A.f一直大于G B.f一直小于G
C.f先小于G,后大于G D.f先大于G,后小于G
【答案】C
【详解】由图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小,可知铁质小圆盘的速度先增大后减小,以向下为正方向,即铁质小圆盘的加速度先正后负,根据牛顿第二定律
可知f先小于G,后大于G。
故选C。
6.(2024·浙江·高考真题)如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( )
A.飞行的蝴蝶只受重力的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于所受重力
【答案】D
【详解】A.飞行的蝴蝶除了受到重力的作用还受到空气的作用力,故A错误;
B.蝴蝶转弯时做曲线运动,所受合力与速度方向不在一条直线上,故B错误;
C.小猫在空中与其他物体间没有接触,不受弹力的作用,故C错误;
D.小猫蹬地时有向上的加速过程,故弹力大于所受重力,故D正确。
故选D。
7.(2024·辽宁·高考真题)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
【答案】C
【详解】A.当墨条速度方向水平向左时,墨条相对于砚台向左运动,故砚台对墨条的摩擦力方向水平向右,故A错误;
B.根据牛顿第三定律,墨条对砚台的摩擦力方向水平向左,由于砚台处于静止状态,故桌面对砚台的摩擦力方向水平向右,故B错误;
C.由于砚台处于静止状态,水平方向桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力,故C正确;
D.桌面对砚台的支持力大小等于砚台的重力加上墨条对其的压力,故桌面对砚台的支持力大于墨条对砚台的压力,故D错误。
故选C。
8.(2024·安徽·高考真题)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。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 D.加速度先增大后减小
【答案】A
【详解】AB.缓慢拉至P点,保持静止,由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力合力为零。此时两弹簧的合力为大小为。当撤去拉力,则小球从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下,小球一直做加速运动,故A正确,B错误 ;
CD.小球从P点运动到O点的过程中,形变量变小弹簧在竖直方向的合力不断变小,故小球受的合外力一直变小,加速度的最大值为撤去拉力时的加速度,由牛顿第二定律可知
加速度的最大值为,CD错误。
故选A。
9.(2024·广东·高考真题)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】AB.在木块下落高度之前,木块所受合外力为木块的重力保持不变,即
当木块接触弹簧后,弹簧弹力向上,则木块的合力
到合力为零前,随着增大减小;当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点,之后,木块开始反弹,过程中木块所受合外力向上,随着减小增大,反弹过程,随着y减小,图像向x轴负方向原路返回,故A错误、B正确;
CD.在木块下落高度之前,木块做自由落体运动,根据
速度逐渐增大, 图像斜率逐渐增大,当木块接触弹簧后到合力为零前,根据牛顿第二定律
木块的速度继续增大,做加速度减小的加速运动,所以图像斜率继续增大,当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中
木块所受合外力向上,木块做加速度增大的减速运动,所以图斜率减小,到达最低点后,木块向上运动,经以上分析可知,木块先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,再做匀减速直线运动到最高点,而C图中H点过后速度就开始逐渐减小,实际速度还应该增大,直到平衡位置速度到达最大,然后速度逐渐减为零;D图前半段速度不变,不符合题意,正确示意图如下
故CD错误。
故选B。
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第09讲 共点力的平衡
目录
01课标达标练 1
题型01 牛顿第一定律的理解与应用 1
题型02 惯性的理解与应用 3
题型03 牛顿第二定律的理解与简单应用 5
题型04 合外力、加速度、速度之间的关系 7
题型05 力学单位制 8
题型06 超重与失重 9
题型07 牛顿第三定律的理解与应用 11
02 核心突破练 13
03 真题溯源练 24
01 牛顿第一定律的理解与应用
1.(2025·辽宁鞍山一中·三模)伽利略在研究力和运动的关系时,为了阐明自己的观点,设计了如图所示的实验:让一个小球沿斜面从静止状态开始运动,小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦,小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小,小球仍将到达原来的高度,但是运动的距离更长。由此可以推断,当斜面最终变为水平面时,小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是( )
A.该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点
B.伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现
C.“小球沿右侧斜面向上运动时,如果没有摩擦,小球将到达原来的高度”,这是实际实验现象
D.这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化,从而揭示现象本质的研究方法
2.(24-25高三·宁夏中卫海原高·期中)下列关于物理概念和事件的说法正确的是( )
A.牛顿第一定律可以通过实验验证
B.单位是一组属于国际单位制的基本单位
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
D.飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒,是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
3.(24-25高三·长沙一中·月考(二))在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度解释正确的是( )
A.沙石很小可以视为质点所以容易被冲走
B.说明力是改变物体运动状态的原因,有力作用物体才会运动,无力作用物体不会运动
C.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力等于水的冲力
02 惯性的理解与应用
4.(24-25高三·辽宁葫芦岛·期末)2022年11月29日神舟十五号载人飞船入轨后与空间站组合体进行自主快速交会对接。航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球,桂海潮用球拍击球,水球被弹开。对于该实验说法正确的是( )
A.击球过程中,水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
B.击球过程中,水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力
C.梦天实验舱内,相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用
D.梦天实验舱内,水球质量越大其惯性越大
5.(24-25高三·辽宁葫芦岛·期末)2024年10月30日,神舟十九号飞行乘组经历了静止在地面、随火箭升空和安全顺利抵达中国空间站三个过程。其中航天员王浩泽是中国截至2024年唯一的女航天飞行工程师,关于航天员王浩泽在不同地点或状态下的惯性大小正确的是( )
A.在地面上静止时最大 B.在随火箭升空过程中最大
C.在中国空间站中最大 D.一样大
6.(24-25高三·浙江·12月联考)如图所示,大人和小孩拔河,大人保持静止却能轻松把小孩拉过来,不计绳子的质量,下列说法中正确的是( )
A.大人的重力和地面对大人的支持力是一对相互作用力
B.当小孩被匀速向左拉时,大人对绳子的拉力大于小孩对绳子的拉力
C.当小孩被加速向左拉时,绳子对小孩的拉力大于小孩对绳子的拉力
D.小孩被拉动前后,惯性不变
03 牛顿第二定律的理解与简单应用
7.(2025·广西柳州·高三下·三模)中国的机器狗处于世界先进水平,如图所示,将物块放在机器狗的头部,物块与机器狗的接触面为水平面,当机器狗( )
A.水平减速前进时,机器狗对物块的作用力小于物块的重力
B.水平减速前进时,机器狗对物块的作用力大于物块的重力
C.水平加速前进时,机器狗对物块的作用力等于物块的重力
D.水平加速前进时,机器狗对物块的作用力大于物块对机器狗的作用力
8.(24-25高三·陕西榆林府谷二校·月考)牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了奠定经典力学基础的牛顿运动定律,则关于牛顿运动定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是通过推理想象出来的
B.牛顿第一定律可以直接通过实验来验证
C.牛顿第三定律不能通过实验验证
D.牛顿第二定律可以通过实验验证
9.(24-25高三·河北石家庄·期末)某空气动力学实验室测试飞行器模型的气动能性。如图所示,风洞启动后将测试模型从地面点沿与水平成角的方向射出,该模型受到水平恒定风力作用,经过一段时间又恰好回到点。忽略其他阻力,则水平风力大小为该模型重力的( )
A.1倍 B.倍 C.2倍 D.倍
10.(25届高三下·山东泰安泰山教联·4月联考)如图所示,游乐场的小火车是由车头和6节车厢连接而成,若各节车厢(含乘客)质量均相等,且在水平地面上运行过程中阻力与车重成正比。下列说法正确的是( )
A.当火车做匀速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力相等
B.当火车做匀速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力之比为2:3
C.当火车做匀加速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力之比为2:3
D.火车做匀速或匀加速直线运动时,第3、4节与第4、5节车厢间的拉力之比均为3:2
04 合外力、加速度、速度之间的关系
11.(25届高三·上海宝山·二模)如图是我国一架第五代战斗机“歼-20”,演习中它正沿斜向上做匀加速直线运动,除了所受的重力以外,它还受到其它力的合力F,下图中F的示意图可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12.(2025·辽宁重点中学协作校·二模)2.2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在内蒙古东风着陆场成功着陆。若返回舱距离地面1.2m时,返回舱的速度为8m/s,此时返回舱底部的4台反推火箭点火工作,使返回舱触地前瞬间速度降至2m/s,实现软着陆。若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动,返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。若返回舱的总质量为,g取,则4台反推火箭点火工作时提供的推力大小为( )
A. B. C. D.
05 力学单位制
13.(24-25高三下·浙江诸暨·二模)“戈瑞”(Gray,符号:Gy)是国际单位制中用于衡量电离辐射能量吸收剂量的导出单位,定义为每千克被辐照物质吸收1焦耳的能量,则Gy用国际单位制的基本单位表示为( )
A.J/m2 B.m2/s2 C.kg/s2 D.kg•m2/s3
14.(2025·河北邢台清河中学·5月模拟)飞机升力的计算涉及多个关键因素,主要包括气体密度ρ、飞行速度v、机翼的面积S以及升力系数。某双翼客机飞行中所受升力的计算公式为,以下关于升力系数的单位说法正确的是( )
A.N·m B. C.N/m D.无单位
15.(2025·辽宁葫芦岛·一模)汽车行驶时受到空气的阻力因素主要包括空气的密度,汽车的行驶速度,迎风面积S,风阻系数,阻力大小,其中越小,汽车越节能。关于风阻系数下列说法正确的是( )
A.没有单位 B.的单位是
C.的单位是 D.的单位是
06 超重与失重
16.(24-25高三·甘肃白银靖远多校·5月联考)如图所示,质量为的某同学站在升降机中的磅秤上,某一时刻该同学发现磅秤的示数为,则在该时刻升降机的运动情况可能是( )
A.匀速上升 B.加速上升 C.减速上升 D.加速下降
17.(2025·北京东城·一模)如图所示,质量为M的斜面体放置于粗糙的水平面上,一个质量为m的滑块由静止开始沿斜面加速下滑,斜面体始终处于静止状态。斜面体与滑块间的摩擦很小,可以忽略不计。重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.地面对斜面体的摩擦力为零
B.地面对斜面体的摩擦力方向水平向左
C.地面对斜面体的支持力等于
D.地面对斜面体的支持力大于
18.(24-25高三·广州真光中学·3月一测)当人们的车辆出现故障而不能移动时,常常呼叫路政来帮忙,如图为华华呼叫路政帮忙拉车的模型示意图,华华则在车上保持相对静止并且一起做匀速运动,F为恒力,下列说法不正确的是( )
A.此时华华受到2个力的作用,车受到4个力的作用
B.因为物体的运动不需要力而来维持,所以撤去恒力F后车还会一直运动
C.若华华马上蹲下,则车先减速后加速,最后匀速
D.若华华马上起立,则车先减速后加速,最后匀速
07 牛顿第三定律的理解与应用
19.(24-25高三下·浙江诸暨·二模)2025年2月,“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示,该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转360°,甚至单脚站立保持静止。“山猫”在( )
A.避开障碍物时可以被看作质点
B.空中翻转时重心位置始终保持不变
C.单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上
D.起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力
20.(2025·江苏连云港·一模)如图所示,负重的机器狗静立在水平地面上,总重力为。下列说法不正确的是( )
A.机器狗所受的合力为零
B.机器狗每条腿受到地面的支持力大小为
C.货物对机器狗的作用力小于机器狗对货物的作用力
D.货物对机器狗的作用力等于机器狗对货物的作用力
21.(2025·福建漳州·三测)1.一字马在武术、舞蹈等领域是常见的基本功。如图所示为某演员表演一字马的画面,其左脚撑在粗糙水平地面上,右脚靠压在竖直光滑墙面间,处于静止状态,则该演员( )
A.受到地面的支持力方向沿左腿斜向上
B.受到地面的摩擦力方向沿水平向左
C.对地面的压力与其受到重力是一对平衡力
D.对墙面的压力与墙面对其的支持力是一对相互作用力
1.(2025·山西·高三下三模)雨滴从空中下落时,受到的空气阻力与其速率成正比。在无风的雨天,当雨滴从足够高处下落时,t₀时刻到达地面。下列关于雨滴的v-t图像和x-t图像中,能正确描述这个过程的是( )
A. B.
C. D.
2.(24-25高三·河北博野中学·下学期模拟)如图所示,石家庄号(舷号116)驱逐舰是中国海军隶下的一艘导弹驱逐舰,是中国051C型驱逐舰第二艘。其满载排水量7400吨,长155米,宽17米。以上叙述中涉及了质量和长度及其单位,关于国际单位制,下列说法正确的是( )
A.舰长155米,宽17米,长度是国际单位制中的基本单位
B.舰满载排水量7400吨,单位“吨”是国际单位制中的导出单位
C.物理学中所有物理量都有单位
D.在国际单位制中,力的单位是根据牛顿第二定律定义的
3.(24-25高三·天津滨海新区·三模)如图所示,送水工人用推车在水平路面运桶装水,水桶对板OA、OB的压力分别为F1、F2,运送过程中水桶与推车保持相对静止,∠AOB为锐角且保持不变。到达目的地后,另一工人将板OA由竖直转至水平即可将水桶卸下。全程车把手距地面的高度不变,忽略水桶与板间摩擦,下列说法正确的是( )
A.推车由静止突然启动时,F1减小F2增大
B.推车由匀速突然减速时,F1增大F2不变
C.在OA由竖直缓慢转到水平过程中,F1先减小后增大
D.在OA由竖直缓慢转到水平过程中,F2先增大后减小
4.(2025·河南·重点高中高三下·5月联合模拟)近几年,极限运动越来越受到年轻人的喜欢,其中“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示是简化模型,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的力传感器相连,此时力传感器示数为1200N。打开扣环,从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。已知人与装备(可视为质点)的总质量为60kg,不计空气阻力,重力加速度g取,下列说法正确的是( )
A.打开扣环瞬间,体验者的加速度大小为
B.从A到B过程,体验者做加速度增大的加速运动
C.在B点,体验者所受合力最大
D.在C点,体验者处于超重状态
5.(2025·山西晋城·高三下三模)如图所示,在升降电梯内固定一倾角为的光滑斜面,将质量为m的光滑小球置于斜面和一个光滑竖直固定挡板之间。电梯在快要到达地面时,以大小为a的加速度沿竖直方向做匀减速直线运动,重力加速度大小为g,关于此过程,下列说法正确的是( )
A.小球受到斜面的支持力大小为
B.小球受到斜面的支持力大小为
C.小球受到挡板的支持力大小为
D.小球受到挡板的支持力大小为
6.(2025·贵州贵阳七校·三模)如图所示,倾角为的斜面固定于电梯中,当电梯以加速度竖直向上加速运动时,质量为的物体始终与斜面保持相对静止。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度为,则物体受到的支持力和摩擦力大小分别是( )
A. B.
C. D.
7.(2025·广东河源·高三调研模拟(二))“文化需传承,飘色闹元宵”。2025年元宵节期间,广东湛江吴川地区举行飘色大巡游活动,如图所示。图为“飘色”道具的结构示意图,道具由色台和色梗组成,色台固定在色梗上。演员坐在色台上,与道具一起向右匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.此过程道具对演员的作用力大于演员所受的重力
B.此过程道具对演员的作用力与演员所受的重力大小相等
C.当巡游车做减速直线运动时,架子对孩童的作用力竖直向上
D.当巡游车做减速直线运动时,架子对孩童的作用力水平向后
8.(2025·广东大湾区·二模)如图所示,站在地面不动的工人利用滑轮组将货物缓慢提起。提起过程中,工人拉绳的方向不变,动滑轮两侧的绳子不平行,不计滑轮摩擦力,下列说法正确的是( )
A.工人受到的重力和支持力是一对作用力与反作用力
B.工人对绳子的拉力和绳子对工人的拉力是一对平衡力
C.货物缓慢拉起过程中,绳子对动滑轮的作用力不变
D.货物缓慢拉起过程中,地面对工人的支持力变大
9.(2025·浙江温州·二模)如图所示为起重机吊起铁管的场景。质量为200kg的铁管两端固定有一钢绳,起重机挂钩勾住钢绳,使铁管从静止开始先竖直向上做匀加速直线运动,达到某一速度后做匀速运动。若铁管始终保持水平,不计钢绳质量与一切阻力。下列说法正确的是( )
A.匀加速阶段铁管处于超重状态
B.匀速阶段钢绳的张力大小为1000N
C.钢绳对铁管的拉力是由于铁管形变引起的
D.匀加速阶段钢绳对铁管的作用力大于铁管对钢绳的作用力
10.(2025·重庆·高考模拟调研)某本书共858页,质量约为0.3kg(封面、封底及无页码部分的质量不计)。如图所示,将其封面朝上放在水平桌面上,再将一张A4纸夹在第286页与287页之间。现用一水平向右的力F将这张A4纸从书中缓慢抽出(书未动)。已知A4纸与书内纸张间的动摩擦因数为0.6,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,忽略A4纸的质量,则A4纸抽出过程中( )
A.书对桌面的摩擦力水平向左
B.桌面和A4纸对书的摩擦力是一对平衡力
C.力F的大小约为1.2N
D.书与桌面间的动摩擦因数可能为0.3
11.(24-25高三·河北石家庄·质检)如图所示,在竖直方向运动的升降机内,放置用轻杆相连的A、B两小球,两球质量分别为m、3m,杆与竖直方向的夹角为30°。只考虑B球与升降机底板间摩擦,且最大静摩擦力与正压力之比为k。升降机以不同加速度a(a<g)向上运动时两球静止。以竖直向上为正方向,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.当和时,轻杆对小球A的作用力大小相等
B.当时,B球与底板间的摩擦力为零
C.为保证轻杆与厢壁始终相对静止,k的最小值为
D.若,升降机向上加速运动的最大加速度为
12.(2025·湖北武汉·三模)如图所示,一质量为m=0.2kg的物块静置于矩形的木箱内,物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3,一劲度系数为20N/m的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时,木箱处于静止状态,弹簧长度为L=5cm并与木箱底面平行,弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度a,使物块恰好能相对木箱底面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度,求
(1)若且方向竖直向下,则弹簧的原长为多少;
(2)若加速度是水平方向,且初始时弹簧的伸长量为2cm,则加速度a有多大?
1.(2025·四川·高考真题)若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示,则下列各式可能表示能量的是( )
A. B. C. D.
2.(2025·安徽·高考真题)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取,则在乙下落的过程中( )
A.甲对木箱的摩擦力方向向左 B.地面对木箱的支持力逐渐增大
C.甲运动的加速度大小为 D.乙受到绳子的拉力大小为
3.(2025·北京·高考真题)模拟失重环境的实验舱,通过电磁弹射从地面由静止开始加速后竖直向上射出,上升到最高点后回落,再通过电磁制动使其停在地面。实验舱运动过程中,受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大,f随时间t的变化如图所示(向上为正)。下列说法正确的是( )
A.从到,实验舱处于电磁弹射过程 B.从到,实验舱加速度大小减小
C.从到,实验舱内物体处于失重状态 D.时刻,实验舱达到最高点
4.(2025·山东·高考真题)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。如图所示,坡面与水平面夹角为,交线为PN,坡面内QN与PN垂直,挡板平面与坡面的交线为MN,。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,则建筑材料沿MN向下匀加速滑行的加速度大小为( )
A. B.
C. D.
5.(2024·贵州·高考真题)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中,在下落的某段时间内,小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置,相邻位置的时间间隔相等,如图所示,则该段时间内下列说法可能正确的是( )
A.f一直大于G B.f一直小于G
C.f先小于G,后大于G D.f先大于G,后小于G
6.(2024·浙江·高考真题)如图为小猫蹬地跃起腾空追蝶的情景,则( )
A.飞行的蝴蝶只受重力的作用
B.蝴蝶转弯时所受合力沿运动方向
C.小猫在空中受重力和弹力的作用
D.小猫蹬地时弹力大于所受重力
7.(2024·辽宁·高考真题)利用砚台将墨条研磨成墨汁时讲究“圆、缓、匀”,如图,在研磨过程中,砚台始终静止在水平桌面上。当墨条的速度方向水平向左时,( )
A.砚台对墨条的摩擦力方向水平向左
B.桌面对砚台的摩擦力方向水平向左
C.桌面和墨条对砚台的摩擦力是一对平衡力
D.桌面对砚台的支持力与墨条对砚台的压力是一对平衡力
8.(2024·安徽·高考真题)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。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 D.加速度先增大后减小
9.(2024·广东·高考真题)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
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