专题11 牛顿第一定律﹠力学单位制﹠超重和失重（7大考点）- 2025-2026学年高一上学期物理同步培优训练（人教版必修第一册）

专题11 牛顿第一定律﹠力学单位制﹠超重和失重 7大高频考点概览 考点01 伽利略的理想斜面实验（共4小题） 考点02 牛顿第一定律的内容与应用（共4小题） 考点03 惯性与质量（共6小题） 考点04 力学单位制与单位制（共11小题） 考点05 超重与失重的概念、特点和判断（共6小题） 考点06 根据超重或失重状态计算物体的运动情况（共6小题） 考点07 超重与失重的图像问题（共5小题） 地 城 考点01 伽利略的理想斜面实验 1．伽利略创造性地设计了如图（a）、（b）的两个斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是为了便于测量速度 B．由图（a）可得出自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动 C．图（b）中不需要斜面光滑 D．由图（b）可得出力是维持物体运动的原因 2．关于物理思想、物理方法、物理实验、物理学史，下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动 B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法 C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了等效替代法 D．根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法 3．（多选）在16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。以下说法与伽利略观点相反的是（　　） A．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力 B．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 C．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明物体受的力越大，速度就越大 D．一个运动的物体，如果不再受拉力了，它总会逐渐停下来，这说明静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态” 4．古希腊的哲学家亚里士多德根据人们的传统观点提出：必须有力作用到物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来，这种认识一直持续了两千多年．直到17世纪，伽利略才根据实验指出，在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力，如果在一个没有摩擦阻力的水平面上，物体就会保持自己的速度不变．他通过一个想象的理想实验，经过严密的推理，有力地证明了他的观点的正确性，指出了亚里士多德的认识的错误性． 伽利略的理想实验和推理过程如下：如图甲所示，把两个斜面对接起来，让静止的小球沿一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来静止时的高度．他推论出，如果减小第二个斜面的倾角（图乙），小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度，但是要通过更长的距离．继续减小第二个斜面的倾角，直至最后使它成为水平面（图丙），小球不可能达到原来的高度，而要沿着水平面以恒定的速度运动下去． （1）归纳一下，伽利略和亚里士多德关于“运动和力”的关系的根本分歧是　　 　　 　　 　　 　 　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 ． （2）伽利略的理想实验和推理过程，要论证他的　　 　　 　　 　　 　　 　　　 的观点． （3）这个实验只能是理想实验的原因是　　 　　 　　 　　 　　 　　 ；实际做这个实验的困难在于　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 　　 ． （4）文中的哪一句话的意思最接近牛顿第一定律的内容？请把它摘录出来． 地 城 考点02 牛顿第一定律的内容与应用 5．在我国悠久的历史长河中，古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学理论相符合，甚至要比西方早几百年。例如《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是（　　） A．有力作用物体一定能运动起来 B．没有力作用物体就一定处于静止状态 C．力是改变物体运动状态的原因 D．物体的运动必须要力来维持 6．“析万物之理，判天地之美”，了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考往往比掌握知识本身更重要。下列说法中符合事实的是（　　） A．亚里士多德指出力是改变物体运动状态的原因 B．牛顿第一定律和牛顿第二定律都可通过实验直接检验 C．伽利略通过实验证明了重的物体比轻的物体下落得快 D．牛顿在伽利略和笛卡尔研究的基础上总结得出了牛顿第一定律 7．（多选）“天宫课堂”第四课于2023年9月21日15时45分开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，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“球拍”发生形变产生的 B．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 C．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 D．梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证 8．（多选）关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（　　） A．物体受到恒定的外力作用时，它的运动状态不一定发生改变 B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变 C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态或者匀速直线运动状态 D．物体的运动方向与它所受的合力的方向一定相同 地 城 考点03 惯性与质量 9．春秋末年的《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性最早的记述。下列说法正确的是（　　） A．“马力既竭”时马没有了惯性 B．“马力既竭”时车的惯性不变 C．马的拉力越大，车的惯性越大 D．马拉车的速度越大，车的惯性越大 10．如图所示，从车厢顶的A处有一小球自由落下，结果落在底板上的B处，则此时该车厢所处的运动状态可能是（　　） A．匀速向左运动 B．向左减速运动 C．匀速向右运动 D．向右减速运动 11．（多选）如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球（　　） A．可能落在A处 B．可能落在B处 C．可能落在C处 D．以上都不可能 12．（多选）下列生活情境中，利用了物体的惯性的是（　　） A．图甲中，迅速敲击压在中性笔下方的纸条可以将纸条抽出，而中性笔屹立不倒 B．图乙中，运输玻璃瓶时，玻璃瓶需要用很厚的泡沫塑料包装 C．图丙中，乘坐交通工具时，要正确系好安全带 D．图丁中，榔头松动后，可以将锤柄朝下，在地面上磕几下 13．（多选）同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中．下列说法中正确的是（　　） A．相对于地面，小球运动的轨迹是直线 B．相对于地面，小球运动的轨迹是曲线 C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力 D．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度 14．2002年10月12日，在上海市嘉定区某条公路上，一辆载有三条大水泥柱的载重汽车，由于水泥柱捆绑不牢，车速过大，并且在遇到紧急情况时处理不当，紧急刹车时，水泥柱戳穿驾驶室造成重大伤亡事故．请分析这个现象，并加以解释． 地 城 考点04 力学单位制与单位制 15．在航空航天、汽车工程、能源动力等诸多领域中，流体动力学模型扮演着至关重要的角色。研究表明，球形物体在液体中运动时除了受到浮力，还会受到阻力，其关系式为：f＝kηrv，式中η称为黏性系数，r和v分别是球的半径和速度，k是一个无单位的常数。根据国际单位制推断黏性系数η的单位是（　　） A．kg/（m•s2） B．kg/（m•s） C．kg/s D．kg/（m2•s） 16．2020年11月28日，“奋斗者”号载人潜水器海试返航，前期在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。奋斗者号这条庞然“大鱼”有几十吨重，两人多高，从“蛟龙”号到“奋斗者”号，中国深潜勇士不断向洋底最深处进军。在这则新闻中涉及了长度、质量和时问及其单位，下列说法正确的是（　　） A．新闻中涉及“有几十吨重”中，吨是国际单位制中的导出单位 B．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的导出单位 C．新闻中涉及“深度10909米”中，米是国际单位制中力学三个基本物理量之一 D．力学中的三个基本物理量是长度、质量、时间，物理学中所有的物理量都有单位 17．物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系。斯托克斯定律描述了球形物体在粘滞液体中受到的阻力为F＝6πηvR。式中，R是球体的半径，v是它是相对于液体的速度，η是液体的粘滞系数，粘滞系数的单位用国际单位制中的基本单位表示应为（　　） A． B． C． D． 18．汽车向前行驶时，会受到空气阻力Fd的作用，空气阻力Fd的大小与空气的密度ρ、汽车的行驶速度v、迎风面积S以及风阻系数Cd等因素有关。已知风阻系数Cd无单位，则下列表达式中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 19．在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时，一个同学解得某物体位移的表达式如下，请你用单位制的知识判断，下面哪个结果可能正确（　　） A． B． C． D． 20．如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A置于水平地面上。现将质量为m的滑块B从A的顶端静止释放，B沿A的斜面下滑。若忽略一切摩擦，B下滑过程中，A相对地面的加速度大小为a。下面给出a的表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解，但可以通过一定的物理分析对表达式的合理性做出判断，则a的合理表达式应为（　　） A． B． C． D． 21．C919飞机是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的大型客机。某同学查阅资料得知，飞机飞行过程中所受升力的计算公式为，其中Y为升力，ρ为空气密度，C为升力系数，S为机翼的特征面积，v为飞机相对空气的速度。以下关于升力系数C的单位的说法正确的是（ ） A．无单位 B．N/m C．N/m2 D．kg/（m2•s2） 22．（多选）2025年第九届亚洲冬季运动会将在哈尔滨举行，短道速滑是我国传统优势项目，有关短道速滑的相关表述正确的是（　　） A．赛道一圈总长度为111.12m，长度是国际单位制中的基本物理量 B．短道速滑男子500m的世界纪录为39.505s，秒是国际单位制中的基本单位 C．短道速滑运动员最快滑行速度可以达到近14m/s，米每秒是国际单位制中的导出单位 D．短道速滑运动员蹬地的爆发力能够达到4000N，力是国际单位制中的基本物理量 23．（多选）第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的四项基本单位定义。若以F表示力，a表示加速度，x表示位移，t表示时间，m表示质量，借助单位制可知速度v表达式，下列可能正确的是（　　） A． B． C． D． 24．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．不论静摩擦力，还是动摩擦力都与物体的运动方向相反 B．对于跳高运动员来说，背越式过横杆较为容易，因为这样身体重心较低 C．开车之所以系安全带，不是克服惯性，而是人有惯性，系安全带避免人与车碰撞受伤 D．在力学单位制中，三个基本单位对应为：N、m、s 25．如图所示，圆锥的高是h，底面半径是r，某同学记的圆锥体积公式是Vπr3h。 （1）圆锥的高h、半径r的国际单位各是什么？体积的国际单位又是什么？ （2）将h、r的单位代入公式Vπr3h，计算出的体积V的单位是什么？这说明该公式对还是错？ 地 城 考点05 超重与失重的概念、特点和判断 26．如图所示，质量均为m＝1kg的A、B、C、D四枚棋子与质量为M＝2kg的托盘E叠放在竖直轻质弹簧上并保持静止，现用一直尺快速击打出中间的C，在C被快速打出后瞬间，A、B、D、E可视为处于原位置，重力加速度g取10m/s2，则此时，下列说法不正确的是（　　） A．A、B均处于完全失重 B．D的加速度为10m/s2 C．D、E之间的弹力为10N D．弹簧对E的弹力不变 27．在匀速运动的电梯中，一乘客站立在放于电梯底部的体重计上，发现体重计的示数突然变大，则此时（ ） A．乘客处于失重状态，电梯可能向上减速 B．乘客处于超重状态，电梯可能向上加速 C．乘客处于失重状态，电梯可能向下减速 D．乘客处于超重状态，电梯可能向下加速 28．蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动。一名游客在三清山神仙谷景区体验蹦极，蹦极过程可简化为如图，游客身系弹性绳自高空P点自由下落。图中a点是弹性绳的原长位置，c点是游客所到达的最低点，b点是游客静止地悬吊着时的平衡位置。游客在从P点下落到最低点c的过程中（不计空气阻力），以下说法正确的是（　　） A．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于失重状态 B．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于超重状态 C．a到b的过程中，该游客做加速运动，处于超重状态 D．b到c的过程中，该游客做减速运动，处于失重状态 29．（多选）如图所示，为方便纪录片拍摄，工作人员借助水平空中索道操作摄像机，以拍出不同视角的场景。工作人员可以通过同时改变两根悬绳的长度实现其上下移动，通过滑轮实现其水平移动。下列说法正确的是（　　） A．当摄像机匀速下降时，悬绳中的拉力增大 B．当摄像机水平匀速运动时，悬绳中的拉力不变 C．两悬绳匀速变短使摄像机向上移动时，摄像机处于超重状态 D．两悬绳匀速变长使摄像机向下移动时，摄像机处于失重状态 30．（多选）如图，质量为M的人用一个轻质光滑定滑轮将质量为m的物体从高处降下，物体匀加速下降的加速度为a，a＜g，g为重力加速度。不计滑轮的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体处于失重状态 B．物体处于超重状态 C．人对地面的压力为（M﹣m）g+ma D．人对地面的压力为（M+m）g﹣ma 31．如图所示的巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。游客在被送到距地面h＝66.5m的高度后，由静止开始随座舱匀加速下落t＝3s到离地面h1＝24.5m的位置时，制动系统启动，座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停下。取重力加速度g＝10m/s2。求： （1）座舱在匀加速下落过程中的加速度的大小a1； （2）在制动系统启动后，座舱座椅对质量m＝60kg的游客的支持力FN。 地 城 考点06 根据超重或失重状态计算物体的运动情况 32．图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2。根据图像分析可知（　　） A．C到d的过程中，人处于完全失重状态 B．人的重力可由b点读出，约为500N C．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点 D．人上升的最大高度约为0.3125m 33．一质量为55kg的同学，为完成老师布置的实践体验作业，把体重计放在直升式电梯中，发现某段时间体重计的示数变为66kg，设当地的重力加速度大小为10m/s2，下列说法中正确的是（　　） A．该同学这段时间处于失重状态，重力大小为550N B．该同学这段时间处于超重状态，重力大小为660N C．这段时间内电梯的加速度大小为2.5m/s2，方向竖直向下 D．这段时间内电梯的加速度大小为2.0m/s2，方向竖直向上 34．（多选）塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v﹣t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．前10s钢索的拉力恒为1010N B．30﹣36s内物体处于超重状态 C．30﹣36s内钢索的拉力小于36﹣46s的拉力 D．36﹣46s内物体受到的合力小于0﹣10s内的合力 35．（多选）某课外兴趣小组开展超重、失重体验与研究。在竖直运行的升降电梯内的地板上放一体重计，小郭同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg。某一段时间内，发现体重计示数稳定如图所示。若g＝10m/s2，则在这段时间内（　　） A．小郭同学的体重变为40kg B．电梯在向下做匀速运动 C．电梯的加速度大小为2m/s2方向一定竖直向下 D．电梯可能在以2m/s2的加速度向上匀减速运行中 36．（多选）质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A受到一根轻弹簧施加的1.2N的水平拉力而保持静止，物块与木箱水平底面间的动摩擦因数为0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。现让木箱在竖直方向上运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动。木箱的加速度大小和方向可能是（　　） A．6m/s2，方向向右 B．1m/s2，方向向左 C．1.5m/s2，方向向下 D．2.5m/s2，方向向下 37．质量M＝50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝1kg的物体A．在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为8N．g取10m/s2。 （1）求此时升降机加速度的大小和方向； （2）求此时人对地板的压力大小； （3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态。 地 城 考点07 超重与失重的图像问题 38．杭州亚运会10m跳台的跳水决赛中，中国运动员全红婵完美一跳裁判全给10分并获得冠军。如图1所示是她站在跳台踏板起跳的精彩瞬间，从她离开跳板开始计时，跳水过程中全红婵重心的v﹣t图像可简化为如图2所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．运动员在0～t1过程中做自由落体运动 B．运动员在t2～t3过程中速度方向发生改变 C．运动员在t3～t4过程中处于超重状态 D．运动员在t4时刻上浮至水面 39．某人站在置于水平地面上的压力传感器上，进行蹲起动作，图中呈现的是在一段时间内力传感器的示数随时间变化的情况。由此可以判断（　　） A．在0～8s内，该人完成两次完整的蹲起过程 B．状态a到状态b对应着下蹲过程，状态b到状态c对应着站起过程 C．从状态a到状态b，人的重心运动的加速度方向向上 D．从状态d到状态e，人的重心运动的速度和加速度方向都向上 40．（多选）如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中a～e各点均对应人的不同状态，根据图像可知（　　） A．图像中a点至b点过程对应人处于下蹲过程中 B．图像中b点至c点过程对应人处于起跳过程中 C．图像中d点位置对应人处于运动过程的最高点 D．图像中e点位置对应人处于超重状态 41．（多选）如图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，如图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2。根据图像分析可知（　　） A．人上升的最大高度约为0.3125m B．人的最大加速度大小约为30m/s2 C．b到c的过程中，人先失重后超重 D．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点 42．图像是一种很方便、直观的分析方法，图线与坐标轴的交点、所围的面积也有一定的物理含义。 （1）质量为m的某同学乘电梯上楼，电梯以加速度a匀加速上升时，通过分析说明此同学处于超重状态还是失重状态。 （2）电梯匀加速上升时的a﹣t图像如图1所示，分析说明图线与坐标轴所围面积的物理含义。 （3）某同学乘电梯时，利用手机传感器软件测量出电梯启动过程中加速度随时间变化的情况，如图2所示。求第6s末、18s末时电梯的速度大小。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 牛顿第一定律﹠力学单位制﹠超重和失重 7大高频考点概览 考点01 伽利略的理想斜面实验（共4小题） 考点02 牛顿第一定律的内容与应用（共4小题） 考点03 惯性与质量（共6小题） 考点04 力学单位制与单位制（共11小题） 考点05 超重与失重的概念、特点和判断（共6小题） 考点06 根据超重或失重状态计算物体的运动情况（共6小题） 考点07 超重与失重的图像问题（共5小题） 地 城 考点01 伽利略的理想斜面实验 1．伽利略创造性地设计了如图（a）、（b）的两个斜面实验，下列说法正确的是（　　） A．图（a）是为了便于测量速度 B．由图（a）可得出自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动 C．图（b）中不需要斜面光滑 D．由图（b）可得出力是维持物体运动的原因 【答案】B 【解答】解：AB、图（a）中伽利略通过研究小球在斜面上的运动，推理出自由落体运动规律，可得出自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动，图（a）是为了便于测量时间，而不是速度，故A错误，B正确； CD、根据图（b）的理想斜面实验，伽利略忽略了摩擦力对物体运动的影响，即图（b）中需要斜面光滑，通过推理得出若减小第二斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度；伽利略进一步得出的结论是物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，表明了力不是维持物体运动的原因，故CD错误。 故选：B。 2．关于物理思想、物理方法、物理实验、物理学史，下列说法正确的是（　　） A．伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动 B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法 C．在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了等效替代法 D．根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了理想模型法 【答案】A 【解答】解：A、伽利略通过斜面实验加逻辑推理的方法研究了自由落体运动，故A正确； B、在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法，故B错误； C、在推导匀变速直线运动的位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各个小段的位移相加，这应用了微元法，故C错误； D、根据速度定义式，当Δt很小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限法，故D错误； 故选：A。 3．（多选）在16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元。以下说法与伽利略观点相反的是（　　） A．一个物体维持匀速直线运动，不需要受力 B．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快 C．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明物体受的力越大，速度就越大 D．一个运动的物体，如果不再受拉力了，它总会逐渐停下来，这说明静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态” 【答案】BCD 【解答】解：A．伽利略通过实验和推理，得到的观点为一个物体维持匀速直线运动，不需要受力，该说法与伽利略的观点相同，故A错误； B．伽利略认为在忽略空气阻力时，两物体从同一高度自由下落，两个物体同时落地，选项中的观点与伽利略观点相反，故B正确； C．伽利略认为物体的运动不需要力来维持，即力与速度大小没有本质关系，四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，只能够说明物体受的力越大，物体速度变化越快，选项中的观点与伽利略观点相反，故C正确； D．伽利略认为力不是维持物体运动的原因，运动的物体，如果不再受拉力了，它总会逐渐停下来，这是由于物体受到阻力的原因，并不说明静止状态是物体长时间不受力时的“自然状态”，故D正确。 故选：BCD。 4．古希腊的哲学家亚里士多德根据人们的传统观点提出：必须有力作用到物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要停下来，这种认识一直持续了两千多年．直到17世纪，伽利略才根据实验指出，在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到了摩擦阻力，如果在一个没有摩擦阻力的水平面上，物体就会保持自己的速度不变．他通过一个想象的理想实验，经过严密的推理，有力地证明了他的观点的正确性，指出了亚里士多德的认识的错误性． 伽利略的理想实验和推理过程如下：如图甲所示，把两个斜面对接起来，让静止的小球沿一个斜面滚下来，小球将滚上另一个斜面．如果没有摩擦，小球将上升到原来静止时的高度．他推论出，如果减小第二个斜面的倾角（图乙），小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度，但是要通过更长的距离．继续减小第二个斜面的倾角，直至最后使它成为水平面（图丙），小球不可能达到原来的高度，而要沿着水平面以恒定的速度运动下去． （1）归纳一下，伽利略和亚里士多德关于“运动和力”的关系的根本分歧是　物体不受力也能运动；亚里士多德：物体受力才能运动　 ． （2）伽利略的理想实验和推理过程，要论证他的　如果没有力作用在物体上，物体能一直运动下去　 的观点． （3）这个实验只能是理想实验的原因是　现实中不受力的物体是不存在的　 ；实际做这个实验的困难在于　摩擦阻力不可能小到为零，且没有无限长的平面　 ． （4）文中的哪一句话的意思最接近牛顿第一定律的内容？请把它摘录出来． 【答案】解：（1）由短文内容知， 伽利略认为：物体不受力也能运动； 亚里士多德认为：物体受力才能运动． （2）伽利略通过实验，证实了若如果没有力作用在物体上，物体能一直运动下去． （3）现实中不受力的物体是不存在的；实际做这个实验的困难在于摩擦阻力不可能小到为0，且没有无限长的平面． （4）文中最接近牛顿第一定律的话：如果在一个光滑的水平面上，没有加速或减速的原因，物体就会保持自己的速度不变． 故答案为：（1）伽利略：物体不受力也能运动；亚里士多德：物体受力才能运动　（2）如果没有力作用在物体上，物体能一直运动下去　（3）现实中不受力的物体是不存在的； 摩擦阻力不可能小到为零，且没有无限长的平面　（4）如果在一个没有摩擦阻力的水平面上，物体就会保持自己的速度不变 地 城 考点02 牛顿第一定律的内容与应用 5．在我国悠久的历史长河中，古人在认识自然的过程中提出的一些观点与现今的物理学理论相符合，甚至要比西方早几百年。例如《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是（　　） A．有力作用物体一定能运动起来 B．没有力作用物体就一定处于静止状态 C．力是改变物体运动状态的原因 D．物体的运动必须要力来维持 【答案】C 【解答】解：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动，其意思是力是改变运动状态的原因。 ACD．结合牛顿第一定律可知，力是改变物体运动状态的原因，运动是不需要力来维持，故C正确，AD错误； B．没有力作用，物体可能处于静止或匀速运动状态，故B错误。 故选：C。 6．“析万物之理，判天地之美”，了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考往往比掌握知识本身更重要。下列说法中符合事实的是（　　） A．亚里士多德指出力是改变物体运动状态的原因 B．牛顿第一定律和牛顿第二定律都可通过实验直接检验 C．伽利略通过实验证明了重的物体比轻的物体下落得快 D．牛顿在伽利略和笛卡尔研究的基础上总结得出了牛顿第一定律 【答案】D 【解答】解：A．伽利略认为力是改变物体运动状态的原因，亚里士多德认为力是维持物体运动状态的原因，故A错误； B．牛顿第一定律不可能通过实验直接检验，是在大量实验的基础上推理出来的，牛顿第二定律可通过实验直接检验，故B错误； C．伽利略通过实验证明了忽略空气阻力的情况下，轻、重物体下落一样快，故C错误； D．牛顿在伽利略和笛卡尔研究的基础上总结得出了牛顿第一定律，故D正确。 故选：D。 7．（多选）“天宫课堂”第四课于2023年9月21日15时45分开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，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“球拍”发生形变产生的 B．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 C．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 D．梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证 【答案】AC 【解答】解：AB.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正确，B错误； C.惯性只与物体的质量有关，梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大，故C正确； D.牛顿第一定律不能通过实验进行验证，是通过合理外推得到的，故D错误。 故选：AC。 8．（多选）关于运动状态与所受外力的关系，下面说法中正确的是（　　） A．物体受到恒定的外力作用时，它的运动状态不一定发生改变 B．物体受到不为零的合力作用时，它的运动状态要发生改变 C．物体受到的合力为零时，它一定处于静止状态或者匀速直线运动状态 D．物体的运动方向与它所受的合力的方向一定相同 【答案】ABC 【解答】解：A、物体受到某一恒定的外力作用时，若物体所受合力为零，则它的运动状态不发生改变，若物体所受合力不为零，则它的运动状态一定发生改变，故A正确； B、物体受到不为零的合力作用时，加速度不为零，其运动状态一定发生变化。故A错误，B正确； C、物体受到的合力为零时，它不一定处于静止状态，也可能处于匀速直线运动状态。故C正确； D、物体的运动方向不一定与它所受的合力的方向相同，比如平抛运动、匀速圆周运动物体的运动方向与合力方向都不同。故D错误。 故选：ABC。 地 城 考点03 惯性与质量 9．春秋末年的《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”，意思是马对车不施加拉力了，车还能继续向前运动，这是关于惯性最早的记述。下列说法正确的是（　　） A．“马力既竭”时马没有了惯性 B．“马力既竭”时车的惯性不变 C．马的拉力越大，车的惯性越大 D．马拉车的速度越大，车的惯性越大 【答案】B 【解答】解：惯性大小的唯一量度是质量，与力和速度无关，故ACD错误，B正确。 故选：B。 10．如图所示，从车厢顶的A处有一小球自由落下，结果落在底板上的B处，则此时该车厢所处的运动状态可能是（　　） A．匀速向左运动 B．向左减速运动 C．匀速向右运动 D．向右减速运动 【答案】D 【解答】解：A C．如果车匀速向左运动和匀速向右运动，小球从车顶落下时，由于惯性，小球向车行方向的运动速度和车前进的速度相同，小球会落到A点的正下方，故AC错误； B．如果车向左进行减速运动，当小球从车顶落下时，小球在水平方向前进的距离大于车的距离，即小球向左的运动速度大于车前进的速度，小球会落到A点的正下方的左侧，故B错误； D．如果车向右进行减速运动，当小球从车顶落下时，小球在水平方向前进的距离大于车的距离，小球向右的运动速度大于车前进的速度，小球会落到A点正下方的右侧，故D正确； 故选：D。 11．（多选）如图所示，正在行驶的火车车厢内，有一人相对车厢由静止释放一小球，则小球（　　） A．可能落在A处 B．可能落在B处 C．可能落在C处 D．以上都不可能 【答案】ABC 【解答】解：惯性是物体的一种特性，是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质。 在做匀速直线运动的车厢上，由于具有惯性，小球要保持原来的运动状态，即匀速直线运动状态，所以小球落下的位置在B点。 若汽车做匀加速运动，则落在A点，若汽车做匀减速运动，则落在C点，所以落在ABC点都有可能，故ABC正确，D错误 故选：ABC。 12．（多选）下列生活情境中，利用了物体的惯性的是（　　） A．图甲中，迅速敲击压在中性笔下方的纸条可以将纸条抽出，而中性笔屹立不倒 B．图乙中，运输玻璃瓶时，玻璃瓶需要用很厚的泡沫塑料包装 C．图丙中，乘坐交通工具时，要正确系好安全带 D．图丁中，榔头松动后，可以将锤柄朝下，在地面上磕几下 【答案】AD 【解答】解：A、图甲中，迅速敲击压在中性笔下方的纸条可以将纸条抽出，而中性笔屹立不倒，这是利用了物体的惯性，使中性笔保持原来的静止状态，故A正确； B、图乙中，运输玻璃瓶时，玻璃瓶需要用很厚的泡沫塑料包装，是防止玻璃瓶由于惯性而破碎，故B错误； C、图丙中，乘坐交通工具时应系安全带，是防止交通工具紧急刹车时，由于具有惯性而带来的危害，故C错误； D、图丁中，紧固锤头时撞击锤柄的下端，锤柄停止运动，而锤头由于惯性继续向下运动，所以就套紧在锤柄上了，这一过程利用了锤头的惯性，故D正确。 故选：AD。 13．（多选）同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中．下列说法中正确的是（　　） A．相对于地面，小球运动的轨迹是直线 B．相对于地面，小球运动的轨迹是曲线 C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力 D．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度 【答案】BD 【解答】解：A、相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，A错误B正确 C、能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故C错误D正确 故选：BD。 14．2002年10月12日，在上海市嘉定区某条公路上，一辆载有三条大水泥柱的载重汽车，由于水泥柱捆绑不牢，车速过大，并且在遇到紧急情况时处理不当，紧急刹车时，水泥柱戳穿驾驶室造成重大伤亡事故．请分析这个现象，并加以解释． 【答案】解：紧急刹车时，由于摩擦，车迅速停止； 由于惯性要保持原来的速度前进； 而大水泥柱质量大，惯性大，速度减小的慢，故大水泥柱相对汽车向前运动，造成事故； 地 城 考点04 力学单位制与单位制 15．在航空航天、汽车工程、能源动力等诸多领域中，流体动力学模型扮演着至关重要的角色。研究表明，球形物体在液体中运动时除了受到浮力，还会受到阻力，其关系式为：f＝kηrv，式中η称为黏性系数，r和v分别是球的半径和速度，k是一个无单位的常数。根据国际单位制推断黏性系数η的单位是（　　） A．kg/（m•s2） B．kg/（m•s） C．kg/s D．kg/（m2•s） 【答案】B 【解答】解：由题意可知，f＝kηrv，解得：，根据国际单位制推断黏性系数η的单位是：，故B正确，ACD错误。 故选：B。 16．2020年11月28日，“奋斗者”号载人潜水器海试返航，前期在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米。奋斗者号这条庞然“大鱼”有几十吨重，两人多高，从“蛟龙”号到“奋斗者”号，中国深潜勇士不断向洋底最深处进军。在这则新闻中涉及了长度、质量和时问及其单位，下列说法正确的是（　　） A．新闻中涉及“有几十吨重”中，吨是国际单位制中的导出单位 B．“千克米每二次方秒”被定义为“牛顿”，“牛顿”是国际单位制中的导出单位 C．新闻中涉及“深度10909米”中，米是国际单位制中力学三个基本物理量之一 D．力学中的三个基本物理量是长度、质量、时间，物理学中所有的物理量都有单位 【答案】B 【解答】解：A.“吨”是质量的一个单位，但不是国际单位制中的单位，故A错误； B.“千克米每二次方秒”是由F＝ma推导出来的，是国际单位制中的导出单位，为了纪念牛顿把它定义为牛顿，故B正确； C.国际单位制中力学三个基本物理量是：长度、质量、时间，而米只是长度的单位，故C错误； D.在国际单位制中，力学基本量是长度、质量、时间，单位是物理量的组成部分，有单位的物理量要注明单位，但并不是所有物理量都有单位，如前面学过的动摩擦因数μ就没有单位，故D错误。 故选：B。 17．物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系。斯托克斯定律描述了球形物体在粘滞液体中受到的阻力为F＝6πηvR。式中，R是球体的半径，v是它是相对于液体的速度，η是液体的粘滞系数，粘滞系数的单位用国际单位制中的基本单位表示应为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：根据公式F＝6πηvR，得η，根据单位制基本单位，η的单位为，故B正确，ACD错误。 故选：B。 18．汽车向前行驶时，会受到空气阻力Fd的作用，空气阻力Fd的大小与空气的密度ρ、汽车的行驶速度v、迎风面积S以及风阻系数Cd等因素有关。已知风阻系数Cd无单位，则下列表达式中可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：Fd单位为N，ρ单位为kg/m3，行驶速度v单位m/s，迎风面积S单位m2，风阻系数Cd无单位，对A选项，单位为kg/m3•（m/s）2•m2，计算结果为kg•m/s2，与F单位相同，同理可推导其它选项等式两边单位不相等，故A正确，BCD错误。 故选：A。 19．在解答一道已知量完全由字母表达结果的计算题时，一个同学解得某物体位移的表达式如下，请你用单位制的知识判断，下面哪个结果可能正确（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：力的单位是N，又1N＝1kg•m/s2 时间的单位是s，质量的单位是kg，位移单位为m，我们逐一分析每个选项的单位，以确定它们是否可能正确地表示位移。 A、式子的单位为 故A错误； B、式子的单位为 故B正确； C、式子的单位为 故C错误； D、式子的单位为 故D错误； 故选：B。 20．如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A置于水平地面上。现将质量为m的滑块B从A的顶端静止释放，B沿A的斜面下滑。若忽略一切摩擦，B下滑过程中，A相对地面的加速度大小为a。下面给出a的表达式中只有一个是合理的，你可能不会求解，但可以通过一定的物理分析对表达式的合理性做出判断，则a的合理表达式应为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A.若θ＝0°，则B对斜面体的压力竖直向下，则斜面体不可能在水平方向加速，即a＝0，故A错误； B.若θ＝90°，则B对斜面体水平方向也无压力，斜面体的加速度也为零，故B错误； D.当M＝msin2θ时A的加速度a→∞，故D错误； C.由以上分析知只有C合理，故C正确。 故选：C。 21．C919飞机是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的大型客机。某同学查阅资料得知，飞机飞行过程中所受升力的计算公式为，其中Y为升力，ρ为空气密度，C为升力系数，S为机翼的特征面积，v为飞机相对空气的速度。以下关于升力系数C的单位的说法正确的是（ ） A．无单位 B．N/m C．N/m2 D．kg/（m2•s2） 【答案】A 【解答】解：根据升力的公式YρCSv2，可得，对应单位为，整理可以得出是一个数值，没有单位；故A正确，BCD错误。 故选：A。 22．（多选）2025年第九届亚洲冬季运动会将在哈尔滨举行，短道速滑是我国传统优势项目，有关短道速滑的相关表述正确的是（　　） A．赛道一圈总长度为111.12m，长度是国际单位制中的基本物理量 B．短道速滑男子500m的世界纪录为39.505s，秒是国际单位制中的基本单位 C．短道速滑运动员最快滑行速度可以达到近14m/s，米每秒是国际单位制中的导出单位 D．短道速滑运动员蹬地的爆发力能够达到4000N，力是国际单位制中的基本物理量 【答案】ABC 【解答】解：A、长度是国际单位制中的基本物理量，故A正确； B、秒是国际单位制中时间的基本单位，故B正确； C、米每秒是国际单位制中根据相关公式得到的导出单位，故C正确； D、在国际单位制中，力不是基本物理量，故D错误； 故选：ABC。 23．（多选）第26届国际计量大会通过“修订国际单位制”决议，正式更新包括国际标准质量单位“千克”在内的四项基本单位定义。若以F表示力，a表示加速度，x表示位移，t表示时间，m表示质量，借助单位制可知速度v表达式，下列可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【解答】解：根据国际标准，可知速度单位m/s，位移单位m，加速度单位m/s2，力的单位kg⋅m/s2； A．，所以的单位不是m/s，故A错误； B．，所以的单位是m/s，故B正确； C．，所以所以的单位不是m/s，故C错误； D．，所以的单位不是m/s，故D正确。 故选：BD。 24．（多选）下列说法中正确的是（　　） A．不论静摩擦力，还是动摩擦力都与物体的运动方向相反 B．对于跳高运动员来说，背越式过横杆较为容易，因为这样身体重心较低 C．开车之所以系安全带，不是克服惯性，而是人有惯性，系安全带避免人与车碰撞受伤 D．在力学单位制中，三个基本单位对应为：N、m、s 【答案】BC 【解答】解：A、摩擦力的方向一定与相对运动或相对运动趋势方向相反，可能与物体的运动方向相同，可能与物体的运动方向相反，故A错误； B、背越式跳高的重心可能小于杆高，对于跳高运动员来说，背越式过横杆较为容易，因为这样身体重心较低，故B正确； C、系安全带的目的是防止在紧急刹车时由于惯性人会向冲，从而可能对人员造成伤害，故C正确； D、在力学单位制中，三个基本单位对应为：kg、m、s，故D错误。 故选：BC。 25．如图所示，圆锥的高是h，底面半径是r，某同学记的圆锥体积公式是Vπr3h。 （1）圆锥的高h、半径r的国际单位各是什么？体积的国际单位又是什么？ （2）将h、r的单位代入公式Vπr3h，计算出的体积V的单位是什么？这说明该公式对还是错？ 【答案】（1）圆锥的高h、半径r的国际单位各是米（m）、米（m）、立方米（m3）； （2）体积V的单位是m4，说明公式是错的。 【解答】解：（1）圆锥的高h的国际单位是米（m）；半径r的国际单位是米（m）；体积的国际单位是立方米（m3）。 （2）将h、r的单位代入公式Vπr3h，可得出体积V的单位是m4，与体积的国际单位m3相矛盾，这说明该公式是错误的。 答：（1）圆锥的高h、半径r的国际单位各是米（m）、米（m）、立方米（m3）； （2）体积V的单位是m4，说明公式是错的。 地 城 考点05 超重与失重的概念、特点和判断 26．如图所示，质量均为m＝1kg的A、B、C、D四枚棋子与质量为M＝2kg的托盘E叠放在竖直轻质弹簧上并保持静止，现用一直尺快速击打出中间的C，在C被快速打出后瞬间，A、B、D、E可视为处于原位置，重力加速度g取10m/s2，则此时，下列说法不正确的是（　　） A．A、B均处于完全失重 B．D的加速度为10m/s2 C．D、E之间的弹力为10N D．弹簧对E的弹力不变 【答案】C 【解答】解：A、在C被快速打出后瞬间，A、B、D、E可视为处于原位置，则把AB看成一个整体，该整体仅受重力作用，所以具有向下的加速度，大小等于重力加速度，则A、B处于完全失重状态，故A正确； BCD、静止时弹簧弹力大小为F＝4mg+Mg，解得F＝60N，因为弹簧上的弹力不能突变，所以在C被快速打出后瞬间，弹簧上的弹力不变，即对E的弹力不变，对DE整体来说，设DE的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有F﹣（M+m）g＝（M+m）a，解得a＝10m/s2，对D，设E对D的弹力大小为N，根据牛顿第二定律有N﹣mg＝ma，解得N＝20N，即D、E之间的弹力大小为20N，故BD正确，C错误。 本题是选不正确的，故选：C。 27．在匀速运动的电梯中，一乘客站立在放于电梯底部的体重计上，发现体重计的示数突然变大，则此时（ ） A．乘客处于失重状态，电梯可能向上减速 B．乘客处于超重状态，电梯可能向上加速 C．乘客处于失重状态，电梯可能向下减速 D．乘客处于超重状态，电梯可能向下加速 【答案】B 【解答】解：体重计的示数大于乘客的体重，则具有向上的加速度，处于超重状态，电梯可能向上加速运动，也可能向下减速运动，故ACD错误，B正确。 故选：B。 28．蹦极是一项深受年轻人喜爱的极限运动。一名游客在三清山神仙谷景区体验蹦极，蹦极过程可简化为如图，游客身系弹性绳自高空P点自由下落。图中a点是弹性绳的原长位置，c点是游客所到达的最低点，b点是游客静止地悬吊着时的平衡位置。游客在从P点下落到最低点c的过程中（不计空气阻力），以下说法正确的是（　　） A．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于失重状态 B．P到a的过程中，该游客做自由落体运动，处于超重状态 C．a到b的过程中，该游客做加速运动，处于超重状态 D．b到c的过程中，该游客做减速运动，处于失重状态 【答案】A 【解答】解：AB、根据题意可知，P到a的过程中，该游客只受重力，没有其它作用力，做自由落体运动，处于完全失重状态，故A正确，B错误； C、a到b的过程中，重力大于弹力，该游客做加速运动，加速度向下，处于失重状态，故C错误； D、b到c的过程中，弹力大于重力，该游客做减速运动，加速度向上，处于超重状态，故D错误。 故选：A。 29．（多选）如图所示，为方便纪录片拍摄，工作人员借助水平空中索道操作摄像机，以拍出不同视角的场景。工作人员可以通过同时改变两根悬绳的长度实现其上下移动，通过滑轮实现其水平移动。下列说法正确的是（　　） A．当摄像机匀速下降时，悬绳中的拉力增大 B．当摄像机水平匀速运动时，悬绳中的拉力不变 C．两悬绳匀速变短使摄像机向上移动时，摄像机处于超重状态 D．两悬绳匀速变长使摄像机向下移动时，摄像机处于失重状态 【答案】BC 【解答】解：A.设悬绳与竖直方向上的夹角为θ，当摄像机匀速下降时，悬绳的长度变长，则夹角θ变小。由平衡条件得，解得，夹角θ减小，则拉力T减小，故A错误； B.当摄像机水平匀速运动时，夹角θ不变，则拉力不变，故B正确； CD.设摄像机的速度为v，绳的速度为v0恒定，由合速度与分速度的关系得，悬绳变短，则夹角θ增大，可知v增大，即摄像机向上做加速运动，加速度向上，处于超重状态；反之悬绳变长，则夹角θ减小，可知v减小，即摄像机向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，故C正确，D错误。 故选：BC。 30．（多选）如图，质量为M的人用一个轻质光滑定滑轮将质量为m的物体从高处降下，物体匀加速下降的加速度为a，a＜g，g为重力加速度。不计滑轮的摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体处于失重状态 B．物体处于超重状态 C．人对地面的压力为（M﹣m）g+ma D．人对地面的压力为（M+m）g﹣ma 【答案】AC 【解答】解：AB.物体匀加速下降，加速度a向下，根据物体具有向下的加速度时处于失重状态，可知物体处于失重状态，故A正确，B错误。 CD.对物体由牛顿第二定律有mg﹣T＝ma，解得T＝mg﹣ma。人受重力Mg、绳子拉力T和地面的支持力N，根据平衡条件有N+T＝Mg，可得N＝Mg﹣（mg﹣ma）＝（M﹣m）g+ma。根据牛顿第三定律，人对地面的压力大小等于地面对人的支持力大小，即人对地面的压力为（M﹣m）g+ma，故C正确，D错误。 故选：AC。 31．如图所示的巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态。游客在被送到距地面h＝66.5m的高度后，由静止开始随座舱匀加速下落t＝3s到离地面h1＝24.5m的位置时，制动系统启动，座舱做匀减速运动，到达地面时刚好停下。取重力加速度g＝10m/s2。求： （1）座舱在匀加速下落过程中的加速度的大小a1； （2）在制动系统启动后，座舱座椅对质量m＝60kg的游客的支持力FN。 【答案】（1）座舱在匀加速下落过程中的加速度的大小a1为9.3m/s2； （2）制动系统启动后，座舱座椅对质量m＝60kg的游客的支持力FN为1560N。 【解答】解：（1）游客与座舱在3s内匀加速下落的高度h﹣h1＝42m 设其匀加速下落的加速度大小为a1，取竖直向下为正方向由 代入数据解得 （2）设游客与座舱下落3s到h1位置时的速度为v 由v＝a1t 代入数据解得v＝28m/s 设游客和座舱匀减速运动的加速度为a2 由0﹣v2＝2a2h1 代入数据解得 以游客为研究对象，根据牛顿第二定律有mg﹣FN＝ma2 代入数据解得FN＝1560N。 答：（1）座舱在匀加速下落过程中的加速度的大小a1为9.3m/s2； （2）制动系统启动后，座舱座椅对质量m＝60kg的游客的支持力FN为1560N。 地 城 考点06 根据超重或失重状态计算物体的运动情况 32．图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2。根据图像分析可知（　　） A．C到d的过程中，人处于完全失重状态 B．人的重力可由b点读出，约为500N C．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点 D．人上升的最大高度约为0.3125m 【答案】D 【解答】解：A.C到d的过程中，压力先大于重力后小于重力，所以人先处于超重状态再处于失重状态，故A错误； B.人在a处于平衡状态，人所受支持力等于重力，根据牛顿第三定律，压力等于支持力，因此人的重力从a点读出为1000N，质量约为100kg，故B错误； C.f点对应的压力最大，大于重力，则人处于超重状态，肯定不是上升到最高点，故C错误； D.从d点到e点人在空中运动，人在空中运动的时间t＝2.5s﹣2s＝0.5s，人上升的最大高度约为，故D正确。 故选：D。 33．一质量为55kg的同学，为完成老师布置的实践体验作业，把体重计放在直升式电梯中，发现某段时间体重计的示数变为66kg，设当地的重力加速度大小为10m/s2，下列说法中正确的是（　　） A．该同学这段时间处于失重状态，重力大小为550N B．该同学这段时间处于超重状态，重力大小为660N C．这段时间内电梯的加速度大小为2.5m/s2，方向竖直向下 D．这段时间内电梯的加速度大小为2.0m/s2，方向竖直向上 【答案】D 【解答】解：AB.该同学的重力大小为G＝mg＝550N，在电梯中体重计的示数变大，大于重力，说明处于超重状态，重力不变，仍为550N，故AB错误； CD.对该同学处于超重状态，可知加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律FN﹣mg＝ma，根据题意可得FN＝66×10N＝660N，解得a＝2.0m/s2，故D正确，C错误。 故选：D。 34．（多选）塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，某次施工，吊车司机将100kg的物体从地面开始竖直提升，之后其运动v﹣t图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．前10s钢索的拉力恒为1010N B．30﹣36s内物体处于超重状态 C．30﹣36s内钢索的拉力小于36﹣46s的拉力 D．36﹣46s内物体受到的合力小于0﹣10s内的合力 【答案】AC 【解答】解：A.设钢索的拉力大小为F， 由图可知，前10s物体加速度大小为：a，方向竖直向上， 由牛顿第二定律得：F﹣mg＝ma， 联立可得：F＝1010N， 故A正确； B.由图可知，30﹣36s内物体向上做减速运动，加速度方向竖直向下，则物体处于失重状态，故B错误； C.由图可知，30﹣46s内物体的加速度竖直向下，设加速度大小为a'，钢索的拉力大小为F'， 由牛顿第二定律可得：mg﹣F'＝ma'， 由图可知，30﹣36s的图线斜率大于36﹣46s的图线斜率，则物体30﹣36s的加速度大于36﹣46s的加速度，则由上式可知，30﹣36s内钢索的拉力小于36﹣46s的拉力，故C正确； D.由图可知，36﹣46s的图线斜率大于0﹣10s的图线斜率，则物体36﹣46s的加速度大于0﹣10s的加速度，则由牛顿第二定律可知，36﹣46s内物体受到的合力大于0﹣10s内的合力，故D错误； 故选：AC。 35．（多选）某课外兴趣小组开展超重、失重体验与研究。在竖直运行的升降电梯内的地板上放一体重计，小郭同学站在体重计上，电梯静止时体重计示数为50kg。某一段时间内，发现体重计示数稳定如图所示。若g＝10m/s2，则在这段时间内（　　） A．小郭同学的体重变为40kg B．电梯在向下做匀速运动 C．电梯的加速度大小为2m/s2方向一定竖直向下 D．电梯可能在以2m/s2的加速度向上匀减速运行中 【答案】CD 【解答】解：A.小郭同学处于失重状态，但小郭同学体重不变仍为50kg，故A错误； BCD.由图可知，小郭同学处于失重状态，则电梯的加速度方向一定竖直向下，电梯可能减速上升也可能加速下降，设加速度大小为a，根据牛顿第二定律可得mg﹣N＝ma，解得加速度大小为，解得a＝2m/s2，故CD正确，B错误。 故选：CD。 36．（多选）质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，物块A受到一根轻弹簧施加的1.2N的水平拉力而保持静止，物块与木箱水平底面间的动摩擦因数为0.3。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。现让木箱在竖直方向上运动，要使弹簧能拉动物块A相对木箱底面向右移动。木箱的加速度大小和方向可能是（　　） A．6m/s2，方向向右 B．1m/s2，方向向左 C．1.5m/s2，方向向下 D．2.5m/s2，方向向下 【答案】ABD 【解答】解：A、当水平向右匀加速运动，此时加速度方向水平向右，设此时物块相对木箱可以静止时的最大加速度为a″，由牛顿第二定律得：μmg+F弹＝ma″，F弹＝1.2N，代入数据解得：a″＝5.4m/s2，此时木箱运动的最大加速度不能超过5.4m/s2，否则物块会相对木箱底面水平移动，故A正确； B、当水平向左匀加速运动，此时加速度方向水平向左，设此时物块相对木箱可以静止时的最大加速度为a'，由牛顿第二定律得：μmg﹣F弹＝ma'，F弹＝1.2N，代入数据解得：a'＝0.6m/s2，此时木箱运动的最大加速度不能超过0.6m/s2，否则物块会相对木箱底面水平移动，故B正确； CD、当物块竖直向下匀加速运动时，木箱底面对物块的支持力变小，对物块，由牛顿第二定律得：mg﹣FN＝ma，a＝1.5m/s2，最大静摩擦力为fm＝μFN，代入数据解得：fm＝1.275N＞1.2N，故此时物块不可能相对木箱底面水平移动，同理可知D符合题意，故C错误，D正确。 故选：ABD。 37．质量M＝50kg的人站在升降机的地板上，升降机的顶部悬挂了一只弹簧测力计，测力计下挂着一个质量m＝1kg的物体A．在升降机运动的某段时间内，人看到弹簧测力计的示数为8N．g取10m/s2。 （1）求此时升降机加速度的大小和方向； （2）求此时人对地板的压力大小； （3）请你判断此时升降机在向上运动还是在向下运动，升降机处于超重状态还是失重状态。 【答案】解：（1）以物体A为研究对象，它受到竖直向下的重力mg、竖直向上的拉力F作用， 根据牛顿第二定律得： mg﹣F＝ma 代入数据解得升降机的加速度大小a＝2m/s2，方向竖直向下。 （2）以人为研究对象，它受到竖直向下的重力Mg、竖直向上的支持力N作用 根据牛顿第二定律有： Mg﹣N＝Ma 代入数据，解得： N＝400N 根据牛顿第三定律，此时人对地板的压力大小为400N。 （3）升降机可能在向上运动，也可能在向下运动。升降机处于失重状态。 答：（1）升降机加速度的大小为2m/s2，方向竖直向下。 （2）此时人对地板的压力大小为400N。 （3）升降机可能在向上运动，也可能在向下运动。升降机处于失重状态。 地 城 考点07 超重与失重的图像问题 38．杭州亚运会10m跳台的跳水决赛中，中国运动员全红婵完美一跳裁判全给10分并获得冠军。如图1所示是她站在跳台踏板起跳的精彩瞬间，从她离开跳板开始计时，跳水过程中全红婵重心的v﹣t图像可简化为如图2所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．运动员在0～t1过程中做自由落体运动 B．运动员在t2～t3过程中速度方向发生改变 C．运动员在t3～t4过程中处于超重状态 D．运动员在t4时刻上浮至水面 【答案】C 【解答】解：A.由图像可知，运动员在0～t1内向上运动，加速度为重力加速度，方向向下，做竖直上抛运动，故A错误； B.由图像可知，运动员在t2～t3过程中速度方向没有发生改变，故B错误； C.运动员在0﹣t1内向上运动，加速度为重力加速度，根据图像的切线斜率表示加速度，t3～t4过程中加速度与重力加速度方向相反，运动员处于超重状态，故C正确； D.根据图像的面积表示位移可知，运动员在t4时运动到水下最低点，故D错误； 故选：C。 39．某人站在置于水平地面上的压力传感器上，进行蹲起动作，图中呈现的是在一段时间内力传感器的示数随时间变化的情况。由此可以判断（　　） A．在0～8s内，该人完成两次完整的蹲起过程 B．状态a到状态b对应着下蹲过程，状态b到状态c对应着站起过程 C．从状态a到状态b，人的重心运动的加速度方向向上 D．从状态d到状态e，人的重心运动的速度和加速度方向都向上 【答案】D 【解答】解：A．由一段时间内力传感器的示数随时间变化的情况图像可知人的重力为 mg＝500N 则压力传感器的示数大于重力时处于超重，加速度向上，压力传感器的示数小于重力时处于失重，加速度向下，一次下蹲过程是先向下加速再向下减速，则应为先失重后超重；一次站起过程是先向上加速再向上减速，则应为先超重后失重，故在0～8s内，该人完成一次完整的下蹲过程（状态a到状态c）和一次完整的站起的过程（状态d到状态f），即该人完成一次完整的蹲起过程，故A错误； B．状态a到状态b对应着下蹲过程中的加速过程，状态b到状态c对应着下蹲过程中的减速过程，故B错误； C．从状态a到状态b，人的视重小于重力，由牛顿第二定律可知人的重心运动的加速度方向向下，处于失重状态，故C错误； D．从状态d到状态e，人处于向上站起的加速阶段，则人的重心运动的速度和加速度方向都向上，处于超重状态，故D正确。 故选：D。 40．（多选）如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数据画出的力随时间变化的图像，图像中a～e各点均对应人的不同状态，根据图像可知（　　） A．图像中a点至b点过程对应人处于下蹲过程中 B．图像中b点至c点过程对应人处于起跳过程中 C．图像中d点位置对应人处于运动过程的最高点 D．图像中e点位置对应人处于超重状态 【答案】AD 【解答】解：A.图像中a点至b点过程，除去a点和b点，压力小于重力，加速度向下，对应人处于下蹲过程中，故A正确； B.b点压力等于重力，此时处于下蹲过程中速度最大时刻，图像中b点至c点过程一定包含减速下蹲过程，不一定对应人处于起跳过程，故B错误； C.图像中d点位置不可能处于运动过程的最高点，最高点压力小于重力，处于失重状态，故C错误； D.图像中e点位置压力大于重力，对应人处于超重状态，故D正确。 故选：AD。 41．（多选）如图甲是某人站在接有传感器的地板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心，如图乙是地板所受压力随时间变化的图像，取重力加速度g＝10m/s2。根据图像分析可知（　　） A．人上升的最大高度约为0.3125m B．人的最大加速度大小约为30m/s2 C．b到c的过程中，人先失重后超重 D．f点是人在双脚离开地板的过程中上升最高的点 【答案】AC 【解答】解：A.从d点到e点压力等于零，表明从d点到e点人在空中运动，人在空中运动的时间t＝2.5s﹣2s＝0.5s，人上升的最大高度约为 0.3125m，故A正确； C.人的重力从a点纵坐标示数读出约为1000N，则质量约为100kg，b到c的过程中，压力从约400N增加到约2000N，压力先小于重力后大于重力，所以人先处于失重状态再处于超重状态，故C正确； D.从d点到e点人在空中运动，d点是人双脚离开地板的一瞬间，e点是人落回地板的一瞬间，f点是人双脚在地板上并对地板的压力最大的点，故D错误； B.结合C、D分析可知，人的最大加速度大小约为10m/s2＝22m/s2，故B错误。 故选：AC。 42．图像是一种很方便、直观的分析方法，图线与坐标轴的交点、所围的面积也有一定的物理含义。 （1）质量为m的某同学乘电梯上楼，电梯以加速度a匀加速上升时，通过分析说明此同学处于超重状态还是失重状态。 （2）电梯匀加速上升时的a﹣t图像如图1所示，分析说明图线与坐标轴所围面积的物理含义。 （3）某同学乘电梯时，利用手机传感器软件测量出电梯启动过程中加速度随时间变化的情况，如图2所示。求第6s末、18s末时电梯的速度大小。 【答案】（1）该同学处于超重状态； （2）加速度与时间图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量； （3）第6s末电梯的速度大小为2.5m/s，第18s末时电梯的速度大小为0.5m/s。 【解答】解：（1）电梯匀加速上升过程中，该同学受竖直向下的重力以及电梯对其竖直向上的支持力FN，由于电梯加速上升，则该同学加速上升，其加速度竖直向上等于a，则根据牛顿第二定律有 FN﹣mg＝ma 即视重大于实重，该同学处于超重状态。 （2）根据加速度定义式 可知at＝Δv 即加速度与时间图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量； （3）由于加速度与时间图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量，可得第6s末电梯得速度 代入数据解得v1＝2.5m/s 根据图像可知，电梯在8s～12s加速度为零，即电梯在该段时间内做匀速运动，由图像的面积可得电梯在18s末时的速度为 代入数据解得v2＝0.5m/s。 答：（1）该同学处于超重状态； （2）加速度与时间图像与时间轴围成的面积表示速度的变化量； （3）第6s末电梯的速度大小为2.5m/s，第18s末时电梯的速度大小为0.5m/s。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $