专题03 运动和力的关系（讲义，浙江专用）物理学业水平考试合格考总复习

专题03 运动和力的关系明 目录 学考要求速览 必备知识梳理 高频考点精讲 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 实战能力训练 牛顿第一定律：了解历史上对于运动和力关系的不同认识，理解牛顿第一定律的内容、物理意义及应用，知道惯性及惯性与质量的关系。 牛顿第二定律：掌握牛顿第二定律的内容、表达式及物理意义，能应用其解决问题。 力学单位制：知道基本单位和导出单位，了解国际单位制中力学的基本单位。 牛顿第三定律：理解力作用的相互性，掌握牛顿第三定律的内容，能应用其解决问题。 用牛顿运动定律解决问题：能进行受力分析和运动状态分析，求解物体运动的动力学问题，掌握共点力平衡条件及应用，了解超重与失重。 知识点1 牛顿第一定律 1.内容：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。 2. 意义：指出了力不是维持物体　运动状态　的原因，而是改变　物体运动状态　的原因；指出了一切物体都具有惯性。 3.伽利略理想实验是牛顿第一定律的基础。 4.惯性 （1）定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。 （2）三大特征 ①惯性是物体的　固有　属性，与物体是否受力及运动状态　无关　。 ②质量是惯性大小的量度，质量大的物体惯性　大　，质量小的物体惯性　小　。 ③当物体不受力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态；当物体所受合外力不为零时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。 知识点2 对牛顿第一定律的理解 1.牛顿第一定律的意义 （1）提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。 （2）揭示力与运动的关系：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。 2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系 牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。 （1）牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力，力是如何改变物体运动状态的问题则由牛顿第二定律来回答。 （2）牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。 知识点3 牛顿第二定律 1.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　。 2.表达式：F＝　ma　。 3.适用范围 （1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面　静止　或　匀速直线运动　的参考系。 （2）牛顿第二定律只适用于　宏观　物体（相对于分子、原子等）、　低速　运动（远小于光速）的情况。 4.力学单位制 （1）单位制：　基本　单位和　导出　单位一起组成了单位制。 （2）基本单位：基本物理量的单位。国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，是　长度　、　质量　、　时间　，单位分别是　米　、　千克　、　秒　。 （3）导出单位：由基本物理量根据　物理关系　推导出来的其他物理量的单位。 知识点4 牛顿第二定律的理解与应用 知识点5 动力学的两类基本问题 1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律（F合＝ma）求出　加速度　，再由运动学的有关公式求出速度或位移。 2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路：先根据运动规律求出　加速度　，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力。 3.应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问题的纽带，分析流程如下： 　 知识点6 超重和失重 1.超重：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；物体具有　向上　的加速度。 2.失重：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；物体具有　向下　的加速度。 3.完全失重：物体对支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）　等于0　的现象称为完全失重现象；物体的加速度a＝　g　，方向竖直向下。 4.实重和视重 （1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态　无关　。 （2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将　不等于　物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。 考点一、牛顿第一定律 例1、如图所示，在北京冬奥会冰壶比赛中，运动员用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，目的是（　　） A．减小冰壶对冰面的压力 B．减小冰壶与冰面的摩擦力 C．减小冰壶的惯性 D．减小冰壶的重力 例2、2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．返回舱加速下落时宇航员的惯性增大 B．返回舱加速下落时宇航员的惯性减小 C．返回舱减速下落时宇航员的惯性减小 D．返回舱减速下落时宇航员的惯性不变 练习1、在今年的巴黎奥运会上，中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军，创造了新的历史。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球需要动力维持 B．球被击打回，是因为有力改变了物体的运动状态 C．若球拍没击中球，球的运动状态不变 D．球的惯性随着球速的变化而变化 练习2、如图所示，用同一根匀质细绳把一本厚重的书扎一圈，然后把细绳的上端悬挂起来，下端用手牵住。当迅速将细绳下端猛力往下一拉时，发现书上面绳子未断而下面绳子断了。这一现象的合理解释是（　　） A．上面绳子更牢固 B．书的质量大惯性也大 C．上面绳子的弹力小于书重力 D．下面绳子的弹力等于书重力和手拉力之和 考点二、牛顿第二定律 例3、如图所示，质量为m的物体在力F的作用下恰好能沿倾角为的光滑斜面匀速向上运动，重力加速度为g，则（　　） A．物体受到2个力 B．重力的方向是垂直斜面向下 C． D．物体的加速度为0 例4、一辆装满西瓜的货车在平直道路上向右减速过程中，加速度大小为a，车箱中有一个质量为m的西瓜S，如图所示。重力加速度为g，与S接触的物体对S作用力的合力（　　） A．大小为 B．大小为ma C．方向指向左上方 D．方向水平向左 练习3、一架飞机正在空中沿水平方向加速飞行，则除飞机重力外，其他外力的合力F的方向最可能是（　　） A． B． C． D． 练习4、我国自主设计制造的“山东号”航母，其舰载机依靠自身发动机动力加速至滑跃起飞。如图所示是供训练使用的跑道，若飞机从静止起飞时需通过长度为x1 的水平跑道和长度为的倾斜跑道。两跑道平滑连接，倾斜跑道末端离水平跑道高为h=6.4 m。质量的飞机起飞过程中发动机推力大小恒为，方向与速度方向相同。若跑道固定于地面，飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为其重力的0.1倍，方向与速度方向相反。飞机视为质点且质量不变，求飞机 (1)在水平跑道运动的时间t1 ； (2)在倾斜跑道的加速度大小a2； (3)飞离倾斜跑道的速度大小 v2 。 考点三、力学单位制 例5、下列单位属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．N B．kg C．m/s D．km/h 例6、下列国际单位中，属于导出单位的是（　　） A．kg B．m C．N 练习5、压强是用来描述压力作用效果的物理量，压强越大，压力的作用效果越明显。若用国际单位制中的基本单位来表示压强的单位，下列正确的是（　　） A． B． C． D． 练习6、下列各组单位中，都是基本单位的是（    ） A．秒、米 B．焦耳、米每二次方秒 C．牛顿、米每秒 D．欧姆、千克每立方米 考点四、牛顿运动定律的应用 例7、智能机器人已经广泛应用于宾馆、医院等服务行业，用于给客人送餐、导引等服务，深受广大消费者喜爱。如图所示的医用智能机器人关闭动力系统后沿医院走廊以1m/s的初速度做匀减速直线运动，5s末停下来，假设智能机器人所受阻力大小恒定为10N，求： (1)智能机器人加速度a的大小； (2)智能机器人运动位移x的大小； (3)智能机器人的质量m。 例8、为了安全，中国航母舰载机歼-15通过滑跃式起飞方式起飞．其示意图如图所示，飞机由静止开始先在一段水平距离L1=160m的水平跑道上运动，然后在长度为L2=20.5m的倾斜跑道上滑跑，直到起飞。已知飞机的质量m=2.0×104kg,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.4×105N，方向与速度方向相同，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝2.05 m，飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到的平均阻力大小都为飞机重力的0.2倍，假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，倾斜跑道看作斜面，不计水平跑道和倾斜跑道连接处的影响，且飞机起飞的过程中没有出现任何故障，取g＝10 m/s2.求： (1)飞机在水平跑道上运动的末速度大小； (2)飞机从开始运动到起飞经历的时间t. 练习7、某人驾驶一辆汽车以的速度在平直道路上行驶，发现前方有减速带，立刻刹车做匀减速运动，t=1s时到达减速带，此时汽车的速度v=5m/s。已知汽车和人的总质m=1.0×103kg，重力加速度g=10m/s2。在第1s内。求： (1)汽车做匀减速运动的加速度a的大小； (2)汽车通过的位移x的大小； (3)地面对汽车的作用力大小F。 练习8、一架喷气式飞机的质量为，起飞过程中，飞机沿水平直跑道从静止开始滑跑，当位移达到时，速度达到起飞速度。此过程中飞机受到的平均阻力的大小是飞机重力的倍，取。求该飞机在滑跑过程中： (1)加速度的大小； (2)飞机受到的牵引力的大小； (3)飞机在跑道上滑跑的时间。 考点五、超重和失重 例9、小明乘电梯从一楼直升到十楼，经历了加速、匀速和减速三个阶段，下列说法正确的是（　　） A．电梯加速阶段，小明处于失重状态 B．电梯减速阶段，小明处于失重状态 C．电梯上行过程中，小明一直处于超重状态 D．电梯上行过程中，小明一直处于失重状态 例10、某同学家住20层，他乘坐电梯从20层直达1层。假设电梯刚启动时做加速直线运动，中间一段做匀速直线运动，最后一段时间做减速直线运动。在电梯从20层直达1层的过程中（　　） A．电梯下降的过程中，该同学一直处于失重状态 B．电梯刚启动时，该同学处于失重状态 C．电梯刚启动时，该同学处于超重状态 D．电梯下降的过程中，该同学受到的重力为0 练习9、如图所示，小明洗完菜后上下振动洗菜篮以沥干水分。在加速上升时洗菜篮中的菜处于（　　） A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 练习10、某同学在实验楼电梯地板上放一与计算机连接的压力传感器，将重为G的物块放在传感器上，在电梯运行的某段时间内，计算机采集的压力随时间变化的图线如图所示。根据图像可知（　　） A．~时间内，物块处于失重状态 B．~时间内，物块的加速度一直变大 C．~时间内，物块处于超重状态 D．~时间内，物块的加速度先变大后变小 1. 某航天员的质量为，若他乘坐的飞船某时刻以的加速度运动，此时他所受合力的大小为（　　） A． B． C． D． 2. 用一水平恒力作用于光滑水平地面上质量为的A物体上，产生的加速度大小为，若将该力作用在同样位于该水平地面上质量为的B物体上，则产生的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 3. 下面描述正确的是（　　） A．研究滑雪运动员在空中的转体动作时，运动员可视为质点 B．自由式滑雪大跳台项目中，运动员在空中上升到最高点时，速度和加速度都为0 C．500米短道速滑比赛中，某运动员成绩为，则他的平均速率约为 D．双人花样滑冰项目中，男女运动员最初静立于赛场中央，互推后各自沿直线后退，然后进行各种表演，女运动员以自己为参考系认为男运动员是静止的 4. 质量为的篮球被竖直向上抛出后，受到的阻力大小为。已知重力加速度大小为，则在上升过程中，篮球的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 5. 光滑平面上质量为1kg的物体（可看作质点），同时受到两个同方向的水平力的作用从静止开始运动，这两个力大小分别为2N和3N，根据牛顿第二定律，可知物体的加速度大小是（　　） A．0 B． C． D． 6. 城市公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”，如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（　　） A．汽车所需的向心力由汽车受到的支持力和重力的合力提供 B．车内乘员对座位向下的压力小于自身的重力 C．桥对汽车的支持力小于汽车的重力 D．为了防止爆胎，汽车应高速驶过 7. 在光滑水平面内，一个质量为的物体受到水平面内大小分别为和的两个力，则物体的加速度大小可能的是（　　） A． B． C． D． 8. 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为，电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数如图。在这段时间内下列说法正确的是（　　） A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向上运动 D．电梯的加速度大小为，方向可能竖直向上 9. 2023年10月26日，载有汤洪波、唐胜杰、江新林三位航天员的神舟十七号飞船成功发射，如图甲，火箭发射过程中某段的速度-时间关系可简化为图乙的图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（　　） A．时刻，火箭速度达到最大 B．时刻，火箭距离地面最远 C．时间内，航天员处于失重状态 D．时间内，航天员处于超重状态 10. 一乘客站立在放置于电梯底部的体重计上。现发现体重计的示数突然变大，则此时（   ） A．电梯向上减速，乘客处于失重状态 B．电梯向上加速，乘客处于超重状态 C．电梯向下减速，乘客处于失重状态 D．电梯向下加速，乘客处于超重状态 11. 2024年11月8日，我国自主研制的“机器狼”首次在现场进行动态展示。操作员在某次演示中，操作该“机器狼”从静止开始做匀加速直线运动，4秒末“机器狼”达到的速度后立刻开始匀速直线运动，当发现可疑目标之后，立刻做匀减速直线运动，经过2秒停止运动后原地待命。下列说法正确的是（　　） A．“机器狼”在整个阶段的平均速度为 B．“机器狼”在匀加速阶段的位移大小为 C．“机器狼”在匀加速阶段的惯性大于匀减速阶段的惯性 D．减速后第内的位移是最后内位移的2倍 12. 如图所示，质量为m的人站在商场的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上运动。人的鞋底与踏板之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（　　） A．若人与扶梯一起斜向上匀速运动，则人受到的支持力大小为 B．若人与扶梯一起斜向上匀速运动，则人受到的踏板的摩擦力为 C．若人与扶梯一起斜向上加速运动，则人受到的水平踏板的支持力大于 D．若人与扶梯一起斜向上加速运动，则人受到的水平踏板的摩擦力为 13. 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。 14. 如图所示，质量kg的物体在N的竖直拉力作用下，由静止开始匀加速竖直上升，重力加速度g取10m/s2，求： （1）物体所受合力的大小；物体的加速度a的大小； （2）4s末物体的速度v的大小；4s内物体的位移x的大小。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 运动和力的关系明 目录 学考要求速览 必备知识梳理 高频考点精讲 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 实战能力训练 牛顿第一定律：了解历史上对于运动和力关系的不同认识，理解牛顿第一定律的内容、物理意义及应用，知道惯性及惯性与质量的关系。 牛顿第二定律：掌握牛顿第二定律的内容、表达式及物理意义，能应用其解决问题。 力学单位制：知道基本单位和导出单位，了解国际单位制中力学的基本单位。 牛顿第三定律：理解力作用的相互性，掌握牛顿第三定律的内容，能应用其解决问题。 用牛顿运动定律解决问题：能进行受力分析和运动状态分析，求解物体运动的动力学问题，掌握共点力平衡条件及应用，了解超重与失重。 知识点1 牛顿第一定律 1.内容：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。 2. 意义：指出了力不是维持物体　运动状态　的原因，而是改变　物体运动状态　的原因；指出了一切物体都具有惯性。 3.伽利略理想实验是牛顿第一定律的基础。 4.惯性 （1）定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。 （2）三大特征 ①惯性是物体的　固有　属性，与物体是否受力及运动状态　无关　。 ②质量是惯性大小的量度，质量大的物体惯性　大　，质量小的物体惯性　小　。 ③当物体不受力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态；当物体所受合外力不为零时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。 知识点2 对牛顿第一定律的理解 1.牛顿第一定律的意义 （1）提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属性。 （2）揭示力与运动的关系：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。 2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系 牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。 （1）牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力，力是如何改变物体运动状态的问题则由牛顿第二定律来回答。 （2）牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定律。 知识点3 牛顿第二定律 1.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　。 2.表达式：F＝　ma　。 3.适用范围 （1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面　静止　或　匀速直线运动　的参考系。 （2）牛顿第二定律只适用于　宏观　物体（相对于分子、原子等）、　低速　运动（远小于光速）的情况。 4.力学单位制 （1）单位制：　基本　单位和　导出　单位一起组成了单位制。 （2）基本单位：基本物理量的单位。国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，是　长度　、　质量　、　时间　，单位分别是　米　、　千克　、　秒　。 （3）导出单位：由基本物理量根据　物理关系　推导出来的其他物理量的单位。 知识点4 牛顿第二定律的理解与应用 知识点5 动力学的两类基本问题 1.由物体的受力情况求解运动情况的基本思路：先求出几个力的合力，由牛顿第二定律（F合＝ma）求出　加速度　，再由运动学的有关公式求出速度或位移。 2.由物体的运动情况求解受力情况的基本思路：先根据运动规律求出　加速度　，再由牛顿第二定律求出合力，从而确定未知力。 3.应用牛顿第二定律解决动力学问题，受力分析和运动分析是关键，加速度是解决此类问题的纽带，分析流程如下： 　 知识点6 超重和失重 1.超重：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；物体具有　向上　的加速度。 2.失重：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；物体具有　向下　的加速度。 3.完全失重：物体对支持物的压力（或对竖直悬挂物的拉力）　等于0　的现象称为完全失重现象；物体的加速度a＝　g　，方向竖直向下。 4.实重和视重 （1）实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态　无关　。 （2）视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将　不等于　物体的重力。此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。 考点一、牛顿第一定律 例1、如图所示，在北京冬奥会冰壶比赛中，运动员用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，目的是（　　） A．减小冰壶对冰面的压力 B．减小冰壶与冰面的摩擦力 C．减小冰壶的惯性 D．减小冰壶的重力 【答案】B 【详解】A．冰壶的质量不变，对冰壶受力分析可知冰面对冰壶的支持力不变，故冰壶对冰面的压力不变，A错误； B．摩擦冰面使冰熔化，使得冰壶与冰面的动摩擦因数变小，冰壶对并面对压力大小不变，由 可知，冰壶与冰面的摩擦力变小，B正确； C．惯性只与物体的质量有关，冰壶的质量不变，故冰壶的惯性不变，C错误； D．冰壶的质量不变，故冰壶的重力不变，D错误； 故选B。 例2、2023年10月31日8时11分，神舟十六号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十六号载人飞行任务取得圆满成功。下列说法正确的是（　　） A．返回舱加速下落时宇航员的惯性增大 B．返回舱加速下落时宇航员的惯性减小 C．返回舱减速下落时宇航员的惯性减小 D．返回舱减速下落时宇航员的惯性不变 【答案】D 【详解】质量是物体惯性的唯一量度，返回舱加速或减速下落时宇航员的质量不变，惯性不变。 故选D。 练习1、在今年的巴黎奥运会上，中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军，创造了新的历史。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，下列说法正确的是（　　） A．飞来的网球需要动力维持 B．球被击打回，是因为有力改变了物体的运动状态 C．若球拍没击中球，球的运动状态不变 D．球的惯性随着球速的变化而变化 【答案】B 【详解】A．物体的运动不需要力维持，故A错误； B．球被击打回，是因为有力改变了物体的运动状态，故B正确； C．若球拍没有击打球，由于球仍受重力作用，球的运动状态改变，故C错误； D．球的惯性只与球的质量有关，不随着球速的变化而变化，故D错误。 故选B。 练习2、如图所示，用同一根匀质细绳把一本厚重的书扎一圈，然后把细绳的上端悬挂起来，下端用手牵住。当迅速将细绳下端猛力往下一拉时，发现书上面绳子未断而下面绳子断了。这一现象的合理解释是（　　） A．上面绳子更牢固 B．书的质量大惯性也大 C．上面绳子的弹力小于书重力 D．下面绳子的弹力等于书重力和手拉力之和 【答案】B 【详解】由于书本质量较大，其惯性较大，运动状态不易改变，则用手迅速向下拉绳的瞬间，当书本由于惯性未动时，上段绳所受的拉力未增大，而此时下段细绳承受的力将比上段细绳承受的力大，因此下段细绳将会先断。 故选 B。 考点二、牛顿第二定律 例3、如图所示，质量为m的物体在力F的作用下恰好能沿倾角为的光滑斜面匀速向上运动，重力加速度为g，则（　　） A．物体受到2个力 B．重力的方向是垂直斜面向下 C． D．物体的加速度为0 【答案】D 【详解】A．对物体受力分析可知，物体受到重力、弹力和推力F3个力的作用，故A错误； B．重力的方向竖直向下，故B错误； C．由于物体匀速运动，受力平衡，故有，故C错误； D．由于物体匀速运动，合力为零，加速度为零。故D正确。 故选D。 例4、一辆装满西瓜的货车在平直道路上向右减速过程中，加速度大小为a，车箱中有一个质量为m的西瓜S，如图所示。重力加速度为g，与S接触的物体对S作用力的合力（　　） A．大小为 B．大小为ma C．方向指向左上方 D．方向水平向左 【答案】AC 【详解】西瓜受合外力为ma，方向水平向左；合外力等于重力和其它西瓜对S作用力的合力，可知其它西瓜对S作用力大小 方向指向左上方。 故选AC。 练习3、一架飞机正在空中沿水平方向加速飞行，则除飞机重力外，其他外力的合力F的方向最可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】一架飞机正在空中沿水平方向加速飞行，除飞机重力外，其他外力的合力F有竖直向上的分量与重力平衡，有水平向前的分量产生加速度，则其他外力的合力F的方向斜向上。 故选A。 练习4、我国自主设计制造的“山东号”航母，其舰载机依靠自身发动机动力加速至滑跃起飞。如图所示是供训练使用的跑道，若飞机从静止起飞时需通过长度为x1 的水平跑道和长度为的倾斜跑道。两跑道平滑连接，倾斜跑道末端离水平跑道高为h=6.4 m。质量的飞机起飞过程中发动机推力大小恒为，方向与速度方向相同。若跑道固定于地面，飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为其重力的0.1倍，方向与速度方向相反。飞机视为质点且质量不变，求飞机 (1)在水平跑道运动的时间t1 ； (2)在倾斜跑道的加速度大小a2； (3)飞离倾斜跑道的速度大小 v2 。 【答案】(1)6s (2)7m/s2 (3)58m/s 【详解】（1）在水平跑道，设飞机加速度大小为，由牛顿第二定律 代入题中数据，解得 根据公式 代入题中数据，解得 （2）在倾斜跑道，由牛顿第二定律: 其中 联立解得 （3）以上分析可得，在跑道连接处飞机速度 根据公式 联立解得 考点三、力学单位制 例5、下列单位属于国际单位制中基本单位的是（　　） A．N B．kg C．m/s D．km/h 【答案】B 【详解】A．（牛）是力的单位，根据牛顿第二定律 其中是力，是质量，是加速度，推导得出，属于导出单位，不是基本单位，A错误； B．（千克）是质量的单位，属于国际单位制中的基本单位，B正确； C．（米每秒）是速度的单位，根据速度的定义式 其中是速度，是位移，是时间，推导得出，属于导出单位，不是基本单位，C错误； D．（千米每小时）是速度的常用单位，但不是国际单位制中的单位，更不是基本单位，D错误。 故选B。 例6、下列国际单位中，属于导出单位的是（　　） A．kg B．m C．N 【答案】C 【详解】A．是质量的单位，是国际单位制中的基本单位，故A错误； B．是长度的单位，是国际单位制中的基本单位，故B错误； C．N是力的单位，是导出单位，故C正确。 故选C。 练习5、压强是用来描述压力作用效果的物理量，压强越大，压力的作用效果越明显。若用国际单位制中的基本单位来表示压强的单位，下列正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由，可得压强的单位为 故选D。 练习6、下列各组单位中，都是基本单位的是（    ） A．秒、米 B．焦耳、米每二次方秒 C．牛顿、米每秒 D．欧姆、千克每立方米 【答案】A 【详解】秒、米都是国际单位制的基本单位，其它的都是导出单位。 故选A。 考点四、牛顿运动定律的应用 例7、智能机器人已经广泛应用于宾馆、医院等服务行业，用于给客人送餐、导引等服务，深受广大消费者喜爱。如图所示的医用智能机器人关闭动力系统后沿医院走廊以1m/s的初速度做匀减速直线运动，5s末停下来，假设智能机器人所受阻力大小恒定为10N，求： (1)智能机器人加速度a的大小； (2)智能机器人运动位移x的大小； (3)智能机器人的质量m。 【答案】(1)0.2 (2)2.5m (3)50kg 【详解】（1）由加速度的定义式得 代入数据得加速度为 即加速度a的大小为。 （2）由运动学公式 代入数据得 （3）由牛顿第二定律得 又 代入数据得 例8、为了安全，中国航母舰载机歼-15通过滑跃式起飞方式起飞．其示意图如图所示，飞机由静止开始先在一段水平距离L1=160m的水平跑道上运动，然后在长度为L2=20.5m的倾斜跑道上滑跑，直到起飞。已知飞机的质量m=2.0×104kg,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.4×105N，方向与速度方向相同，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h＝2.05 m，飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到的平均阻力大小都为飞机重力的0.2倍，假设航母处于静止状态，飞机质量视为不变并可看成质点，倾斜跑道看作斜面，不计水平跑道和倾斜跑道连接处的影响，且飞机起飞的过程中没有出现任何故障，取g＝10 m/s2.求： (1)飞机在水平跑道上运动的末速度大小； (2)飞机从开始运动到起飞经历的时间t. 【答案】(1)40 m/s (2)8.5 s 【详解】（1）设飞机在水平跑道上运动的加速度大小为a1，阻力大小为F阻，在水平跑道上运动的末速度大小为v1，由牛顿第二定律得F-F阻＝ma1 其中F阻＝0.2mg 根据动力学公式有 联立以上三式并代入数据解得a1＝5 m/s2，v1＝40 m/s （2）设飞机在倾斜跑道上运动的加速度大小为a2，在倾斜跑道末端的速度大小为v2，飞机在水平跑道上的运动时间t1＝＝8 s 在倾斜跑道上，由牛顿第二定律有F-F阻-mg＝ma2 代入数据解得a2＝4 m/s2 由 代入数据解得v2＝42 m/s 飞机在倾斜跑道上的运动时间t2＝＝0.5 s 则t＝t1＋t2＝8.5 s 练习7、某人驾驶一辆汽车以的速度在平直道路上行驶，发现前方有减速带，立刻刹车做匀减速运动，t=1s时到达减速带，此时汽车的速度v=5m/s。已知汽车和人的总质m=1.0×103kg，重力加速度g=10m/s2。在第1s内。求： (1)汽车做匀减速运动的加速度a的大小； (2)汽车通过的位移x的大小； (3)地面对汽车的作用力大小F。 【答案】(1)5m/s2 (2)7.5m (3) 【详解】（1）根据匀变速直线运动速度时间关系可得汽车做匀减速运动的加速度大小为 （2）在第1s内汽车通过的位移大小为 （3）地面对汽车的支持力大小为 地面对汽车的摩擦力大小为 则地面对汽车的作用力大小为 练习8、一架喷气式飞机的质量为，起飞过程中，飞机沿水平直跑道从静止开始滑跑，当位移达到时，速度达到起飞速度。此过程中飞机受到的平均阻力的大小是飞机重力的倍，取。求该飞机在滑跑过程中： (1)加速度的大小； (2)飞机受到的牵引力的大小； (3)飞机在跑道上滑跑的时间。 【答案】(1) (2) (3)30s 【详解】（1）根据速度与位移的关系有 解得 （2）根据牛顿第二定律有 解得 （3）根据速度公式有 解得 考点五、超重和失重 例9、小明乘电梯从一楼直升到十楼，经历了加速、匀速和减速三个阶段，下列说法正确的是（　　） A．电梯加速阶段，小明处于失重状态 B．电梯减速阶段，小明处于失重状态 C．电梯上行过程中，小明一直处于超重状态 D．电梯上行过程中，小明一直处于失重状态 【答案】B 【详解】A．电梯加速上升时，加速度方向向上，小明处于超重状态，故A错误； B．电梯减速上升时，加速度方向向下，小明处于失重状态，故B正确； C．加速阶段超重，匀速阶段加速度为零，无超重或失重，故C错误； D．加速阶段超重，减速阶段失重，匀速阶段正常，故D错误。 故选B。 例10、某同学家住20层，他乘坐电梯从20层直达1层。假设电梯刚启动时做加速直线运动，中间一段做匀速直线运动，最后一段时间做减速直线运动。在电梯从20层直达1层的过程中（　　） A．电梯下降的过程中，该同学一直处于失重状态 B．电梯刚启动时，该同学处于失重状态 C．电梯刚启动时，该同学处于超重状态 D．电梯下降的过程中，该同学受到的重力为0 【答案】B 【详解】A．电梯下降过程中分为三个阶段：加速下降（加速度向下），此时处于失重状态；匀速下降（加速度为零），既不超重也不失重；减速下降（加速度向上），此时处于超重状态。因此该同学并非一直处于失重状态，故A错误； BC．电梯刚启动时向下加速，加速度方向向下。根据牛顿第二定律，支持力 此时，处于失重状态，故B正确，C错误； D．重力，仅与质量和重力加速度有关。电梯运动过程中，和均不为零，因此重力始终存在，故D错误。 故选B。 练习9、如图所示，小明洗完菜后上下振动洗菜篮以沥干水分。在加速上升时洗菜篮中的菜处于（　　） A．超重状态 B．失重状态 C．平衡状态 【答案】A 【详解】在加速上升时，洗菜篮中的菜的加速度方向向上，处于超重状态。 故选A。 练习10、某同学在实验楼电梯地板上放一与计算机连接的压力传感器，将重为G的物块放在传感器上，在电梯运行的某段时间内，计算机采集的压力随时间变化的图线如图所示。根据图像可知（　　） A．~时间内，物块处于失重状态 B．~时间内，物块的加速度一直变大 C．~时间内，物块处于超重状态 D．~时间内，物块的加速度先变大后变小 【答案】D 【详解】A．由题图可知，~时间内，压力传感器的示数大于物体的重力，即视重大于物块的重力，物体处于超重状态，故A错误； B．在~时间内，压力传感器的示数大于物体的重力，且示数先增大后减小，根据牛顿第二定律有 知物块的加速度先增大后减小，故B错误； CD．在~时间内，压力传感器的示数小于物体的重力，即视重小于物块的重力，物体处于失重状态。且先减小后增大，根据牛顿第二定律有 知物块的加速度先增大后减小，故C错误，D正确。 故选D。 1. 某航天员的质量为，若他乘坐的飞船某时刻以的加速度运动，此时他所受合力的大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据牛顿第二定律有 可知此时他所受合力的大小为1200N。 故选C。 2. 用一水平恒力作用于光滑水平地面上质量为的A物体上，产生的加速度大小为，若将该力作用在同样位于该水平地面上质量为的B物体上，则产生的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意，设水平恒力大小为，由牛顿第二定律，对A物体有 对B物体有 联立代入数据解得 故选A。 3. 下面描述正确的是（　　） A．研究滑雪运动员在空中的转体动作时，运动员可视为质点 B．自由式滑雪大跳台项目中，运动员在空中上升到最高点时，速度和加速度都为0 C．500米短道速滑比赛中，某运动员成绩为，则他的平均速率约为 D．双人花样滑冰项目中，男女运动员最初静立于赛场中央，互推后各自沿直线后退，然后进行各种表演，女运动员以自己为参考系认为男运动员是静止的 【答案】C 【详解】A．滑雪运动员在空中转体动作时，人的形状不可忽略，故滑雪运动员不能看成质点，故A错误： B．运动员在空中上升到最高点时，所受合力不为0，加速度不为0，B错误； C．500米短道速滑比赛中，平均速率约，故C正确； D．双人花样滑冰项目中，男女运动员最初静立于赛场中央，互推后各自沿直线后退，然后进行各种表演，女运动员以自己为参考系认为男运动员是运动的，故D错误。 故选C 4. 质量为的篮球被竖直向上抛出后，受到的阻力大小为。已知重力加速度大小为，则在上升过程中，篮球的加速度大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】在上升过程中，根据牛顿第二定律可得 解得篮球的加速度大小为 故选B。 5. 光滑平面上质量为1kg的物体（可看作质点），同时受到两个同方向的水平力的作用从静止开始运动，这两个力大小分别为2N和3N，根据牛顿第二定律，可知物体的加速度大小是（　　） A．0 B． C． D． 【答案】B 【详解】由题可知，物体受到的合外力大小为 根据牛顿第二定律可得 解得 故选B。 6. 城市公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”，如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（　　） A．汽车所需的向心力由汽车受到的支持力和重力的合力提供 B．车内乘员对座位向下的压力小于自身的重力 C．桥对汽车的支持力小于汽车的重力 D．为了防止爆胎，汽车应高速驶过 【答案】A 【详解】ACD．由题意得，汽车通过凹形桥的最低点时所需要的向心力由车受到的支持力和重力的合力提供，即 即桥对车的支持力大于汽车的重力，即车处于超重状态，则为了防止爆胎，车应减速驶过，故A正确，CD错误； B．因为车内乘员也处于超重状态，则座位对其支持力大于自身的重力，由牛顿第三定律得，车内乘员对座位向下的压力大于自身的重力，故B错误。 故选A。 7. 在光滑水平面内，一个质量为的物体受到水平面内大小分别为和的两个力，则物体的加速度大小可能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】因为2N和6N两个力的合力最大值为8N，最小值为4N，根据牛顿第二定律 可知加速度最大值为4m/s2，最小值为2m/s2，可知物体的加速度大小可能为4m/s2。 故选B。 8. 在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为，电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数如图。在这段时间内下列说法正确的是（　　） A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力 C．电梯一定在竖直向上运动 D．电梯的加速度大小为，方向可能竖直向上 【答案】B 【详解】A．体重计示数小于体重说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小，故A错误； B．晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故B正确； C．由于晓敏对体重计的压力小于重力即处于失重状态，则电梯的加速度向下，电梯可能向下做匀加速直线运动，也可能向上做匀减速直线运动，故C错误； D．以人为研究对象，由牛顿第二定律有 解得 方向向下，故D错误。 故选B。 9. 2023年10月26日，载有汤洪波、唐胜杰、江新林三位航天员的神舟十七号飞船成功发射，如图甲，火箭发射过程中某段的速度-时间关系可简化为图乙的图像，取竖直向上为正方向，由图像可知（　　） A．时刻，火箭速度达到最大 B．时刻，火箭距离地面最远 C．时间内，航天员处于失重状态 D．时间内，航天员处于超重状态 【答案】A 【详解】A．由图可知，时刻，火箭速度达到最大，故A正确； B．根据可知，时间内，火箭加速上升，时间内，火箭减速上升，可见时刻，火箭距离地面并非最远，故B错误； C．时间内，火箭加速上升（变加速），具有向上的加速度，宇航员处于超重状态，故C错误； D．时间内，火箭减速上升，具有向下的加速度，宇航员处于失重状态，故D错误。 故选A。 10. 一乘客站立在放置于电梯底部的体重计上。现发现体重计的示数突然变大，则此时（   ） A．电梯向上减速，乘客处于失重状态 B．电梯向上加速，乘客处于超重状态 C．电梯向下减速，乘客处于失重状态 D．电梯向下加速，乘客处于超重状态 【答案】B 【详解】根据题意可知，由于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。 故选B。 11. 2024年11月8日，我国自主研制的“机器狼”首次在现场进行动态展示。操作员在某次演示中，操作该“机器狼”从静止开始做匀加速直线运动，4秒末“机器狼”达到的速度后立刻开始匀速直线运动，当发现可疑目标之后，立刻做匀减速直线运动，经过2秒停止运动后原地待命。下列说法正确的是（　　） A．“机器狼”在整个阶段的平均速度为 B．“机器狼”在匀加速阶段的位移大小为 C．“机器狼”在匀加速阶段的惯性大于匀减速阶段的惯性 D．减速后第内的位移是最后内位移的2倍 【答案】B 【详解】A．由于不清楚在匀速阶段的时间，所以无法求解整个阶段的平均速度，故A错误； B．在匀加速直线运动过程中，平均速度为 所以位移为 故B正确； C．机器狼在整个运动过程中，质量不变，所以惯性不变，故C错误； D．根据逆向思维法，匀减速运动中减速后第的位移是最后位移的3倍，故D错误。 故选B。 12. 如图所示，质量为m的人站在商场的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上运动。人的鞋底与踏板之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（　　） A．若人与扶梯一起斜向上匀速运动，则人受到的支持力大小为 B．若人与扶梯一起斜向上匀速运动，则人受到的踏板的摩擦力为 C．若人与扶梯一起斜向上加速运动，则人受到的水平踏板的支持力大于 D．若人与扶梯一起斜向上加速运动，则人受到的水平踏板的摩擦力为 【答案】AC 【详解】AB．若人与扶梯一起斜向上匀速运动，以人为研究对象，根据受力平衡可知人受到的支持力大小为，人受到的踏板的摩擦力为0，故A正确，B错误； CD．若人与扶梯一起斜向上加速运动，设加速度大小为，竖直方向根据牛顿第二定律可得 可知人受到的水平踏板的支持力大于；水平方向根据牛顿第二定律可得 故C正确，D错误。 故选AC。 13. 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 14. 如图所示，质量kg的物体在N的竖直拉力作用下，由静止开始匀加速竖直上升，重力加速度g取10m/s2，求： （1）物体所受合力的大小；物体的加速度a的大小； （2）4s末物体的速度v的大小；4s内物体的位移x的大小。 【答案】（1）10N，5m/s2；（2）20m/s，40m 【详解】（1）物体的重力 根据力的合成可得，物体所受的合力 由牛顿第二定律得，物体运动的加速度大小 （2）根据速度公式得，4s末物体的速度v的大小 由位移—时间公式得，物体上升的位移大小 学科网（北京）股份有限公司 $