专题04 运动和力的关系（讲义，全国通用）物理学业水平考试合格考总复习

专题04 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：牛顿第二定律的基本应用 考点三：超重与失重 考点四：牛顿第二定律的综合应用 考点五：单位制 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 实战能力训练 必备知识梳理 1 高频考点精讲 3 考点一：集合的含义与表示 3 考点二：集合间的基本关系 4 考点三：集合的基本运算 5 考点四：充分条件与必要条件 6 考点五：全称量词与存在量词 7 实战能力训练 1、理解惯性的本质和牛顿第一定律的内容； 2、掌握牛顿第二定律的内容及公式； 3、了解单位制，并知道七个基本单位．会用国际单位制检查结果表达式是否正确； 4、会应用牛顿第二定律解决一些简单的动力学问题； 5、掌握连接体问题 6、掌握传送带模型和板块模型； 7、了解实验：探究加速度与力、质量的关系的基本原理； 8、能设计实验探究加速度与力、质量的关系； 9、能进行实验的数据处理和误差分析； 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）理想实验：它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程．牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证． （3）物理意义 ①揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律． ②提出了一切物体都具有惯性，即物体维持其原有运动状态的特性． ③揭示了力与运动的关系，说明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． 强调：运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因． （4）惯性 ①定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性． ②惯性大小的量度 质量是物体惯性大小的唯一量度．物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小． 2、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）对牛顿第二定律的理解 （4）力和运动之间的关系 ①不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度． ②a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝. ③合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动． 3、超重和失重 （1）实重和视重 ①实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态无关(选填“无关”或“相关”)． ②视重：当物体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． （2）超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生 条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体竖直向下的加速度等于g 对应 运动 情境 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行等 原理 F－mg＝ma F＝mg＋ma mg－F＝ma F＝mg－ma mg－F＝mg F＝0 4、动力学两类问题 （1）动力学问题的解题思路 （2）解题关键 ①两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析； ②两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；连接点的速度是联系各物理过程的桥梁． 5、连接体问题 （1）连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体．连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)． （2）常见的连接体 ①物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度 速度、加速度相同 ②轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等． 速度、加速度相同 速度、加速度大小相等，方向不同 ③轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度． 速度、加速度相同 ④弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等． （3）整体法与隔离法在连接体中的应用 整体法的选取原 则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度 隔离法的选取原 则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解 整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”. 6、传送带 情景 滑块的运动情况 传送带不足够长(未达到和传送带相对静止) 传送带足够长 一直加速 先加速后匀速 v0<v时，一直加速 v0<v时，先加速再匀速 v0>v时，一直减速 v0>v时，先减速再匀速 滑块一直减速到右端 滑块先减速到速度为0，后被传送带传回左端 若v0<v，则返回到左端时速度为v0；若v0>v，则返回到左端时速度为v 7、板块模型 1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动． 2．位移关系：如图所示，滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差Δx＝x1－x2＝L(板长)；滑块和木板反向运动时，位移大小之和x2＋x1＝L. 3．解题关键点 (1)由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向． (2)当滑块与木板速度相同时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)． 8、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：基本量的单位．国际单位制中基本量共七个，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：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位． （4）国际单位制的基本单位 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(公斤) kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n，(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I，(Iv) 坎[德拉] cd 9、实验：探究加速度与力、质量的关系 1．实验目的 (1)学会用控制变量法研究物理量之间的关系． (2)探究加速度与力、质量的关系． (3)掌握利用图像处理数据的方法． 2．实验器材 小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸等． 3．实验原理 (1)保持质量不变，探究加速度与合外力的关系． (2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系． (3)作出a－F图像和a－图像，确定a与F、m的关系． 4．实验过程 (1)测量：用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m. (2)安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)． (3)补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，使小车能匀速下滑． (4)操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带，编号码． ②保持小车的质量m不变，改变槽码的质量m′，重复步骤①. ③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度a. ④描点作图，作a－F的图像． ⑤保持槽码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－图像． 5．数据处理 (1)利用逐差法或v－t图像法求a. (2)以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比． (3)以a为纵坐标，为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比． 6．注意事项 (1)开始实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好补偿小车和纸带受到的阻力．在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动． (2)实验过程中不用重复补偿阻力． (3)实验必须保证的条件：m≫m′. (4)一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车． 7．误差分析 (1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力． (2)补偿阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差． 考点精讲讲练 考点一：牛顿第一定律 例题1 （2024高二下·贵州·学业考试）质量相等的甲、乙、丙三个物体，甲做加速运动、乙做匀速运动、丙做减速运动。关于它们的惯性，下列判断正确的是（    ） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 【答案】D 【详解】惯性是物体保持原有运动状态的性质，其大小仅由物体的质量决定，与物体的运动状态（如速度、加速度）无关。题目中甲、乙、丙质量相等，因此惯性相同。 故选D。 1．（2024高二上·江苏泰州·学业考试）伽利略在研究力和运动关系时，如图所示，让小球从左侧固定斜面上滚下，滚上右侧倾角可以改变的斜面，倾角逐渐减小至零，伽利略设计这个实验的目的是为了说明（　　） A．运动不需要力来维持 B．如果物体不受到力，就不会运动 C．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒 D．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 【答案】A 【详解】伽利略的理想斜面实验－让小球从左侧固定斜面上滚下，滚上右侧倾角可以改变的斜面，倾角逐渐减小至零时，如果没有摩擦，小球最终将沿直线保持不变的速度一直运动下去。该实验说明了：运动不需力来维持，物体在不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。 故选A。 2．（2021高二下·福建·学业考试）中国女排多次在世界大赛中夺得冠军，女排运动员顽强拼搏的精神值得学习。图为女排运动员将排球击出时的精彩画面。击球后与击球前相比，排球的惯性（　　） A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定 【答案】B 【详解】物体惯性的大小只与物体的质量有关，排球运动员将排球击出前后，排球的质量不变，惯性不变。 故选B。 3．（2025高二上·江苏·学业考试）汽车在起动、匀速行驶、刹车时，对于驾驶员的惯性，下列说法正确的是（　　） A．起动时惯性最大 B．匀速行驶时惯性最大 C．刹车时惯性最大 D．三种情况下惯性相同 【答案】D 【详解】质量是惯性大小的量度，惯性大小与物体的运动状态无关，即三种情况下惯性相同。 故选D。 考点二：牛顿第二定律基本应用 例题1．（2023高一下·贵州·学业考试）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。 例题2．（2024高二下·贵州·学业考试）如图是我国完全自主设计的首艘弹射型航空母舰“福建舰”。某次试航中，质量为m的福建舰在时间内速度变化，福建舰所受的平均合力为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据牛顿第二定律，可知福建舰所受的平均合力为 故选C。 1．（2025高二下·贵州·学业考试）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。 2．（2025高二下·广东·学业考试）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。 3．（2025高二下·广东·学业考试）某科学兴趣小组制作水火箭模型，模型质量为0.4kg，竖直向上起飞瞬间具有的加速度，重力加速度取。该模型起飞时受到的推力大小是（　　） A．4N B．8N C．12N D．20N 【答案】C 【详解】根据牛顿第二定律可得 解得该模型起飞时受到的推力大小为 故选C。 考点三：超重与失重 例题1．（2025高二下·湖南郴州·学业考试）实际生活中有许多领域涉及超重和失重现象，下列说法为失重现象的是（　　） A．火箭向上加速发射离开地球 B．火箭向下减速返回地球 C．在太空轨道上绕地球运行的航天器内的液滴呈球形 D．李华蹲在体重计上向上迅速站起瞬间发现体重计中示数变大 【答案】C 【详解】A．火箭向上加速时，加速度方向向上，产生超重现象，故A错误； B．火箭向下减速时，加速度方向向上（因减速方向与速度相反），同样导致超重，故B错误； C．航天器绕地球运行时处于完全失重状态，液滴因表面张力呈球形，故C正确； D．站起瞬间加速度向上，体重计示数变大，属于超重现象，故D错误。 故选C。 例题2．（2025高二下·广东·学业考试）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。 1．（2023高二下·河北·学业考试）在某旅游景点，小明同学乘坐观光热气球由地面竖直升空，到达某一高度后热气球处于悬停状态。当热气球（    ） A．向上减速时，小明处于超重状态 B．向上匀速时，小明处于失重状态 C．向上加速时，小明处于超重状态 D．悬停时，小明处于失重状态 【答案】C 【详解】A．当热气球向上减速时，加速度方向向下，小明处于失重状态，故A错误； B．当热气球向上匀速时，加速度为0，小明处于平衡状态，故B错误； C．当热气球向上加速时，加速度方向向上，小明处于超重状态，故C正确； D．当热气球悬停时，加速度为0，小明处于平衡状态，故D错误。 故选C。 2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，重为G的乘客站在电梯里，所受支持力大小为F，电梯匀加速下降时（　　） A．F＝G B．F＞G C．F＜G D．F逐渐变小 【答案】C 【详解】设电梯加速度大小为a，设乘客质量为m，由牛顿第二定律得 整理得 故选C。 3．（2024高二上·黑龙江·学业考试）如图所示，轻质细绳下方悬挂一质量为m的小球，用手提着细绳的上端，使小球以大小为a的加速度匀减速下降。下降过程中细绳对小球的拉力大小为T，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A． B． C．小球处于失重状态 D．小球处于平衡状态 【答案】B 【详解】小球以大小为a的加速度匀减速下降，根据牛顿第二定律可得 解得 由于小球的加速度方向向上，所以小球处于超重状态。 故选B。 考点四：牛顿第二定律综合应用 例题1．（2023高二下·河北·学业考试）如图所示，甲、乙两物体叠放在光滑的水平地面上，甲的上表面水平，甲、乙两物体的质量分别为、。在水平向右的恒力作用下，两物体一起向右做匀加速直线运动，的大小为，则乙受到的摩擦力大小为（    ） A．0 B．3N C．6N D．9N 【答案】B 【详解】两物体一起向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 解得加速度为 乙受到的摩擦力大小为 故选B。 1．（2024高二上·山西·学业考试）如图为某游乐场的一个滑梯。滑梯面与水平面成37°夹角，一小朋友以2m/s2的加速度沿滑梯面加速滑下时，滑梯面与小朋友接触面之间的动摩擦因数为（g取10m/s2，，） A．0.3 B．0.4 C．0.5 D．0.6 【答案】C 【详解】对小朋友受力分析如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得 故选C。 2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．物体一直受到摩擦力作用，大小为 B．物体最终的速度大于v1 C．开始阶段物体做匀加速直线运动 D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右 【答案】C 【详解】ABC．物体无初速的轻放在左端时，由于相对运动产生了滑动摩擦力，方向水平向右，大小 物体在滑动摩擦力作用下，做匀加速直线运动，因为传送带足够长，所以经过一段时间，物体的速度与传送带相等，即为v1，此时物体与传送带之间没有相对滑动，摩擦力为零，与传送带一起匀速运动，故AB错误，C正确； D．物体匀速运动时，受力平衡，水平方向不受摩擦力，故D错误。 故选C。 3．（2025高二下·湖南郴州·学业考试）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 考点五：单位制 例题1．（2025高二下·湖南郴州·学业考试）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。 例题2．（2025高二下·广东·学业考试）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。 1．（2025高三下·海南·学业考试）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。 2．（2025高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（　　） A．欧姆 B．库仑 C．牛顿 D．秒 【答案】D 【详解】秒是国际单位制的基本单位，其余的三个都是导出单位。 故选D。 3．（2023高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（　　） A．千克 B．焦耳 C．牛顿 D．米/秒 【答案】A 【详解】千克为基本单位，而焦耳、牛顿、米每秒均为导出单位。 故选A。 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）如图所示，在“探究小车的加速度与力的关系”实验中。下列说法正确的是（　　） A．需要控制槽码的质量保持不变 B．不需要平衡摩擦力 C．打点计时器接直流电源 D．先接通电源，后释放小车 【答案】D 【详解】A．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，需要改变槽码的质量，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．打点计时器接交流电源，故C错误； D．为打点稳定，实验时，先接通电源，后释放小车，故D正确。 故选D。 例题2．（2023高二上·江苏·学业考试）某同学用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。 (1)为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做 （选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。 (2)将细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码。为使小车所受拉力近似等于槽码重力，应使槽码质量 （选填“远大于”或“远小于”）小车质量。 (3)实验中得到一条纸带如图所示，分别取计数点O、A、B、C、D，相邻计数点间还有四个点。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则打B点时小车速度为 m/s。 【答案】(1)匀速 (2)远小于 (3)0.22 【详解】（1）为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。 （2）根据牛顿第二定律可得 所以 当m远小于M时，有 由此可知，应使槽码质量远小于小车质量，小车所受拉力近似等于槽码重力。 （3）相邻计数点间还有四个点，已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则 所以打B点时小车速度为 1．（2024高二上·江苏·学业考试）在探究“加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图甲所示的装置。保持小车质量不变，该同学通过实验数据画出图乙所示的图像。为了使图线通过坐标原点，图甲中垫木应向 （选填“左”或“右”）移一些。 【答案】右 【详解】由图像可知，时，加速度a不等于0，可知补偿阻力过度，木板右端垫的过高，需将图甲垫木向右移一些。 2．（2024高二上·浙江·学业考试）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 (1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法 (2)该实验过程中操作正确的是 A．先接通打点计时器电源，后释放小车 B．补偿阻力时未连接纸带 C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 (3)在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述处理引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。 (4)经正确操作后获得一条纸带，截取其中一段如图2 所示。计数点5 的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为 50Hz，则打计数点 4 时小车的速度大小为 m/s（计算结果保留两位有效数字）。 【答案】(1)B (2)A (3) 远大于 系统误差 (4) 16.45 0.42 【详解】（1）本实验变量太多，故采用的研究方法为控制变量法。 故选B。 （2）A．实验过程中，纸带有限，为了节约纸带，应先接通打点计时器电源，后释放小车，故A正确； B．补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故B错误； C．为使小车所受合力为绳子拉力，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。 故选A。 （3）[1][2]小车质量为 M，槽码质量为m。设绳子拉力为F，对小车和槽码，根据牛顿第二定律分别有 联立解得 可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力，上述做法引起的误差是由于实验原理不完善造成的，属于系统误差。 （4）[1]刻度尺最小分度值为0.1cm，故读数估读到0.01cm，所以计数点5 的读数为16.45cm； [2]纸带可知计数点间时间为，故打计数点 4 时小车的速度大小为 3．（2024高二上·山西·学业考试）电梯是现代生活中不可或缺的工具之一，某同学查询到电梯加速度的合规范围应在，为测量小区电梯加速度是否合规，该同学设计了如下的实验方案： (1)该同学将测力计竖直悬挂在静止的电梯内，此时指针指向0刻度，在弹簧测力计下悬挂质量为m的钩码，稳定时读数如图乙所示，图乙测力计示数为 N。 (2)在电梯向下运动过程中，该同学发现某时刻弹簧测力计的读数最小，如图丙所示，电梯该时刻向下做 （填“加速”或“减速”）运动。此时电梯的加速度大小 （保留两位有效数字），重力加速度。 (3)由数据可知，该实验中小区电梯向下运行时的加速度 （填“合规”或“不合规”）。 【答案】(1)4.90 (2) 加速 1.0 (3)合规 【详解】（1）图中弹簧测力计的分度值为，由图乙可知测力计示数为。 （2）[1]在电梯向下运动过程中，由图丙可知弹簧测力计示数小于钩码的重力，则钩码的加速度方向向下，电梯该时刻向下做加速运动。 [2]根据牛顿第二定律可得 其中 ， 解得此时电梯的加速度大小为 （3）由于可知该实验中小区电梯向下运行时的加速度合规。 训练 1．（2018高二上·上海·学业考试）汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（　　） A．车速越大，它的惯性越大 B．质量越大，它的惯性越大 C．车速越大，刹车后滑行的路程越短 D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 【答案】B 【详解】AB．惯性大小仅由物体的质量决定，与速度无关，故B正确、A错误； CD．刹车后滑行距离由公式 决定（为初速度，为摩擦系数，为重力加速度）。路况相同（、不变），滑行距离与车速的平方成正比，车速越大，滑行路程越长，但惯性不变，故CD错误。 故选B。 2．（2024高二上·新疆·学业考试）如图所示，轻质弹簧右端固定，一物体沿光滑水平面以速度v向右运动，物体与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中（    ） A．物体做匀速直线运动 B．物体做匀减速直线运动 C．物体的速度减小，加速度减小 D．物体的速度减小，加速度增大 【答案】D 【详解】随着弹簧的被压缩，物块受的弹力逐渐变大，则物块的加速度逐渐变大，因加速度方向与速度反向，则物块速度逐渐减小，即物块做加速度增大的减速运动。 故选D。 3．（2024高二下·黑龙江·学业考试）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。 4．2025高二下·广东·学业考试）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。 5．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）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。 6．（2018高二上·上海·学业考试）一质量为的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为（为重力加速度），人所受到的合力大小为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据牛顿第二定律，可得人所受到的合力大小为 故选A。 7．（2023高二上·河北·学业考试）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。 8．（2021高二下·福建·学业考试）如图，物体在的水平拉力作用下，以的加速度沿光滑水平面做匀加速直线运动。则物体的质量为（　　） A．2kg B．4kg C．6kg D．8kg 【答案】A 【详解】根据牛顿第二定律可知 故选A。 9．（2023高二上·江苏·学业考试）2022年7月27日，“力箭一号”运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。火箭及卫星总质量约为，发射过程中所受合力大小约为，则加速度大小约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据牛顿第二定律 解得 故选B。 10．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）某同学设计了如图所示的装置测量地铁启动加速度，将该装置固定在车厢水平地面上，装置平面与地铁运行方向平行。细绳偏离竖直方向的夹角为θ，取重力加速度为g，则此时地铁的加速度等于（　　）    A．g B． C． D． 【答案】D 【详解】以小球为对象，根据牛顿第二定律可得 解得 可知此时地铁的加速度为。 故选D。 11．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。下列说法正确的是（　　） 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，应先放开小车，再启动打点计时器 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】A 【详解】A．为了使得细绳的拉力等于小车所受外力的合力，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，故A正确； B．补偿阻力时，不挂小盘，将长木板右端垫高，轻推小车，使打出纸带上点迹的均匀分布，故B错误； C．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验时，应先启动打点计时器，再放开小车，故C错误； D．实验中，认为细绳的拉力大小近似等于小盘和盘中砝码的重力，根据牛顿第二定律有 ， 解得 可知，为了减小误差，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A。 12．（2024高二上·浙江·学业考试）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 13．（多选）（2023高二上·河北·学业考试）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。 14．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）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。 15．（2024高二上·新疆·学业考试）如图所示，传送带与水平面的夹角为37°，传送带以4m/s的速度逆时针匀速运行，一物体在传送带上端A处无初速度释放，在传送带下端B处离开。A、B相距3.05 m，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5。已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。则物体离开传送带时的速度为（    ） A．4m/s B．5m/s C．6m/s D．8m/s 【答案】B 【详解】物体刚放上传送带时，根据牛顿第二定律可得加速度大小为 设经过时间物体与传送带共速，则有 该过程物体下滑的距离为 由于，可知共速后物体继续向下加速运动，加速度大小为 根据运动学公式可得 其中 解得物体离开传送带时的速度为 故选B。 16．（2017高二·北京海淀·学业考试）物体A的质量m＝1kg，静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M＝0.5kg、长L＝1m。某时刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数µ＝0.2，取重力加速度g=10 m/s2。试求： (1)若F=5N，物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离； (2)如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。 【答案】(1)0.5m；(2)1N≤F≤3N 【详解】(1)物体A滑上木板B以后，作匀减速运动，有 µmg =maA 解得 aA=µg=2 m/s2 木板B作加速运动，有 F+µmg=MaB 解得 aB=14 m/s2 两者速度相同时，有 v0-aAt=aBt 解得 t=0.25sA滑行距离 B滑行距离 最大距离 △x= xA- xB=0.5m (2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则： 又 解得 aB=6m/s2 再代入式得 F= MaB—µmg=1N 若F＜1N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度，于是将从B上滑落，所以F必须大于等于1N。                                                           当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，之后，A必须相对B静止，才不会从B的左端滑落。即有 F=（m+M）a µMg =Ma 解得 F＝3N 若F大于3N，A就会相对B向左滑下。 综上：力F应满足的条件是 1N≤F≤3N 17．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）请根据以下内容，完成下列小题。 某小组用图甲所示的实验装置探究在小车质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了图乙所示的图象，在实验中获得一条纸带如图丙所示，纸带上两点之间的时间间隔为0.02s。 （1）本实验采取的实验方法是（　　） A．控制变量法 B．放大法 C．理想实验法 （2）如果补偿阻力不足，对应的图像应是图乙中的 （选填A或B或C）。 （3）如图丙所示是某次实验得到的纸带，由此可求得在计数点2时速度大小为 。（保留小数点后两位有效数字） （4）某同学用气垫导轨做探究加速度与合外力关系的实验。装置如图1所示，气垫导轨上相隔一定距离的两处装有光电门1、2，两光电门间的距离为L，滑块上固定一遮光条，遮光条和滑块的总质量为M，滑块通过光电门时，与光电门连接的数字计时器会记录遮光条的遮光时间。 ①实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，若数字计时器显示滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，则要将气垫导轨左侧适当 （填“调低”或“调高”），直至遮光时间相等。 ②用螺旋测微器测遮光条的宽度d，测量结果如图2所示，则 。 【答案】（1）A （2）C （3）1.32 （4） 调高 0.0850/0.0849/0.0851 【解析】（1）探究在小车质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，采取的实验方法是控制变量法。 故选A。 （2）如果补偿阻力不足，则需要拉力达到一定数值时，小车才开始有加速度，所以对应的图像应是图乙中的C。 （3）在计数点2时速度大小为 （4）①[1]将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，若数字计时器显示滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，可知滑块做加速运动，则要将气垫导轨左侧适当调高，直至遮光时间相等。 ②[2]螺旋测微器的精确值为，由图可知遮光条的宽度为 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 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：牛顿第二定律的基本应用 考点三：超重与失重 考点四：牛顿第二定律的综合应用 考点五：单位制 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 实战能力训练 必备知识梳理 1 高频考点精讲 3 考点一：集合的含义与表示 3 考点二：集合间的基本关系 4 考点三：集合的基本运算 5 考点四：充分条件与必要条件 6 考点五：全称量词与存在量词 7 实战能力训练 1、理解惯性的本质和牛顿第一定律的内容； 2、掌握牛顿第二定律的内容及公式； 3、了解单位制，并知道七个基本单位．会用国际单位制检查结果表达式是否正确； 4、会应用牛顿第二定律解决一些简单的动力学问题； 5、掌握连接体问题 6、掌握传送带模型和板块模型； 7、了解实验：探究加速度与力、质量的关系的基本原理； 8、能设计实验探究加速度与力、质量的关系； 9、能进行实验的数据处理和误差分析； 1、牛顿第一定律 （1）内容：一切物体总保持 或 ，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态． （2）理想实验：它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程．牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能由实际的实验来验证． （3）物理意义 ①揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律． ②提出了一切物体都具有 ，即物体维持其 的特性． ③揭示了力与运动的关系，说明力不是 的原因，而是改变物体运动状态的原因． 强调：运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因． （4）惯性 ①定义：物体保持原来 或 的性质叫作惯性． ②惯性大小的量度 质量是物体惯性大小的唯一量度．物体的质量越大，惯性 ；物体的质量越小，惯性 2、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 ，跟它的质量成 ，加速度的方向跟作用力的方向 ． （2）表达式： （3）对牛顿第二定律的理解 （4）力和运动之间的关系 ①不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体就有加速度． ②a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝. ③合力与速度同向时，物体做加速直线运动；合力与速度反向时，物体做减速直线运动． 3、超重和失重 （1）实重和视重 ①实重：物体实际所受的重力，与物体的运动状态 (选填“无关”或“相关”)． ②视重：当物体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． （2）超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重 实重 视重 实重 视重等于 产生 条件 物体的加速度 物体的加速度 物体竖直向下的加速度等于g 对应 运动 情境 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行等 原理 F－mg＝ma F＝ mg－F＝ma F＝ mg－F＝mg F＝0 4、动力学两类问题 （1）动力学问题的解题思路 （2）解题关键 ①两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析； ②两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；连接点的速度是联系各物理过程的桥梁． 5、连接体问题 （1）连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体．连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)． （2）常见的连接体 ①物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度 速度、加速度相同 ②轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等． 速度、加速度相同 速度、加速度大小相等，方向不同 ③轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度． 速度、加速度相同 ④弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等． （3）整体法与隔离法在连接体中的应用 整体法的选取原 则 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度 隔离法的选取原 则 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解 整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力，即“先整体求加速度，后隔离求内力”. 6、传送带 情景 滑块的运动情况 传送带不足够长(未达到和传送带相对静止) 传送带足够长 一直加速 先加速后匀速 v0<v时，一直加速 v0<v时，先加速再匀速 v0>v时，一直减速 v0>v时，先减速再匀速 滑块一直减速到右端 滑块先减速到速度为0，后被传送带传回左端 若v0<v，则返回到左端时速度为v0；若v0>v，则返回到左端时速度为v 7、板块模型 1．模型特点：滑块(视为质点)置于木板上，滑块和木板均相对地面运动，且滑块和木板在摩擦力的作用下发生相对滑动． 2．位移关系：如图所示，滑块由木板一端运动到另一端的过程中，滑块和木板同向运动时，位移之差Δx＝x1－x2＝L(板长)；滑块和木板反向运动时，位移大小之和x2＋x1＝L. 3．解题关键点 (1)由滑块与木板的相对运动来判断“板块”间的摩擦力方向． (2)当滑块与木板速度相同时，“板块”间的摩擦力可能由滑动摩擦力转变为静摩擦力或者两者间不再有摩擦力(水平面上共同匀速运动)． 8、单位制 （1）单位制： 单位和 单位一起组成了单位制． （2）基本单位：基本量的单位．国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是 、 、 ，单位分别是 、 、 ． （3）导出单位：由基本量根据 推导出来的其他物理量的单位． （4）国际单位制的基本单位 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(公斤) kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n，(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I，(Iv) 坎[德拉] cd 9、实验：探究加速度与力、质量的关系 1．实验目的 (1)学会用控制变量法研究物理量之间的关系． (2)探究加速度与力、质量的关系． (3)掌握利用图像处理数据的方法． 2．实验器材 小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸等． 3．实验原理 (1)保持质量不变，探究加速度与 的关系． (2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系． (3)作出a－F图像和a－图像，确定a与F、m的关系． 4．实验过程 (1)测量：用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m. (2)安装：按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)． (3)补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上垫木，使小车能匀速下滑． (4)操作：①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先 后 ，断开电源，取下纸带，编号码． ②保持小车的质量m不变，改变槽码的质量m′，重复步骤①. ③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，计算加速度a. ④描点作图，作a－F的图像． ⑤保持槽码的质量m′不变，改变小车质量m，重复步骤①和③，作a－图像． 5．数据处理 (1)利用逐差法或v－t图像法求a. (2)以a为纵坐标，F为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，说明a与F成正比． (3)以a为纵坐标，为横坐标，描点、画线，如果该线为过原点的直线，就能判定a与m成反比． 6．注意事项 (1)开始实验前首先补偿阻力：适当垫高木板不带定滑轮的一端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好补偿 ．在补偿阻力时，不要把悬挂槽码的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动． (2)实验过程中不用重复补偿阻力． (3)实验必须保证的条件： . (4)一先一后一按：改变拉力或小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近 ，并应先 ，后 ，且应在小车到达滑轮前按住小车． 7．误差分析 (1)实验原理不完善：本实验用槽码的总重力代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力． (2)补偿阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差． 考点精讲讲练 考点一：牛顿第一定律 例题1 （2024高二下·贵州·学业考试）质量相等的甲、乙、丙三个物体，甲做加速运动、乙做匀速运动、丙做减速运动。关于它们的惯性，下列判断正确的是（    ） A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 1．（2024高二上·江苏泰州·学业考试）伽利略在研究力和运动关系时，如图所示，让小球从左侧固定斜面上滚下，滚上右侧倾角可以改变的斜面，倾角逐渐减小至零，伽利略设计这个实验的目的是为了说明（　　） A．运动不需要力来维持 B．如果物体不受到力，就不会运动 C．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒 D．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 2．（2021高二下·福建·学业考试）中国女排多次在世界大赛中夺得冠军，女排运动员顽强拼搏的精神值得学习。图为女排运动员将排球击出时的精彩画面。击球后与击球前相比，排球的惯性（　　） A．变大 B．不变 C．变小 D．无法确定 3．（2025高二上·江苏·学业考试）汽车在起动、匀速行驶、刹车时，对于驾驶员的惯性，下列说法正确的是（　　） A．起动时惯性最大 B．匀速行驶时惯性最大 C．刹车时惯性最大 D．三种情况下惯性相同 考点二：牛顿第二定律基本应用 例题1．（2023高一下·贵州·学业考试）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． 例题2．（2024高二下·贵州·学业考试）如图是我国完全自主设计的首艘弹射型航空母舰“福建舰”。某次试航中，质量为m的福建舰在时间内速度变化，福建舰所受的平均合力为（    ） A． B． C． D． 1．（2025高二下·贵州·学业考试）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． 2．（2025高二下·广东·学业考试）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． 3．（2025高二下·广东·学业考试）某科学兴趣小组制作水火箭模型，模型质量为0.4kg，竖直向上起飞瞬间具有的加速度，重力加速度取。该模型起飞时受到的推力大小是（　　） A．4N B．8N C．12N D．20N 考点三：超重与失重 例题1．（2025高二下·湖南郴州·学业考试）实际生活中有许多领域涉及超重和失重现象，下列说法为失重现象的是（　　） A．火箭向上加速发射离开地球 B．火箭向下减速返回地球 C．在太空轨道上绕地球运行的航天器内的液滴呈球形 D．李华蹲在体重计上向上迅速站起瞬间发现体重计中示数变大 例题2．（2025高二下·广东·学业考试）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 1．（2023高二下·河北·学业考试）在某旅游景点，小明同学乘坐观光热气球由地面竖直升空，到达某一高度后热气球处于悬停状态。当热气球（    ） A．向上减速时，小明处于超重状态 B．向上匀速时，小明处于失重状态 C．向上加速时，小明处于超重状态 D．悬停时，小明处于失重状态 2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，重为G的乘客站在电梯里，所受支持力大小为F，电梯匀加速下降时（　　） A．F＝G B．F＞G C．F＜G D．F逐渐变小 3．（2024高二上·黑龙江·学业考试）如图所示，轻质细绳下方悬挂一质量为m的小球，用手提着细绳的上端，使小球以大小为a的加速度匀减速下降。下降过程中细绳对小球的拉力大小为T，重力加速度为g。下列说法正确的是（    ） A． B． C．小球处于失重状态 D．小球处于平衡状态 考点四：牛顿第二定律综合应用 例题1．（2023高二下·河北·学业考试）如图所示，甲、乙两物体叠放在光滑的水平地面上，甲的上表面水平，甲、乙两物体的质量分别为、。在水平向右的恒力作用下，两物体一起向右做匀加速直线运动，的大小为，则乙受到的摩擦力大小为（    ） A．0 B．3N C．6N D．9N 1．（2024高二上·山西·学业考试）如图为某游乐场的一个滑梯。滑梯面与水平面成37°夹角，一小朋友以2m/s2的加速度沿滑梯面加速滑下时，滑梯面与小朋友接触面之间的动摩擦因数为（g取10m/s2，，） A．0.3 B．0.4 C．0.5 D．0.6 2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．物体一直受到摩擦力作用，大小为 B．物体最终的速度大于v1 C．开始阶段物体做匀加速直线运动 D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右 3．（2025高二下·湖南郴州·学业考试）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。 考点五：单位制 例题1．（2025高二下·湖南郴州·学业考试）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 例题2．（2025高二下·广东·学业考试）下列国际单位中，属于导出单位的是（　　） A．kg B．m C．N 1．（2025高三下·海南·学业考试）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． 2．（2025高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（　　） A．欧姆 B．库仑 C．牛顿 D．秒 3．（2023高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（　　） A．千克 B．焦耳 C．牛顿 D．米/秒 考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系 例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）如图所示，在“探究小车的加速度与力的关系”实验中。下列说法正确的是（　　） A．需要控制槽码的质量保持不变 B．不需要平衡摩擦力 C．打点计时器接直流电源 D．先接通电源，后释放小车 例题2．（2023高二上·江苏·学业考试）某同学用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。 (1)为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做 （选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。 (2)将细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码。为使小车所受拉力近似等于槽码重力，应使槽码质量 （选填“远大于”或“远小于”）小车质量。 (3)实验中得到一条纸带如图所示，分别取计数点O、A、B、C、D，相邻计数点间还有四个点。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则打B点时小车速度为 m/s。 1．（2024高二上·江苏·学业考试）在探究“加速度与力、质量的关系”实验中，某同学组装了如图甲所示的装置。保持小车质量不变，该同学通过实验数据画出图乙所示的图像。为了使图线通过坐标原点，图甲中垫木应向 （选填“左”或“右”）移一些。 2．（2024高二上·浙江·学业考试）如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。 (1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是 A．放大法 B．控制变量法 C．补偿法 (2)该实验过程中操作正确的是 A．先接通打点计时器电源，后释放小车 B．补偿阻力时未连接纸带 C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行 (3)在小车质量 （选填“远大于”或“远小于”）槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述处理引起的误差为 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。 (4)经正确操作后获得一条纸带，截取其中一段如图2 所示。计数点5 的读数为 cm。已知打点计时器所用交流电源的频率为 50Hz，则打计数点 4 时小车的速度大小为 m/s（计算结果保留两位有效数字）。 3．（2024高二上·山西·学业考试）电梯是现代生活中不可或缺的工具之一，某同学查询到电梯加速度的合规范围应在，为测量小区电梯加速度是否合规，该同学设计了如下的实验方案： (1)该同学将测力计竖直悬挂在静止的电梯内，此时指针指向0刻度，在弹簧测力计下悬挂质量为m的钩码，稳定时读数如图乙所示，图乙测力计示数为 N。 (2)在电梯向下运动过程中，该同学发现某时刻弹簧测力计的读数最小，如图丙所示，电梯该时刻向下做 （填“加速”或“减速”）运动。此时电梯的加速度大小 （保留两位有效数字），重力加速度。 (3)由数据可知，该实验中小区电梯向下运行时的加速度 （填“合规”或“不合规”）。 训练 1．（2018高二上·上海·学业考试）汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（　　） A．车速越大，它的惯性越大 B．质量越大，它的惯性越大 C．车速越大，刹车后滑行的路程越短 D．车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 2．（2024高二上·新疆·学业考试）如图所示，轻质弹簧右端固定，一物体沿光滑水平面以速度v向右运动，物体与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中（    ） A．物体做匀速直线运动 B．物体做匀减速直线运动 C．物体的速度减小，加速度减小 D．物体的速度减小，加速度增大 3．（2024高二下·黑龙江·学业考试）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． 4．2025高二下·广东·学业考试）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 5．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）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． 6．（2018高二上·上海·学业考试）一质量为的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为（为重力加速度），人所受到的合力大小为（　　） A． B． C． D． 7．（2023高二上·河北·学业考试）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 8．（2021高二下·福建·学业考试）如图，物体在的水平拉力作用下，以的加速度沿光滑水平面做匀加速直线运动。则物体的质量为（　　） A．2kg B．4kg C．6kg D．8kg 9．（2023高二上·江苏·学业考试）2022年7月27日，“力箭一号”运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。火箭及卫星总质量约为，发射过程中所受合力大小约为，则加速度大小约为（　　） A． B． C． D． 10．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）某同学设计了如图所示的装置测量地铁启动加速度，将该装置固定在车厢水平地面上，装置平面与地铁运行方向平行。细绳偏离竖直方向的夹角为θ，取重力加速度为g，则此时地铁的加速度等于（　　）    A．g B． C． D． 11．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。下列说法正确的是（　　） 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，应先放开小车，再启动打点计时器 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 12．（2024高二上·浙江·学业考试）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 。 13．（多选）（2023高二上·河北·学业考试）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 14．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）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 15．（2024高二上·新疆·学业考试）如图所示，传送带与水平面的夹角为37°，传送带以4m/s的速度逆时针匀速运行，一物体在传送带上端A处无初速度释放，在传送带下端B处离开。A、B相距3.05 m，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5。已知sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。则物体离开传送带时的速度为（    ） A．4m/s B．5m/s C．6m/s D．8m/s 16．（2017高二·北京海淀·学业考试）物体A的质量m＝1kg，静止在光滑水平面上的平板车B的质量为M＝0.5kg、长L＝1m。某时刻A以v0＝4m/s向右的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力。忽略物体A的大小，已知A与B之间的动摩擦因数µ＝0.2，取重力加速度g=10 m/s2。试求： (1)若F=5N，物体A在小车上运动时相对小车滑行的最大距离； (2)如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。 17．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）请根据以下内容，完成下列小题。 某小组用图甲所示的实验装置探究在小车质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了图乙所示的图象，在实验中获得一条纸带如图丙所示，纸带上两点之间的时间间隔为0.02s。 （1）本实验采取的实验方法是（　　） A．控制变量法 B．放大法 C．理想实验法 （2）如果补偿阻力不足，对应的图像应是图乙中的 （选填A或B或C）。 （3）如图丙所示是某次实验得到的纸带，由此可求得在计数点2时速度大小为 。（保留小数点后两位有效数字） （4）某同学用气垫导轨做探究加速度与合外力关系的实验。装置如图1所示，气垫导轨上相隔一定距离的两处装有光电门1、2，两光电门间的距离为L，滑块上固定一遮光条，遮光条和滑块的总质量为M，滑块通过光电门时，与光电门连接的数字计时器会记录遮光条的遮光时间。 ①实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），轻推滑块，若数字计时器显示滑块通过光电门1时遮光条的遮光时间比通过光电门2时遮光条的遮光时间长，则要将气垫导轨左侧适当 （填“调低”或“调高”），直至遮光时间相等。 ②用螺旋测微器测遮光条的宽度d，测量结果如图2所示，则 。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $