2027届高考物理教材研究系列（3）——人教版（2019）必修第一册

**基本信息** 聚焦运动和力的关系，以科学思维为核心，系统整合实验方法、模型转换与实际应用，构建“概念-实验-应用”逻辑链条，强化科学推理与模型建构素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |科学思维|1|合理外推|牛顿第一定律科学推理过程| |实验数据处理|2|逐差法、图像法|加速度与力、质量关系探究| |作用力分析|1|受力分析|牛顿第二定律应用| |单位制应用|2|单位制检查结果|导出单位与基本单位关系| |模型转换|1|实际问题转质点斜面|牛顿定律应用场景化| |数学应用|1|数学知识解决物理问题|力与运动关系量化分析| |实际情景|3|电梯/地铁加速度测量|超重失重规律应用| |多解问题|1|条件分析|加速度计算多解情形| |实验创新|1|位移比较加速度|探究实验方案优化|

高考物理教材研究系列（3） 必修第一册 第四章 运动和力的关系 序号 考点/题型/亮点 序号 考点/题型/亮点 1 训练合理外推的科学思维方法 7 情景——测量电梯加速度 2 练习用逐差法、图像法处理 实验数据，得出结论 8 用单位制检查结果 3 理解“A”对“B”的“作用力” 9 条件不明带来多解 4 导出单位和基本单位之间的关系 10 探究加速度与力、质量关系（创新点） 5 将实际问题转换成所学 物理模型——质点斜面 11 情景——加速度测量仪 6 应用数学知识解决物理问题 12 测量地铁启动过程中的加速度 4.1 牛顿第一定律——训练合理外推的科学思维方法（P87） 2.伽利略在理想斜面实验中提出了以下结论：如果另一个斜面的倾角减小至0°，小球为达到原来的高度，将永远运动下去。请你说明他得到这个结论的理由。 4.2 实验：探究加速度与力、质量的关系——练习用逐差法、图像法处理实验数据，得出结论（P93） 2.某同学用图4.2-2所示的实验装置探究小车的加速度a与质量m的关系。所用交变电流的频率为50Hz。 （1）图4.2-6是他某次实验得到的纸带，两计数点间有四个点未画出，部分实验数据如图所示。求小车的加速度是多少。 （2）保持小车所受的拉力不变，改变小车质量m，分别测得不同质量时小车加速度a的数据如表6所示。 请在图4.2-7的坐标纸中作出a-图像。 4.3 牛顿第二定律——理解“A”对“B”的“作用力”（P98） 6.如图4.3-8，一辆装满石块的货车在平直道路上以加速度a向前加速运动。货箱中石块B的质量为m，求石块B周围与它接触的物体对石块B作用力的合力。 4.4 力学单位制——导出单位和基本单位之间的关系（P103） 5.在初中已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l，这个力对物体做的功W＝Fl。我们还学过，功的单位是焦耳（J）。请由此导出焦耳与基本单位米（m）、千克（kg）、秒（s）之间的关系。 4.5 牛顿运动定律的应用——将实际问题转换成所学物理模型——质点斜面（P108） 2.民航客机都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的斜面，人员可沿斜面滑行到地面（图4.5-7）。若机舱口下沿距地面3.2 m，气囊所构成的斜面长度为6.5 m，一个质量为60 kg的人沿气囊滑下时所受的阻力是240N，那么，人滑至气囊底端时的速度是多少？g取10 m/s2 。 4.5 牛顿运动定律的应用——应用数学知识解决物理问题（P108） 4. 一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，如图4.5-8所示。 （1）当汽车以某一加速度向左加速时，A对C和B对C的支持力大小，会增大还是减小？请说明理由。 （2）当汽车向左运动的加速度增大到一定值时，桶C就脱离A而运动到B的右边，这个加速度有多大？ 4.6 超重和失重——测量电梯加速度（P112） 5.小明住的楼房中有一部电梯，小明用了两种方法估测电梯在加速和减速过程中的加速度。 方法1 用测力计悬吊一个重物，保持测力计相对电梯静止，测得电梯上升加速时测力计读数为G1，减速时为G2。小明了解到该电梯加速和减速过程的加速度大小是相同的。由此，请估算电梯变速运动时加速度有多大？ 方法2 用手机的加速度传感器测量电梯上升中由起动到停止的加速度。请描述此过程电梯的 a-t图像是怎样的。再用手机实地测一下看是怎样的。 复习与提高 A组——用单位制检查结果（P113） 5.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x＝（t1＋t2），请你用单位制的知识检查，说明这一结果是否可能正确。 复习与提高 A组——条件不明带来多解（P113） 2.质量为0.5kg的物体，受到方向相反的两个力作用，获得3m/s2的加速度。若将其中一个力加倍，物体的加速度大小变为8m/s2，求另一个力的大小。 复习与提高 A组——探究加速度与力、质量关系（创新点）（P113） 7.某小组通过测量两辆小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系，实验装置如图4-3所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码来改变拉力的大小。 （1）通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，你认为可行吗？请说明理由。 （2）已知两小车质量均为500g，实验数据如表中所示。分析表中数据，你能得到什么结论？说出你的分析过程。 （3）如果还要利用上述装置进行“探究加速度与质量的关系”实验，应该怎样调整实验条件？ 复习与提高 A组——加速度测量仪（P114） 9.某同学制作了一个“竖直加速度测量仪”，可以用来测量竖直上下电梯运行时的加速度，其构造如图4-4所示。把一根轻弹簧上端固定在小木板上，下端悬吊0.9N重物时，弹簧下端的指针指木板上刻度为C的位置，把悬吊1.0N重物时指针位置的刻度标记为0，以后该重物就固定在弹簧上，和小木板上的刻度构成了一个“竖直加速度测量仪”。 （1）请在图中除0以外的6根长刻度线旁，标注加速度的大小，示数的单位用m/s2表示，加速度的方向向上为正、向下为负。说明这样标注的原理。 （2）仿照以上装置，设计一个“水平加速度测量仪”。 要求：画出它的装置图；说明它的构造；介绍加速度刻度的标注原理。g取10m/s2。 复习与提高 B组——测量地铁启动过程中的加速度（P115） 5. 某人想测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁起动后的某段加速过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄了当时情景的照片（图4-9），拍摄方向跟地铁前进方向垂直。根据这张照片估算此时地铁的加速度是多少？加速度方向指向照片的哪个方向？请写明测量步骤、数据、计算过程和结果。 答案 1.如果没有摩擦，当另一个斜面的倾角为()时，小球的高度升高，速度随之减小，当小球达到原来的高度时，速度减小至0；当逐渐减小时，小球在另一个斜面上运动的位移逐 渐增大，直至到达原来的高度，速度减小为0;当时，斜面变为水平面，小球在这个水平面上运动的过程中，高度永远不会升高，速度也永远不会减小，所以将永远运动下去。 2.（1）小车的加速度 （2）如图所示可知，加速度与质量成反比。 3. ，与水平方向夹角arctan 4. 5.答案3.5m/s 6.（1）A对C的支持力减少；B对C的支持力增大；（2） 7. 方法1：设重物的质量为m，电梯加速度大小为a，以竖直向上为正方向，根据牛顿第二 定律，电梯加速上升时G1-mg=ma，电梯减速上升时G2-mg=m(-a)。联立解得 方法2：a-t图像如图所示 8.单位为是速度的单位，不是位移的单位，所以是错误的。 9.1N或7N 10.（1）两辆小车做初速度为0的匀加速直线运动的位移，经过相同的时间t，有 。所以，通过比较两辆小车的位移来比较加速度的大小，这个方案是可行的。 (2)当小车质量不变时，在实验误差范围内，分析每次实验的数据可知，甲、乙两辆小车的位移之比等于拉力之比，而加速度之比等于位移之比，则加速度之比等于拉力之比，故小车的加速度与拉力成正比。 (3)保持槽码盘中的槽码数量不变，改变小车上所加的配重，并使槽码盘和槽码的质量远小于小车和配重的质量。 11.（1）C位置到0刻度位置有两个长刻度，相差0.1N，因此，每两个长刻度之间相差0.05N。1N的重物质量是0.1kg，将其悬吊在弹簧上，弹簧的伸长越长，弹簧的拉力越大，在0刻度时，弹簧的拉力等于重力；在0刻度上方，弹簧的拉力小于重力，加速度向下；在0刻度下方，弹簧的拉力大于重力，加速度向上。当指针指在C位置时，弹簧的拉力为0.9N，则 a=-1m/s2，可得“竖直加速度测量仪”的标注，如图所示。 （2）沿水平方向安装的固定光滑杆上套一质量为m的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k的弹簧相连，两弹簧的另一端与固定壁相连，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移。如果指针向左偏离O点的距离为s，则这段时间内的加速度大小为 ，方向向右，指针向右偏离时同理。 12.当圆珠笔与列车相对静止时，圆珠笔的加速度与列车的加速度相同。照片中圆珠笔向右 偏，故列车的加速度方向向左。 用量角器测出细线与竖直扶手的夹角。以圆珠笔为研究对象进行受力分析，根据牛顿第二定律在竖直方向有，在水平方向有。解得，所以。 学科网（北京）股份有限公司 $