第11讲 牛顿运动定律的基础（复习讲义）（北京专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习教案聚焦牛顿运动定律基础，涵盖牛顿第一定律（惯性）、第二定律（瞬时加速度等）、超重失重及力学单位制等核心考点，按“命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源”逻辑架构知识体系，通过考点拆解、方法归纳、真题训练等环节，帮助学生系统构建运动与相互作用观念，突破重点难点。 资料以科学思维培养为核心，创新设计“思维建模”模块，如针对瞬时加速度问题归纳轻绳轻弹簧两种模型，通过考向破译（例题+变式训练）深化理解。设置分层练习与真题溯源，助力学生高效提升应用能力，为教师把控复习节奏、落实核心素养提供清晰路径。

第11讲 牛顿运动定律的基础 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 牛顿第一定律 知识点1 牛顿第一定律 考向1 牛顿第一定律的理解及应用 重 知识点2 惯性 考向2 惯性的理解及应用 重 考点二 牛顿第二定律 知识点1 牛顿第二定律 考向1 对牛顿第二定律的理解 考向2 牛顿第二定律的简单应用 重 考向3 瞬时加速度的问题 重 【思维建模】求解瞬时加速度问题的一般思路 考点三 超重和失重 知识点1 超重和失重 考向1 对超重、失重现象的理解 重 考向2 超重、失重现象的图像问题重 考点四 力学单位制 知识点1 力学单位制 考向1 力学单位制 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 牛顿第一定律 —— —— —— 牛顿第二定律 —— 北京T11,4分 —— 超重和失重 —— —— —— 力学单位制 —— —— —— 考情分析 题型与考向：近年多以选择题形式考查，牛顿第二定律是高频核心考点，命题常结合航天、智能装备等前沿情境，关联超重失重的视重判断、国际单位制基本单位推导等内容，侧重考查考生对规律的理解与应用能力，整体难度中等，是力学基础模块的常规考查重点。 情境与立意： 1.生活实践类：跳水、蹦床、无人机、电梯内的超重与失重等场景。 2.学习探究类：相对运动问题、测量动摩擦因数等。 复习目标 1.理解惯性的本质及牛顿第一定律的内容。 2.掌握牛顿第二定律的内容及公式，并会应用其解决问题。 3.知道力学单位制，会用国际单位制检查结果表达式是否正确。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 牛顿第一定律 知识点1 牛顿第一定律 知●识●解●构 1.牛顿第一定律的内容及意义 （1）内容：一切物体总保持__________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）物理意义 ①揭示了物体的固有属性：一切物体都有__________，因此牛顿第一定律又叫__________定律。 ②揭示了力与运动的关系：力不是__________物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生__________的原因。 ⚠特别提醒 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。 2.伽利略的理想实验 （1）特点：实践操作（实验）+逻辑推理（数学演算）。 （2）作用：提出力不是维持物体运动状态的原因。 伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验，可以完美地解释物理学规律或理论。 3.对牛顿第一定律的理解 （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）揭示力的本质：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。 （3）理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受力时的状态，而物体不受力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合力等于零，与物体不受力时的表现是相同的。 （4）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，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。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。 考●向●破●译 考向1 牛顿第一定律的理解及应用 【重】 例1 人们对运动与力的关系的认识经历了漫长的历史过程，这也是物理学发展的史诗。下列有关物体运动与力的表述正确的是（ ） A．牛顿第一定律是由实验直接得到的结论 B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地 C．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体速度越大，其惯性越大 D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力 【变式训练1】（2025·沈阳东北育才·一模）下列说法中与物理学史实不符的是（　　） A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因 C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性 D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接用实验来验证的 【变式训练2】16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻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。下列说法中正确的是（　　） A．做匀速直线运动的物体需要受到力的维持 B．做匀速直线运动的物体不需要受到力的维持 C．不受力的运动物体长时间后一定处于静止状态 D．两匹马拉的车比一匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大 知识点2 惯性 知●识●解●构 1.定义：物体具有的保持原来__________状态或静止状态的性质。 2.量度：质量是惯性大小的唯一量度。质量大的物体惯性__________，质量小的物体惯性__________。 3.普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况__________。 4.惯性的两种表现形式 ①保持“原状”：物体在不受力或所受合力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态（静止或匀速直线运动）。 ②反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。 5.惯性与惯性定律的区别 惯性 惯性定律 基本含义 物体本身固有的一种属性 物体运动的规律（牛顿第一定律） 理解要点 与是否运动无关，与速度大小无关； 与是否受力无关； 与所在位置无关； 只与质量有关 无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受力的状态； 当物体所受合力为0时，其效果跟不受力的作用相同，但“所受合力为0”不能说成“不受力的作用” 与力的关系 无关； 惯性不是一种特殊的力 强调了力的作用效果——改变运动状态（产生加速度） 考●向●破●译 考向2 惯性的理解及应用 【重】 例2《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是（　　） A．车前行是因为受到马的惯性作用 B．马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性 C．车的惯性随速度增大而减小 D．此现象说明力是维持物体运动状态的原因 【变式训练1·变考法】（2025·上海宝山·二模）《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（ ） A．可以减小人的惯性 B．可以减小车的惯性 C．可以减少因人的惯性而造成的伤害 D．可以减少因车的惯性而造成的伤害 【变式训练2·变载体】（2025·湖南郴州·模拟）3月15日，2025年女子冰壶世锦赛开赛，中国女子冰壶队在首场比赛中5∶3战胜土耳其队，取得了本届世锦赛“开门红”。比赛中运动员所用冰壶的惯性大小取决于（　　） A．冰壶的速度 B．冰壶的体积 C．冰壶受到的阻力 D．冰壶的质量 考点二 牛顿第二定律 知识点1 牛顿第二定律 知●识●解●构 1.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：F=__________。 （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做匀速直线运动的参考系。 ②牛顿第二定律只适用于__________物体（相对于分子、原子等）、__________运动（速度远小于光速）的情况。 2.对牛顿第二定律的理解 因果性 F是产生a的原因 同一性 a、F、m对应同一物体 a、F、m统一使用国际单位制单位 独立性 每一个力都可以产生各自的加速度，物体的加速度是所有力产生的加速度的矢量和 矢量性 a与F方向相同，牛顿第二定律的表达式是矢量式 瞬时性 a与F对应同一时刻，且是瞬时对应关系，它们同时产生、同时变化、同时消失 局限性 只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子；物体的加速度必须是相对惯性系而言的 3.合力、加速度、速度间的决定关系 （1）物体所受合力的方向决定了其加速度的方向。只要合力不为零，不管速度多大，物体都有加速度。 （2）合力与速度同向时，物体做加速运动；合力与速度反向时，物体做减速运动；合力与速度不共线时，物体做曲线运动，但合力与速度无必然联系。 （3）a=是加速度的定义式，a与Δv、Δt无直接关系。 （4）a=是加速度的决定式，a∝F，a∝。 考●向●破●译 考向1 对牛顿第二定律的理解 例1 （2025·北京朝阳·二模）2025年4月19日北京半程马拉松比赛中，人形机器人首次参赛。已知半马从起点到终点直线距离约为12km，实际赛道长度为21.0975km，冠军机器人用时约2小时40分完成比赛。下列说法正确的是（　　） A．机器人的位移大小为21.0975km B．机器人的平均速度大小约为4.5km/h C．若机器人在弯道段保持速率不变，则其所受合外力为零 D．机器人冲过终点线时的瞬时速度一定大于其全程的平均速度 【变式训练1】（2026·长春东北师大附中·三模）经典力学的基石主要是由牛顿三大运动定律和万有引力构成，它们共同描述了宏观、低速物体的运动规律，下列关于牛顿运动定律理解正确的是（ ） A．牛顿第一定律是牛顿第二定律合外力为零情况下的特例 B．牛顿第二定律可以写成，其中的数值在任何情况下均为1 C．作用力与反作用力的大小关系与物体的运动状态有关 D．牛顿第一定律能够严格成立的参考系称为惯性参考系 【变式训练2·变情境】（2026·湖南邵阳·二模）在以加速度a匀加速向上运动的电梯里，用弹簧测力计竖直悬挂一个质量为m的小球，弹簧测力计示数为F，若以地面为参考系，小球的运动满足牛顿第二定律即，g为重力加速度；若以电梯为参考系，小球相对电梯静止而其所受合外力不为零，牛顿第二定律不再成立，为了让牛顿第二定律在这种情况下仍然成立，我们需要引入一个“惯性力”。则在上述情形中，小球所受的大小和方向分别为（　　） A．ma，竖直向上 B．ma，竖直向下 C．F-ma，竖直向上 D．F-ma，竖直向下 考向2 牛顿第二定律的简单应用 【重】 例2（2026·北京东城·二模）如图所示，质量为M的木箱顶端悬挂质量为m的小球，木箱沿某一方向做直线运动，小球与木箱相对静止，且细绳与竖直方向的夹角为θ。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．若木箱做自由落体运动，则细绳拉力大小为mg B．若木箱做竖直上抛运动，则小球受到的合外力为0 C．若木箱做水平向左的匀减速直线运动，则小球和木箱所组成的系统受到的合力为 D．若木箱做水平向右的匀加速直线运动，则细绳的拉力大小为 【变式训练1·变载体】（2026·北京海淀·二模）我国航天员在太空中展示了完全失重情况下测物体质量的方法。如图所示，将航天员固定在测量仪的轻质支架一端，然后另一名航天员将支架拉开到指定位置。松手后，支架拉着航天员返回到舱壁。支架能够产生一个恒定的拉力F；用光栅测速装置能够测量出支架的速度v和时间t，则航天员的质量可能为（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变载体】（2026·成都石室中学·一诊）工地上，建筑工人常使用金属木箱高效搬运细小零件。如图所示，一质量的长方体铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右做匀加速直线运动。铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量，可视作质点的木块恰能静止在后壁上，木块与铁箱内表面间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度大小为。则下列说法中不正确的是（　　） A．此时铁箱对木块的弹力大小为 B．此时施加的水平外力大小为 C．上述匀加速过程中，突然减小拉力至，木块将沿铁箱左侧壁落到底部 D．上述匀加速过程中，突然减小拉力至，木块将相对地面做平抛运动 考向3 瞬时加速度问题 【重】 例3（2026·北京一六一中学·模拟）如图所示，两个完全相同的物块1和物块2之间用轻弹簧连接，用一根不可伸长的轻软细绳悬挂在天花板上并保持静止。剪断细绳的瞬间，物块1和物块2加速度的大小分别为、。已知重力加速度为，下列选项正确的是（ ） A． B． C． D． 【变式训练1·变载体】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，当列车在水平面上以某一加速度运动时，细线偏过一定角度后相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，细线与竖直方向的夹角保持不变，如图所示。已知重力加速度为g，小球质量为m。下列说法正确的是（　　） A．此时细线的拉力大小为 B．此时列车的加速度大小为 C．此时列车可能向右减速运动 D．仅增大小球的质量，夹角将减小 【变式训练2·变载体】（2026·乌鲁木齐一中·二模）如图所示，质量分别为m、2m的两个小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳、固定，处于静止状态，水平，与竖直方向的夹角为60°，重力加速度大小为g。则（　　） A．的拉力大小为2mg B．剪断瞬间，小球乙的加速度为g C．剪断瞬间，小球甲的加速度为3g D．同时剪断和的瞬间，小球甲和乙的加速度都为g 思维建模 瞬时加速度问题的两种常见模型 思维建模 求解瞬时加速度问题的一般思路 考点三 超重和失重 知识点1 超重和失重 知●识●解●构 1.超重与失重 （1）超重 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）__________物体所受重力的现象。 ②产生条件：物体具有__________的加速度。 （2）失重 ①定义：物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）__________物体所受重力的现象。 ②产生条件：物体具有__________的加速度。 （3）完全失重 ①定义：物体对支持物（或悬挂物）__________作用力的现象称为完全失重。 ②产生条件：物体的加速度a=g，方向竖直向下。 2.超重、失重和完全失重的对比 超重现象 失重现象 完全失重 受力 F-mg=ma F=m（g+a）> mg mg-F=ma F=m（g-a）< mg mg-F=mg F=0 加速度方向 加速度方向__________ 加速度方向__________ 加速度方向向下，大小为a=g 运动状态 加速上升或__________ 加速下降或__________ 抛体运动；卫星绕地球的匀速圆周运动 3.对超重和失重现象的理解 （1）发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力（或拉力）变大或变小了。 （2）即使物体的加速度不是沿竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。 （3）在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。 ✨得分速记： 判断超重和失重的方法 （1）从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态。 （2）从加速度的角度判断 当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态。 考●向●破●译 考向1 对超重、失重现象的理解 【重】 例1 （2026·北京延庆·一模）2025年世界举重锦标赛继续在挪威进行。在男子60公斤级A组决赛的比赛当中，中国选手王浩以138公斤的成绩获得抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手的作用力是手发生形变而产生的 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【变式训练1·变载体】（2026·江苏南京·二模）如图所示，一个水杯置于水平桌面上，用轻绳连接在杯底的木球静止在水中。若轻绳突然断开，木球在水中加速上升过程，水杯对桌面的压力（　　） A．大于总重力 B．小于总重力 C．等于总重力 D．以上都有可能 【变式训练2·变载体】（2026·金华十校·模拟）2026年米兰冬奥会单板大跳台运动员从起跳到落地的全过程如图所示，忽略空气阻力，则（　　） A．裁判对运动员打分时，可以将其视为质点 B．运动员在最高点处于完全失重状态 C．运动员在空中飞行过程中，速度不断变小 D．运动员在斜向上飞行到最高点过程中，惯性变小 考向2 超重、失重现象的图像问题 【重】 例2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，图像中各点均对应人的不同状态，重力加速度大小为，根据图像可知（　　） A．图像中点至点过程对应人完成下蹲动作 B．图像中点和点位置对应人处于超重状态 C．图像中点位置对应人处于运动过程的最高点 D．整个运动过程中，人的最大加速度大小为 【变式训练1·变情境】如图甲所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图甲中的“·”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线，其中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻，4状态时人的重心上升到最高。取重力加速度g=10m/s²。下列说法正确的是（　　） A．人的重力约为1800N B．2~3的过程中，人的加速度一直在减小 C．人上升的最大加速度为15m/s² D．人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s 【变式训练2·变载体】某同学在水平放置的压力传感器上完成下蹲或站起动作。该同学在某次实验过程中压力传感器的示数F随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是（ ） A．1-3 s内该同学依次完成了下蹲和站起的动作 B．0-8 s内该同学依次完成了站起和下蹲的动作 C．t1时刻，该同学具有竖直向下的加速度 D．t＝4 s时，该同学下蹲的速度最大 考点四 力学单位制 知识点1 力学单位制 知●识●解●构 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 考●向●破●译 考向1 力学单位制 例1（2026·北京朝阳·一模）“谁将春晚作冬看，添着绵衣减却难。”人们一年四季穿着的变化与热传递过程密切相关。热传递是一种热能的转移过程，与自然界中其他转移过程（如电荷量的转移）有类似之处，它们的共性可归结为“”，在电学中体现为欧姆定律，即，在热能的转移过程中，动力量表现为温度差，与电阻对应的物理量称为热阻。如图所示，某长方体导热板，侧面1、2的面积均为A，温度分别为T1、T2。坐标轴x与侧面垂直，坐标原点在侧面1上，导热板各处的温度T仅随x线性变化。科学家发现单位时间从侧面1传递到侧面2的热量，其中λ是常量，仅与导热材料有关，为两侧面的间距。下列说法错误的是（　　） A．该导热物体的热阻为 B．λ的单位可表示为 C．热量先后通过多层不同材料的总热阻等于各层热阻之和 D．在导热板垂直于x轴的任意截面上，单位时间传递的热量都相等 【变式训练1·变载体】（2026·北京理工附中·模拟）黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随着很多新奇的物理现象。传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来，但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”“T”。其中T为“黑洞”的温度，h为普朗克常量，c为真空中的光速，G为引力常量，M为黑洞的质量。K是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”。以下几个选项中能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练2·变情境】中国空间站中进行的“天宫课堂”，展示了微重力下的液体球。液体球受到微小的扰动后会发生“脉动”现象，这种“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小振动，如图所示。这种振动的周期，是无单位的常数，是液滴未发生“脉动”前的半径，是液体密度，是液体表面张力系数（其国际单位是N/m），利用力学单位制分析得出、、的数值，下列说法正确的是（　　） A．，， B．，， C．，， D．，， 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·云南·高考）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升，用时，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（ ） A．，超重 B．，超重 C．，失重 D．，失重 2．（2025·甘肃·高考）2025年4月24日，在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变，则火箭在初始内的加速度大小约为（　　）（重力加速度g取） A． B． C． D． 3．（2025·北京·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·安徽·高考）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 5．（2025·山东·高考）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． 6．（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 7．（2025·四川·高考）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． 8．（2025·广西·高考）独竹漂是我国一项民间技艺。如图，在平静的湖面上，独竹漂选手手持划杆踩着楠竹，沿直线减速滑行，选手和楠竹相对静止，则（　　） A．选手所受合力为零 B．楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C．手持划杆可使选手（含划杆）的重心下移，更易保持平衡 D．选手受到楠竹作用力的方向与选手（含划杆）的重心在同一竖直平面 9．（2025·河南·高考）如图，在一段水平光滑直道上每间隔铺设有宽度为的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为的小物块P，另一质量为的小物块Q以的速度向右运动并与P发生正碰，且碰撞时间极短。已知碰撞后瞬间P的速度大小为，P、Q与防滑带间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。求： (1)该碰撞过程中损失的机械能； (2)P从开始运动到静止经历的时间。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第11讲 牛顿运动定律的基础 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 牛顿第一定律 知识点1 牛顿第一定律 考向1 牛顿第一定律的理解及应用 重 知识点2 惯性 考向2 惯性的理解及应用 重 考点二 牛顿第二定律 知识点1 牛顿第二定律 考向1 对牛顿第二定律的理解 考向2 牛顿第二定律的简单应用 重 考向3 瞬时加速度的问题 重 【思维建模】求解瞬时加速度问题的一般思路 考点三 超重和失重 知识点1 超重和失重 考向1 对超重、失重现象的理解 重 考向2 超重、失重现象的图像问题重 考点四 力学单位制 知识点1 力学单位制 考向1 力学单位制 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 牛顿第一定律 —— —— —— 牛顿第二定律 —— 北京T11,4分 —— 超重和失重 —— —— —— 力学单位制 —— —— —— 考情分析 题型与考向：近年多以选择题形式考查，牛顿第二定律是高频核心考点，命题常结合航天、智能装备等前沿情境，关联超重失重的视重判断、国际单位制基本单位推导等内容，侧重考查考生对规律的理解与应用能力，整体难度中等，是力学基础模块的常规考查重点。 情境与立意： 1.生活实践类：跳水、蹦床、无人机、电梯内的超重与失重等场景。 2.学习探究类：相对运动问题、测量动摩擦因数等。 复习目标 1.理解惯性的本质及牛顿第一定律的内容。 2.掌握牛顿第二定律的内容及公式，并会应用其解决问题。 3.知道力学单位制，会用国际单位制检查结果表达式是否正确。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 牛顿第一定律 知识点1 牛顿第一定律 知●识●解●构 1.牛顿第一定律的内容及意义 （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）物理意义 ①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律。 ②揭示了力与运动的关系：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，即力是产生加速度的原因。 ⚠特别提醒 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。 2.伽利略的理想实验 （1）特点：实践操作（实验）+逻辑推理（数学演算）。 （2）作用：提出力不是维持物体运动状态的原因。 伽利略是物理理想实验的开拓者。理想实验是人们在抽象思维中设想出来而实际上无法做到的实验，可以完美地解释物理学规律或理论。 3.对牛顿第一定律的理解 （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）揭示力的本质：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。 （3）理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体不受力时的状态，而物体不受力的情形是不存在的。在实际情况中，如果物体所受的合力等于零，与物体不受力时的表现是相同的。 （4）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，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。力是如何改变物体运动状态的问题由牛顿第二定律来回答。 考●向●破●译 考向1 牛顿第一定律的理解及应用 【重】 例1 人们对运动与力的关系的认识经历了漫长的历史过程，这也是物理学发展的史诗。下列有关物体运动与力的表述正确的是（ ） A．牛顿第一定律是由实验直接得到的结论 B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地 C．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体速度越大，其惯性越大 D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力 【答案】B 【解析】A．牛顿第一定律不能由实验直接得到结论，故A错误； B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地，因为人具有惯性，相对地面静止，故B正确； C．惯性只与质量有关，与速度无关，故C错误； D．向上抛出的物体，在空中继续向上运动，是由于惯性作用，而不是受到了向上的作用力，故D错误。故选B。 【变式训练1】（2025·沈阳东北育才·一模）下列说法中与物理学史实不符的是（　　） A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因 B．牛顿通过多次实验发现力不是维持物体运动的原因 C．惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性 D．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接用实验来验证的 【答案】B 【解析】A．亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，这一观点符合历史事实，故A正确。 B．伽利略通过斜面实验和理想实验提出“力不是维持物体运动的原因”，而牛顿在此基础上总结出牛顿第一定律。牛顿并未通过多次实验直接得出此结论，故B错误。 C．惯性是物体的固有属性，与运动状态无关，任何情况下都存在，故C正确。 D．牛顿第一定律无法直接用实验验证（因需理想条件），属于合理外推的理想实验，故D正确。 本题选错误的，故选B。 【变式训练2】16世纪末，伽利略用实验和推理，推翻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。下列说法中正确的是（　　） A．做匀速直线运动的物体需要受到力的维持 B．做匀速直线运动的物体不需要受到力的维持 C．不受力的运动物体长时间后一定处于静止状态 D．两匹马拉的车比一匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度就越大 【答案】B 【解析】AB．根据牛顿第一定律可知，物体在不受外力或所受外力合力为零时，将保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使其改变这种运动状态，即力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。可知，做匀速直线运动不需要外力维持，故A错误，故B正确； C．结合上述可知，不受力的运动物体将保持匀速直线运动，不会自然停止，故C错误； D．结合上述可知，两匹马拉的车比一匹马拉的车跑得快，这说明：物体受的力越大，速度变化就越快，而不是速度越大，故D错误。故选B。 知识点2 惯性 知●识●解●构 1.定义：物体具有的保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 2.量度：质量是惯性大小的唯一量度。质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 3.普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关。 4.惯性的两种表现形式 ①保持“原状”：物体在不受力或所受合力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态（静止或匀速直线运动）。 ②反抗改变：物体受到外力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。 5.惯性与惯性定律的区别 惯性 惯性定律 基本含义 物体本身固有的一种属性 物体运动的规律（牛顿第一定律） 理解要点 与是否运动无关，与速度大小无关； 与是否受力无关； 与所在位置无关； 只与质量有关 无法用实验直接验证，它所描述的是一种理想状态，即不受力的状态； 当物体所受合力为0时，其效果跟不受力的作用相同，但“所受合力为0”不能说成“不受力的作用” 与力的关系 无关； 惯性不是一种特殊的力 强调了力的作用效果——改变运动状态（产生加速度） 考●向●破●译 考向2 惯性的理解及应用 【重】 例2《考工记》中有“马力既竭，辀犹能一取焉”的记载，描述了马对车施力停止后车继续前行的现象。以下关于此现象的分析正确的是（　　） A．车前行是因为受到马的惯性作用 B．马对车停止施力后车继续前行是因为车具有惯性 C．车的惯性随速度增大而减小 D．此现象说明力是维持物体运动状态的原因 【答案】B 【解析】AB．题中描述的是惯性现象（牛顿第一定律），车在马停止后继续前行，是因为其具有保持原有运动状态的特性，即惯性，故A错误，B正确； C．惯性只与质量有关，与速度无关，故C错误； D．力是改变物体运动状态的原因，故D错误。故选B。 【变式训练1·变考法】（2025·上海宝山·二模）《中华人民共和国道路交通安全法》第五十一条中规定：机动车行驶时驾驶人、乘坐人员应当按规定使用安全带。这是因为系好安全带（ ） A．可以减小人的惯性 B．可以减小车的惯性 C．可以减少因人的惯性而造成的伤害 D．可以减少因车的惯性而造成的伤害 【答案】C 【解析】由题意，系好安全带可以减少因人的惯性而造成的伤害，但不能减小人的惯性，且与车的惯性无关，故只有C项正确。故选C。 【变式训练2·变载体】（2025·湖南郴州·模拟）3月15日，2025年女子冰壶世锦赛开赛，中国女子冰壶队在首场比赛中5∶3战胜土耳其队，取得了本届世锦赛“开门红”。比赛中运动员所用冰壶的惯性大小取决于（　　） A．冰壶的速度 B．冰壶的体积 C．冰壶受到的阻力 D．冰壶的质量 【答案】D 【解析】物体的惯性只由质量决定，所以比赛中运动员所用冰壶的惯性大小取决于冰壶的质量。故选D。 考点二 牛顿第二定律 知识点1 牛顿第二定律 知●识●解●构 1.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做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（速度远小于光速）的情况。 2.对牛顿第二定律的理解 因果性 F是产生a的原因 同一性 a、F、m对应同一物体 a、F、m统一使用国际单位制单位 独立性 每一个力都可以产生各自的加速度，物体的加速度是所有力产生的加速度的矢量和 矢量性 a与F方向相同，牛顿第二定律的表达式是矢量式 瞬时性 a与F对应同一时刻，且是瞬时对应关系，它们同时产生、同时变化、同时消失 局限性 只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子；物体的加速度必须是相对惯性系而言的 3.合力、加速度、速度间的决定关系 （1）物体所受合力的方向决定了其加速度的方向。只要合力不为零，不管速度多大，物体都有加速度。 （2）合力与速度同向时，物体做加速运动；合力与速度反向时，物体做减速运动；合力与速度不共线时，物体做曲线运动，但合力与速度无必然联系。 （3）a=是加速度的定义式，a与Δv、Δt无直接关系。 （4）a=是加速度的决定式，a∝F，a∝。 考●向●破●译 考向1 对牛顿第二定律的理解 例1 （2025·北京朝阳·二模）2025年4月19日北京半程马拉松比赛中，人形机器人首次参赛。已知半马从起点到终点直线距离约为12km，实际赛道长度为21.0975km，冠军机器人用时约2小时40分完成比赛。下列说法正确的是（　　） A．机器人的位移大小为21.0975km B．机器人的平均速度大小约为4.5km/h C．若机器人在弯道段保持速率不变，则其所受合外力为零 D．机器人冲过终点线时的瞬时速度一定大于其全程的平均速度 【答案】B 【解析】A．位移为从初位置到末位置的有向线段，故为12km，A错误； B．平均速度为位移除以时间，B正确； C．弯道段是曲线，虽然机器人保持速率不变，但速度方向一直在变，故其所受合外力不为零，C错误； D．机器人冲过终点线时的瞬时速度不一定大于其全程的平均速度，D错误。故选B。 【变式训练1】（2026·长春东北师大附中·三模）经典力学的基石主要是由牛顿三大运动定律和万有引力构成，它们共同描述了宏观、低速物体的运动规律，下列关于牛顿运动定律理解正确的是（ ） A．牛顿第一定律是牛顿第二定律合外力为零情况下的特例 B．牛顿第二定律可以写成，其中的数值在任何情况下均为1 C．作用力与反作用力的大小关系与物体的运动状态有关 D．牛顿第一定律能够严格成立的参考系称为惯性参考系 【答案】D 【解析】A．牛顿第一定律是独立的基本定律，它提出了惯性、惯性系的核心概念，是牛顿第二定律成立的前提，并非第二定律合外力为零的特例，故A错误； B．公式中，只有当、、均采用国际单位制单位时，比例系数的数值才为1，使用其他单位制时不为1，故B错误； C．作用力与反作用力始终大小相等、方向相反，其大小关系和物体的运动状态无关，故C错误； D．惯性参考系的定义即为牛顿第一定律能够严格成立的参考系，故D正确。故选D。 【变式训练2·变情境】（2026·湖南邵阳·二模）在以加速度a匀加速向上运动的电梯里，用弹簧测力计竖直悬挂一个质量为m的小球，弹簧测力计示数为F，若以地面为参考系，小球的运动满足牛顿第二定律即，g为重力加速度；若以电梯为参考系，小球相对电梯静止而其所受合外力不为零，牛顿第二定律不再成立，为了让牛顿第二定律在这种情况下仍然成立，我们需要引入一个“惯性力”。则在上述情形中，小球所受的大小和方向分别为（　　） A．ma，竖直向上 B．ma，竖直向下 C．F-ma，竖直向上 D．F-ma，竖直向下 【答案】B 【解析】惯性力是为了让牛顿第二定律在非惯性系中成立引入的虚拟力，其大小等于物体质量与非惯性系加速度大小的乘积，方向与非惯性系的加速度方向相反。电梯参考系的加速度竖直向上，惯性力方向应与参考系加速度相反，即竖直向下，电梯加速度大小为，因此惯性力大小为，方向竖直向下。故选B。 考向2 牛顿第二定律的简单应用 【重】 例2（2026·北京东城·二模）如图所示，质量为M的木箱顶端悬挂质量为m的小球，木箱沿某一方向做直线运动，小球与木箱相对静止，且细绳与竖直方向的夹角为θ。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．若木箱做自由落体运动，则细绳拉力大小为mg B．若木箱做竖直上抛运动，则小球受到的合外力为0 C．若木箱做水平向左的匀减速直线运动，则小球和木箱所组成的系统受到的合力为 D．若木箱做水平向右的匀加速直线运动，则细绳的拉力大小为 【答案】D 【解析】A．若木箱做自由落体运动，加速度 ，方向竖直向下，小球处于完全失重状态，细绳拉力，故A错误； B．若木箱做竖直上抛运动，加速度，方向竖直向下，根据牛顿第二定律，小球受到的合外力 ，故B错误； C．若木箱做水平向左的匀减速直线运动，则加速度方向水平向右。对小球受力分析，合力水平向右，由牛顿第二定律得 解得 对小球和木箱组成的系统，受到的合力 ，故C错误； D．若木箱做水平向右的匀加速直线运动，加速度方向水平向右，小球受力如图所示（绳子偏向左侧，符合题图）。在竖直方向上，小球受力平衡，有 解得细绳的拉力 ，故D正确。故选D。 【变式训练1·变载体】（2026·北京海淀·二模）我国航天员在太空中展示了完全失重情况下测物体质量的方法。如图所示，将航天员固定在测量仪的轻质支架一端，然后另一名航天员将支架拉开到指定位置。松手后，支架拉着航天员返回到舱壁。支架能够产生一个恒定的拉力F；用光栅测速装置能够测量出支架的速度v和时间t，则航天员的质量可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据牛顿第二定律 初速度为0的匀加速直线运动公式 整理得航天员质量 故选B。 【变式训练2·变载体】（2026·成都石室中学·一诊）工地上，建筑工人常使用金属木箱高效搬运细小零件。如图所示，一质量的长方体铁箱在水平拉力作用下沿水平面向右做匀加速直线运动。铁箱与水平面间的动摩擦因数。这时铁箱内一个质量，可视作质点的木块恰能静止在后壁上，木块与铁箱内表面间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力，重力加速度大小为。则下列说法中不正确的是（　　） A．此时铁箱对木块的弹力大小为 B．此时施加的水平外力大小为 C．上述匀加速过程中，突然减小拉力至，木块将沿铁箱左侧壁落到底部 D．上述匀加速过程中，突然减小拉力至，木块将相对地面做平抛运动 【答案】D 【解析】A．此时木块恰静止在后壁，对木块受力分析。竖直方向 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即 解得，A选项正确； B．对木块水平方向 解得 此时，对木块和铁箱整体分析可得 解得，B选项正确。 CD．当拉力减小至与地面滑动摩擦力相等时，即 箱壁与木块之间的支持力突变为0，二者分离。因此拉力大于时，木块和铁箱未分离，可以看作整体。对整体受力分析， 此时木块受到摩擦力 故木块沿着箱壁左侧落到底部，C选项正确，D选项错误。 本题选不正确的，故选D。 考向3 瞬时加速度问题 【重】 例3（2026·北京一六一中学·模拟）如图所示，两个完全相同的物块1和物块2之间用轻弹簧连接，用一根不可伸长的轻软细绳悬挂在天花板上并保持静止。剪断细绳的瞬间，物块1和物块2加速度的大小分别为、。已知重力加速度为，下列选项正确的是（ ） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】AB．对于物块1： 物块1受到竖直向下的重力和竖直向下的弹簧弹力。根据牛顿第二定律有 代入，解得 ，故A错误，B正确； CD．对于物块2： 物块2受到竖直向下的重力和竖直向上的弹簧弹力。根据牛顿第二定律有 代入，解得 ，故CD错误。故选B。 【变式训练1·变载体】某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，当列车在水平面上以某一加速度运动时，细线偏过一定角度后相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。在某次测定中，细线与竖直方向的夹角保持不变，如图所示。已知重力加速度为g，小球质量为m。下列说法正确的是（　　） A．此时细线的拉力大小为 B．此时列车的加速度大小为 C．此时列车可能向右减速运动 D．仅增大小球的质量，夹角将减小 【答案】B 【解析】列车启动过程是加速过程，则加速度与速度方向一致，小球与列车相对静止，加速度相同。对小球受力分析如图所示 可知合力方向水平向右，列车加速度向右，可能向左做匀减速直线运动，可能向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和竖直方向的平衡等式，有 解得加速度为 在列车加速度a一定时，细线与竖直方向的夹角保持不变,仅增大小球的质量，夹角将不变 绳的拉力为 故选B。 【变式训练2·变载体】（2026·乌鲁木齐一中·二模）如图所示，质量分别为m、2m的两个小球甲和乙用轻弹簧连接，并用轻绳、固定，处于静止状态，水平，与竖直方向的夹角为60°，重力加速度大小为g。则（　　） A．的拉力大小为2mg B．剪断瞬间，小球乙的加速度为g C．剪断瞬间，小球甲的加速度为3g D．同时剪断和的瞬间，小球甲和乙的加速度都为g 【答案】C 【解析】A．对甲、乙整体受力分析可知，的拉力大小为，故A错误； B．剪断瞬间，弹簧的形变恢复需要时间，故弹簧的弹力不发生突变，小球乙的加速度为零，故B错误； C．剪断瞬间，轻绳的力可以发生突变，由运动状态考虑，小球甲的加速度应竖直向下，故轻绳的力突变为0，则小球甲受重力和弹簧向下的拉力作用，由牛顿第二定律 解得，故C正确； D．同时剪断和的瞬间，弹簧的力不发生突变，小球乙的加速度为0，故D错误。故选C。 思维建模 瞬时加速度问题的两种常见模型 思维建模 求解瞬时加速度问题的一般思路 考点三 超重和失重 知识点1 超重和失重 知●识●解●构 1.超重与失重 （1）超重 ①定义：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。 ②产生条件：物体具有向上的加速度。 （2）失重 ①定义：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。 ②产生条件：物体具有向下的加速度。 （3）完全失重 ①定义：物体对支持物（或悬挂物）完全没有作用力的现象称为完全失重。 ②产生条件：物体的加速度a=g，方向竖直向下。 2.超重、失重和完全失重的对比 超重现象 失重现象 完全失重 受力 F-mg=ma F=m（g+a）> mg mg-F=ma F=m（g-a）< mg mg-F=mg F=0 加速度方向 加速度方向向上 加速度方向向下 加速度方向向下，大小为a=g 运动状态 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 抛体运动；卫星绕地球的匀速圆周运动 3.对超重和失重现象的理解 （1）发生超重或失重现象时，物体所受的重力没有变化，只是压力（或拉力）变大或变小了。 （2）即使物体的加速度不是沿竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。 （3）在完全失重的状态下，一切由重力产生的物理现象都会完全消失，如天平失效、浸在水中的物体不再受浮力作用、液柱不再产生压强等。 ✨得分速记： 判断超重和失重的方法 （1）从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态。 （2）从加速度的角度判断 当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态。 考●向●破●译 考向1 对超重、失重现象的理解 【重】 例1 （2026·北京延庆·一模）2025年世界举重锦标赛继续在挪威进行。在男子60公斤级A组决赛的比赛当中，中国选手王浩以138公斤的成绩获得抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手的作用力是手发生形变而产生的 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【答案】D 【解析】A．双臂所受杠铃作用力的合力的大小等于杠铃的重力大小，每只手臂所施加的力在竖直方向的分力等于杠铃重力的一半，设双臂夹角为，则有 可得 可知双臂夹角越大受力越大，故A错误； B．根据相互作用力大小相等，可知杠铃对每只手臂作用力大小为，故B错误； C．杠铃对手的作用力是杠铃发生形变而产生的，故C错误； D．在加速举起杠铃过程中，人和杠铃组成的系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃总重力，故D正确。故选D。 【变式训练1·变载体】（2026·江苏南京·二模）如图所示，一个水杯置于水平桌面上，用轻绳连接在杯底的木球静止在水中。若轻绳突然断开，木球在水中加速上升过程，水杯对桌面的压力（　　） A．大于总重力 B．小于总重力 C．等于总重力 D．以上都有可能 【答案】B 【解析】这道题我们可以用整体法和超重及失重的思路来分析： 在一开始木球静止时，水杯、水和木球整体受力平衡，水杯对桌面的压力等于总重力。 当轻绳断开后，木球加速上升，此时会有等体积的水 “填补” 木球原来的位置，相当于有一个与木球等体积的水球在加速下降。而由于木球加速上升处于超重状态，但等体积的水球加速下降处于失重状态。又因为木球的密度小于水，所以水球的质量大于木球，因此整体的失重效果大于超重效果。因此，水杯对桌面的压力会小于总重力，B正确。故选B。 【变式训练2·变载体】（2026·金华十校·模拟）2026年米兰冬奥会单板大跳台运动员从起跳到落地的全过程如图所示，忽略空气阻力，则（　　） A．裁判对运动员打分时，可以将其视为质点 B．运动员在最高点处于完全失重状态 C．运动员在空中飞行过程中，速度不断变小 D．运动员在斜向上飞行到最高点过程中，惯性变小 【答案】B 【解析】A．裁判给运动员打分时，需要观察运动员的动作姿态，运动员自身的形状、大小不能忽略，因此不能将运动员视为质点，故A错误； B．忽略空气阻力，运动员运动的全过程加速度都等于重力加速度，方向竖直向下，最高点的加速度仍为，因此处于完全失重状态，故B正确； C．运动员在空中飞行时，上升过程重力与速度夹钝角，速度减小；下落过程重力与速度夹锐角，速度增大，速度是先减小后增大，故C错误； D．惯性的大小只由质量决定，运动员质量不变，因此惯性大小不变，故D错误。故选B。 考向2 超重、失重现象的图像问题 【重】 例2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，图像中各点均对应人的不同状态，重力加速度大小为，根据图像可知（　　） A．图像中点至点过程对应人完成下蹲动作 B．图像中点和点位置对应人处于超重状态 C．图像中点位置对应人处于运动过程的最高点 D．整个运动过程中，人的最大加速度大小为 【答案】B 【来源】北京市第一○一中学2025-2026学年高一上学期期末物理试卷 【知识点】超重和失重的图像问题、牛顿第二定律的初步应用 【解析】A．完成下蹲动作的过程中，速度先增大后减小，加速度先向下后向上，图像中点至点过程，除去点和点，压力小于重力，加速度向下，没有加速度向上的过程，故A错误； B．图像中点和点位置，压力大于重力，人处于超重状态，故B正确； C．图像中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．由图可知重力为 根据牛顿第二定律 当时加速度最大，解得，故D错误；故选B。 【变式训练1·变情境】如图甲所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图甲中的“·”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线，其中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻，4状态时人的重心上升到最高。取重力加速度g=10m/s²。下列说法正确的是（　　） A．人的重力约为1800N B．2~3的过程中，人的加速度一直在减小 C．人上升的最大加速度为15m/s² D．人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s 【答案】D 【解析】A．图乙可知人重力约为600N，质量约为60kg，故A错误； B．分析可知2~3的过程，人先超重后失重，合力先减小后增大，加速度先减小后增大，故B错误； C．合力最大时加速度最大，图像可知F最大为1800N，故最大加速度，故C错误； D． 分析可知人的速度最大时人的合力为0 ，即F与人的重力等大时，图像可知约0.45s时，F与人的重力等大，故人在下蹲阶段达到最大速度的时刻约为0.45s，故D正确。故选D。 【变式训练2·变载体】某同学在水平放置的压力传感器上完成下蹲或站起动作。该同学在某次实验过程中压力传感器的示数F随时间t变化的情况如图所示。下列说法正确的是（ ） A．1-3 s内该同学依次完成了下蹲和站起的动作 B．0-8 s内该同学依次完成了站起和下蹲的动作 C．t1时刻，该同学具有竖直向下的加速度 D．t＝4 s时，该同学下蹲的速度最大 【答案】C 【解析】A．下蹲过程分为加速下蹲和减速下蹲两个过程，加速下蹲过程该同学处于失重状态，减速下蹲过程该同学处于超重状态，故1-3 s内该同学只完成了下蹲的动作，故A错误； B．站起过程先是加速站起，该同学处于超重状态，0-8 s内该同学依次完成了下蹲和站起的动作，故B错误； C．时刻，失重最多，加速度不但向下而且最大，故C正确； D．t＝4 s时，该同学处在静止状态，故D错误；故选C。 考点四 力学单位制 知识点1 力学单位制 知●识●解●构 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 考●向●破●译 考向1 力学单位制 例1（2026·北京朝阳·一模）“谁将春晚作冬看，添着绵衣减却难。”人们一年四季穿着的变化与热传递过程密切相关。热传递是一种热能的转移过程，与自然界中其他转移过程（如电荷量的转移）有类似之处，它们的共性可归结为“”，在电学中体现为欧姆定律，即，在热能的转移过程中，动力量表现为温度差，与电阻对应的物理量称为热阻。如图所示，某长方体导热板，侧面1、2的面积均为A，温度分别为T1、T2。坐标轴x与侧面垂直，坐标原点在侧面1上，导热板各处的温度T仅随x线性变化。科学家发现单位时间从侧面1传递到侧面2的热量，其中λ是常量，仅与导热材料有关，为两侧面的间距。下列说法错误的是（　　） A．该导热物体的热阻为 B．λ的单位可表示为 C．热量先后通过多层不同材料的总热阻等于各层热阻之和 D．在导热板垂直于x轴的任意截面上，单位时间传递的热量都相等 【答案】B 【解析】A．题目给出单位时间传热量 对比规律 可得热阻 与选项相符，故A错误； B．推导的单位：单位时间热量的单位为，单位，单位，温度差单位。 由 代入单位得的单位为 与选项不符，故B正确； C．多层材料串联导热时，稳定导热下各层单位时间传热量相同，总温差为各层温差之和 因此总热阻 和串联电阻规律一致，与选项相符，故C错误； D．本题导热过程为稳定导热（温度分布不随时间变化），不会在中间截面积累热量，因此任意垂直x轴的截面上，单位时间传递的热量相等，与选项相符，故D错误。故选B。 【变式训练1·变载体】（2026·北京理工附中·模拟）黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随着很多新奇的物理现象。传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来，但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”“T”。其中T为“黑洞”的温度，h为普朗克常量，c为真空中的光速，G为引力常量，M为黑洞的质量。K是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”。以下几个选项中能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题干给出的公式 变形得玻尔兹曼常量 其中的单位为 的单位为 的单位为 的单位为 的单位为 代入玻尔兹曼常量的表达式可得的单位是 故选A。 【变式训练2·变情境】中国空间站中进行的“天宫课堂”，展示了微重力下的液体球。液体球受到微小的扰动后会发生“脉动”现象，这种“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小振动，如图所示。这种振动的周期，是无单位的常数，是液滴未发生“脉动”前的半径，是液体密度，是液体表面张力系数（其国际单位是N/m），利用力学单位制分析得出、、的数值，下列说法正确的是（　　） A．，， B．，， C．，， D．，， 【答案】B 【解析】根据振动周期表达式 是无单位的常数，的单位是m，的单位是，的单位用国际单位制下的基本单位表示是,可知上式在单位上的表述为 因仅中含有单位，故 单位化简计算可知， 故B正确。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2026·云南·高考）云南宣威尼珠河大峡谷的“青云电梯”为谷底孩子们上学提供了交通便利。若电梯由静止开始上升，用时，则此过程电梯的平均速度大小及电梯向上加速时乘客所处的状态分别为（ ） A．，超重 B．，超重 C．，失重 D．，失重 【答案】A 【解析】平均速度计算：根据平均速度定义式，代入位移、时间，可得 超重失重判断：电梯向上加速时加速度竖直向上，乘客处于超重状态。 故选A。 2．（2025·甘肃·高考）2025年4月24日，在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭。若在初始的内燃料对火箭的平均推力约为。火箭质量约为500吨且认为在内基本不变，则火箭在初始内的加速度大小约为（　　）（重力加速度g取） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题意，由牛顿第二定律有 代入数据解得 故选A。 3．（2025·北京·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 【解析】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．由于受到的空气阻力f的大小随速率增大而增大则f—t图的形状与v—t图的形状是一模一样的，则实验舱加速度大小在减小，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·安徽·高考）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 【解析】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。 5．（2025·山东·高考）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 【解析】根据牛顿第二定律 可得 故选B。 6．（2025·浙江·高考真题）中国运动员以121公斤的成绩获得2024年世界举重锦标赛抓举金牌，举起杠铃稳定时的状态如图所示。重力加速度，下列说法正确的是（　　） A．双臂夹角越大受力越小 B．杠铃对每只手臂作用力大小为 C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对平衡力 D．在加速举起杠铃过程中，地面对人的支持力大于人与杠铃总重力 【答案】D 【解析】AB．杠铃的重力为 手臂与水平的杠铃之间有夹角，假设手臂与竖直方向夹角为，根据平衡条件可知 可知，双臂夹角越大，F越大；结合，解得杠铃对手臂的弹力，而杠铃对手臂的作用力是弹力和摩擦力的合力，可知杠铃对每只手臂作用力大小大于，AB错误； C．杠铃对手臂的压力和手臂对杠铃的支持力是一对相互作用力，C错误； D．加速举起杠铃，人和杠铃构成的相互作用系统加速度向上，系统处于超重状态，因此地面对人的支持力大于人与杠铃的总重力，D正确。故选D。 7．（2025·四川·高考）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 【解析】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。 8．（2025·广西·高考）独竹漂是我国一项民间技艺。如图，在平静的湖面上，独竹漂选手手持划杆踩着楠竹，沿直线减速滑行，选手和楠竹相对静止，则（　　） A．选手所受合力为零 B．楠竹受到选手作用力的方向一定竖直向下 C．手持划杆可使选手（含划杆）的重心下移，更易保持平衡 D．选手受到楠竹作用力的方向与选手（含划杆）的重心在同一竖直平面 【答案】CD 【解析】A．选手和楠竹在水里减速滑行，速度在变化，根据牛顿第二定律可知合力不为零，故A错误； B．楠竹在水平方向有加速度，选手对楠竹的力在竖直方向有压力，水平方向有摩擦力，所以选手对楠竹的力方向不是竖直向下，故B错误； C．选手和楠竹相对静止，且减速滑行，选手和楠竹的重心要在同一竖直面上才能保持相对稳定，故C正确； D．选手和楠竹构成的整体在减速滑行，受到的合力不为零，根据力的作用线和重心的关系可知整体的重心与楠竹受到合力作用线应该在同一竖直面上，故D正确。故选CD。 9．（2025·河南·高考）如图，在一段水平光滑直道上每间隔铺设有宽度为的防滑带。在最左端防滑带的左边缘静止有质量为的小物块P，另一质量为的小物块Q以的速度向右运动并与P发生正碰，且碰撞时间极短。已知碰撞后瞬间P的速度大小为，P、Q与防滑带间的动摩擦因数均为，重力加速度大小。求： (1)该碰撞过程中损失的机械能； (2)P从开始运动到静止经历的时间。 【答案】(1)24.5J (2)5s 【解析】（1）P、Q与发生正碰，由动量守恒定律 由能量守恒定律 联立可得， （2）对物块P受力分析由牛顿第二定律 物块P在第一个防滑带上运动时，由运动学公式， 解得 则物块P在第一个防滑带上运动的时间为 物块P在光滑的直道上做匀速直线运动，则 解得 物块P在第二个防滑带上运动时，由运动学公式， 解得 则物块P在第二个防滑带上运动的时间为 物块P在光滑的直道上做匀速直线运动，则 解得 由以上条件可知，物块P最终停在第三个防滑带上，由运动学公式 可得物块P在第三个防滑带上运动的时间为 故物块P从开始运动到静止经历的时间为 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $