第11讲 牛顿运动定律的基础(专项训练)(北京专用)2027年高考物理一轮复习讲练测
2026-07-06
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3份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 牛顿运动定律 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 12.75 MB |
| 发布时间 | 2026-07-06 |
| 更新时间 | 2026-07-06 |
| 作者 | xkw_077816975 |
| 品牌系列 | 上好课·一轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-07-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58664529.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
以“知识解构-题型演练-重难创新-真题实战”为逻辑主线,通过得分速记提炼核心方法,结合分层训练落实物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|巩固·知识解构|4知识点+得分速记|牛顿定律理解(惯性量度、力与运动关系)、超重失重条件辨析、单位制换算规则|从惯性概念(第一定律)到力的作用效果(第二定律),延伸至现象应用(超重失重)与单位规范,形成“概念-原理-应用”链条|
|模拟·基础演练|4题型21题|伽利略理想实验推理法、牛顿第二定律公式应用(F=ma)、超重失重状态判断|题型与知识点一一对应,通过选择+计算巩固基础方法|
|重难·创新演练|4题(新情境)|新情境问题建模(如智慧停车楼、蹦床压力分析)、单位推导技巧|结合生活/科技情境,训练科学探究与模型建构能力|
|真题·实战演练|8题(高考题)|高频考点突破(牛顿第二定律应用占62.5%)|聚焦高考命题趋势,强化科学论证与解题规范|
内容正文:
第11讲 牛顿运动定律的基础(专项训练)
目 录
巩固·知识解构 1
知识点1 牛顿第一定律 惯性 1
知识点2 牛顿第二定律 2
知识点3 超重和失重 2
知识点4 力学单位制 2
模拟·基础演练 4
题型01 牛顿第一定律的理解与应用 4
题型02 牛顿第二定理的理解与应用 5
题型03 超重和失重 5
题型04 力学单位制 5
重难·创新演练 10
真题·实战演练 13
巩固·知识解构
知识点1 牛顿第一定律 惯性
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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)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揭示了运动与力的关系: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。
2.惯性
(1)定义:物体具有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。
3.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。
✨得分速记 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。
知识点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.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(远小于光速)的情况。
✨得分速记 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∝。
知识点3 超重和失重
1.实重
物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关,在地球上的同一位置是不变的。
2.超重、失重和完全失重的比较
超重现象
失重现象
完全失重
概念
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
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的现象
产生条件
物体的加速度方向向上
物体的加速度方向向下
物体的加速度方向向下,大小为a=g
原理方程
F-mg=ma
F=m(g+a)
mg-F=ma
F=m(g-a)
mg-F=mg
F=0
运动状态
加速上升或减速下降
加速下降或减速上升
无阻力的抛体运动;绕地球的匀速圆周运动
知识点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。
模拟·基础演练
考查重点:牛顿第一定理、惯性、牛顿第二定理、超重和失重、力学单位制……
⏳题型01 牛顿第一定律的理解与应用
1.(2026·北京十一学校)如图所示,水平桌面上有一块纸板,板上放着一只水杯,现将压在水杯下的纸板快速向左抽出,水杯留在桌面上,则此过程中( )
A.抽出的速度越大,水杯的惯性越大
B.抽出的速度越小,水杯的惯性越小
C.水杯所受摩擦力的方向水平向左
D.水杯所受摩擦力为静摩擦力
【答案】C
【解析】AB.水杯的惯性仅由水杯的质量决定,与抽纸板的速度无关,故AB错误;
CD.抽出纸板的过程中,水杯相对纸板向右滑动,所受摩擦力为滑动摩擦力,方向与相对运动方向相反,水平向左,故C正确,D错误。故选C。
2.(2026·北京大兴)伽利略开创了实验和逻辑推理相结合的科学方法,促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:将斜面1与斜面2平滑连接,让小球由斜面1上的处由静止开始滚下,小球将滚上斜面2。逐渐减小斜面2的倾角,仍使小球从处由静止滚下,如果没有摩擦,则( )
A.小球在斜面2上能上升的最大高度逐渐降低
B.小球在斜面2上每次都能上升到与处等高的位置
C.当斜面2最终变为水平面时,小球将处于静止状态
D.当斜面2最终变为水平面时,小球将做减速运动直到速度为零
【答案】B
【解析】AB.理想斜面不考虑摩擦,小球从O点的这一高度处具有一定的重力势能,由于机械能守恒,所以它到另一个斜面上时,每次它都能上升到与O点等高的位置处,故A错误,B正确;
CD.当斜面2最终变为水平面时,小球将做匀速直线运动,故CD错误。故选B。
3.(2026·北京丰台)交通法规定行车过程中车内人员要系安全带。在汽车紧急刹车时,安全带可以减小( )
A.车的惯性 B.人的惯性
C.因为惯性对人造成的伤害 D.因为惯性对车造成的伤害
【答案】C
【解析】A.惯性只由质量决定,车的质量不变,惯性不变,安全带不能减小车的惯性,故A错误;
B.惯性只由质量决定,人的质量不变,惯性不变,安全带不能减小人的惯性,故B错误;
C.在汽车紧急刹车时,安全带通过限制人的运动,减少人因惯性向前冲撞车内物体造成的伤害,故C正确;
D.安全带主要用于保护车内人员,对车本身造成的伤害不是其作用对象,故D错误。故选C。
4.在物理学发展进程中,很多物理学家提出一些物理学思想方法。下列关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.在不考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代法
B.伽利略研究力和运动关系的斜面实验采用了控制变量法
C.在利用光电门测速中,采用了极限思想法
D.在推导匀变速运动位移公式时,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,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
【答案】C
【解析】A.质点是忽略次要因素、突出主要因素构建的理想化物理模型,用质点代替物体的方法是理想模型法,不是等效替代法,故A错误;
B.伽利略研究力和运动关系的斜面实验,通过合理外推得出物体不受力时的运动规律,采用的是理想实验法,不是控制变量法,故B错误;
C.光电门测速时,取挡光时间极短的条件,用该极短时间内的平均速度近似等于瞬时速度,采用了极限思想法,故C正确;
D.推导匀变速运动位移公式时,将整个运动过程分割为无数极小的小段,每段近似匀速后累加求和,采用的是微元法,不是理想模型法,故D错误。故选C。
5.在伽利略著名的理想实验中,他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下,并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小,直至最终变为水平时,他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析,下列说法最能体现该实验研究思想的是( )
A.通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动
B.直接证明了力是维持物体运动的原因
C.说明了物体的运动需要力来维持,没有力物体最终会停下来
D.验证了质量是物体惯性大小的量度
【答案】A
【解析】A.伽利略的理想实验以可靠的实验事实为基础,通过科学推理:若斜面无摩擦,右侧斜面倾角减小为水平时,小球不需要受力就能永远保持匀速直线运动,符合实验的核心研究思想,故A正确;
B.该实验推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论,故B错误;
C.“运动需要力维持、不受力就会停下”是亚里士多德的错误结论,伽利略的实验恰好否定了该观点,故C错误;
D.该实验没有改变小球质量的变量,并未涉及质量与惯性的关系,无法验证质量是惯性大小的量度,故D错误。故选A。
6.(2026·陕西咸阳·模拟)老师在课堂上做了一个如图所示的实验:把粉笔盒静置于水平桌面上的课本上,用水平向右的恒力F将课本迅速抽出,粉笔盒移动较小的距离。若粉笔盒和课本的质量均为m,各接触面间的动摩擦因数均为μ,抽出课本的过程历时t。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力,重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.课本受到5个力作用
B.课本受到的摩擦力大小为2μmg
C.F大于4μmg才可能将课本从粉笔盒下抽出
D.粉笔盒最终将停留在初始位置右侧处
【答案】C
【解析】A.通过受力分析可知,课本受到拉力、重力、桌面支持力、粉笔盒压力、桌面摩擦力和粉笔盒摩擦力共6个力的作用,故A错误;
B.桌面对课本的摩擦力,粉笔盒对课本的摩擦力,则课本受到的摩擦力,故B错误;
C.课本和粉笔盒刚好要发生相对运动时,粉笔盒受到摩擦力
解得
对整体牛顿第二定律有
联立解得
则F大于4μmg才可能将课本从粉笔盒下抽出,故C正确;
D.抽出课本过程,粉笔盒以为加速度做匀加速直线运动,抽出后由于桌面摩擦力大小不变方向反向,粉笔盒以为加速度做匀减速直线运动,故粉笔盒总位移
则粉笔盒最终将停留在初始位置右侧处,故D错误。故选C。
⏳题型02 牛顿第二定律的理解与应用
7.(2026·北京铁路二中)如图所示,车厢在水平面上运动的过程中,质量为的小球与车厢保持相对静止,细线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为,忽略小球所受阻力,下列说法正确的是( )
A.车厢的加速度大小为,方向水平向右
B.小球受到三个力的作用,合力大小为
C.车厢可能在做匀减速直线运动
D.细线对小球的作用力大于小球对细线的作用力
【答案】C
【解析】AB.对小球进行分析,小球受到重力与绳的拉力两个力的作用,根据牛顿第二定律有
解得
加速度方向水平向右,故AB错误;
C.如果车厢速度向左,和加速度方向相反,则车厢可能在做匀减速直线运动,故C正确;
D.根据牛顿第三定律可知,细线对小球的作用力大小等于小球对细线的作用力,故D错误。故选C。
8.(2026·北京丰台)蹦极运动的简化示意图如图所示,弹性绳一端固定在O点,另一端系住游客(可视为质点)。游客从O点自由下落,至A点弹性绳恰好自然伸直,继续向下运动到达最低点B。不计空气阻力,弹性绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A.到达A点时游客的速度最大
B.到达A点时游客的加速度为0
C.从A点至B点,游客受到的合力逐渐增大
D.从A点至B点,游客的速度先增大后减小
【答案】D
【解析】AB.游客从O点下落至A点时,游客仅受到重力作用,加速度向下,速度还可以继续增大,故AB错误;
CD.游客从A点下落到最低点B的过程中,经历先向下加速再向下减速的过程,速度先增大后减小;加速度由g逐渐减小到0再反向增加,根据牛顿第二定律
游客受到的合力先减小后增大,故C错误,D正确。故选D。
9.(2026·北京第八十中学)一辆货车运载着相同规格的圆柱形光滑油桶。在车厢底层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上层只有一只桶C自由摆放在桶A、B间,随车一起在平直公路上匀速行驶。空桶C的质量为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.空桶C受桶A的支持力小于受桶B的支持力
B.桶C装满油与装半桶油时所受桶B的支持力方向不同
C.若货车以大小为的加速度向前加速运动,且空桶C相对于桶A、B的位置未发生改变,则桶B对空桶C的支持力大小为
D.若货车刹车的加速度大小为,则空桶C一定会与桶B分离滚向桶A顶端
【答案】D
【解析】A.由于桶A、B对称,则空桶C受桶A的支持力等于受桶B的支持力,故A错误;
B.桶C装满油与装半桶油时,桶A、B对桶C的支持力的方向都是沿两桶圆心连线方向,所以桶C所受桶B的支持力方向相同,故B错误;
C.若货车以大小为的加速度向前加速运动,对空桶C进行受力分析。设和分别为桶A和桶B对C的支持力。根据牛顿第二定律可知,水平方向
竖直方向
联立解得,故C错误;
D.若空桶C恰好与桶B分离时的加速度为,则有
解得
则若货车刹车的加速度大小为,则空桶C一定会与桶B分离滚向桶A顶端,故D正确;故选D。
10.(2026·北京第八十中学)雨滴从数千米的高空落下,为何不会对人造成伤害?因为雨滴在空气中竖直下落的速度较大时,受到的空气阻力与雨滴(可看成球形)的最大横截面积成正比,与下落速度的平方成正比,即,其中为比例系数,当阻力增大到跟雨滴的重力平衡时,雨滴匀速下落。已知水的密度为,重力加速度为,球体的体积公式,为球体半径,雨滴间无相互作用且质量不变。下列说法正确的是( )
A.比例系数的单位是
B.若两个雨滴半径之比为,则它们匀速下落的速度之比为
C.雨滴匀速下落过程中,速度大小与雨滴的密度无关
D.雨滴从开始下落到匀速过程中,加速度逐渐减小至零
【答案】AD
【解析】A.依据量纲法
则比例系数的单位为
故A正确;
BC.依据受力分析可知雨滴匀速下落时
而雨滴质量
雨滴最大横截面积
解得雨滴匀速时的速度
若两个雨滴半径之比为,则它们匀速下落的速度之比为
故BC错误;
D.雨滴下落过程中受力为
初始时雨滴速度较小,空气阻力较小,故雨滴在加速,故雨滴加速度在减小,因此雨滴在做加速度不断减小的加速运动,直至加速度为零时,雨滴开始匀速运动,故D正确。故选AD。
11.(2026·北京育英中学)如图所示,一位滑雪运动员与装备的总质量m=60kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角θ=30°,在t=4s内滑下的位移x=32m,g取10m/s2。求:
(1)运动员下滑的加速度大小a;
(2)运动员2s末的速度大小v2;
(3)运动员受到阻力大小f。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)根据匀变速直线运动规律,有
解得
(2)根据速度—时间公式有
(3)对滑雪者进行受力分析:滑雪者在下滑过程中,受到重力、山坡的支持力以及阻力的共同作用。以滑雪者为研究对象,根据牛顿第二定律有
沿山坡向下方向有
解得
⏳题型03 超重和失重
12.(2026·北京八一学校)物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象:力传感器上端固定在铁架台上,下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和3楼之间运行时,数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化,下列说法正确的是( )
A.a到b过程中电梯向上运动,b到c过程中电梯向下运动
B.图形abc的面积等于图形def的面积
C.由图像无法估测出钩码的重力
D.a到b过程中钩码处于超重状态,b到c过程中钩码处于失重状态
【答案】B
【解析】A.a到b过程中,力F大于mg,钩码加速度向上,但可以向下做减速运动,同理,b到c过程中,钩码可能向上做加速运动,故A错误;
B.图像中面积表示力对时间的积累,即冲量。由图可知,从a到f记录了电梯的一个运动过程,先向上加速(a到c过程),然后匀速(c到d过程),最后减速(d到f过程),即加速过程和减速过程的动量变化量大小相等,取向上为正,由动量定理可知ac过程中有Sabc+Saa′cc′-mgta′c′ = mv
其中Saa′cc′ = mgta′c′
故Sabc = mv
df过程中有Sdd′ff ′-Sdef-mgtd′f ′ = -mv
其中Sdd′ff ′ = mgtd′f ′
故Sdef = mv
故图形abc的面积等于图形def的面积,故B正确;
C.拉力平行于时间轴时,其值为钩码重力,故由图像可以估测出钩码的重力,故C错误;
D.a到c的过程中,钩码所受拉力大于mg,加速度向上,即从a到c钩码处于超重状态,即a到b过程b到c过程钩码处于超重状态,故D错误。故选B。
13.(2026·北京丰台)小京同学把手机水平托在手上并使屏幕朝上,从静止站立状态开始做蹲起动作,手机中的加速度传感器采集到该过程中竖直方向(z轴)的运动数据,如图所示。下列说法正确的是( )
A.,该同学处于超重状态 B.,该同学的速度方向发生变化
C.,该同学完成了2次蹲起动作 D.2s末,该同学处于静止状态
【答案】D
【解析】A.,该同学的加速度先是等于零,后来小于零,则该同学开始既不超重也不失重,后来处于失重状态,故A错误;
B.,该同学的加速度先向下后向上,先失重后超重,该同学的运动过程为先向下加速后向下减速,速度方向不变,故B错误;
CD.该同学末下蹲到最低点,处于静止状态,,先超重后失重,做起立的动作,,该同学完成1次蹲起动作,故C错误,D正确。故选D。
14.(2026·北京十一顺义)某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”,其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺,弹簧下端挂一个质量的重物,重物静止时弹簧的伸长量,指针指在点。已知图中,规定竖直向下为正方向,取重力加速度。下列说法不正确的是( )
A.若指针指在之间某点时,被测物体可能在减速上升
B.点应标记的加速度值为
C.该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的
D.若指针指在之间某点时,被测物体处于失重状态
【答案】D
【解析】D.重物静止时弹簧的伸长量,根据平衡条件有
解得
若指针指在之间某点时,弹簧的伸长量增大,弹簧弹力大于物体重力,物体有向上的加速度,被测物体处于超重状态,故D错误,符合题意;
A.若指针指在之间某点时,弹簧的伸长量减小,弹簧弹力小于物体重力,物体有向下的加速度,被测物体处于失重状态,被测物体可能在减速上升,故A正确,不符合题意;
B.指针指在点时,根据牛顿第二定律有
解得,故B正确,不符合题意;
C.设点至指针所指位置的位移为,根据牛顿第二定律有
又
联立解得
故该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的,故C正确,不符合题意。
本题选错误的,故选D。
15.(2026·北京十一学校)如图所示为人在水平放置的力传感器上完成“蹲”“起”动作时传感器的示数随时间变化图像,由稳定的站姿到稳定的蹲姿的过程为“下蹲”,反之为“站起”过程。已知重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.是站起过程,此过程中点重心速度最大
B.是下蹲过程,此过程人先超重后失重
C.是站起过程,此过程中点重心速度最大
D.是下蹲过程,此过程中点重心加速度方向与速度方向一致
【答案】CD
【解析】ABC.过程中,由题图可知,人对传感器的压力先大于人的重力后小于人的重力,根据牛顿第二定律可知,人先超重后失重,人先竖直向上加速后竖直向上减速,为站起过程;其中点时人加速度为零,此时人的速度最大,故AB错误,C正确;
D.过程,人对传感器的压力先小于人的重力后大于人的重力,人先失重后超重,则人先向下加速后向下减速,所以该过程表示的是下蹲过程;点时,人向下做加速运动,即重心加速度方向与速度方向一致,故D正确。故选CD。
16.(2026·北京顺义一中)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图甲所示。电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升,图像如图乙所示。电梯总质量,忽略一切阻力,重力加速度g取。
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力;
(2)类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义,根据图乙所示图像,求电梯在第末的速率v;
(3)根据图乙所示图像,分别写出电梯处于超重和失重的时间范围。
【答案】(1),
(2)
(3),
【解析】(1)电梯在上升过程中受到的拉力最大时,电梯的加速度方向向上,运动的加速度最大,由a-t图像可知
对电梯由牛顿第二定律有
解得最大拉力大小为
电梯在上升过程中受到的拉力最小时,电梯的加速度方向向下,运动的加速度最大,由a-t图像可知
对电梯由牛顿第二定律有
解得最小拉力大小为
(2)由题意可得:所求速度变化量等于第1 s内a-t图线与t轴所围图形的面积,可得
由,解得电梯在第末的速率
(3)电梯加速度方向向上时电梯处于超重状态,时间范围为;电梯加速度方向向下时电梯处于失重状态,时间范围为。
⏳题型04 力学单位制
17.(2026·北京丰台)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,功的单位是焦耳。下列选项中正确反映了焦耳与基本单位米、千克、秒之间关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】据牛顿第二定律
根据功的定义式
故选A。
18.(2026·北京石景山)下列单位属于国际单位制中基本单位的是( )
A.m B.m/s C.m/s2 D.N
【答案】A
【解析】国际单位制(SI)的基本单位共有七个:米(m,长度)、千克(kg,质量)、秒(s,时间)、安培(A,电流)、开尔文(K,热力学温度)、摩尔(mol,物质的量)、坎德拉(cd,发光强度)。故选A。
19.(2025·北京人大附中)电阻率是衡量物质电阻特性的物理量,其倒数即为电导率,用σ表示。对于饮用水,我国国家规定其电导率不得超过10μS/cm,电导率越高,通常意味着水中含盐量或可溶性固体含量越高,我们可以通过“电导率”测试笔来检测饮水机出水的电导率是否达标。对于电导率单位“μS/cm”,阿兴同学经过搜索得知其中的“μ”的含义是“微”,即10-6,“cm”表示厘米,但对于其中的“S”不大清楚,于是做出以下猜想,请你帮他判断,其中正确的是( )
A.表示检测容器的截面积
B.S表示秒
C.S表示Ω⁻¹
D.S表示V·A
【答案】C
【解析】电导率σ是电阻率ρ的倒数,即。电阻率的单位是Ω·m,因此电导率的单位应为1/(Ω·m),即西门子每米(S/m)。
西门子(S)是电导的单位,根据定义,1 S = 1 Ω⁻¹。
A.S表示截面积,截面积的单位是m²,与电导率单位无关,A错误;
B.S表示秒,秒是时间单位,与电导率无关,B错误;
C.S表示Ω⁻¹,根据电导的定义,1 S = 1 Ω⁻¹,C正确;
D.S表示V·A,V·A是功率单位瓦特(W),与电导率无关,D错误。故选C。
20.由单位N、m、Ω和s组合成的单位对应的物理量是( )
A.电流强度 B.电量 C.磁通量 D.动能
【答案】A
【解析】由焦耳定律得,可得,又,可知是电流强度的单位,故BCD错误、A正确。故选A。
21.普朗克质量是质量的自然单位,它是宏观尺度与微观尺度的分界点。已知万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h,K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】已知K无单位,普朗克质量量纲为质量量纲,因此根号内的物理量组合量纲要为。首先明确三个常量的量纲(为长度量纲,为时间量纲):光速c:量纲为
普朗克常量:由,能量,频率,得
引力常量G:由,得
A.的量纲为,与质量量纲不符,故A错误;
B.的量纲为,与质量量纲一致,故B正确;
C.的量纲为,与质量量纲不符,故C错误;
D.的量纲为,与质量量纲不符,故D错误。
故选B。
重难·创新演练
设题创新:结合教材基本知识(T1、T2);结合生活实际(T3);结合体育赛事(T4)
1.▶新情境◀(2026·北京丰台·二模)原子置于强磁场时,能级会发生分裂,从而导致其发射光谱线分裂为若干条谱线,分裂谱线的裂距(光谱上波长的倒数差)与磁感应强度B成正比。已知电子质量为m、电荷量为e、真空中光速为c。下列表达式可能正确表示裂距的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由于裂距是波长的倒数差,即其单位为m-1,由于e的单位为C,B的单位为T,m的单位为kg,c的单位为m/s,所以的单位为,的单位为,的单位为,的单位为;故选A。
2.▶新情境◀(2026·江西九江·二模)普朗克质量是质量的自然单位,它是宏观尺度与微观尺度的分界点,当物质的质量大于普朗克质量时,它的行为是确定的,表现出宏观的物质特性;当物质的质量小于普朗克质量时,它的行为是不确定的,表现出微观的量子特性。万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h,K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】本题可通过量纲分析法判断,物理公式等号两侧量纲必须一致,已知K无单位,普朗克质量量纲为质量量纲,因此根号内的物理量组合量纲要为。
首先明确三个常量的量纲(为长度量纲,为时间量纲):
光速:量纲为
普朗克常量:由,能量,频率,得
引力常量:由,得
A.的量纲为,与质量量纲不符,故A错误;
B.的量纲为,与质量量纲一致,故B正确;
C.的量纲为,与质量量纲不符,故C错误;
D.的量纲为,与质量量纲不符,故D错误。
故选B。
3.▶新情境◀某城市“智慧停车楼”的简化模型如图。质量为的汽车静止在升降机的水平托盘上,先以加速度竖直加速上升一段距离,再匀速上升,最后以加速度减速上升至目标楼层。已知重力加速度为,则托盘对汽车的支持力大小( )
A.在匀速上升阶段为0 B.在加速上升阶段为
C.在减速上升阶段为 D.先小于,再等于,最后大于
【答案】B
【解析】A.在匀速上升阶段汽车受力平衡,则托盘对汽车的支持力大小等于汽车重力大小,A错误;
B.在加速上升阶段,根据
可得,B正确;
C.在减速上升阶段,根据
可得为,C错误;
D.由以上分析可知整个过程中托盘对汽车的支持力大小先大于,再等于,最后小于,D错误。故选B。
4.▶新情境◀2025年第十五届全国运动会在广东、香港、澳门三地联合举办,图甲是蹦床项目的比赛场景,图乙是某运动员在竖直方向运动时蹦床所受压力大小F与时间t的关系图像。重力加速度大小为g,不计空气阻力,则运动员( )
A.在时刻速度大小为零 B.在时刻加速度大小为零
C.在时间段内一直处于超重状态 D.离开蹦床后上升的最大高度为
【答案】D
【解析】AB.当运动员与蹦床接触瞬间,所受蹦床的弹力为零,之后弹力不断增大,运动员下降到最低点时,速度为零,蹦床的弹力达到最大,之后运动员开始向上运动,弹力不断减小,当弹力减为零时,运动员与蹦床分离,运动员开始做竖直上抛运动,所以t1时刻运动员刚与蹦床接触,t2时刻运动员与蹦床分离,此时运动员只受重力,加速度为重力加速度,故AB错误;
C.t1~t2时间内,运动员从接触蹦床到分离,重力先大于弹力,加速度向下,运动员向下加速,当弹力等于重力时,速度最大,之后弹力大于重力,加速度向上,运动员向下减速,运动到最低点时,弹力最大,加速度最大,速度为零,之后运动员向上做加速运动,弹力减小,加速度减小,弹力与重力相等时,速度达到最大,之后弹力小于重力,加速度向下,运动员向上减速,直到弹力减为零,运动员与蹦床分离,所以运动员先失重后超重再失重,故C错误;
D.离开蹦床做竖直上抛运动,上升的最大高度为,故D正确。故选D。
真题·实战演练
高频考点:牛顿第二定律的简单应用、超重和失重、力学单位制
1.(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。
2.(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。
3.(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。
4.(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。
5.(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。
6.(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。
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·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
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第11讲 牛顿运动定律的基础(专项训练)
模拟·基础演练
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
答案
C
B
C
C
A
C
C
D
D
AD
B
题号
13
14
15
17
18
19
20
21
答案
D
D
CD
A
A
C
A
B
11. 解:(1)根据匀变速直线运动规律,有
解得
(2)根据速度—时间公式有
(3)对滑雪者进行受力分析:滑雪者在下滑过程中,受到重力、山坡的支持力以及阻力的共同作用。以滑雪者为研究对象,根据牛顿第二定律有
沿山坡向下方向有
解得
16. 解:(1)电梯在上升过程中受到的拉力最大时,电梯的加速度方向向上,运动的加速度最大,由a-t图像可知
对电梯由牛顿第二定律有
解得最大拉力大小为
电梯在上升过程中受到的拉力最小时,电梯的加速度方向向下,运动的加速度最大,由a-t图像可知
对电梯由牛顿第二定律有
解得最小拉力大小为
(2)由题意可得:所求速度变化量等于第1 s内a-t图线与t轴所围图形的面积,可得
由,解得电梯在第末的速率
(3)电梯加速度方向向上时电梯处于超重状态,时间范围为;电梯加速度方向向下时电梯处于失重状态,时间范围为。
重难·创新演练
题号
1
2
3
4
答案
A
B
B
D
真题·实战演练
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
B
C
B
A
CD
AC
8. 解:(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
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第11讲 牛顿运动定律的基础(专项训练)
目 录
巩固·知识解构 1
知识点1 牛顿第一定律 惯性 1
知识点2 牛顿第二定律 2
知识点3 超重和失重 2
知识点4 力学单位制 2
模拟·基础演练 4
题型01 牛顿第一定律的理解与应用 4
题型02 牛顿第二定理的理解与应用 5
题型03 超重和失重 5
题型04 力学单位制 5
重难·创新演练 10
真题·实战演练 13
巩固·知识解构
知识点1 牛顿第一定律 惯性
1.牛顿第一定律
(1)内容:一切物体总保持__________状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(2)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揭示了运动与力的关系: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。
2.惯性
(1)定义:物体具有保持原来__________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__________。
3.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。
✨得分速记 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。
知识点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: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__________或做__________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(远小于光速)的情况。
✨得分速记 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∝。
知识点3 超重和失重
1.实重
物体实际所受的重力,与物体的运动状态__________,在地球上的同一位置是__________的。
2.超重、失重和完全失重的比较
超重现象
失重现象
完全失重
概念
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
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
物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力) __________的现象
产生条件
物体的加速度方向__________
物体的加速度方向__________
物体的加速度方向__________,大小为a=g
原理方程
F-mg=ma
F=m(g+a)
mg-F=ma
F=m(g-a)
mg-F=mg
F=0
运动状态
加速上升或__________
加速下降或__________
无阻力的抛体运动;绕地球的匀速圆周运动
知识点4 力学单位制
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。
模拟·基础演练
考查重点:牛顿第一定理、惯性、牛顿第二定理、超重和失重、力学单位制……
⏳题型01 牛顿第一定律的理解与应用
1.(2026·北京十一学校)如图所示,水平桌面上有一块纸板,板上放着一只水杯,现将压在水杯下的纸板快速向左抽出,水杯留在桌面上,则此过程中( )
A.抽出的速度越大,水杯的惯性越大
B.抽出的速度越小,水杯的惯性越小
C.水杯所受摩擦力的方向水平向左
D.水杯所受摩擦力为静摩擦力
2.(2026·北京大兴)伽利略开创了实验和逻辑推理相结合的科学方法,促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验:将斜面1与斜面2平滑连接,让小球由斜面1上的处由静止开始滚下,小球将滚上斜面2。逐渐减小斜面2的倾角,仍使小球从处由静止滚下,如果没有摩擦,则( )
A.小球在斜面2上能上升的最大高度逐渐降低
B.小球在斜面2上每次都能上升到与处等高的位置
C.当斜面2最终变为水平面时,小球将处于静止状态
D.当斜面2最终变为水平面时,小球将做减速运动直到速度为零
3.(2026·北京丰台)交通法规定行车过程中车内人员要系安全带。在汽车紧急刹车时,安全带可以减小( )
A.车的惯性 B.人的惯性
C.因为惯性对人造成的伤害 D.因为惯性对车造成的伤害
4.在物理学发展进程中,很多物理学家提出一些物理学思想方法。下列关于物理学研究方法的叙述正确的是( )
A.在不考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫等效替代法
B.伽利略研究力和运动关系的斜面实验采用了控制变量法
C.在利用光电门测速中,采用了极限思想法
D.在推导匀变速运动位移公式时,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,然后把各小段的位移相加,这里采用了理想模型法
5.在伽利略著名的理想实验中,他让小球从左侧斜面某一高度由静止滚下,并冲上右侧斜面。当右侧斜面的倾角逐渐减小,直至最终变为水平时,他观察到小球为了到达原来的高度会运动得越来越远。对此实验的分析,下列说法最能体现该实验研究思想的是( )
A.通过科学推理得出物体在不受力时将保持匀速直线运动
B.直接证明了力是维持物体运动的原因
C.说明了物体的运动需要力来维持,没有力物体最终会停下来
D.验证了质量是物体惯性大小的量度
6.(2026·陕西咸阳·模拟)老师在课堂上做了一个如图所示的实验:把粉笔盒静置于水平桌面上的课本上,用水平向右的恒力F将课本迅速抽出,粉笔盒移动较小的距离。若粉笔盒和课本的质量均为m,各接触面间的动摩擦因数均为μ,抽出课本的过程历时t。最大静摩擦力可视为等于滑动摩擦力,重力加速度为g。在此过程中,下列说法正确的是( )
A.课本受到5个力作用
B.课本受到的摩擦力大小为2μmg
C.F大于4μmg才可能将课本从粉笔盒下抽出
D.粉笔盒最终将停留在初始位置右侧处
⏳题型02 牛顿第二定律的理解与应用
7.(2026·北京铁路二中)如图所示,车厢在水平面上运动的过程中,质量为的小球与车厢保持相对静止,细线与竖直方向的夹角为。已知重力加速度为,忽略小球所受阻力,下列说法正确的是( )
A.车厢的加速度大小为,方向水平向右
B.小球受到三个力的作用,合力大小为
C.车厢可能在做匀减速直线运动
D.细线对小球的作用力大于小球对细线的作用力
8.(2026·北京丰台)蹦极运动的简化示意图如图所示,弹性绳一端固定在O点,另一端系住游客(可视为质点)。游客从O点自由下落,至A点弹性绳恰好自然伸直,继续向下运动到达最低点B。不计空气阻力,弹性绳始终在弹性限度内。下列说法正确的是( )
A.到达A点时游客的速度最大
B.到达A点时游客的加速度为0
C.从A点至B点,游客受到的合力逐渐增大
D.从A点至B点,游客的速度先增大后减小
9.(2026·北京第八十中学)一辆货车运载着相同规格的圆柱形光滑油桶。在车厢底层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上层只有一只桶C自由摆放在桶A、B间,随车一起在平直公路上匀速行驶。空桶C的质量为,重力加速度为。下列说法正确的是( )
A.空桶C受桶A的支持力小于受桶B的支持力
B.桶C装满油与装半桶油时所受桶B的支持力方向不同
C.若货车以大小为的加速度向前加速运动,且空桶C相对于桶A、B的位置未发生改变,则桶B对空桶C的支持力大小为
D.若货车刹车的加速度大小为,则空桶C一定会与桶B分离滚向桶A顶端
10.(2026·北京第八十中学)雨滴从数千米的高空落下,为何不会对人造成伤害?因为雨滴在空气中竖直下落的速度较大时,受到的空气阻力与雨滴(可看成球形)的最大横截面积成正比,与下落速度的平方成正比,即,其中为比例系数,当阻力增大到跟雨滴的重力平衡时,雨滴匀速下落。已知水的密度为,重力加速度为,球体的体积公式,为球体半径,雨滴间无相互作用且质量不变。下列说法正确的是( )
A.比例系数的单位是
B.若两个雨滴半径之比为,则它们匀速下落的速度之比为
C.雨滴匀速下落过程中,速度大小与雨滴的密度无关
D.雨滴从开始下落到匀速过程中,加速度逐渐减小至零
11.(2026·北京育英中学)如图所示,一位滑雪运动员与装备的总质量m=60kg,以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角θ=30°,在t=4s内滑下的位移x=32m,g取10m/s2。求:
(1)运动员下滑的加速度大小a;
(2)运动员2s末的速度大小v2;
(3)运动员受到阻力大小f。
⏳题型03 超重和失重
12.(2026·北京八一学校)物理学习小组在竖直电梯里研究超重失重现象:力传感器上端固定在铁架台上,下端悬挂一个质量为m的钩码。当电梯在1楼和3楼之间运行时,数据采集系统采集到拉力F随时间t的变化如图所示。忽略由于轻微抖动引起的示数变化,下列说法正确的是( )
A.a到b过程中电梯向上运动,b到c过程中电梯向下运动
B.图形abc的面积等于图形def的面积
C.由图像无法估测出钩码的重力
D.a到b过程中钩码处于超重状态,b到c过程中钩码处于失重状态
13.(2026·北京丰台)小京同学把手机水平托在手上并使屏幕朝上,从静止站立状态开始做蹲起动作,手机中的加速度传感器采集到该过程中竖直方向(z轴)的运动数据,如图所示。下列说法正确的是( )
A.,该同学处于超重状态 B.,该同学的速度方向发生变化
C.,该同学完成了2次蹲起动作 D.2s末,该同学处于静止状态
14.(2026·北京十一顺义)某同学设计制作了一个“竖直加速度测量仪”,其结构如图所示。一根轻弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一根直尺,弹簧下端挂一个质量的重物,重物静止时弹簧的伸长量,指针指在点。已知图中,规定竖直向下为正方向,取重力加速度。下列说法不正确的是( )
A.若指针指在之间某点时,被测物体可能在减速上升
B.点应标记的加速度值为
C.该测量仪上的刻度所对应加速度的值是均匀的
D.若指针指在之间某点时,被测物体处于失重状态
15.(2026·北京十一学校)如图所示为人在水平放置的力传感器上完成“蹲”“起”动作时传感器的示数随时间变化图像,由稳定的站姿到稳定的蹲姿的过程为“下蹲”,反之为“站起”过程。已知重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A.是站起过程,此过程中点重心速度最大
B.是下蹲过程,此过程人先超重后失重
C.是站起过程,此过程中点重心速度最大
D.是下蹲过程,此过程中点重心加速度方向与速度方向一致
16.(2026·北京顺义一中)摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图甲所示。电梯的加速度a是随时间t变化的。已知电梯在时由静止开始上升,图像如图乙所示。电梯总质量,忽略一切阻力,重力加速度g取。
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力和最小拉力;
(2)类比是一种常用的研究方法。对比加速度和速度的定义,根据图乙所示图像,求电梯在第末的速率v;
(3)根据图乙所示图像,分别写出电梯处于超重和失重的时间范围。
⏳题型04 力学单位制
17.(2026·北京丰台)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,功的单位是焦耳。下列选项中正确反映了焦耳与基本单位米、千克、秒之间关系的是( )
A. B.
C. D.
18.(2026·北京石景山)下列单位属于国际单位制中基本单位的是( )
A.m B.m/s C.m/s2 D.N
19.(2025·北京人大附中)电阻率是衡量物质电阻特性的物理量,其倒数即为电导率,用σ表示。对于饮用水,我国国家规定其电导率不得超过10μS/cm,电导率越高,通常意味着水中含盐量或可溶性固体含量越高,我们可以通过“电导率”测试笔来检测饮水机出水的电导率是否达标。对于电导率单位“μS/cm”,阿兴同学经过搜索得知其中的“μ”的含义是“微”,即10-6,“cm”表示厘米,但对于其中的“S”不大清楚,于是做出以下猜想,请你帮他判断,其中正确的是( )
A.表示检测容器的截面积
B.S表示秒
C.S表示Ω⁻¹
D.S表示V·A
20.由单位N、m、Ω和s组合成的单位对应的物理量是( )
A.电流强度 B.电量 C.磁通量 D.动能
21.普朗克质量是质量的自然单位,它是宏观尺度与微观尺度的分界点。已知万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h,K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是( )
A. B.
C. D.
重难·创新演练
设题创新:结合教材基本知识(T1、T2);结合生活实际(T3);结合体育赛事(T4)
1.▶新情境◀(2026·北京丰台·二模)原子置于强磁场时,能级会发生分裂,从而导致其发射光谱线分裂为若干条谱线,分裂谱线的裂距(光谱上波长的倒数差)与磁感应强度B成正比。已知电子质量为m、电荷量为e、真空中光速为c。下列表达式可能正确表示裂距的是( )
A. B. C. D.
2.▶新情境◀(2026·江西九江·二模)普朗克质量是质量的自然单位,它是宏观尺度与微观尺度的分界点,当物质的质量大于普朗克质量时,它的行为是确定的,表现出宏观的物质特性;当物质的质量小于普朗克质量时,它的行为是不确定的,表现出微观的量子特性。万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h,K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是( )
A. B. C. D.
3.▶新情境◀某城市“智慧停车楼”的简化模型如图。质量为的汽车静止在升降机的水平托盘上,先以加速度竖直加速上升一段距离,再匀速上升,最后以加速度减速上升至目标楼层。已知重力加速度为,则托盘对汽车的支持力大小( )
A.在匀速上升阶段为0 B.在加速上升阶段为
C.在减速上升阶段为 D.先小于,再等于,最后大于
4.▶新情境◀2025年第十五届全国运动会在广东、香港、澳门三地联合举办,图甲是蹦床项目的比赛场景,图乙是某运动员在竖直方向运动时蹦床所受压力大小F与时间t的关系图像。重力加速度大小为g,不计空气阻力,则运动员( )
A.在时刻速度大小为零 B.在时刻加速度大小为零
C.在时间段内一直处于超重状态 D.离开蹦床后上升的最大高度为
真题·实战演练
高频考点:牛顿第二定律的简单应用、超重和失重、力学单位制
1.(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.
2.(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
3.(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
4.(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.
5.(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
6.(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
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·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。
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