第03讲 牛顿运动定律的理解及基本应用（复习讲义）（天津专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理讲义聚焦牛顿运动定律的理解及基本应用，覆盖牛顿第一定律（惯性）、牛顿第二定律（瞬时加速度）、超重失重（图像问题）、单位制等高考核心考点，按“概念理解-规律应用-现象分析-单位规范”逻辑架构知识，通过命题透视、思维建模、考点精讲、真题溯源环节，帮助学生系统突破难点。 资料突出科学思维与物理观念融合，如瞬时加速度问题构建“弹簧与细绳突变模型”培养科学推理能力，超重失重结合图像设计三步解题法强化运动观念。分层练习配合真题溯源，助力学生高效掌握解题范式，为教师提供清晰复习路径，提升复习效率。

第03讲 牛顿运动定律的理解及基本应用 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 知识点2 惯性 考点二 牛顿第二定律 知识点 牛顿第二定律 考向1 牛顿第二定律 考向2 牛顿第二定律求瞬时加速度问题重 考点三 超重和失重问题 知识点 超重和失重 考向1 超重和失重 考向2 完全失重重 考向3 超重和失重的图像问题 考点四 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 牛顿运动定律的理解及基本应用 河北卷T14 (12 分)； 河南卷T11 (6 分)； 陕晋青宁T14 (10 分) 山东卷T8 (6 分)、 河北卷T9 (6 分)、 北京卷T11 (6 分)、 福建卷T15 (12 分) 广东卷T7 (6 分)、 全国甲卷T2 (6 分)、 安徽卷T6 (6 分 湖南卷T3 (6 分) 考情分析 题型与考向：选择题：辨析牛顿第一定律、惯性概念；电梯类超重失重、完全失重判断；力学单位制量纲检验；Ft、at 动力学图像分析；细绳、弹簧模型瞬时加速度计算。力学实验题：探究加速度、合外力、质量三者关系，考查实验操作、误差分析、数据处理。综合计算题：整体法、隔离法；求解连接体、板块滑块、传送带模型；处理已知力求运动、由运动状态反推受力两类动力学基础题型。 情境与立意： 生活化情境：电梯升降、交通工具加减速、游乐设施； 工业模型情境：物料传送带、叠放滑块、斜面装置； 科技前沿情境：载人航天器、卫星里面的完全失重现象； 图像类情境：依托速度、拉力、加速度图像给出运动条件。 复习目标 1.了解惯性、超重失重等基础概念，快速完成概念类选择题； 2.分清绳与弹簧弹力突变特性，熟练求解瞬时加速度问题； 3.熟练掌握整体隔离法，攻克传送带、板块、连接体经典题型； 4.可以读懂动力学图像，提取加速度、合外力条件建立方程。 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.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 (填“不能”或“可以”)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 。 注意：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 的原因。 考●向●破●译 考向 牛顿第一定律 1．（25-26高一上·四川南充·阶段检测）下面关于物理教材上的插图说法正确的是（　　） A．伽利略利用图甲斜面实验直接证明了重的物体比轻的物体下落得快 B．伽利略利用图乙理想实验证明了力是维持物体运动状态的原因 C．伽利略利用图甲斜面实验间接证明了自由落体是匀加速直线运动 D．图丙用光路观察桌子的微小形变涉及到等效替代的思想 2．（25-26高一上·云南昆明·阶段检测）（多选）物理学中蕴含丰富的科学思维方法，下列说法正确的是（    ） A．“质点”和“轻弹簧”都是理想化模型 B．通过实验可以直接验证牛顿第一定律 C．伽利略利用实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的方法研究自由落体运动 D．借助激光器及平面镜观察桌面的微小形变的实验，运用了微元法 3．（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）关于牛顿第一定律和惯性的概念，下列理解正确的是（　　） A．牛顿第一定律是实验定律，可以通过实验直接验证 B．物体抵抗运动状态变化的“本领”叫惯性，这个“本领”的大小仅由质量唯一量度 C．物体运动的速度越大，其惯性就越大，越难停下来 D．牛顿第一定律说明了“力是维持物体运动的原因”，纠正了亚里士多德的错误观点 4．（25-26高一上·四川内江·阶段检测）下列说法中正确的是（　　） A．质点是理想化模型，现实并不存在，引入它其实是一种等效代替的思想 B．伽利略通过斜面实验说明了力是改变加速度的原因 C．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想定律，是不能直接用实验来验证的 D．笛卡尔的斜面实验开创了实验研究和逻辑推理相结合的探索自然规律的科学方法 5．（25-26高一上·湖北武汉·阶段检测）下列说法正确的是（　　） A．在伽利略的理想斜面实验中，斜面的目的是冲淡重力 B．车辆突然停止时，质量小的乘客惯性更大 C．由牛顿第一定律可知：物体受外力时，运动状态一定改变 D．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的 知识点2 惯性 知●识●解●构 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 。 3.对惯性的理解 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)物体惯性的大小只取决于物体的 ，与物体的受力情况、速度大小及所处位置 。 (3)物体惯性表现形式： ①形式一：“保持原状”。物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 ②形式二：“反抗改变”。物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难改变。 考●向●破●译 考向 惯性 6．（24-25高一上·天津·期中）“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是（　　） A．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力 C．以地面为参考系梦天实验舱是静止的 D．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 7．（25-26高一上·天津·期末）关于牛顿运动定律，下列说法正确的是 （　　） A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动的越快，惯性越大 B．航天员王亚平太空授课可以用实验直接验证牛顿第一定律 C．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 D．牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，即必须有力作用在物体上，物体才能运动 8．（25-26高一上·天津南开·期末）在第十五届中国航展上，我国察打一体无人机“九天”首次亮相。这是一款可灵活配置的重型无人机，它既能当运输机，也能挂导弹、挂小型无人机。下列说法正确的是（    ） A．“九天”无人机在空中做加速运动时，“九天”无人机的惯性不变 B．“九天”无人机在空中投送物资后，“九天”无人机的惯性增大 C．“九天”无人机在地面上滑行时，若撤去动力，“九天”无人机会立即停止运动 D．“九天”无人机在减速降落时惯性逐渐减小 9．（24-25高二上·天津·学业考试真题）关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　） A．质量越大，惯性越大 B．质量越小，惯性越大 C．速度越大，惯性越大 D．速度越小，惯性越大 10．（25-26高三上·甘肃武威·阶段检测）一只中华白海豚从水面跃出，当其在空中运动时，下列说法正确的是（　　） A．白海豚的速度一直在减小 B．白海豚处于超重状态 C．白海豚的质量越大，惯性越大 D．研究白海豚跃起的动作时可以把白海豚看作质点 考点二 牛顿第二定律 知识点 牛顿第二定律 知●识●解●构 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 。 2.表达式：F=ma。 3.对牛顿第二定律的理解 4.加速度两个表达式的对比理解 (1)a=是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系； (2)a=是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝。 ✨得分速记：求解瞬时加速度问题的一般思路 考●向●破●译 考向1 牛顿第二定律 11．（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）关于力与运动，下列说法错误的是（　　） A．物体所受合外力越大，其速度的变化量就一定越大 B．在直线运动中，物体所受合外力的方向，始终与速度变化量的方向相同 C．只要物体所受合外力不为零，就一定存在加速度 D．只要物体加速度为零，物体所受合外力一定为零 12．（25-26高一上·天津西青·期末）关于物体的加速度，下列说法正确的是（　　） A．物体的位置变化越快，加速度越大 B．物体的速度变化越快，加速度越大 C．物体的加速度减小，速度一定减小 D．物体受到的合力变化，加速度可能不变 13．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）一小球由某高处自由落下，落在竖直放置的轻质弹簧上，O为弹簧自由状态时最上端，A为小球合力为零的点，B为小球运动的最低点。运动过程在弹性限度内，小球视为质点，不计空气阻力。则下列说法正确的是（     ） A．小球接触弹簧后开始减速 B．小球在AB段加速度向下 C．小球由O到B过程中，加速度先减小后增大 D．小球在B点时，加速度和速度均为零 14．（25-26高一下·天津滨海新区·期末）（多选）某型号的汽车发动机的最大输出功率为60 kW，质量为1600 kg的该汽车在水平路面上启动的过程中，保持发动机的输出功率恒为最大功率，假定汽车受到的总阻力大小恒为1800 N，当汽车启动过程中速度达到20 m/s时，下列说法正确的是（     ） A．牵引力的大小为3000 N B．牵引力的大小为1800 N C．加速度大小为 D．加速度大小为 15．（24-25高一上·天津·阶段检测）如图所示，斜面长，倾角，底端固定一挡板，可视为质点的小物块从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数，求： (1)物块下滑时的加速度多大？ (2)物块下滑的时间多长？ (3)物块撞击挡板后反向弹回，若速度大小为撞击前的一半，则物块沿斜面向上运动的最大距离多大？ 考向2 牛顿第二定律求瞬时加速度问题重 16．（25-26高一下·天津武清·期中）（多选）如图所示，细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，当细绳碰到钉子的瞬间（　　） A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然增大 C．小球的向心加速度突然增大 D．绳子的拉力保持不变 17．（25-26高一上·天津西青·期末）（多选）中国的农历新年家家户户会挂上大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根劲度系数为k的轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼，如图所示。灯笼的质量为m，静止时弹簧与轻绳等长且与天花板的夹角均为30°。（已知重力加速度为g，弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（　　） A．灯笼的重力和所受轻绳拉力的合力方向水平向右 B．弹簧的形变量为 C．在轻绳被突然剪断瞬间，灯笼的加速度大小为 D．在轻绳被突然剪断瞬间，灯笼的加速度大小为g 18．（25-26高一上·天津·期末）如图所示，甲、乙两个物体置于光滑水平面上，中间用一根水平轻质弹簧连接，甲、乙的质量分别为、，将的水平拉力作用在甲物体上，弹簧始终在弹性限度内，当系统稳定后（甲、乙保持相对静止状态），下列说法正确的是（　　） A．弹簧的拉力大小为 B．甲的加速度为 C．在突然撤去F的瞬间，甲的加速度变小 D．在突然撤去F的瞬间，乙的加速度不变 19．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）（多选）如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a、b的加速度的大小分别记为。弹簧和相对于原长的伸长分别记为和，重力加速度大小为。在剪断的瞬间（    ） A． B． C． D． 20．（25-26高一上·天津和平·阶段检测）如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（　　） A．A球加速度为，B球加速度为g B．A球加速度为，B球加速度为0 C．A球加速度为，B球加速度为0 D．A球加速度为，B球加速度为g 考点三 超重和失重问题 知识点1 质点和参考系 知●识●解●构 超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 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 对应运 动情境 上升或 下降 下降或 上升 自由落体运动、竖直上抛运动等 原理 F-mg=ma F= mg-F=ma F= mg-F=mg F= 说明 (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)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 超重和失重【重】 21．（25-26高三上·天津西青·开学考试）（多选）幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为（g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB滑道下滑的过程中（　　）      A．处于先失重后超重状态 B．重力的功率一直变大 C．在最低点B时小朋友对滑道的压力大小为 D．克服摩擦力做功为 22．（24-25高一下·天津·阶段检测）如图所示为某市江边的摩天轮，乘客坐在座舱里随着摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ） A．乘客所受重力的瞬时功率保持不变 B．乘客的加速度保持不变 C．乘客在最高点时处于超重状态 D．乘客在最低点时所受合力方向竖直向上 23．（2026·天津·三模）2024年6月，中国无人机成功飞越了“世界之巅”。某无人机从地面由静止开始竖直向上飞行，它运动的图像如图所示，图像中的段和段均为直线。下列说法正确的是（　　） A．无人机在过程中处于失重状态 B．无人机在过程中向下做减速运动 C．无人机在过程中动量的变化率恒定 D．空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对平衡力 24．（25-26高一下·天津北辰·开学考试）（多选）如图所示，小车在水平桌面上以速度向左匀速行驶，一细线跨过光滑定滑轮两端分别与小车和物块M相连，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．物块M向上做匀速运动 B．物块M向上做加速运动 C．细线对物块M的拉力等于物块M的重力 D．细线对物块M的拉力大于物块M的重力 25．（2026·天津·一模）家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，李同学双手握住水平单杠保持静止（只有双手接触单杠且双腿悬空）。已知该引体向上器的质量为3kg，该同学的质量为57kg，g取。则（    ） A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．双手间距大于肩宽时，距离越大，单杠对每只手臂的作用力越大 C．每个橡胶垫与墙面间的摩擦力为600N D．李同学由静止下降到最低点的过程中，单杠对人的作用力始终等于其自身重力 考向2 完全失重 26．（25-26高一下·贵州贵阳·开学考试）图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取。根据图像分析可知（     ） A．人的重力可由点读出，约为 B．到的过程中，人先处于超重状态，再处于失重状态 C．人在双脚离开力板后，处于完全失重状态 D．人在点对应时刻的加速度大于在点对应时刻的加速度 27．（25-26高一上·云南昭通·期末）一滴质量为的雨滴从静止开始，在重力作用下竖直下落。下落过程中，雨滴除受重力外，还受到空气阻力作用。已知阻力大小与速度的平方成正比，即，其中是比例系数。设下落高度足够高，下落过程中雨滴的质量和形状均不发生变化，且忽略雨滴间的相互作用，重力加速度为。关于雨滴的整个下落过程，下列说法正确的是（     ） A．达到最大速度前雨滴处于超重状态 B．达到最大速度后雨滴处于完全失重状态 C．整个过程中雨滴先处于失重状态，后处于超重的状态 D．达到最大速度前雨滴处于失重状态 28．（24-25高三·全国·三轮复习）一正方体的盒子内，装有一个球，已知球体直径略小于正方体棱长。如图所示，现将盒子斜向左上方抛出，忽略空气阻力。盒子在空中运动时，下列说法正确的是（     ） A．球对盒子的上表面有压力 B．球对盒子的左表面和下表面有压力 C．球对盒子的右表面和上表面有压力 D．球对盒子的任何一个面都没有压力 29．（25-26高二下·甘肃白银·期末）2026年5月，神舟二十三号载人飞船成功发射，并与中国空间站完成了3.5小时快速径向交会对接。下列说法正确的是（     ） A．飞船在轨飞行时，航天员处于完全失重状态，说明航天员不再受到地球的万有引力作用 B．飞船在3.5小时快速径向交会对接过程中，由于没有稳定的中途停泊点，因此需要持续调整姿态与轨道，全程处于平衡状态 C．返回舱以约的速度冲入大气层时表面温度极高，这是因为返回舱吸收了太空中的热量 D．返回舱在打开降落伞后急剧减速下降的过程中，航天员处于超重状态 30．（25-26高二下·广西南宁·期末）在2026年世界杯期间，某足球运动员通过“颠球”进行热身。如图，某次“颠球”时，足球竖直落下刚要与脚接触时的速度为3m/s，足球与脚接触0.06s后被脚以大小相等的速度向上颠起。已知足球的质量为0.4kg，不计空气阻力，取g=10m/s2，下列说法中正确的是（     ） A．离开脚后，足球上升最大高度为0.9m B．足球离开脚后到再次接触脚前，足球处于完全失重状态 C．足球与脚接触过程中，足球动量的变化量大小为0 D．足球与脚接触过程中，脚对足球的平均作用力大小为16N 考向3 超重和失重的图像问题 31．（25-26高一上·江苏南京·阶段检测）在学习了超重和失重后，小明将一力学传感器固定在电梯轿厢顶部，并在传感器下方悬挂一重物。此后，小明观察到重物对传感器的拉力随时间变化的图像如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．时间内，电梯先静止，后向下运动 B．时间内，小明处于失重状态 C．时刻，小明的速度为0 D．时间内，小明处于超重状态 32．（2025·广西南宁·模拟预测）（多选）图甲中的塔吊是建设高楼必不可少的建筑设备，图乙是质量为450kg的建筑材料从水平地面被吊车竖直向上提升过程的简化的速度-时间图像，g取，下列判断正确的是（　　） A．悬线的拉力的功率逐渐增大 B．前15s悬线的拉力恒为4530N C．钢索最容易发生断裂 D．40s末材料离地面的距离为 33．（25-26高三上·云南昆明·阶段检测）《GA环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会（CTBUH）数据，对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序，中国占据前三甲，其中上海中心大厦的电梯位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中加速度a随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．0~41s内，该图像描述了电梯上升、下降回到初位置的过程 B．1~10s内，人对电梯的压力是最大的；30~41s内，人对电梯的压力是最小的 C．第41s内，电梯对乘客的支持力随时间不断减小，并小于乘客自身重力 D．0~11s内，电梯先向上加速后向上减速，11s末位移最大 34．（24-25高三·河北·三轮复习）如图所示，小张同学蹲在体重秤上处于静止状态，接下来她迅速站起来，最终静止站立在体重秤上，下列体重秤示数（F）随时间（t）的变化图线可能正确的是（     ） A． B． C． D． 35．（25-26高二下·山东青岛·期末）2026年五一假期期间，1000架无人机在青岛极地海洋公园腾空而起，与极地之光·青岛海上摩天轮联动上演海陆空视觉盛宴。无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，其离地高度和时间关系图像如图所示，已知和时间内图线为曲线，时间内图线为直线。关于无人机，下列说法正确的是（     ） A．时间内，速度增大，处于失重状态 B．时间内，速度增大，处于超重状态 C．时间内，速度不变，处于超重状态 D．时间内，速度减小，处于失重状态 考点四 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 、 、 ，基本单位分别是 、 、 。 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 单位制 36．（24-25高一下·辽宁朝阳·阶段检测）（多选）中国网球运动员郑钦文凭借出色发挥，成功夺得2024年巴黎奥运会网球女单冠军。郑钦文某次发球时，发出“ACE”球直接得分。若已知“ACE”球的最快速度可达210km/h，一枚网球的质量约为58g。则下列说法正确的是（　　） A．题中的单位“km/h”和“g”均是国际单位制中的基本单位 B．国际单位制的基本单位共有7个，其中“kg、m、s”是力学范围的基本单位 C．网球被高速击出，是由于击出后网球的惯性变大了 D．网球在空中被水平击出后，若一切力都瞬间消失，网球将做匀速运动 37．（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）关于力学单位制，下列说法正确的是（　　） A．在国际单位制中，力的单位是“牛顿”，属于基本单位 B．在kg、m、s三个基本单位中，任选两个可以导出力的单位 C．物理公式既可以确定物理量之间的数量关系，也可以确定单位之间的关系 D．在任何单位制中，牛顿第二定律的表达式都为F=ma 38．（25-26高一下·天津北辰·开学考试）下列说法中正确的是（　　） A．在完全失重的情况下，物体的惯性将消失 B．单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位 C．速度大的物体不容易停下，所以惯性与物体的速度有关 D．长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量 39．电池的能量密度指的是电池单位质量储存的能量，能量密度用国际单位制的基本单位符号表示正确的是（　　） A． B． C． D． 40．（24-25高二上·天津·学业考试真题）从日晷到原子钟，人类对时间的测量从未停止。在国际单位制中，时间的基本单位是（　　） A．千克 B．米 C．秒 D．安培 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 牛顿运动定律的理解及基本应用 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 知识点2 惯性 考点二 牛顿第二定律 知识点 牛顿第二定律 考向1 牛顿第二定律 考向2 牛顿第二定律求瞬时加速度问题重 考点三 超重和失重问题 知识点 超重和失重 考向1 超重和失重 考向2 完全失重重 考向3 超重和失重的图像问题 考点四 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 牛顿运动定律的理解及基本应用 河北卷T14 (12 分)； 河南卷T11 (6 分)； 陕晋青宁T14 (10 分) 山东卷T8 (6 分)、 河北卷T9 (6 分)、 北京卷T11 (6 分)、 福建卷T15 (12 分) 广东卷T7 (6 分)、 全国甲卷T2 (6 分)、 安徽卷T6 (6 分 湖南卷T3 (6 分) 考情分析 题型与考向：选择题：辨析牛顿第一定律、惯性概念；电梯类超重失重、完全失重判断；力学单位制量纲检验；Ft、at 动力学图像分析；细绳、弹簧模型瞬时加速度计算。力学实验题：探究加速度、合外力、质量三者关系，考查实验操作、误差分析、数据处理。综合计算题：整体法、隔离法；求解连接体、板块滑块、传送带模型；处理已知力求运动、由运动状态反推受力两类动力学基础题型。 情境与立意： 生活化情境：电梯升降、交通工具加减速、游乐设施； 工业模型情境：物料传送带、叠放滑块、斜面装置； 科技前沿情境：载人航天器、卫星里面的完全失重现象； 图像类情境：依托速度、拉力、加速度图像给出运动条件。 复习目标 1.了解惯性、超重失重等基础概念，快速完成概念类选择题； 2.分清绳与弹簧弹力突变特性，熟练求解瞬时加速度问题； 3.熟练掌握整体隔离法，攻克传送带、板块、连接体经典题型； 4.可以读懂动力学图像，提取加速度、合外力条件建立方程。 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.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(填“不能”或“可以”)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。 注意：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。 考●向●破●译 考向 牛顿第一定律 1．（25-26高一上·四川南充·阶段检测）下面关于物理教材上的插图说法正确的是（　　） A．伽利略利用图甲斜面实验直接证明了重的物体比轻的物体下落得快 B．伽利略利用图乙理想实验证明了力是维持物体运动状态的原因 C．伽利略利用图甲斜面实验间接证明了自由落体是匀加速直线运动 D．图丙用光路观察桌子的微小形变涉及到等效替代的思想 【答案】C 【详解】AC．图甲是伽利略利用斜面实验研究自由落体的实验，间接证明了自由落体是匀加速直线运动，故A错误，C正确。 B．伽利略利用图乙理想实验证明了力不是维持物体运动状态的原因，故B错误。 D．图丙用光路观察桌子的微小形变涉及到将微小变化转化为宏观的思想，不是等效替代思想，故D错误。 故选C。 2．（25-26高一上·云南昆明·阶段检测）（多选）物理学中蕴含丰富的科学思维方法，下列说法正确的是（    ） A．“质点”和“轻弹簧”都是理想化模型 B．通过实验可以直接验证牛顿第一定律 C．伽利略利用实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的方法研究自由落体运动 D．借助激光器及平面镜观察桌面的微小形变的实验，运用了微元法 【答案】AC 【详解】A．“质点”忽略了物体的形状和大小，“轻弹簧”忽略了弹簧的质量，二者都是物理学中为简化问题而构建的理想化模型，故A正确； B．牛顿第一定律描述的是物体不受力时的运动状态，但现实中无法实现“不受力”的实验条件，因此无法通过实验直接验证，只能通过逻辑推理和实验辅助推导，故B错误； C．伽利略通过“冲淡重力”的实验（如斜面实验），结合逻辑推理与数学演算，推翻了亚里士多德的观点，研究了自由落体运动的规律，故C正确； D．借助激光器和平面镜观察桌面微小形变，利用的是放大法（将微小形变通过光的反射放大），而非微元法，故D错误。 故选AC。 3．（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）关于牛顿第一定律和惯性的概念，下列理解正确的是（　　） A．牛顿第一定律是实验定律，可以通过实验直接验证 B．物体抵抗运动状态变化的“本领”叫惯性，这个“本领”的大小仅由质量唯一量度 C．物体运动的速度越大，其惯性就越大，越难停下来 D．牛顿第一定律说明了“力是维持物体运动的原因”，纠正了亚里士多德的错误观点 【答案】B 【详解】A．牛顿第一定律不是实验定律，因为它描述的是理想状态（无外力），在现实中无法通过实验直接验证，而是基于推理和理想实验得出的结论，故A错误； B．惯性是物体抵抗运动状态变化的性质，其大小仅由质量唯一量度，与速度、位置等因素无关，故B正确； C．惯性大小只取决于质量，与速度无关，故C错误； D．牛顿第一定律纠正了亚里士多德的错误观点（力是维持运动的原因），说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。 故选B。 4．（25-26高一上·四川内江·阶段检测）下列说法中正确的是（　　） A．质点是理想化模型，现实并不存在，引入它其实是一种等效代替的思想 B．伽利略通过斜面实验说明了力是改变加速度的原因 C．牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想定律，是不能直接用实验来验证的 D．笛卡尔的斜面实验开创了实验研究和逻辑推理相结合的探索自然规律的科学方法 【答案】C 【详解】A．质点是理想化模型，现实不存在，但引入它主要是理想化模型的思想（如忽略大小和形状），而非等效代替，故A错误； B．伽利略通过斜面实验说明了力是改变物体运动状态（即产生加速度）的原因，而不是改变加速度的原因，故B错误； C．牛顿第一定律（惯性定律）基于伽利略的理想斜面实验和外推至理想光滑平面，现实中无法完全消除外力（如摩擦力），因此不能直接用实验验证，故C正确； D．斜面实验主要由伽利略进行，他开创了实验研究和逻辑推理相结合的方法。笛卡尔在惯性原理上有贡献，但未进行著名的斜面实验，故D错误。 故选C。 5．（25-26高一上·湖北武汉·阶段检测）下列说法正确的是（　　） A．在伽利略的理想斜面实验中，斜面的目的是冲淡重力 B．车辆突然停止时，质量小的乘客惯性更大 C．由牛顿第一定律可知：物体受外力时，运动状态一定改变 D．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的 【答案】D 【详解】A．伽利略的理想斜面实验是研究物体惯性的，斜面的目的是使小球具有初速度来研究小球的运动，并非为了冲淡重力，故A错误； B．惯性是物体抵抗运动状态改变的性质，其大小仅由质量决定，与速度无关，质量小则惯性小，故B错误； C．牛顿第一定律指出，物体不受外力时运动状态不变，当受外力时，若外力平衡（合力为零），运动状态可能不变（如物体静止于桌面），因此，“物体受外力时，运动状态一定改变”不成立，故C错误； D．在国际单位制中，力的单位牛顿（N）定义为使1kg物体产生1m/s2加速度的力，可知，力的单位是根据牛顿第二定律定义的，故D正确。 故选D。 知识点2 惯性 知●识●解●构 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。 3.对惯性的理解 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)物体惯性的大小只取决于物体的质量，与物体的受力情况、速度大小及所处位置无关。 (3)物体惯性表现形式： ①形式一：“保持原状”。物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 ②形式二：“反抗改变”。物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难改变。 考●向●破●译 考向 惯性 6．（24-25高一上·天津·期中）“天宫课堂”第四课于2023年9月21日下午开课，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是（　　） A．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力 C．以地面为参考系梦天实验舱是静止的 D．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 【答案】D 【详解】A．击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生的形变产生的，故A错误； B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是两个物体间的相互作用，是一对作用力和反作用力，故B错误； C．梦天实验舱相对于地面有位置变化，则以地面为参考系梦天实验舱是运动的，故C错误； D．惯性是物体的固有属性，只与质量有关，质量越大，惯性越大。所以水球的质量越大，其惯性就越大，故D正确。 故选D。 7．（25-26高一上·天津·期末）关于牛顿运动定律，下列说法正确的是 （　　） A．运动越快的汽车越不容易停下来，是因为汽车运动的越快，惯性越大 B．航天员王亚平太空授课可以用实验直接验证牛顿第一定律 C．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同 D．牛顿第一定律揭示了力与运动的关系，即必须有力作用在物体上，物体才能运动 【答案】C 【详解】A．惯性是物体的固有属性，只与质量有关，与速度无关，故A错误； B．牛顿第一定律描述的是理想状态即无外力作用下物体的运动规律，现实中无法完全实现“直接验证”。太空微重力环境可近似演示物体保持运动状态的现象，但实验仍受微小阻力影响，无法直接验证该定律，故B错误； C．根据牛顿第二定律，加速度的方向与合力的方向总是一致的，若加速度的方向与速度的方向相同，物体做加速直线运动；若加速度的方向与速度的方向不同，物体做减速直线运动或曲线运动，故C正确； D．牛顿第一定律表明，力是改变物体运动状态的原因，而非维持运动的原因。物体在不受力时可保持静止或匀速直线运动，故D错误。 故选C。 8．（25-26高一上·天津南开·期末）在第十五届中国航展上，我国察打一体无人机“九天”首次亮相。这是一款可灵活配置的重型无人机，它既能当运输机，也能挂导弹、挂小型无人机。下列说法正确的是（    ） A．“九天”无人机在空中做加速运动时，“九天”无人机的惯性不变 B．“九天”无人机在空中投送物资后，“九天”无人机的惯性增大 C．“九天”无人机在地面上滑行时，若撤去动力，“九天”无人机会立即停止运动 D．“九天”无人机在减速降落时惯性逐渐减小 【答案】A 【详解】A．惯性只与物体的质量有关，与运动状态无关。“九天”无人机在空中做加速运动时，质量不变，惯性不变，故A正确； B．“九天”无人机在空中投送物资后，质量减小，惯性减小，故B错误； C．“九天”无人机在地面上滑行时，若撤去动力，由于惯性，它会继续运动，不会立即停止，故C错误； D．“九天”无人机在减速降落时，如果质量不变，惯性不变，故D错误。 故选A。 9．（24-25高二上·天津·学业考试真题）关于物体的惯性，下列说法正确的是（　　） A．质量越大，惯性越大 B．质量越小，惯性越大 C．速度越大，惯性越大 D．速度越小，惯性越大 【答案】A 【详解】根据牛顿第一定律，物体的惯性大小仅由其质量决定，质量越大，惯性越大，与物体的运动速度无关。 故选A。 10．（25-26高三上·甘肃武威·阶段检测）一只中华白海豚从水面跃出，当其在空中运动时，下列说法正确的是（　　） A．白海豚的速度一直在减小 B．白海豚处于超重状态 C．白海豚的质量越大，惯性越大 D．研究白海豚跃起的动作时可以把白海豚看作质点 【答案】C 【详解】A．白海豚在空中做抛体运动，速度大小（速率）在上升阶段减小，在下降阶段增大，并非一直在减小，故A错误； B．白海豚只受重力作用，加速度方向向下，处于失重状态，而非超重状态（超重需加速度向上），故B错误； C．惯性是物体抵抗运动状态改变的性质，其大小仅由质量决定，质量越大，惯性越大，与运动状态无关，故C正确； D．研究跃起的动作时，需分析白海豚的姿态和身体各部分运动，不能忽略其大小和形状，因此不能视为质点，故D错误。 故选C。 考点二 牛顿第二定律 知识点 牛顿第二定律 知●识●解●构 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.加速度两个表达式的对比理解 (1)a=是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系； (2)a=是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝。 ✨得分速记：求解瞬时加速度问题的一般思路 考●向●破●译 考向1 牛顿第二定律 11．（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）关于力与运动，下列说法错误的是（　　） A．物体所受合外力越大，其速度的变化量就一定越大 B．在直线运动中，物体所受合外力的方向，始终与速度变化量的方向相同 C．只要物体所受合外力不为零，就一定存在加速度 D．只要物体加速度为零，物体所受合外力一定为零 【答案】A 【详解】A．由牛顿第二定律有 对于加速度有 整理有 所以物体所受合外力越大，其速度的变化率越大，速度变化量不一定越大，故A项错误，符合题意； B．由牛顿第二定律可知，物体所受合力的方向与物体加速度的方向相同，由加速度的相关知识可知，物体加速度的方向与物体的速度变化量方向相同，故B项正确，不符合题意； C．由牛顿第二定律可知，当物体所受的合外力不为零时，其一定存在加速度，故C项正确，不符合题意； D．由牛顿第二定律可知，当物体的加速度为零时，其所受合外力也为零，故D项正确，不符合题意。 故选A。 12．（25-26高一上·天津西青·期末）关于物体的加速度，下列说法正确的是（　　） A．物体的位置变化越快，加速度越大 B．物体的速度变化越快，加速度越大 C．物体的加速度减小，速度一定减小 D．物体受到的合力变化，加速度可能不变 【答案】B 【详解】A．物体的位置变化越快，即速度越大，故A错误； B．加速度定义为速度的变化率，速度变化越快，加速度越大，故B正确； C．加速度减小仅表示速度变化率减小，但速度方向与加速度同向时，速度仍增大，故C错误； D．根据牛顿第二定律可知，合力变化时加速度必然变化，故D错误。 故选B。 13．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）一小球由某高处自由落下，落在竖直放置的轻质弹簧上，O为弹簧自由状态时最上端，A为小球合力为零的点，B为小球运动的最低点。运动过程在弹性限度内，小球视为质点，不计空气阻力。则下列说法正确的是（     ） A．小球接触弹簧后开始减速 B．小球在AB段加速度向下 C．小球由O到B过程中，加速度先减小后增大 D．小球在B点时，加速度和速度均为零 【答案】C 【详解】A．小球接触弹簧后的开始阶段，重力大于弹力，加速度向下，小球仍向下加速，A错误； B．小球在AB段，向上的弹力大于向下的重力，则加速度向上，B错误； C．小球从O到A，弹力小于重力，加速度向下，且随弹力增加小球的加速度减小；在A点时弹力等于重力，加速度为零；由A到B，向上的弹力大于重力，且随弹力的增加，加速度逐渐变大，即由O到B过程中，加速度先减小后增大，C正确； D．小球在B点时，速度为零，但加速度不为零，D错误。 故选C。 14．（25-26高一下·天津滨海新区·期末）（多选）某型号的汽车发动机的最大输出功率为60 kW，质量为1600 kg的该汽车在水平路面上启动的过程中，保持发动机的输出功率恒为最大功率，假定汽车受到的总阻力大小恒为1800 N，当汽车启动过程中速度达到20 m/s时，下列说法正确的是（     ） A．牵引力的大小为3000 N B．牵引力的大小为1800 N C．加速度大小为 D．加速度大小为 【答案】AC 【详解】AB．汽车保持输出功率恒定，由功率公式可知，代入， 解得，故 A正确，B错误； CD． 根据牛顿第二定律，代入， 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 15．（24-25高一上·天津·阶段检测）如图所示，斜面长，倾角，底端固定一挡板，可视为质点的小物块从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数，求： (1)物块下滑时的加速度多大？ (2)物块下滑的时间多长？ (3)物块撞击挡板后反向弹回，若速度大小为撞击前的一半，则物块沿斜面向上运动的最大距离多大？ 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对物块受力分析，由牛顿第二定律可得 代入数据解得物块加速度大小为 （2）物块沿斜面匀加速下滑，由运动学知识可得 代入数据解得物块下滑的时间为 （3）由运动学知识有 代入数据可知物块碰挡板前的速度大小为 物块与挡板碰后速度大小变为原来的一半，即碰后速度大小为 碰后物块沿斜面向上做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有 代入数据解得物块沿斜面向上匀减速的加速度大小为 由运动学知识有 代入数据可知物块沿斜面向上运动的最大距离为 考向2 牛顿第二定律求瞬时加速度问题重 16．（25-26高一下·天津武清·期中）（多选）如图所示，细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，当细绳碰到钉子的瞬间（　　） A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然增大 C．小球的向心加速度突然增大 D．绳子的拉力保持不变 【答案】BC 【详解】ABC．小球从M点运动到P点细绳与钉子发生碰撞，碰到钉子的瞬间小球的能量不突变，速度大小不变，由 知细绳长度变小，角速度变大；由 知细绳长度变小，向心加速度变大；故A错误，BC正确； D．由 知细绳长度变小，细绳拉力突然增大，故D错误。 故选BC。 17．（25-26高一上·天津西青·期末）（多选）中国的农历新年家家户户会挂上大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根劲度系数为k的轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼，如图所示。灯笼的质量为m，静止时弹簧与轻绳等长且与天花板的夹角均为30°。（已知重力加速度为g，弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（　　） A．灯笼的重力和所受轻绳拉力的合力方向水平向右 B．弹簧的形变量为 C．在轻绳被突然剪断瞬间，灯笼的加速度大小为 D．在轻绳被突然剪断瞬间，灯笼的加速度大小为g 【答案】BD 【详解】A．灯笼的重力和所受轻绳拉力的合力与弹簧弹力等大反向，不是水平向右，故A错误； B．如图所示，根据平衡条件可得 竖直方向有 可得弹力 可得弹簧的形变量为，故B正确； CD．在轻绳被突然剪断瞬间，弹力不变，可知重力和弹力的合力与绳子拉力等大反向，即，可知灯笼的加速度大小为g，故C错误，D正确。 故选BD。 18．（25-26高一上·天津·期末）如图所示，甲、乙两个物体置于光滑水平面上，中间用一根水平轻质弹簧连接，甲、乙的质量分别为、，将的水平拉力作用在甲物体上，弹簧始终在弹性限度内，当系统稳定后（甲、乙保持相对静止状态），下列说法正确的是（　　） A．弹簧的拉力大小为 B．甲的加速度为 C．在突然撤去F的瞬间，甲的加速度变小 D．在突然撤去F的瞬间，乙的加速度不变 【答案】D 【详解】AB．根据题意，对整体，由牛顿第二定律有 解得 即甲和乙的加速度均为，设弹簧的弹力为，对乙物体，由牛顿第二定律有，故AB错误； CD．在突然撤去F的瞬间，弹簧的弹力不变，乙的加速度不变，对甲物体，由牛顿第二定律有 解得 即甲的加速度变大，故C错误，D正确。 故选D。 19．（25-26高一上·天津滨海新区·阶段检测）（多选）如图，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧和相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点。整个系统处于静止状态。现将细线剪断。将物块a、b的加速度的大小分别记为。弹簧和相对于原长的伸长分别记为和，重力加速度大小为。在剪断的瞬间（    ） A． B． C． D． 【答案】AC 【详解】AB．剪断细线之前，以bc物块整体为研究对象 受力分析可知，轻弹簧S1的弹力 剪断细线一瞬间，绳子拉力立刻消失，但轻弹簧S1的弹力F1没有发生变化，对物块a进行受力分析，由牛顿第二定律可知， 解得 轻弹簧的弹力也没有发生变化，则b物块的受力情况不变，可知其加速度仍为零，故，故A正确，B错误； CD．S1和S2是完全相同的弹簧，单独以c为研究对象，得轻弹簧S2的弹力 可得 即，故C正确，D错误。 故选AC。 20．（25-26高一上·天津和平·阶段检测）如图所示，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，两球质量，两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间（　　） A．A球加速度为，B球加速度为g B．A球加速度为，B球加速度为0 C．A球加速度为，B球加速度为0 D．A球加速度为，B球加速度为g 【答案】C 【详解】剪断悬线前，A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动，弹簧处于伸长状态，对B，弹簧弹力大小为 剪断悬线瞬间，绳子拉力突变为零，对A受力分析，有 解得A球加速度 剪断悬线前后瞬间，B球都受到向下的重力和向上的弹簧的弹力，弹力不突变，可知B球依旧保持平衡状态，故B的加速度为0。 故选C。 考点三 超重和失重问题 知识点1 质点和参考系 知●识●解●构 超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 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、竖直上抛运动等 原理 F-mg=ma F=mg+ma mg-F=ma F=mg-ma mg-F=mg F=0 说明 (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)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 超重和失重【重】 21．（25-26高三上·天津西青·开学考试）（多选）幼儿园滑梯（如图甲所示）是孩子们喜欢的游乐设施之一，滑梯可以简化为如图乙所示模型。一质量为m的小朋友（可视为质点），从竖直面内半径为r的圆弧形滑道的A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小朋友到达圆弧最低点B时的速度大小为（g为当地的重力加速度）。已知过A点的切线与竖直方向的夹角为30°，滑道各处动摩擦因数相同，则小朋友在沿着AB滑道下滑的过程中（　　）      A．处于先失重后超重状态 B．重力的功率一直变大 C．在最低点B时小朋友对滑道的压力大小为 D．克服摩擦力做功为 【答案】ACD 【详解】A． 小朋友沿圆弧下滑过程中，初始阶段合加速度的竖直分量向下，表现为失重；到达最低点，合加速度向上，表现为超重，因此整个过程先失重后超重，A正确； B．重力的功率 A点初速度为0，， 最低点B速度方向水平，， 中间过程竖直方向速度不为零，因此重力功率先增大后减小，B错误； C．在最低点B，由向心力公式 解得 由牛顿第三定律，小朋友对滑道的压力等于支持力，大小为，C正确； D．由几何关系，A点切线与竖直方向夹角，切线垂直半径，因此OA与竖直方向夹角为，A到B的高度差 对下滑过程用动能定理 解得 即克服摩擦力做功为，D正确。 故选ACD。 22．（24-25高一下·天津·阶段检测）如图所示为某市江边的摩天轮，乘客坐在座舱里随着摩天轮一起在竖直平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ） A．乘客所受重力的瞬时功率保持不变 B．乘客的加速度保持不变 C．乘客在最高点时处于超重状态 D．乘客在最低点时所受合力方向竖直向上 【答案】D 【详解】A．重力的瞬时功率，重力的瞬时功率一直在变化，A错误； B．乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，乘客的向心加速度大小不变，方向一直在变化，B错误； C．乘客在最高点时，向心加速度方向竖直向下，处于失重状态，C错误； D．乘客在最低点时，向心加速度方向竖直向上，合力方向也竖直向上，D正确。 故选D。 23．（2026·天津·三模）2024年6月，中国无人机成功飞越了“世界之巅”。某无人机从地面由静止开始竖直向上飞行，它运动的图像如图所示，图像中的段和段均为直线。下列说法正确的是（　　） A．无人机在过程中处于失重状态 B．无人机在过程中向下做减速运动 C．无人机在过程中动量的变化率恒定 D．空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对平衡力 【答案】C 【详解】A．由图可知，无人机在过程中．加速度向上，做匀加速向上运动，处于超重状态，故A错误； B．由图可知，时间内，加速度方向向下，无人机向上做减速运动，故B错误； C．过程中cd段是直线，斜率恒定，即加速度恒定，根据牛顿第二定律 合外力不变，根据动量定理，有 所以无人机在过程中动量的变化率恒定，故C正确； D．空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对作用力与反作用力，故D错误。 故选C。 24．（25-26高一下·天津北辰·开学考试）（多选）如图所示，小车在水平桌面上以速度向左匀速行驶，一细线跨过光滑定滑轮两端分别与小车和物块M相连，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．物块M向上做匀速运动 B．物块M向上做加速运动 C．细线对物块M的拉力等于物块M的重力 D．细线对物块M的拉力大于物块M的重力 【答案】BD 【详解】将小车的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直细绳方向的速度，则沿细绳方向的速度等于物块M的速度，则（θ为细绳与水平方向的夹角），则当小车向左匀速运动时，θ减小，物块M的速度变大，即物块M向上做加速运动，此时物块M超重，细线对物块M的拉力大于物块M的重力。 故选BD。 25．（2026·天津·一模）家用室内引体向上器通常采用免打孔设计，通过调节杆的长度，利用橡胶垫与墙壁的摩擦力起到固定的作用。如图所示，李同学双手握住水平单杠保持静止（只有双手接触单杠且双腿悬空）。已知该引体向上器的质量为3kg，该同学的质量为57kg，g取。则（    ） A．双手间距离越小，人所受到单杠的作用力越小 B．双手间距大于肩宽时，距离越大，单杠对每只手臂的作用力越大 C．每个橡胶垫与墙面间的摩擦力为600N D．李同学由静止下降到最低点的过程中，单杠对人的作用力始终等于其自身重力 【答案】B 【详解】A．人处于静止状态，受重力和单杠的作用力平衡，单杠对人的作用力（合力）大小等于人的重力，与双手间距离无关，故A错误； B．设单杠对每只手臂的作用力为，两手臂夹角为，根据平衡条件有 解得 双手间距越大，夹角越大，越小，则越大，故B正确； C．对人和引体向上器整体分析，竖直方向受重力和墙壁对两个橡胶垫的摩擦力，根据平衡条件有 解得，故C错误； D．人由静止下降到最低点的过程中，先加速下降后减速下降，加速度先向下后向上，处于先失重后超重状态，单杠对人的作用力先小于重力后大于重力，故D错误。 故选B。 考向2 完全失重 26．（25-26高一下·贵州贵阳·开学考试）图甲是某人站在接有传感器的力板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是力板所受压力随时间变化的图像，取。根据图像分析可知（     ） A．人的重力可由点读出，约为 B．到的过程中，人先处于超重状态，再处于失重状态 C．人在双脚离开力板后，处于完全失重状态 D．人在点对应时刻的加速度大于在点对应时刻的加速度 【答案】C 【详解】A．开始时人处于平衡状态，由点可读出，此时，人对力板的压力约为，人的重力也约为，故A错误； B．当人对接触面的压力小于人的真实重力时，人处于失重状态，此时有向下的加速度；当人对接触面的压力大于人的真实重力时，人处于超重状态，此时有向上的加速度，故到的过程中，人先处于失重状态，再处于超重状态，故B错误； C．人在双脚离开力板后，人只受重力的作用，处于完全失重状态，故C正确； D．点压力与重力的差值要小于点压力与重力的差值，则人在点对应时刻的加速度要小于在点对应时刻的加速度，故D错误。 故选C。 27．（25-26高一上·云南昭通·期末）一滴质量为的雨滴从静止开始，在重力作用下竖直下落。下落过程中，雨滴除受重力外，还受到空气阻力作用。已知阻力大小与速度的平方成正比，即，其中是比例系数。设下落高度足够高，下落过程中雨滴的质量和形状均不发生变化，且忽略雨滴间的相互作用，重力加速度为。关于雨滴的整个下落过程，下列说法正确的是（     ） A．达到最大速度前雨滴处于超重状态 B．达到最大速度后雨滴处于完全失重状态 C．整个过程中雨滴先处于失重状态，后处于超重的状态 D．达到最大速度前雨滴处于失重状态 【答案】D 【详解】AD．雨滴达到最大速度前，速度逐渐增大，空气阻力小于重力，即 取竖直向下为正方向，由牛顿第二定律得 雨滴加速度竖直向下，处于失重状态，故A错误，D正确。 BC．雨滴达到最大速度时，有 由牛顿第二定律得 此后雨滴做匀速直线运动，既不处于完全失重状态，也不处于超重状态，故BC错误。 故选D。 28．（24-25高三·全国·三轮复习）一正方体的盒子内，装有一个球，已知球体直径略小于正方体棱长。如图所示，现将盒子斜向左上方抛出，忽略空气阻力。盒子在空中运动时，下列说法正确的是（     ） A．球对盒子的上表面有压力 B．球对盒子的左表面和下表面有压力 C．球对盒子的右表面和上表面有压力 D．球对盒子的任何一个面都没有压力 【答案】D 【详解】忽略空气阻力，球和盒子的加速度都为重力加速度g，球处于完全失重状态，故球对盒子的六个面都没有压力的作用。 故选D。 29．（25-26高二下·甘肃白银·期末）2026年5月，神舟二十三号载人飞船成功发射，并与中国空间站完成了3.5小时快速径向交会对接。下列说法正确的是（     ） A．飞船在轨飞行时，航天员处于完全失重状态，说明航天员不再受到地球的万有引力作用 B．飞船在3.5小时快速径向交会对接过程中，由于没有稳定的中途停泊点，因此需要持续调整姿态与轨道，全程处于平衡状态 C．返回舱以约的速度冲入大气层时表面温度极高，这是因为返回舱吸收了太空中的热量 D．返回舱在打开降落伞后急剧减速下降的过程中，航天员处于超重状态 【答案】D 【详解】A．飞船在轨飞行时，航天员的完全失重是因为地球对航天员的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力，并非不受万有引力作用，故A错误； B．平衡状态的条件是物体所受合力为零、加速度为零，飞船调整姿态与轨道过程中运动状态不断变化，存在加速度，合力不为零，不处于平衡状态，故B错误； C．返回舱冲入大气层时表面温度极高，是因为返回舱与大气层剧烈摩擦，机械能转化为内能，并非吸收太空中的热量，故C错误； D．返回舱减速下降时加速度竖直向上，对航天员受力分析有 可知支持力，航天员处于超重状态，故D正确。 故选D。 30．（25-26高二下·广西南宁·期末）在2026年世界杯期间，某足球运动员通过“颠球”进行热身。如图，某次“颠球”时，足球竖直落下刚要与脚接触时的速度为3m/s，足球与脚接触0.06s后被脚以大小相等的速度向上颠起。已知足球的质量为0.4kg，不计空气阻力，取g=10m/s2，下列说法中正确的是（     ） A．离开脚后，足球上升最大高度为0.9m B．足球离开脚后到再次接触脚前，足球处于完全失重状态 C．足球与脚接触过程中，足球动量的变化量大小为0 D．足球与脚接触过程中，脚对足球的平均作用力大小为16N 【答案】B 【详解】A．由题意可知离开脚时的速度大小为，则足球上升最大高度为，故A错误； B．足球离开脚后到再次接触脚前，足球只受到重力作用，加速度为重力加速度，足球处于完全失重状态，故B正确； CD．以竖直向上为正方向，足球与脚接触过程中，足球动量的变化量为 根据动量定理可得 解得脚对足球的平均作用力大小为，故CD错误。 故选B。 考向3 超重和失重的图像问题 31．（25-26高一上·江苏南京·阶段检测）在学习了超重和失重后，小明将一力学传感器固定在电梯轿厢顶部，并在传感器下方悬挂一重物。此后，小明观察到重物对传感器的拉力随时间变化的图像如图所示，则下列说法不正确的是（　　） A．时间内，电梯先静止，后向下运动 B．时间内，小明处于失重状态 C．时刻，小明的速度为0 D．时间内，小明处于超重状态 【答案】C 【详解】A．时间内，拉力先保持稳定（对应静止），后小于重力（可知加速度向下），因此电梯先静止，后向下运动，故A正确，不符合题意； B．时间内，拉力小于重力（可知加速度向下），说明小明处于失重状态，故B正确，不符合题意； C．时间内，电梯向下加速，时刻是加速阶段的结束点，此时速度不为0，故C错误，符合题意； D．时间内，拉力大于重力，说明小明处于超重状态，故D正确，不符合题意。 故选C。 32．（2025·广西南宁·模拟预测）（多选）图甲中的塔吊是建设高楼必不可少的建筑设备，图乙是质量为450kg的建筑材料从水平地面被吊车竖直向上提升过程的简化的速度-时间图像，g取，下列判断正确的是（　　） A．悬线的拉力的功率逐渐增大 B．前15s悬线的拉力恒为4530N C．钢索最容易发生断裂 D．40s末材料离地面的距离为 【答案】BC 【详解】A．材料直线减速上升至停止运动，由可知悬线的拉力的功率逐渐减小，最后减为零，故A错误； B．由图可知前15s内材料的加速度，由牛顿第二定律，有 解得前15s悬线的拉力F=4530N，故B正确； C．材料做匀加速直线运动，加速度向上，处于超重状态，、分别做匀速直线运动和匀减速直线运动，分别处于平衡和失重状态，故钢索最容易发生断裂，故C正确； D．由图像围成的面积可求运动过程中的位移大小，若内做匀减速直线运动，则对应全程的位移大小为 即整个过程上升高度小于，故D错误。 故选BC。 33．（25-26高三上·云南昆明·阶段检测）《GA环球建筑》依据世界高层建筑与都市人居学会（CTBUH）数据，对当今世界最高十大摩天楼电梯最快运行速度做了排序，中国占据前三甲，其中上海中心大厦的电梯位列排行榜第一名。该电梯某次向上运行过程中加速度a随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．0~41s内，该图像描述了电梯上升、下降回到初位置的过程 B．1~10s内，人对电梯的压力是最大的；30~41s内，人对电梯的压力是最小的 C．第41s内，电梯对乘客的支持力随时间不断减小，并小于乘客自身重力 D．0~11s内，电梯先向上加速后向上减速，11s末位移最大 【答案】B 【详解】A． 图像与时间轴围成的面积表示速度变化量，内正、负面积大小相等，若电梯初速度为零，则 末速度为零；在此之前速度方向始终向上，位移一直增大，不是下降回到初位置，故A错误； B．设竖直向上为正方向，对乘客有 则人对电梯的压力大小随 增大而增大、随 减小而减小。内 最大，压力最大；内出现负加速度，且内 最小，压力最小，故B正确； C．第 内，由增大到，由 可知电梯对乘客的支持力逐渐增大，且末时刻等于乘客自身重力，故C错误； D．内，电梯速度一直向上增大，不是向上减速； 末速度最大，位移并非最大，故D错误。 故选B。 34．（24-25高三·河北·三轮复习）如图所示，小张同学蹲在体重秤上处于静止状态，接下来她迅速站起来，最终静止站立在体重秤上，下列体重秤示数（F）随时间（t）的变化图线可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】体重秤示数等于秤对小张的支持力。小张开始和结束均静止，示数均为。迅速站起过程中，身体重心先向上加速、后向上减速。向上加速时有，示数大于重力；向上减速时加速度方向向下，有，示数小于重力，最后恢复为 故选C。 35．（25-26高二下·山东青岛·期末）2026年五一假期期间，1000架无人机在青岛极地海洋公园腾空而起，与极地之光·青岛海上摩天轮联动上演海陆空视觉盛宴。无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，其离地高度和时间关系图像如图所示，已知和时间内图线为曲线，时间内图线为直线。关于无人机，下列说法正确的是（     ） A．时间内，速度增大，处于失重状态 B．时间内，速度增大，处于超重状态 C．时间内，速度不变，处于超重状态 D．时间内，速度减小，处于失重状态 【答案】D 【详解】A．时间内，图像斜率逐渐增大，说明速度逐渐增大，无人机向上加速，加速度方向向上，处于超重状态，故A错误； BC．时间内，图像为直线，斜率不变，说明速度不变，无人机匀速上升，加速度为零，既不超重也不失重，故BC错误； D．时间内，图像斜率逐渐减小，说明速度逐渐减小，无人机向上减速，加速度方向向下，处于失重状态，故D正确。 故选D。 考点四 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，基本单位分别是米、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 单位制 36．（24-25高一下·辽宁朝阳·阶段检测）（多选）中国网球运动员郑钦文凭借出色发挥，成功夺得2024年巴黎奥运会网球女单冠军。郑钦文某次发球时，发出“ACE”球直接得分。若已知“ACE”球的最快速度可达210km/h，一枚网球的质量约为58g。则下列说法正确的是（　　） A．题中的单位“km/h”和“g”均是国际单位制中的基本单位 B．国际单位制的基本单位共有7个，其中“kg、m、s”是力学范围的基本单位 C．网球被高速击出，是由于击出后网球的惯性变大了 D．网球在空中被水平击出后，若一切力都瞬间消失，网球将做匀速运动 【答案】BD 【详解】A．国际单位制中力学的基本单位是千克（kg）、米（m）、秒（s）。km/h是速度的导出单位，g（克）是质量的常用单位，二者都不属于国际单位制的基本单位，A错误； B．国际单位制的基本单位共有7个（kg、m、s、A、K、mol、cd），其中“kg、m、s”是力学范围内最常用的三个基本单位，分别对应质量、长度和时间，B正确； C．惯性由物体的质量决定，质量是物体的固有属性，与运动状态无关。题目中网球的质量为58g，击出后质量不变，因此惯性不变，C错误； D．根据牛顿第一定律，若所有外力瞬间消失，物体将保持原有速度做匀速直线运动。网球被水平击出后，若一切力消失，其瞬时速度方向为水平方向，因此将沿水平方向匀速直线运动，D正确。 故选BD。 37．（25-26高一上·江苏无锡·阶段检测）关于力学单位制，下列说法正确的是（　　） A．在国际单位制中，力的单位是“牛顿”，属于基本单位 B．在kg、m、s三个基本单位中，任选两个可以导出力的单位 C．物理公式既可以确定物理量之间的数量关系，也可以确定单位之间的关系 D．在任何单位制中，牛顿第二定律的表达式都为F=ma 【答案】C 【详解】A．在国际单位制（SI）中，基本单位包括长度（米，m）、质量（千克，kg）、时间（秒，s）等，而力的单位“牛顿”（N）是导出单位，定义为kg·m/s2，不属于基本单位，故A错误； B．力的单位牛顿（N）由公式F=ma导出，其单位为kg·m/s2，必须同时使用kg、m、s三个基本单位。若仅选两个（如kg和m），无法导出力的单位，故B错误； C．物理公式（如牛顿第二定律F=ma）不仅描述了物理量（力、质量、加速度）的数量关系，还隐含了单位之间的关系（如1N=1kg·m/s2），故C正确； D．牛顿第二定律的表达式F=ma仅在特定单位制（如国际单位制）中成立，其中比例系数为1，在其他单位制（如英制单位制）中，表达式可能为F=kma（k为比例常数），故D错误。 故选C。 38．（25-26高一下·天津北辰·开学考试）下列说法中正确的是（　　） A．在完全失重的情况下，物体的惯性将消失 B．单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位 C．速度大的物体不容易停下，所以惯性与物体的速度有关 D．长度、时间、力是一组属于国际单位制的基本单位的物理量 【答案】B 【详解】A．惯性是物体的固有属性，大小仅由物体的质量决定，完全失重时物体的质量不变，惯性也不会消失，故A错误； B．国际单位制中力学领域的三个基本物理量为长度、质量、时间，对应的基本单位分别为m、kg、s，三者都属于国际单位制的基本单位，故B正确； C．惯性大小仅与质量有关，和物体的速度无关。速度大的物体不容易停下，是因为相同加速度的减速运动，初速度大的物体减速所需时间更长，与惯性无关，故C错误； D．力是导出物理量，不属于国际单位制的基本物理量，力学范畴的基本物理量为长度、质量、时间，故D错误。 故选B。 39．电池的能量密度指的是电池单位质量储存的能量，能量密度用国际单位制的基本单位符号表示正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】能量密度定义为能量除以质量。能量的国际单位是焦耳（），，质量的国际单位是千克（）。因此，能量密度单位是 故选A。 40．（24-25高二上·天津·学业考试真题）从日晷到原子钟，人类对时间的测量从未停止。在国际单位制中，时间的基本单位是（　　） A．千克 B．米 C．秒 D．安培 【答案】C 【详解】国际单位制中，时间的基本单位是秒。 故选C。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $