第3章 第1讲 牛顿运动定律的理解(课件PPT)-【新高考方案】2027年高考物理一轮总复习(福建专版)
2026-08-31
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教辅
摘要:
该高中物理高考复习课件聚焦“牛顿运动定律”专题,覆盖牛顿三定律、惯性、力学单位制等高考核心考点,依据高考评价体系梳理运动和相互作用观念,通过微点判断和真题改编题分析考点权重,归纳选择、计算等常考题型,体现备考针对性与实用性。
课件亮点在于“真题训练+科学思维培养”,如以2025年甘肃高考火箭加速度题为例,用科学推理素养解析牛顿第二定律应用,通过逐点清模块突破惯性大小判断等易错点,帮助学生掌握答题技巧,教师可据此精准教学,助力高效备考。
内容正文:
第三章 牛顿运动定律
物理(福建专版)
牛顿运动定律的理解
第一讲
[精要回顾]
|课|前|
匀速直线
静止
保持
合外力
质量
合外力
ma
宏观
低速
大小
同一条直线
F=-F′
导出
千克
[微点判断]
(1)牛顿第一定律是实验定律。 ( )
(2)(人教必修1 P83“问题”·改编)滑冰运动员如果不用力,他会慢慢停下来,这与牛顿第一定律相矛盾。 ( )
(3)(人教必修1 P87T3·选摘)汽车速度越大,刹车后越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大。 ( )
(4)物体加速度的方向一定与物体所受合外力的方向相同。 ( )
(5)(人教必修1 P98T1·改编)用力提一个很重的箱子,没提动,说明物体受到外力作用,并不能立即产生加速度。 ( )
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(6)(人教必修1 P70“拓展学习”·改编)“用力传感器探究作用力和反作用力的关系”的实验说明作用力和反作用力总是大小相等、方向相反的。 ( )
(7)在足球运动中,触网时足球对网的力大于网对足球的力。 ( )
(8)亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因。 ( )
(9)千克、秒、米、库仑、安培均为国际单位制的基本单位。 ( )
(10)力的单位牛顿,简称牛,属于导出单位。 ( )
√
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逐点清(一) 牛顿第一定律 惯性
逐点清(二) 牛顿第二定律
01
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CONTENTS
目录
逐点清(三) 牛顿第三定律
课时跟踪检测
03
05
逐点清(四) 力学单位制
04
逐点清(一) 牛顿第一定律 惯性
1.[理想斜面实验]
(2025·四川成都一中月考)(双选)伽利略理想斜面实验创造性地把实验、假设和逻辑推理相结合,有力地促进了人类科学认识的发展。关于伽利略的斜面实验,下列说法正确的是( )
A.该实验虽然是理想实验,是在思维中进行的,但仍以真实的实验为基础
B.如果斜面粗糙,不论右侧斜面倾角如何,小球也将上升到与释放点等高的位置
C.该实验说明了物体的运动不需要力来维持
D.该实验证明了力是维持物体运动的原因
√
√
解析:该实验是理想实验,是在思维中进行的,但仍以真实的实验为基础,故A正确;如果斜面粗糙,小球会有能量损失,将不能上升到与释放点等高的位置,故B错误;该实验说明了物体的运动不需要力来维持,故C正确,D错误。
2.[力与运动的关系]
(2025·南平一中高三月考)早在2 300年前,墨子在《墨经》中就对力的概念提出了初步的论述:“力,刑之所以奋也。”这句话的意思是说,力是使物体开始运动或加快运动的原因。则下列关于力的说法正确的是 ( )
A.墨子的观点与亚里士多德关于力和运动的观点基本相同
B.物体受到变力作用,速度大小一定会改变
C.力不是维持物体运动的原因
D.当物体不受力时,物体将停止运动
√
解析:亚里士多德关于力和运动的观点是“力是维持物体运动的原因”, 伽利略关于力和运动的观点是“力是改变物体运动状态的原因”, 即墨子的观点与伽利略的观点基本相同,故A错误;物体受到变力作用,速度的大小不一定会改变,例如物体做匀速圆周运动,故B错误;力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故C正确;当物体不受力时,物体保持静止状态或匀速直线运动状态,运动的物体不会停止运动,故D错误。
1.(链接T2)力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因。
关键点拨
3.[牛顿第一定律的应用]物理老师给同学们做了一个有趣的实验,用一根筷子穿透了一颗土豆,现在他一手拿筷子,另一只手拿锤子敲击筷子上端,关于该演示实验的现象或原理,下列说法正确的是( )
A.土豆会沿着筷子向上爬
B.该实验原理是利用牛顿第二定律
C.该实验原理是利用牛顿第三定律
D.土豆越大越难完成该实验
√
解析:该实验的原理是牛顿第一定律,即惯性定律,任何物体总要保持原有的运动状态(静止或匀速直线运动),除非外力迫使它改变这种状态;当拿锤子敲击筷子上端时,筷子快速下降,而土豆由于具有惯性,要保持原有的运动状态,位置保持不变,但筷子下降,则土豆相对筷子向上运动,即土豆会沿着筷子向上爬,A正确,B、C错误。土豆越大,其质量越大,则惯性越大,越容易完成实验,D错误。
4.[惯性的大小](2025·辽宁葫芦岛期末)2025年11月1日3时22分,神舟二十一号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口,神舟二十一号飞行乘组经历了静止在地面、随火箭升空和安全顺利抵达空间站三个过程。关于航天员在不同地点或状态下的惯性大小,下列说法正确的是( )
A.在地面上静止时最大 B.在随火箭升空过程中最大
C.在空间站中最大 D.一样大
√
解析:物体惯性的大小只与物体的质量有关,质量不变,惯性不变,故选D。
2.(链接T4)物体惯性大小由其质量大小决定,与物体的运动速度和加速度大小无关。
关键点拨
逐点清(二) 牛顿第二定律
1.牛顿第二定律的五个特性
必备知能
2.合力、加速度、速度之间的决定关系
(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。
(2)a=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,物体加速运动;合力与速度反向时,物体减速运动。
1.根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是( )
A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比
B.物体所受合力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度
C.物体加速度的大小与物体所受作用力中任一个的大小成正比
D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比
√
题点1 对牛顿第二定律的理解
解析:根据牛顿第二定律a=可知,物体的加速度与速度无关,A错误;即使合力很小,也能使物体产生加速度,B错误;物体加速度的大小与物体所受的合力成正比,C错误;当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,由牛顿第二定律可知,物体的水平加速度与其质量成反比,D正确。
2.(2025·建瓯一中月考)(双选)如图所示,轻弹簧下端固定在水平面上,一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落,接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落。在小球下落的全过程中,下列说法中正确的是 ( )
A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大
B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上
C.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的速度先增大后减小
D.从小球接触弹簧至到达最低点,小球的加速度先减小后增大
√
√
题点2 合力、加速度、速度之间的关系
解析:根据牛顿第二定律可知,小球的加速度大小和方向取决于小球受到的合力。从接触弹簧至到达最低点,弹簧弹力从零开始逐渐增大,而小球的重力不变,所以刚接触弹簧时小球受到的合力方向向下,合力逐渐减小,因此小球的加速度逐渐减小;当小球所受的弹簧弹力和重力大小相等时,小球受到的合力为零,加速度减小为零,此时小球速度最大;此后小球继续下落,弹簧弹力继续增大,小球受到的合力方向向上,合力逐渐增大,因此小球的加速度方向向上,加速度逐渐增大,速度减小;当速度减小为零时,小球停止下落,故A、B错误,C、D正确。
3.在倾斜角为4.8°的斜坡上,有一辆向下滑动的小车在做匀减速直线运动,存在动能回收系统;小车的质量m=1 500 kg。在t=5 s时间内,速度从v0=72 km/h减速到vt=18 km/h,运动过程中所有阻力的合力f=500 N。sin 4.8°=0.08,重力加速度g取10 m/s2,求这一过程中:
题点3 牛顿第二定律的简单应用
(1)小车的位移大小s;
解析:选取沿斜坡向下的方向为正方向
由题意可知,v0=72 km/h=20 m/s,vt=18 km/h=5 m/s,小车的位移大小为s=t=×5 m=62.5 m。
答案:62.5 m
(2)回收作用力大小F。
解析:小车的加速度a== m/s2=-3 m/s2
根据牛顿第二定律可得mgsin 4.8°-f-F=ma
解得F=5 200 N。
答案:5 200 N
对牛顿第二定律的三点提醒
(1)物体受合外力作用的同时具有加速度。
(2)物体加速度的大小及变化由物体的质量和合外力共同决定。
(3)根据物体所受合外力可以确定加速度的大小和方向,但不能确定速度的大小和方向。
关键点拨
逐点清(三) 牛顿第三定律
1.(2025·宁德一中调研)某人用绳子将一桶水从井内向上提的过程中,
不计绳子的重力,以下说法正确的是 ( )
A.只有在桶匀速上升的过程中,绳子对桶的拉力才等于桶对绳子
的拉力
B.桶加速上升的过程中,绳子对桶的拉力大于桶对绳子的拉力
C.桶加速上升的过程中,绳子对桶的拉力等于桶对绳子的拉力
D.桶减速上升的过程中,绳子对桶的拉力小于桶对绳子的拉力
√
题点1 作用力与反作用力的关系
解析:绳子对桶的拉力和桶对绳子的拉力是一对相互作用力,不管是桶匀速上升过程、加速上升过程或者减速上升过程,绳子对桶的拉力总是等于桶对绳子的拉力。
2.(2025·重庆高三阶段练习)如图所示,磁吸冰箱贴贴于竖直冰箱壁表面,保持静止状态,则( )
A.冰箱贴受到的弹力是由冰箱贴形变引起的
B.冰箱贴受到的摩擦力和重力是一对平衡力
C.冰箱贴与冰箱间的摩擦力会随磁吸力的增加而增大
D.冰箱贴受到的磁吸力与冰箱对它的弹力是一对作用力和反作用力
√
题点2 作用力和反作用力与一对平衡力的区别
解析:冰箱贴受到的弹力是冰箱形变引起的,故A错误;根据冰箱贴受力平衡可知,冰箱贴受到的摩擦力和重力是一对平衡力,其力大小等于冰箱贴的重力,不会随磁吸力的增加而增大,故B正确,C错误;根据冰箱贴受力平衡可知,冰箱贴受到的磁吸力与冰箱对它的弹力是一对平衡力,故D错误。
3.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。一质量为70.0 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将质量为20.0 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(重力加速度g取10 m/s2)( )
A.510 N B.490 N
C.890 N D.910 N
√
题点3 牛顿第三定律的应用
解析:设绳子对建筑材料的拉力大小为F1,由牛顿第二定律得F1-mg
=ma,解得F1=m(g+a)=210 N,绳子对工人的拉力大小F2=F1=210 N,工人处于静止状态,则地面对工人的支持力大小N=Mg-F2=490 N,由牛顿第三定律知,工人对地面的压力大小为N'=N=490 N,故B正确。
1.作用力和反作用力与一对平衡力的区别
关键点拨
名称 作用力和反作用力 一对平衡力
作用对象 两个相互作用的不同物体 同一个物体
作用时间 一定同时产生、同时消失 不一定同时产生、同时消失
力的性质 一定相同 不一定相同
作用效果 不可抵消 可相互抵消
2.(链接T3)如果不能直接求解物体受到的某个力时,可先求其反作用力,再利用牛顿第三定律得出作用力。
逐点清(四) 力学单位制
1.[单位制的理解]
(2024·浙江1月选考)下列属于国际单位制基本单位符号的是( )
A.s B.N
C.F D.T
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解析:国际单位制中的基本单位分别是:长度的单位是米,符号是m;质量的单位是千克,符号是kg;时间的单位是秒,符号是s;电流的单位是安培,符号是A;热力学温度的单位是开尔文,符号是K;物质的量的单位是摩尔,符号是mol;发光强度的单位是坎德拉,符号是cd。故选A。
2.[单位制的应用](2025·广西部分示范性高中高三联考)“蛟龙”号作为中国自主研发的先进载人深潜器,在深海探测和科学研究方面发挥了重要作用。在海水中“蛟龙”号受到海水的压力,海水越深,海水的压强越大。下列单位中属于压强单位,且由基本单位组成的是( )
A.Pa B.N/m2 C.kg·m/s2 D.kg/(m·s2)
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解析:由牛顿第二定律F=ma得N=kg·m/s2,由p=可知,压强的单位为=kg/(m·s2),故D正确。
关键点拨
关于单位制的两点提醒
(1)应用物理公式解题时,要把各物理量的单位统一到同一单位制,一般统一为国际单位制。
(2)物理公式中,有些比例系数有单位,例如公式F=kx中的k,有些比例系数无单位,例如公式f=μN中的μ。
课时跟踪检测
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1.关于力与运动的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.必须有力的作用物体才能运动
B.牛顿第一定律可以用实验直接验证
C.理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”
D.牛顿第二定律表明,物体所受外力越大,物体的惯性越大
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解析:力是改变物体运动状态的原因,物体不受力时也能保持匀速直线运动状态,故A错误;牛顿第一定律是推理概括出来的科学理论,不能通过实验直接验证,但能经住实践的检验,故B错误;伽利略通过理想斜面实验说明,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故C正确;惯性的大小由物体的质量决定,与物体受力的大小无关,与是否受力也无关,故D错误。
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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1 s内燃料对火箭的平均推力约为6×106 N。火箭质量约为500吨且认为在1 s内基本不变,则火箭在初始1 s内的加速度大小约为(重力加速度g取10 m/s2) ( )
A.2 m/s2 B.4 m/s2 C.6 m/s2 D.12 m/s2
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解析:根据题意,由牛顿第二定律有F-mg=ma,代入数据解得a=2 m/s2,故选A。
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3.(2025·浙江杭州二模)在厘米—克—秒(cm⁃g⁃s)单位制中,1达因(dyn)等于1克·厘米/秒2,则“达因(dyn)”对应的物理量是 ( )
A.力 B.速度
C.加速度 D.冲量
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解析:根据牛顿第二定律F=ma可知,达因对应的物理量是力,故选A。
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4.某小孩玩滑板车时的情境如图所示。一开始,小孩用力蹬
地,小孩和滑板车一起向前运动;停止蹬地后,小孩和滑板
车运动得越来越慢,最终停下来。下列说法正确的是 ( )
A.小孩用力蹬地,使滑板车向前运动的过程中,小孩对滑板车没有做功
B.小孩停止蹬地后,小孩和滑板车还能继续向前运动,是因为他们受到惯性的作用
C.小孩停止蹬地后,小孩和滑板车继续向前运动的过程中,不再受到力的作用
D.小孩停止蹬地后,小孩和滑板车运动得越来越慢的过程中,其运动状态发生改变
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解析:小孩用力蹬地,使滑板车向前运动的过程中,小孩对滑板车有力的作用,滑板车在力的方向上通过一段距离,小孩对滑板车做功,故A错误;小孩停止蹬地后,小孩和滑板车由于惯性还能继续向前运动,惯性不是力,不能说受到惯性作用,故B错误;小孩停止蹬地后,小孩和滑板车继续向前运动的过程中,还受到重力、地面的支持力和阻力作用,故C错误;小孩停止蹬地后,小孩和滑板车运动得越来越慢的过程中,运动速度发生改变,其运动状态发生改变,故D正确。
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5.(2025·福建厦门模拟)某科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”,如图所示,该机器人能在雪地和山坡上运动,顺利避开障碍物,能跑、能跳,还能空中翻转360°,甚至单脚站立保持静止。“山猫”在 ( )
A.避开障碍物时可以被看作质点
B.空中翻转时重心位置始终保持不变
C.单脚静止时地面对它的作用力的方向竖直向上
D.起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力
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解析:避开障碍物时,“山猫”的大小、形状不能忽略,不可以被看作质点,选项A错误;“山猫”在空中翻转时的形体结构会发生改变,则重心位置会发生变化,选项B错误;单脚静止时地面对它的作用力与其自身重力等大反向,则地面对其作用力的方向竖直向上,选项C正确;根据牛顿第三定律可知,起跳时地面对它的作用力等于它对地面的作用力,选项D错误。
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6.关于速度、加速度和合外力之间的关系,下列说法中正确的是 ( )
A.做匀变速直线运动的物体,它所受合外力是恒定不变的
B.做匀变速直线运动的物体,它的速度、加速度、合外力三者总是在同一方向上
C.物体受到的合外力增大时,物体的运动速度一定加快
D.物体所受合外力为零时,物体一定处于静止状态
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解析:做匀变速直线运动的物体,加速度恒定不变,由牛顿第二定律知,它所受合外力是恒定不变的,且加速度与合外力方向相同,与速度方向在同一直线上,但不一定在同一方向上,故A正确,B错误;物体受到的合外力增大时,加速度一定增大,物体的运动速度变化一定加快,但速度不一定加快,故C错误;物体所受合外力为零时,物体的加速度一定等于零,速度不一定为零,故D错误。
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7.(2025·辽宁锦州期末)我国运动员在杭州亚运会赛艇女子轻量级双人双桨决赛中以7分06秒78的成绩夺冠。下列说法正确的是 ( )
A.运动员以及船的重力就是对水的压力
B.运动员对船的压力和船对运动员的支持力方向相反
C.运动员对船的压力和水对船的支持力是一对作用力与反作用力
D.在比赛中,赛艇能加速前进是由于水推桨的力大于桨推水的力
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解析:船对水的压力是由于船的弹性形变造成的,施力物体是船,运动员以及船的重力是由于地球的吸引而使运动员以及船受到的力,施力物体是地球,故A错误;运动员对船的压力和船对运动员的支持力是一对作用力与反作用力,方向相反,故B正确;运动员对船的压力受力物体是船,水对船的支持力受力物体也是船,不是一对作用力与反作用力,故C错误;在比赛中,水推桨的力和桨推水的力是一对作用力与反作用力,大小相等,故D错误。
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8.如图所示,“嫦娥五号”探测器静止在月球平坦表面处。已知探测器质量为m,四条腿与竖直方向的夹角均为θ,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。每条腿对月球表面压力的大小为( )
A. B.
C. D.
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解析:对“嫦娥五号”探测器受力分析有N=mg月,则对一条腿有N1=mg月=,根据牛顿第三定律可知每条腿对月球表面压力大小为,故选D。
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9.(2025·广西高考)(双选)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
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解析:选手沿直线减速滑行,加速度不为零,根据牛顿第二定律可知选手所受合力不为零,故A错误;选手在水平方向有加速度,可知楠竹对选手在水平方向有摩擦力,根据牛顿第三定律,则选手对楠竹在水平方向有摩擦力,所以选手对楠竹的力的方向不是竖直向下,故B错误;手持划杆可使选手(含划杆)的重心下移,更易保持平衡,故C正确;对选手受力分析,其水平方向受到楠竹的摩擦力,竖直方向受到重力和楠竹的作用力,竖直方向受力平衡,则选手受到楠竹的作用力的方向与选手(含划杆)的重心在同一竖直平面,故D正确。
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10.(2025·浙江绍兴三模)如图所示,绳梯从天花板垂下来且最下端没有触及地面,某建筑工人正在爬绳梯,他的左脚踏于横木、右脚凌空,处于平衡状态,若建筑工人的重力为G1,绳梯的重力为G2,双手施加于横木的作用力大小为F,方向竖直向下,下列说法正确的是 ( )
A.建筑工人受到两个力的作用
B.天花板对绳梯的作用力大小为G1+G2
C.左脚施加于横木的作用力大小为G1+G2+F
D.左脚对横木的作用力大于横木对左脚的作用力
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解析:对工人受力分析可知,工人受到重力以及横木对脚和手的支持力,共至少三个力作用,故A错误;整体处于平衡状态,对整条绳梯(含工人)分析可知,天花板对绳梯的拉力F'=G1+G2,故B正确;对工人分析可知,左脚施加于横木的作用力大小为F″=G1-F,故C错误;根据牛顿第三定律可知,左脚对横木的作用力等于横木对左脚的作用力,故D错误。
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11.如图所示,工人利用滑轮组将重物缓慢提起,下列
说法正确的是 ( )
A.工人受到的重力和支持力是一对平衡力
B.工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力
C.重物缓慢拉起过程,绳子拉力变小
D.重物缓慢拉起过程,绳子拉力不变
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解析:对工人受力分析,受绳的拉力、地面的支持力和重力,三力平衡,工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力,A错误,B正确;对动滑轮受力分析如图所示,则有绳子拉力T=,重物缓慢拉起过程,θ逐渐增大,则T逐渐变大,C、D错误。
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12.汽车在高速行驶时会受到空气阻力的影响,已知空气阻力f=cρSv2,其中c为空气阻力系数,ρ为空气密度,S为物体迎风面积,v为物体与空气的相对运动速度。则空气阻力系数c的国际单位是( )
A.常数,没有单位 B.
C. D.
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解析:由f=cρSv2,可得c=,右边式子代入单位可得
=2,即c为常数,没有单位,B、C、D错误,A正确。
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13.阻力伞是一种短跑运动训练工具。如图所示,某次训练过程中,连接阻力伞的轻绳始终处于水平状态,已知阻力伞的重力为G,轻绳对阻力伞的拉力为FT,空气对阻力伞的作用力为F,则 ( )
A.FT=F
B.地面对人的摩擦力大小等于F
C.人对轻绳的拉力与阻力伞对轻绳的拉力大小相等
D.人对轻绳的拉力与轻绳对人的拉力是一对平衡力
√
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解析:阻力伞的运动状态未知,则FT和F的大小无法比较,故A错误;人的运动状态未知,则地面对人的摩擦力大小不一定等于F,故B错误;同一根绳子上的拉力相等,即人对轻绳的拉力与阻力伞对轻绳的拉力大小相等,故C正确;人对轻绳的拉力与轻绳对人的拉力是一对相互作用力,故D错误。
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