学考专题05 牛顿运动定律:知识盘点+核心精讲+进阶训练(讲义,浙江专用)高中物理学业水平考试合格考总复习
2026-10-22
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内容正文:
专题05 牛顿运动定律
【析】命题方向解读|【汇】知识清单盘点|【研】核心专题精讲|【练】巩固提升训练
—— 目 录 ——
析|学考考查要点
汇|知识清单盘点
研|核心专题精讲
考点一:牛顿第一定律与惯性
考点二:牛顿第二定律
考点三:力学单位制
考点四:超重与失重
考点五:瞬时性问题
练|巩固提升训练
本专题是力学的核心枢纽,学考中既出选择题,也是第22题“力与直线运动”的直接工具。近两年浙江卷的考查方式很典型:2025年1月卷第16题用手机的加速度传感器记录自由下落与接住时的“加速度—时间”曲线,把超重、失重放在真实数据里考;2026年1月卷第16题让大人以45°角斜向上拉雪橇,要求判断拉力、支持力、摩擦力与加速度之间的关系。命题的重点不是套公式,而是三件事:合外力的确定、加速度方向的判断、超重失重与加速度方向的对应。牛顿第一定律与惯性每年也以送分题出现,力学单位制更是几乎年年必考。复习时要牢记:加速度是联系力与运动的桥梁,一切动力学问题都从“受力分析→求合力→求加速度”开始。
知识点
学考具体要求
认知层次
常见题型
牛顿第一定律与惯性
理解力是改变运动状态的原因,知道质量是惯性大小的量度
理解
选择题
牛顿第二定律
会用F=ma求加速度或求合力,理解其矢量性和瞬时性
掌握
选择、解答
力学单位制
知道国际单位制中的基本单位,会进行单位推导
了解
选择题
超重与失重
会判断超重、失重状态,会计算支持力或拉力
掌握
选择、解答
瞬时性问题
会分析剪断细绳或弹簧瞬间物体的加速度
理解
选择题
牛顿第二定律的应用
会按“受力分析—求合力—求加速度”的步骤解题
掌握
选择、解答
动力学两类基本问题
会由受力求运动,也会由运动求受力
掌握
解答
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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
(2)意义:揭示了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.
2、惯性
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性是物体的固有属性,与是否受力无关.
(2)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大.
3、牛顿第二定律
(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的合外力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
(2)表达式:F=ma,式中F指物体所受的合外力.
(3)瞬时性:加速度与合外力同时产生、同时变化、同时消失.
4、力学单位制
(1)国际单位制中的基本单位有米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉.
(2)力学中的三个基本单位是米、千克、秒,其余单位都由它们推导出来.
5、超重与失重
(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体重力的现象,此时加速度方向向上.
(2)失重:物体对支持物的压力小于物体重力的现象,此时加速度方向向下.
(3)完全失重:物体的加速度等于重力加速度g时,物体对支持物的压力为零.
6、瞬时性问题
(1)分析瞬时加速度的关键是分清哪些力可以突变、哪些力不能突变.
(2)细绳(或接触面)的弹力可以突变,弹簧(或橡皮条)的弹力不能突变.
7、牛顿第二定律的解题步骤
(1)确定研究对象,进行受力分析.
(2)建立坐标系,一般沿加速度方向和垂直于加速度的方向分解力.
(3)由F合=ma列方程求解,并对结果进行检验.
考点一 牛顿第一定律与惯性
例题1 (2026·浙江·模拟)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律可以通过实验直接验证
B.物体不受力时一定处于静止状态
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
例题2 (2025·浙江·模拟)关于惯性,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,惯性越大
B.物体的质量越大,惯性越大
C.汽车紧急刹车时乘客前倾,是因为乘客受到向前的力
D.物体只有静止时才具有惯性
1. 下列关于惯性的说法正确的是( )
A.物体运动得越快,惯性越大
B.物体的惯性大小只由质量决定
C.物体受力后惯性消失
D.静止的物体没有惯性
2. 在匀速行驶的火车车厢内,乘客竖直向上跳起后仍落回原处,这是因为( )
A.乘客受到一个向前的力
B.乘客具有惯性,水平方向保持与车厢相同的速度
C.乘客受到车厢给他的支持力
D.乘客的惯性在跳起后消失了
3. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.它是通过实验直接得出的
B.它说明力是维持物体运动的原因
C.它揭示了物体具有惯性
D.它只在物体静止时成立
考点二 牛顿第二定律
例题1 (2026·浙江·模拟)一个质量为2 kg的物体受到大小为10 N的合外力作用,则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.5 m/s2
C.10 m/s2
D.20 m/s2
例题2 (2026·浙江·模拟)质量为40 kg的小孩坐在质量为5 kg的雪橇上,大人用与水平方向成37°角、大小为100 N的拉力拉雪橇,使雪橇从静止开始沿水平雪地做匀加速直线运动。雪橇与雪地间的动摩擦因数为0.1,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则雪橇的加速度大小为( )
A.0.5 m/s2
B.0.9 m/s2
C.1.2 m/s2
D.2.0 m/s2
1. 一个质量为5 kg的物体在水平面上受到20 N的水平拉力,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2。则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.4 m/s2
C.6 m/s2
D.8 m/s2
2. 物体在合外力F作用下产生的加速度为a。若合外力增大到2F而物体的质量不变,则加速度变为( )
A.a/2
B.a
C.2a
D.4a
3. 关于牛顿第二定律F=ma,下列说法正确的是( )
A.物体所受合外力越大,加速度越大
B.物体的质量越大,加速度越大
C.加速度的方向与合外力的方向相反
D.合外力为零时,物体的速度一定为零
考点三 力学单位制
例题1 (2025年1月·浙江·学考)下列属于国际单位制基本单位的是( )
A.牛顿
B.米
C.焦耳
D.瓦特
例题2 (2026·浙江·模拟)下列物理量与其单位对应关系正确的是( )
A.力——千克
B.功——焦耳
C.功率——牛顿
D.加速度——米
1. 下列单位中属于国际单位制基本单位的是( )
A.牛顿
B.千克
C.焦耳
D.帕斯卡
2. 下列各组单位中,全部属于国际单位制基本单位的是( )
A.米、千克、秒
B.米、牛顿、秒
C.千克、焦耳、秒
D.米、瓦特、秒
3. 由F=ma可知,力的单位牛顿用国际单位制基本单位表示为( )
A.kg·m/s
B.kg·m/s2
C.kg·m2/s2
D.kg/(m·s2)
考点四 超重与失重
例题1 (2025·浙江·模拟)某同学用手托着手机,打开加速度传感器应用程序,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌自由下落,然后再接住手机。关于这一过程,下列说法正确的是( )
A.手机自由下落时处于超重状态
B.手机自由下落时处于完全失重状态,加速度为g
C.手掌接住手机后,手机处于失重状态
D.手机自由下落时,手机对手掌仍有压力
例题2 (2026·浙江·模拟)质量为60 kg的人站在电梯的水平地板上,电梯以2 m/s2的加速度竖直向上加速运动,取g=10 m/s2。则电梯地板对人的支持力大小为( )
A.480 N
B.600 N
C.720 N
D.1200 N
1. 在电梯中,当电梯加速上升时,站在电梯中的人( )
A.处于超重状态
B.处于失重状态
C.所受重力增大
D.所受重力减小
2. 一个质量为m的物体用弹簧测力计悬挂在电梯中,当电梯以加速度a竖直向下加速运动时,弹簧测力计的示数为( )
A.mg
B.m(g+a)
C.m(g-a)
D.ma
3. 在完全失重状态下,下列仪器仍能正常使用的是( )
A.天平
B.弹簧测力计
C.水银气压计
D.摆钟
考点五 瞬时性问题
例题1 (2026·浙江·模拟)一根轻弹簧上端固定在天花板上,下端悬挂一个小球,小球处于静止状态。现将弹簧上端与天花板的连接突然剪断,则在剪断的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向竖直向下
C.g,方向竖直向上
D.2g,方向竖直向下
例题2 (2025·浙江·模拟)两个质量均为m的小球A、B用轻弹簧连接,A用细绳悬挂在天花板上,系统处于静止状态。剪断细绳的瞬间,A、B的加速度分别为( )
A.aA=g,aB=g
B.aA=2g,aB=0
C.aA=g,aB=0
D.aA=0,aB=g
1. 一根轻弹簧上端固定,下端悬挂一个小球,小球静止。若把连接小球与弹簧的细线剪断,则在剪断的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向竖直向下
C.g,方向竖直向上
D.2g,方向竖直向下
2. 用细绳悬挂的小球处于静止状态。剪断细绳的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向竖直向下
C.g,方向竖直向上
D.2g,方向竖直向下
3. 关于细绳和弹簧的弹力,下列说法正确的是( )
A.剪断细绳的瞬间,绳的弹力立即消失
B.剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力立即消失
C.弹簧的弹力可以发生突变
D.细绳的弹力不能发生突变
训练
1. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.它是由实验直接总结出来的
B.它说明物体不受力时一定静止
C.它说明力是改变物体运动状态的原因
D.它只适用于低速运动的物体
2. 关于惯性,下列说法正确的是( )
A.速度越大的物体惯性越大
B.质量越大的物体惯性越大
C.物体受力越大惯性越小
D.物体静止时没有惯性
3. 一个质量为4 kg的物体受到12 N的合外力作用,则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.3 m/s2
C.4 m/s2
D.48 m/s2
4. 下列单位中,属于国际单位制基本单位的是( )
A.焦耳
B.牛顿
C.秒
D.瓦特
5. 质量为50 kg的人站在电梯中的体重计上,电梯以1 m/s2的加速度竖直向下加速运动,取g=10 m/s2。则体重计的示数为( )
A.450 N
B.500 N
C.550 N
D.600 N
6. 物体在水平面上受到水平拉力F的作用,由静止开始做匀加速直线运动。若拉力F保持不变,而物体的质量增大,则物体的加速度( )
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大后减小
7. 质量为2 kg的物体在光滑水平面上受到两个互相垂直的水平力F1=6 N、F2=8 N作用,则物体的加速度大小为( )
A.3 m/s2
B.5 m/s2
C.7 m/s2
D.14 m/s2
8. 关于牛顿第二定律F=ma,下列说法正确的是( )
A.物体所受合外力为零时,加速度可以不为零
B.加速度的方向总与合外力的方向相同
C.物体的质量越大,所受的合外力一定越大
D.加速度的大小只由合外力决定
9. 质量为1 kg的物体放在光滑水平面上,用与水平方向成37°角的斜向上拉力F=5 N拉它,取g=10 m/s2,则物体的加速度大小为(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.1 m/s2
B.3 m/s2
C.4 m/s2
D.5 m/s2
10. 电梯以加速度a竖直向上做匀加速运动,站在电梯中质量为m的人对电梯地板的压力( )
A.等于mg
B.大于mg
C.小于mg
D.等于零
11. 一个物体沿粗糙水平面滑行,速度逐渐减小。在此过程中,物体所受的合外力( )
A.方向与速度方向相同
B.方向与速度方向相反
C.为零
D.方向不断变化
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用控制变量法。若要研究加速度与力的关系,应保持( )
A.小车的质量不变,改变拉力
B.拉力不变,改变小车的质量
C.小车的质量和拉力都不变
D.小车的质量和拉力都改变
13. 用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,当它们一起以加速度a竖直向上做匀加速运动时,测力计的示数( )
A.大于物体的重力
B.小于物体的重力
C.等于物体的重力
D.等于零
14. 两个质量相同的小球用细绳连接,悬挂在天花板上,系统处于静止状态。剪断细绳的瞬间,上方小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向向下
C.2g,方向向下
D.大小无法确定
15. 质量为2 kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,取g=10 m/s2。用12 N的水平力推物体,则物体的加速度大小为( )
A.1 m/s2
B.2 m/s2
C.6 m/s2
D.11 m/s2
16. 一个物体以初速度v0沿粗糙水平面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F作用。在物体停止运动前,它受到的摩擦力( )
A.方向向右,大小恒定
B.方向向左,大小恒定
C.方向向右,逐渐减小
D.方向向左,逐渐增大
17. 物体以4 m/s的速度滑上静止的水平传送带左端,物体与传送带间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2,则物体在传送带上滑行的距离为( )
A.2 m
B.4 m
C.8 m
D.16 m
18. 质量为0.5 kg的物体以4 m/s的初速度沿水平面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2,则物体向右滑行的距离为( )
A.0.8 m
B.1 m
C.1.6 m
D.2 m
19. 在国际单位制中,力的单位“牛顿”用基本单位表示为( )
A.kg·m/s
B.kg·m/s2
C.kg·m2/s2
D.kg/s2
20. 小球用细线悬挂在车厢顶部,当车厢以加速度a水平向右做匀加速运动、小球与车厢保持相对静止时,细线与竖直方向的夹角θ满足( )
A.tanθ=a/g
B.tanθ=g/a
C.sinθ=a/g
D.θ=0
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专题05 牛顿运动定律
【析】命题方向解读|【汇】知识清单盘点|【研】核心专题精讲|【练】巩固提升训练
—— 目 录 ——
析|学考考查要点
汇|知识清单盘点
研|核心专题精讲
考点一:牛顿第一定律与惯性
考点二:牛顿第二定律
考点三:力学单位制
考点四:超重与失重
考点五:瞬时性问题
练|巩固提升训练
本专题是力学的核心枢纽,学考中既出选择题,也是第22题“力与直线运动”的直接工具。近两年浙江卷的考查方式很典型:2025年1月卷第16题用手机的加速度传感器记录自由下落与接住时的“加速度—时间”曲线,把超重、失重放在真实数据里考;2026年1月卷第16题让大人以45°角斜向上拉雪橇,要求判断拉力、支持力、摩擦力与加速度之间的关系。命题的重点不是套公式,而是三件事:合外力的确定、加速度方向的判断、超重失重与加速度方向的对应。牛顿第一定律与惯性每年也以送分题出现,力学单位制更是几乎年年必考。复习时要牢记:加速度是联系力与运动的桥梁,一切动力学问题都从“受力分析→求合力→求加速度”开始。
知识点
学考具体要求
认知层次
常见题型
牛顿第一定律与惯性
理解力是改变运动状态的原因,知道质量是惯性大小的量度
理解
选择题
牛顿第二定律
会用F=ma求加速度或求合力,理解其矢量性和瞬时性
掌握
选择、解答
力学单位制
知道国际单位制中的基本单位,会进行单位推导
了解
选择题
超重与失重
会判断超重、失重状态,会计算支持力或拉力
掌握
选择、解答
瞬时性问题
会分析剪断细绳或弹簧瞬间物体的加速度
理解
选择题
牛顿第二定律的应用
会按“受力分析—求合力—求加速度”的步骤解题
掌握
选择、解答
动力学两类基本问题
会由受力求运动,也会由运动求受力
掌握
解答
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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
(2)意义:揭示了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.
2、惯性
(1)物体保持原来运动状态不变的性质叫惯性,惯性是物体的固有属性,与是否受力无关.
(2)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大.
3、牛顿第二定律
(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的合外力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
(2)表达式:F=ma,式中F指物体所受的合外力.
(3)瞬时性:加速度与合外力同时产生、同时变化、同时消失.
4、力学单位制
(1)国际单位制中的基本单位有米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉.
(2)力学中的三个基本单位是米、千克、秒,其余单位都由它们推导出来.
5、超重与失重
(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体重力的现象,此时加速度方向向上.
(2)失重:物体对支持物的压力小于物体重力的现象,此时加速度方向向下.
(3)完全失重:物体的加速度等于重力加速度g时,物体对支持物的压力为零.
6、瞬时性问题
(1)分析瞬时加速度的关键是分清哪些力可以突变、哪些力不能突变.
(2)细绳(或接触面)的弹力可以突变,弹簧(或橡皮条)的弹力不能突变.
7、牛顿第二定律的解题步骤
(1)确定研究对象,进行受力分析.
(2)建立坐标系,一般沿加速度方向和垂直于加速度的方向分解力.
(3)由F合=ma列方程求解,并对结果进行检验.
考点一 牛顿第一定律与惯性
例题1 (2026·浙江·模拟)关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律可以通过实验直接验证
B.物体不受力时一定处于静止状态
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
【答案】D
【详解】A.不受力的物体并不存在,牛顿第一定律是在理想实验的基础上推理得出的,不能直接用实验验证,故A错误;
B.物体不受力时保持静止或匀速直线运动状态,故B错误;
C、D.牛顿第一定律指出力是改变物体运动状态的原因,不是维持运动的原因,故C错误,D正确。
故选D。
例题2 (2025·浙江·模拟)关于惯性,下列说法正确的是( )
A.物体的速度越大,惯性越大
B.物体的质量越大,惯性越大
C.汽车紧急刹车时乘客前倾,是因为乘客受到向前的力
D.物体只有静止时才具有惯性
【答案】B
【详解】A.惯性的大小只由质量决定,与速度无关,故A错误;
B.质量是惯性大小的唯一量度,质量越大惯性越大,故B正确;
C.乘客前倾是因为乘客具有惯性,要保持原来的运动状态,并非受到向前的力,故C错误;
D.任何物体在任何状态下都有惯性,故D错误。
故选B。
1. 下列关于惯性的说法正确的是( )
A.物体运动得越快,惯性越大
B.物体的惯性大小只由质量决定
C.物体受力后惯性消失
D.静止的物体没有惯性
【答案】B
【详解】惯性是物体的固有属性,任何物体在任何状态下都有惯性,与速度、受力情况无关。
质量是惯性大小的唯一量度,故B正确。
故选B。
2. 在匀速行驶的火车车厢内,乘客竖直向上跳起后仍落回原处,这是因为( )
A.乘客受到一个向前的力
B.乘客具有惯性,水平方向保持与车厢相同的速度
C.乘客受到车厢给他的支持力
D.乘客的惯性在跳起后消失了
【答案】B
【详解】乘客跳起后,水平方向不受力,由于惯性保持与车厢相同的水平速度,所以仍落回原处。
故选B。
3. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.它是通过实验直接得出的
B.它说明力是维持物体运动的原因
C.它揭示了物体具有惯性
D.它只在物体静止时成立
【答案】C
【详解】牛顿第一定律是在理想实验基础上推理得出的,不能由实验直接验证,故A错误;
它说明力是改变运动状态的原因,故B错误;
它揭示了物体具有保持原来运动状态的性质,即惯性,故C正确;
它对静止和运动的物体都成立,故D错误。
故选C。
考点二 牛顿第二定律
例题1 (2026·浙江·模拟)一个质量为2 kg的物体受到大小为10 N的合外力作用,则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.5 m/s2
C.10 m/s2
D.20 m/s2
【答案】B
【详解】由牛顿第二定律F=ma得a=F/m=10/2 m/s2=5 m/s2。
故选B。
例题2 (2026·浙江·模拟)质量为40 kg的小孩坐在质量为5 kg的雪橇上,大人用与水平方向成37°角、大小为100 N的拉力拉雪橇,使雪橇从静止开始沿水平雪地做匀加速直线运动。雪橇与雪地间的动摩擦因数为0.1,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则雪橇的加速度大小为( )
A.0.5 m/s2
B.0.9 m/s2
C.1.2 m/s2
D.2.0 m/s2
【答案】B
【详解】把小孩和雪橇看作整体,总质量m=45 kg,重力G=450 N。
拉力正交分解:水平分力Fx=100×0.8 N=80 N,竖直分力Fy=100×0.6 N=60 N。
竖直方向FN=G-Fy=450 N-60 N=390 N,滑动摩擦力f=μFN=0.1×390 N=39 N。
水平方向合力F合=Fx-f=80 N-39 N=41 N,
由F合=ma得a=41/45 m/s2≈0.9 m/s2。
故选B。
1. 一个质量为5 kg的物体在水平面上受到20 N的水平拉力,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2。则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.4 m/s2
C.6 m/s2
D.8 m/s2
【答案】A
【详解】物体对地面的压力FN=mg=50 N,摩擦力f=μFN=0.2×50 N=10 N。
水平方向合力F合=20 N-10 N=10 N,
由F合=ma得a=10/5 m/s2=2 m/s2。
故选A。
2. 物体在合外力F作用下产生的加速度为a。若合外力增大到2F而物体的质量不变,则加速度变为( )
A.a/2
B.a
C.2a
D.4a
【答案】C
【详解】由a=F/m知,质量不变时加速度与合外力成正比。合外力增大到2F,加速度也增大到2a。
故选C。
3. 关于牛顿第二定律F=ma,下列说法正确的是( )
A.物体所受合外力越大,加速度越大
B.物体的质量越大,加速度越大
C.加速度的方向与合外力的方向相反
D.合外力为零时,物体的速度一定为零
【答案】A
【详解】A.质量一定时,加速度与合外力成正比,故A正确;
B.合外力一定时,质量越大加速度越小,故B错误;
C.加速度的方向与合外力的方向相同,故C错误;
D.合外力为零时物体保持静止或匀速直线运动,速度不一定为零,故D错误。
故选A。
考点三 力学单位制
例题1 (2025年1月·浙江·学考)下列属于国际单位制基本单位的是( )
A.牛顿
B.米
C.焦耳
D.瓦特
【答案】B
【详解】国际单位制中的基本单位包括米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。
牛顿、焦耳、瓦特都是导出单位,只有米是基本单位。
故选B。
例题2 (2026·浙江·模拟)下列物理量与其单位对应关系正确的是( )
A.力——千克
B.功——焦耳
C.功率——牛顿
D.加速度——米
【答案】B
【详解】力的单位是牛顿,功的单位是焦耳,功率的单位是瓦特,加速度的单位是米每二次方秒。
只有B的对应关系正确,故选B。
故选B。
1. 下列单位中属于国际单位制基本单位的是( )
A.牛顿
B.千克
C.焦耳
D.帕斯卡
【答案】B
【详解】千克是国际单位制的基本单位,牛顿、焦耳、帕斯卡都是导出单位。
故选B。
2. 下列各组单位中,全部属于国际单位制基本单位的是( )
A.米、千克、秒
B.米、牛顿、秒
C.千克、焦耳、秒
D.米、瓦特、秒
【答案】A
【详解】力学中的三个基本单位是米、千克、秒;牛顿、焦耳、瓦特都是导出单位。
故选A。
3. 由F=ma可知,力的单位牛顿用国际单位制基本单位表示为( )
A.kg·m/s
B.kg·m/s2
C.kg·m2/s2
D.kg/(m·s2)
【答案】B
【详解】由F=ma,质量的单位是kg,加速度的单位是m/s2,故1 N=1 kg·m/s2。
故选B。
考点四 超重与失重
例题1 (2025·浙江·模拟)某同学用手托着手机,打开加速度传感器应用程序,手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌自由下落,然后再接住手机。关于这一过程,下列说法正确的是( )
A.手机自由下落时处于超重状态
B.手机自由下落时处于完全失重状态,加速度为g
C.手掌接住手机后,手机处于失重状态
D.手机自由下落时,手机对手掌仍有压力
【答案】B
【详解】A、B.手机自由下落时只受重力,加速度为g且方向向下,处于完全失重状态,故A错误,B正确;
C.手掌接住手机后减速下降,加速度方向向上,手机处于超重状态,故C错误;
D.手机脱离手掌后与手掌不再接触,对手掌没有压力,故D错误。
故选B。
例题2 (2026·浙江·模拟)质量为60 kg的人站在电梯的水平地板上,电梯以2 m/s2的加速度竖直向上加速运动,取g=10 m/s2。则电梯地板对人的支持力大小为( )
A.480 N
B.600 N
C.720 N
D.1200 N
【答案】C
【详解】人受重力mg和地板支持力FN,加速度方向竖直向上。
由牛顿第二定律FN-mg=ma得FN=m(g+a)=60×(10+2) N=720 N。
支持力大于重力,人处于超重状态。
故选C。
1. 在电梯中,当电梯加速上升时,站在电梯中的人( )
A.处于超重状态
B.处于失重状态
C.所受重力增大
D.所受重力减小
【答案】A
【详解】电梯加速上升,加速度方向向上,人受到的支持力大于重力,处于超重状态。
人受到的重力由质量和当地重力加速度决定,并没有改变。
故选A。
2. 一个质量为m的物体用弹簧测力计悬挂在电梯中,当电梯以加速度a竖直向下加速运动时,弹簧测力计的示数为( )
A.mg
B.m(g+a)
C.m(g-a)
D.ma
【答案】C
【详解】物体受重力mg和弹簧拉力F,加速度方向向下。
由牛顿第二定律mg-F=ma得F=m(g-a),即测力计的示数为m(g-a)。
故选C。
3. 在完全失重状态下,下列仪器仍能正常使用的是( )
A.天平
B.弹簧测力计
C.水银气压计
D.摆钟
【答案】B
【详解】完全失重时,一切由重力产生的效应都消失:天平无法称量质量,水银气压计无法测气压,摆钟无法计时。
弹簧测力计测的是弹力,只要有力作用就能正常读数,故仍可使用。
故选B。
考点五 瞬时性问题
例题1 (2026·浙江·模拟)一根轻弹簧上端固定在天花板上,下端悬挂一个小球,小球处于静止状态。现将弹簧上端与天花板的连接突然剪断,则在剪断的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向竖直向下
C.g,方向竖直向上
D.2g,方向竖直向下
【答案】A
【详解】剪断前小球静止,弹簧的弹力与重力平衡,弹力大小为mg、方向向上。
弹簧的形变不能突变,剪断瞬间弹力仍为mg、方向向上。
此时小球受重力mg(向下)和弹力mg(向上),合力为零,加速度为零。
故选A。
例题2 (2025·浙江·模拟)两个质量均为m的小球A、B用轻弹簧连接,A用细绳悬挂在天花板上,系统处于静止状态。剪断细绳的瞬间,A、B的加速度分别为( )
A.aA=g,aB=g
B.aA=2g,aB=0
C.aA=g,aB=0
D.aA=0,aB=g
【答案】B
【详解】剪断前对B分析,弹簧弹力F=mg;对A分析,绳的拉力T=mg+F=2mg。
剪断细绳瞬间,绳的拉力立即消失,但弹簧的弹力不能突变,仍为mg。
A受重力mg和弹簧向下的拉力mg,合力2mg,故aA=2g,方向向下;
B受重力mg和弹簧向上的拉力mg,合力为零,故aB=0。
故选B。
1. 一根轻弹簧上端固定,下端悬挂一个小球,小球静止。若把连接小球与弹簧的细线剪断,则在剪断的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向竖直向下
C.g,方向竖直向上
D.2g,方向竖直向下
【答案】B
【详解】剪断细线后小球只受重力作用,由牛顿第二定律得a=g,方向竖直向下。
故选B。
2. 用细绳悬挂的小球处于静止状态。剪断细绳的瞬间,小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向竖直向下
C.g,方向竖直向上
D.2g,方向竖直向下
【答案】B
【详解】剪断细绳瞬间绳的拉力立即消失,小球只受重力,加速度为g,方向竖直向下。
故选B。
3. 关于细绳和弹簧的弹力,下列说法正确的是( )
A.剪断细绳的瞬间,绳的弹力立即消失
B.剪断细绳的瞬间,弹簧的弹力立即消失
C.弹簧的弹力可以发生突变
D.细绳的弹力不能发生突变
【答案】A
【详解】细绳只能产生拉力,其形变极小,剪断瞬间弹力立即消失,故A正确、D错误;
弹簧的形变较大,恢复需要时间,弹力不能突变,故B、C错误。
故选A。
训练
1. 关于牛顿第一定律,下列说法正确的是( )
A.它是由实验直接总结出来的
B.它说明物体不受力时一定静止
C.它说明力是改变物体运动状态的原因
D.它只适用于低速运动的物体
【答案】C
【详解】牛顿第一定律是在理想实验基础上推理得出的,不能由实验直接验证,故A错误;
物体不受力时保持静止或匀速直线运动状态,故B错误;
牛顿第一定律指出力是改变物体运动状态的原因,故C正确;
牛顿第一定律是惯性定律,具有普遍意义,故D错误。
故选C。
2. 关于惯性,下列说法正确的是( )
A.速度越大的物体惯性越大
B.质量越大的物体惯性越大
C.物体受力越大惯性越小
D.物体静止时没有惯性
【答案】B
【详解】惯性的大小只由质量决定,与速度、受力情况、运动状态都无关,故B正确,A、C、D错误。
故选B。
3. 一个质量为4 kg的物体受到12 N的合外力作用,则物体的加速度大小为( )
A.2 m/s2
B.3 m/s2
C.4 m/s2
D.48 m/s2
【答案】B
【详解】由牛顿第二定律F=ma得a=F/m=12/4 m/s2=3 m/s2。
故选B。
4. 下列单位中,属于国际单位制基本单位的是( )
A.焦耳
B.牛顿
C.秒
D.瓦特
【答案】C
【详解】国际单位制的基本单位包括米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。
焦耳、牛顿、瓦特都是导出单位,只有秒是基本单位。
故选C。
5. 质量为50 kg的人站在电梯中的体重计上,电梯以1 m/s2的加速度竖直向下加速运动,取g=10 m/s2。则体重计的示数为( )
A.450 N
B.500 N
C.550 N
D.600 N
【答案】A
【详解】人受重力mg和体重计的支持力FN,加速度方向向下。
由mg-FN=ma得FN=m(g-a)=50×(10-1) N=450 N。
故选A。
6. 物体在水平面上受到水平拉力F的作用,由静止开始做匀加速直线运动。若拉力F保持不变,而物体的质量增大,则物体的加速度( )
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大后减小
【答案】B
【详解】由a=F/m知,合外力一定时加速度与质量成反比。质量增大,加速度减小。
故选B。
7. 质量为2 kg的物体在光滑水平面上受到两个互相垂直的水平力F1=6 N、F2=8 N作用,则物体的加速度大小为( )
A.3 m/s2
B.5 m/s2
C.7 m/s2
D.14 m/s2
【答案】B
【详解】两力互相垂直,合力F= N=10 N,
由a=F/m得a=10/2 m/s2=5 m/s2。故选B。
8. 关于牛顿第二定律F=ma,下列说法正确的是( )
A.物体所受合外力为零时,加速度可以不为零
B.加速度的方向总与合外力的方向相同
C.物体的质量越大,所受的合外力一定越大
D.加速度的大小只由合外力决定
【答案】B
【详解】合外力为零时加速度为零,故A错误;
由F=ma知加速度的方向与合外力的方向始终相同,故B正确;合外力由外界作用决定,与质量无关,故C错误;加速度还与质量有关,故D错误。
故选B。
9. 质量为1 kg的物体放在光滑水平面上,用与水平方向成37°角的斜向上拉力F=5 N拉它,取g=10 m/s2,则物体的加速度大小为(sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
A.1 m/s2
B.3 m/s2
C.4 m/s2
D.5 m/s2
【答案】C
【详解】水平面光滑,物体在竖直方向平衡,水平方向只有拉力的分力,
Fx=Fcos37°=4 N,由a=Fx/m得a=4/1 m/s2=4 m/s2。故选C。
10. 电梯以加速度a竖直向上做匀加速运动,站在电梯中质量为m的人对电梯地板的压力( )
A.等于mg
B.大于mg
C.小于mg
D.等于零
【答案】B
【详解】以人为研究对象,N-mg=ma,得N=m(g+a)>mg,由牛顿第三定律知人对地板的压力大于mg,
这种现象叫作超重。故选B。
11. 一个物体沿粗糙水平面滑行,速度逐渐减小。在此过程中,物体所受的合外力( )
A.方向与速度方向相同
B.方向与速度方向相反
C.为零
D.方向不断变化
【答案】B
【详解】物体减速运动,加速度方向与速度方向相反。
由牛顿第二定律,合外力的方向与加速度方向相同,故合外力方向与速度方向相反。
故选B。
12. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用控制变量法。若要研究加速度与力的关系,应保持( )
A.小车的质量不变,改变拉力
B.拉力不变,改变小车的质量
C.小车的质量和拉力都不变
D.小车的质量和拉力都改变
【答案】A
【详解】研究加速度与力的关系时,应保持小车的质量不变,只改变拉力的大小。
故选A。
13. 用弹簧测力计竖直悬挂一个重物,当它们一起以加速度a竖直向上做匀加速运动时,测力计的示数( )
A.大于物体的重力
B.小于物体的重力
C.等于物体的重力
D.等于零
【答案】A
【详解】物体加速度方向向上,处于超重状态,测力计的拉力大于重力,示数大于物体的重力。
故选A。
14. 两个质量相同的小球用细绳连接,悬挂在天花板上,系统处于静止状态。剪断细绳的瞬间,上方小球的加速度为( )
A.0
B.g,方向向下
C.2g,方向向下
D.大小无法确定
【答案】B
【详解】上方小球原本受重力和绳的拉力,二者平衡。剪断细绳瞬间拉力消失,小球只受重力,加速度为g,方向向下。
故选B。
15. 质量为2 kg的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,取g=10 m/s2。用12 N的水平力推物体,则物体的加速度大小为( )
A.1 m/s2
B.2 m/s2
C.6 m/s2
D.11 m/s2
【答案】A
【详解】物体对地面的压力FN=mg=20 N,摩擦力f=μFN=0.5×20 N=10 N。
水平方向合力F合=12 N-10 N=2 N,由F合=ma得a=2/2 m/s2=1 m/s2。
故选A。
16. 一个物体以初速度v0沿粗糙水平面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F作用。在物体停止运动前,它受到的摩擦力( )
A.方向向右,大小恒定
B.方向向左,大小恒定
C.方向向右,逐渐减小
D.方向向左,逐渐增大
【答案】B
【详解】物体向右滑行,相对地面向右运动,滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,即向左。
滑动摩擦力的大小f=μFN,与速度大小无关,保持不变。
所以摩擦力方向向左、大小恒定。
故选B。
17. 物体以4 m/s的速度滑上静止的水平传送带左端,物体与传送带间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2,则物体在传送带上滑行的距离为( )
A.2 m
B.4 m
C.8 m
D.16 m
【答案】B
【详解】物体在滑动摩擦力作用下减速,加速度大小a=μg=2 m/s2,
由v02=2ax得x=42/(2×2) m=4 m。故选B。
18. 质量为0.5 kg的物体以4 m/s的初速度沿水平面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,取g=10 m/s2,则物体向右滑行的距离为( )
A.0.8 m
B.1 m
C.1.6 m
D.2 m
【答案】D
【详解】物体向右滑行,摩擦力方向向左,大小f=μmg=1 N,与F同向,
合力为2 N,加速度大小a=2/0.5 m/s2=4 m/s2,由x=v02/(2a)得x=16/8 m=2 m。故选D。
19. 在国际单位制中,力的单位“牛顿”用基本单位表示为( )
A.kg·m/s
B.kg·m/s2
C.kg·m2/s2
D.kg/s2
【答案】B
【详解】由F=ma可知,1 N=1 kg×1 m/s2=1 kg·m/s2。
故选B。
20. 小球用细线悬挂在车厢顶部,当车厢以加速度a水平向右做匀加速运动、小球与车厢保持相对静止时,细线与竖直方向的夹角θ满足( )
A.tanθ=a/g
B.tanθ=g/a
C.sinθ=a/g
D.θ=0
【答案】A
【详解】小球受重力mg和细线拉力T,合力水平向右,大小为ma,
由几何关系得tanθ=ma/mg=a/g。故选A。
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