第四章：运动和力的关系（提升版）专项训练-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

第四章：运动和力的关系（提升版） 目录 考点一 牛顿第一定律 2 考向1：伽利略的理想斜面实验 2 考向2：牛顿第一定律的理解 3 考向3：惯性 4 考点二 牛顿第二定律 5 考向1：牛顿第二定律的内容和表达式 5 考向2：牛顿第二定律的初步应用 6 考向3：牛顿第二定律求瞬时加速度问题 8 考向4：牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 9 考点三 牛顿运动定律的应用 11 考向1：已知受力求运动 11 考向2：已知运动求力 13 考向3：斜面问题 15 考向4：板块问题 18 考向5：传送带问题 20 考向6：连接体问题 22 考点四 超重和失重 24 考向1：超重与失重 24 考向2：超重与失重的图像问题 25 考点五 力学单位制 27 考向1：基本单位与导出单位 27 考向2：量纲法求解物理问题 27 考点六 实验：探究加速度与力、质量的关系 28 考点一 牛顿第一定律 考向1：伽利略的理想斜面实验 1．（25-26高一上·湖南湘潭·期末）如图所示，小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对比，可以得到的最直接的结论是（　　） A．若斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．若小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 D．若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态 【答案】A 【解析】A．实验中，斜面的粗糙程度逐渐减小，意味着小球受到的摩擦力逐渐减小。观察到小球上升的最高位置1、2、3依次升高，越来越接近起始点O的高度。通过这个趋势可以合理推断，如果摩擦力减小到零，即斜面完全光滑，小球将不会有机械能损失，因此会上升到与O点等高的位置。这是对实验结果进行理想化外推得出的最直接的结论，故A正确； B．小球在运动过程中受到重力、支持力和摩擦力（不为零时）的作用，其速度大小和方向都在改变，即运动状态在改变。这个结论是正确的，但它描述的是任何一次实验中的普遍现象，而不是通过对比三次实验结果得出的最直接结论。对比三次实验的核心在于研究摩擦力对运动的影响，故B错误； C．该实验中没有改变小球的质量，也没有保证小球受到的力一定，因此无法得出加速度与质量、力的关系，即牛顿第二定律，故C错误； D．该实验是伽利略的理想斜面实验，是引出牛顿第一定律（惯性定律）的基础。但实验本身并不能直接得出“若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态”这个结论。这个结论是在选项A的基础上，进一步将斜面倾角减小至零进行理想化推论才能得到的。因此，相对于本实验的直接观察和推断，A是更直接的结论，故D错误。 故选A。 2．（25-26高二上·新疆·学业考试模拟）理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其步骤如下。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度 ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 【答案】B 【解析】伽利略的理想实验是以经验事实为基础，通过一定的实际实验，再运用分析推理得出结论的。之所以称之为理想实验，是因为实验的结果是无法用实际的实验进行验证的。但是，分析推理的过程是合乎逻辑的，是严密的，是对实际过程的科学的抽象，因此得出的结论是对客观世界真实的反映。本题实验的四个步骤中，只有②是经验事实，①③④都是推论。 故选B。 考向2：牛顿第一定律的理解 3．（25-26高一上·湖北咸宁·期末）人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程，下列关于力与运动的观点和认识，正确的是（　　） A．“强弩之末，势不能穿鲁缟也”说明弓箭的惯性与速度有关 B．亚里士多德的理想实验和科学推理证实了力是改变物体运动状态的原因 C．牛顿第一定律揭示了一切物体不受力时的运动状态是静止状态或匀速直线运动状态 D．牛顿的理想斜面实验的本质是想象着把实际中存在的、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质 【答案】C 【解析】A．“强弩之末，势不能穿鲁缟也”，描述箭的速度减小，导致动能不足，无法穿透薄绢。惯性是物体固有属性，只与质量有关，与速度无关，故A错误； B．亚里士多德认为力是维持运动的原因，而非改变运动状态的原因；伽利略的理想实验推翻了亚里士多德的观点，而牛顿总结出牛顿运动定律，才明确了力是改变物体运动状态的原因，故B错误； C．牛顿第一定律（惯性定律）指出：一切物体不受外力作用时，总保持静止或匀速直线运动状态，故C正确； D．理想斜面实验由伽利略提出，通过想象去除摩擦力以揭示运动本质，故D错误。 故选C。 4．（衔接点05牛顿运动定律（初高中专项衔接）（讲义，全国通用）物理初升高衔接）下列关于力与运动的分析，说法正确的是（　　） A．竖直向上抛出的小球，到达最高点时速度为零，此时小球受力平衡 B．静止在水平地面的箱子，用力推但没有推动，推力小于箱子受到的摩擦力 C．汽车在平直路面匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力 D．沿斜面向上用力把物体匀速推到顶端，推力和摩擦力是一对平衡力 【答案】C 【解析】A．竖直向上抛出的小球，到达最高点时速度为零，但此时小球只受到重力的作用，合力不为零，受力不平衡，故A错误； B．静止在水平地面的箱子，用力推但没有推动，箱子处于静止状态，即平衡状态，此时推力和箱子受到的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故B错误； C．汽车在平直路面匀速行驶时，处于平衡状态，在水平方向上，受到牵引力与阻力，是二力平衡现象，它们是一对平衡力，故C正确； D．沿斜面向上用力把物体匀速推到顶端的过程中，物体处于平衡状态。物体在沿斜面方向上受到三个力的作用：沿斜面向上的推力、沿斜面向下的摩擦力、沿斜面向下的重力的分力。根据平衡条件，推力的大小等于摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和，即推力大于摩擦力，所以推力和摩擦力不是一对平衡力，故D错误。 故选C。 考向3：惯性 5．（衔接点05牛顿运动定律（初高中专项衔接）（讲义，全国通用）物理初升高衔接）水平放置的密闭玻璃管内充有水，如图所示，中间有一个小气泡，当玻璃管突然沿水平方向向右运动时，关于水中气泡的运动情况和解释正确的是（　　） A．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的右端 B．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的左端 C．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的右端 D．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的左端 【答案】C 【解析】惯性的大小由物体质量决定，质量越大，惯性越大。当玻璃管突然向右运动时，管内的水和气泡由于惯性，都要保持原来的静止状态。水的质量远大于气泡的质量，因此水的惯性远大于气泡的惯性，水会相对玻璃管向左运动，将质量小、惯性小的气泡 “挤” 向右端。 故选C。 6．（25-26高一上·宁夏固原·阶段检测）关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．机车静止时惯性大，起动时惯性变小了 B．物体质量越大，则抵抗外界改变其状态变化的能力越大 C．汽车超速行驶易引发交通事故，是因为速度大的汽车惯性大 D．惯性是指只有物体所受合外力等于零时才能保持的一种性质 【答案】B 【解析】A．惯性只由物体质量决定，机车静止和起动时质量不变，惯性不变，故A错误； B．物体质量越大，惯性越大，抵抗外界改变其运动状态的能力越大，故B正确； C．惯性只与质量有关，与速度无关，故C错误； D．惯性是物体的固有属性，无论合外力是否为零，物体都具有惯性，故D错误。 故选B。 考点二 牛顿第二定律 考向1：牛顿第二定律的内容和表达式 7．（25-26高一上·安徽宿州·期末）下列关于牛顿运动定律说法不正确的是（　　） A．牛顿第一定律不是实验定律，不可以通过实验直接检验 B．由牛顿第一定律可知，物体不受力时，保持匀速直线运动状态或静止状态 C．由牛顿第二定律可知，物体加速度方向与合力的方向有关，与速度方向无关 D．由牛顿第三定律可知，跳高运动员起跳时，人对地面的压力就是人受的重力 【答案】D 【解析】A．牛顿第一定律是理想化的定律，无法在现实中完全通过实验直接检验，因为无法实现绝对无摩擦或无外力的环境，故A正确； B．牛顿第一定律明确指出，物体在不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态或静止状态，故B正确； C．牛顿第二定律表明，物体加速度方向与合力方向相同，与速度方向无关，故C正确； D．牛顿第三定律指出，作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上。跳高运动员起跳时，人对地面的压力是作用在地面上的力，而人受的重力是地球对人的引力，二者作用对象不同，人对地面的压力与人受的重力不是同一力，故D错误。 选不正确的，故选D。 8．（24-25高一上·湖南邵阳·期末）（多选）关于牛顿第二定律，下列说法正确的是 （     ） A．牛顿第二定律的表达式是矢量式，a与F方向始终相同 B．某一瞬间的加速度，只能由这一瞬间的外力决定，而与这一瞬间之前或之后的外力无关 C．在公式中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和 D．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同 【答案】ABC 【解析】A．牛顿第二定律的表达式是矢量式，a与F方向始终相同，故A正确； B．根据知，合力变化时，加速度随之变化，某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力决定，而与这一瞬时之前或之后的外力无关，故B正确； C．在公式中，若F为合力，a等于作用在物体上的合力与质量的比值，根据力的独立作用原理知，a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和，故C正确； D．根据知加速度的方向与合外力的方向相同，但运动的方向不一定与加速度方向相同，所以物体的运动方向与物体所受合力的方向不一定一致，故D错误。 故选ABC。 考向2：牛顿第二定律的初步应用 9．（25-26高一上·陕西渭南·期末）2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当返回舱距离地面高度为2m时，返回舱的速度为8m/s，此时返回舱底部的4台反推发动机同时点火工作，返回舱触地前的瞬间速度降至零，从而实现软着陆。若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动，返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，重力加速度g取，则平均每台反推发动机提供的推力大小为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】根据匀变速直线运动速度位移公式 代入数据解得加速度，方向竖直向上。 设单台发动机推力为，根据牛顿第二定律 解得 故选C。 10．（25-26高一上·福建厦门·期末）（多选）某同学在学校卫生大扫除中用拖把拖地，沿拖杆方向对拖把头施加推力，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为，（）且拖把头刚好做匀速直线运动，则（　　） A．拖把头所受地面的摩擦力大小为 B．地面对拖把头的作用力方向与水平向左方向的夹角大于 C．保持推力的大小不变，减小夹角，地面对拖把头的支持力变大 D．保持推力的大小不变，减小夹角，拖把头将做加速运动 【答案】BD 【解析】将分解为水平分力和竖直向下的分力，拖把头刚好做匀速直线运动，由平衡条件： 水平方向 竖直方向 A．由水平平衡，摩擦力，故A错误； B．地面对拖把头的作用力是支持力与摩擦力的合力，设该合力方向与方向的夹角为，则 因此，故，故B正确； C．支持力，减小，减小，减小，故C错误； D．减小，水平分力增大，而摩擦力随减小而减小。水平方向合力，拖把头加速，故D正确。 故选BD。 考向3：牛顿第二定律求瞬时加速度问题 11．（25-26高一下·浙江温州·开学考试）如图所示，一轻质弹簧的左端与竖直墙面固连，其右端与物体固连，物体间用一段轻绳连接，另一段轻绳左端与连接，右端跨过定滑轮与物块连接，整个系统处于静止状态，物块和的质量都为，不计一切阻力，弹簧形变在弹性限度内，重力加速度为。现将间的轻绳烧断，下列说法正确的是（　　） A．烧断后瞬间，此时的加速度为零 B．烧断后瞬间，此时的加速度为零 C．烧断后瞬间，此时间轻绳的拉力为 D．轻质弹簧第一次恢复至原长时，间轻绳的拉力为 【答案】C 【解析】ABC．间的轻绳烧断之前，物块、和都处于平衡状态，轻质弹簧的弹力等于的重力，即 间的轻绳烧断瞬间，弹簧的弹力不变，、的加速度相等，其大小为 此时间轻绳的拉力设为T，对b由牛顿第二定律有，故AB错误，C正确； D．轻质弹簧第一次恢复至原长时，、的加速度均为零，所以间轻绳的拉力为零，故D错误。 故选C。 12．（25-26高一上·辽宁大连·期末）如图所示，足够长的光滑固定斜面倾角为 30° ，质量为 m 的甲球与质量为 3m 的乙球被固定在斜面上的挡板挡住，甲、乙之间用轻弹簧连接，系统处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为 k，重力加速度为 g，下列说法正确的是（     ） A．系统静止时，弹簧的形变量为 B．系统静止时，斜面对乙的支持力为 C．撤去挡板瞬间，甲的加速度大小为 D．撤去挡板瞬间，乙的加速度大小为 【答案】D 【解析】A．甲球静止，沿斜面方向 得，弹簧形变量，故A错误； B．乙球垂直斜面方向，故B错误； C．撤去挡板瞬间，弹簧弹力不变，对甲球，合力为0，，故C错误； D．撤去挡板瞬间，对乙球沿斜面向下， 得，故D正确。 故选D。 考向4：牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 13．（25-26高一上·山东临沂·期末）工人师傅利用工具以恒力F将一钉子垂直压入木质墙中，假设钉子所受阻力与进入墙中的深度成正比，在钉子压入墙的过程中，当钉子静止时，钉子还没有完全进入墙内。关于钉子的速度v、加速度大小a与钉子的位移x、时间t之间的关系，下列图像描述有可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】AB．设钉子受到的阻力为，则 当时，由牛顿第二定律得 得 加速度随位移均匀减小，直到a减为零，以后，根据牛顿第二定律得 可得 加速度随位移均匀增大，故加速度先减小后反向增大，但加速度随时间不是均匀变化，故A错误，B正确； CD．钉子初末速度均为零，所以钉子先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，因C图中加速度大小不变，D图中速度一直增加，故CD错误。 故选B。 14．（多选）雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。若将雨滴看作半径为r的球体，密度恒定，球体体积为，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。如图所示的示意图中画出了两个半径不同的雨滴在空气中无初速下落的v−t图线，根据题中信息判断下列说法正确的是（　　） A．雨滴即将下落的瞬间，两雨滴的加速度不同 B．雨滴从同一高度同时下落，则图像中①对应的雨滴先落地 C．图像中①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大 D．当两个雨滴速度大小相同时，①对应的雨滴加速度比②的小 【答案】BC 【解析】A．即将下落瞬间，对两个雨滴，根据牛顿第二定律，都有 解得加速度为，故两雨滴此时加速度相等，故A错误； B．雨滴从同一高度同时下落时，它们的下落位移相同，因为图像与横轴所围面积表位移，由图可得，想让①和②图像与横轴所围面积相等，则①所用时间更短，即图像中①对应的雨滴先落地，故B正确； C．由图像可知最终雨滴做匀速直线运动，即满足 又 联立解得最大速度为 因为雨滴的密度都相同，所以最终速度大的雨滴半径大，故图像中①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大，故C正确； D．图像的斜率代表加速度，由图可知，当速度大小相同时，①对应的雨滴加速度比②的大，故D错误。 故选BC。 考点三 牛顿运动定律的应用 考向1：已知受力求运动 15．（25-26高一上·陕西渭南·期末）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的逃生通道，通道一端为斜面，另一端为地面上的水平段，人员可以沿斜面滑下，在水平段上停下来后离开通道。若机舱口下沿距地面3m，气囊所构成的斜面段长度为5m。一个质量为60kg的人沿气囊滑下，人和气囊通道间的动摩擦因数，忽略气囊的厚度、凹陷及在连接处能量的损耗，。试求： (1)人滑至斜面底端时速度有多大？ (2)气囊水平段至少应多长？ (3)在满足第（2）问的情况下，若当前一个乘客刚滑到水平段上时后一乘客立即滑下，为了使两人不发生碰撞，求前一乘客停下来后在气囊上滞留的最长时间。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）设斜面的倾斜角为，根据几何关系有 解得，故 人员沿斜面滑下，根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式有 联立解得，人员滑至斜面底端时的速度大小为 （2）人员在水平面上做匀减速运动，根据牛顿第二定律有 解得 根据运动学公式有 联立解得，气囊水平段的长度至少为 （3）乘客在下滑阶段所用的时间为 乘客在水平面上滑行的时间为 以后一个乘客开始滑下为计时起点，后一个乘客滑到气囊水平段末端所需时间为 前一个乘客滑到气囊水平段末端所需时间为 前一个乘客停下来之后在气囊上滞留的时间最多为 16．（25-26高一上·广东深圳·期末）若“神舟”五号载人飞船火箭组合体的总质量为500t，在竖直向上发射升空的过程中，发动机提供的推力恒为，组合体所受总阻力恒为。已知重力加速度取，不考虑组合体运动中的质量变化。 (1)求飞船火箭组合体升空过程中的加速度大小； (2)求该组合体从静止开始运动10s末的速度大小及10s内上升的高度； (3)10s后关闭发动机，求组合体距离地面的最大高度。 【答案】(1) (2)， (3) 【解析】（1）对组合体受力分析，竖直方向由牛顿第二定律可得 代入数据计算 （2）组合体从静止开始做匀加速直线运动，由匀变速直线运动公式：10s末速度 10s内上升高度 （3）关闭发动机后，推力消失，组合体向上做匀减速直线运动，受力仍为重力和阻力，设此时加速度大小为，由牛顿第二定律可得 得，方向向下。 设减速到速度为0时，继续上升的高度为，由运动学公式可得 解得 最大高度 考向2：已知运动求力 17．（25-26高一上·福建厦门·期末）质量为1kg的小型无人机执行拍摄任务，从地面竖直向上起飞，匀加速5s后达到最大速度10m/s，继续匀速上升3s时间后，匀减速2s恰好悬停在预定高度，无人机在运动过程中所受的恒定阻力为2N，求： (1)无人机匀加速过程的加速度大小； (2)无人机从地面到预定高度。 (3)无人机匀加速过程的升力大小； 【答案】(1) (2)65m (3)14N 【解析】（1）无人机从地面上由静止起飞，根据匀变速运动的速度时间规律，有 解得加速阶段的加速度为 （2）根据平均速度公式，无人机匀加速阶段上升的高度为 接下来无人机匀速上升3s，上升的高度为 无人机又减速运动到悬停，上升的高度为 所以无人机从地面到预定高度为 （3）设无人机匀加速上升时升力为F，应用牛顿第二定律，有 代入数据后可解得 18．（25-26高一上·湖南常德·期末）如图所示，静止于水平面上的木箱的质量为，它与水平面间的动摩擦因数，在与水平方向成角的恒力F的作用下从A点开始运动，经0.8s到达B点后撤去拉力F，木箱在水平面上继续做匀减速直线运动，到斜面底端C点时速度，已知AC间距为1.4m（，，g取），求： (1)木箱运动到B点时速度大小； (2)恒力F的大小； (3)木箱到达斜面底端C后，以速度冲上静置于地面的斜面体上，斜面体质量，斜面的倾角为。木箱与斜面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使斜面在地面上保持静止。求斜面体与地面的摩擦因数至少多大。 【答案】(1)2m/s (2)20N (3) 【解析】（1）由运动学公式得，其中t=0.8s， 代入解得 （2）对木箱受力分析，如图所示 竖直方向 水平方向， 由运动学公式得，t=0.8s 解得F=20N （3）木箱沿斜面向上运动时，若斜面体与地面之间的摩擦力恰好达到最大静摩擦力，此时斜面与地面间的摩擦因数为最小值。对木箱由牛顿第二定律得 对整体竖直方向由牛顿第二定律得， 对整体水平方向由牛顿第二定律得，， 联立解得 考向3：斜面问题 19．（25-26高一上·安徽宣城·期末）（多选）卡车运输卷材时常用“V”形槽固定。如图所示，某“V”形槽可简化为由固定于卡车的光滑斜面Ⅰ和光滑竖直面Ⅱ组成，斜面的倾角为。质量为m的匀质圆筒状钢卷放在“V”形槽内，钢卷对Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为和，当卡车沿平直公路向前行驶时，钢卷始终不离开两接触面。下列说法正确的是（   ） A．若卡车加速行驶，随着加速度增大，增大 B．若卡车加速行驶，随着加速度增大，减小 C．若卡车减速行驶，随着加速度增大，减小 D．若卡车减速行驶，随着加速度增大，增大 【答案】BD 【解析】AC．对钢卷受力分析如图所示： 钢卷在竖直方向上受力平衡，则有F1′cos30°=mg 解得 由牛顿第三定律可知 即不论是卡车加速还是减速，F1都不变，故AC错误； B．若卡车加速行驶，则加速度向右，根据牛顿第二定律可得 解得 因为F1′不变，则当加速度增大时，F2′减小，由牛顿第三定律可知，F2减小，故B正确； D．若卡车减速行驶，则加速度向左，根据牛顿第二定律可得 解得 因为F1′不变，则当加速度增大时，F2′增大，由牛顿第三定律可知，F2增大，故D正确。 故选BD。 20．（25-26高一上·江苏南通·期末）如图所示，倾角θ=37°的足够长固定斜面底端放置质量为m的小物块A，质量为3m的物体B用轻绳跨过定滑轮与A连接，用手托住B使系统静止、绳绷紧，已知A与斜面动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B距地面高度为h，重力加速度为g，，，求： (1)为保持系统静止，绳子中张力的最大值FT； (2)释放B的瞬间，A的加速度a； (3)若B落地瞬间断开绳子与A的连接，A返回斜面底端时速度的大小v。 【答案】(1)mg (2)，方向沿斜面向上 (3) 【解析】（1）对A受力分析，由平衡条件得 最大静摩擦力 解得 物体A相对于斜面刚要上滑时，绳子上的拉力最大，则 解得 （2）对B，由牛顿第二定律有 对A，由牛顿第二定律有 联立解得 加速度的方向沿斜面向上。 （3）物体A沿斜面向上加速，根据 解得 B落地后，物体A沿斜面向上减速，由牛顿第二定律有 解得 由 解得 物体A沿斜面向下加速，由牛顿第二定律有 解得 根据 解得 考向4：板块问题 21．（25-26高一上·江西宜春·期末）如图甲所示，粗糙水平地面上有一质量的足够长木板B，B与地面间的动摩擦因数，将一质量的小物块A（视为质点）轻放在木板B的右端，从时刻起对B施加一水平向右的恒定拉力F，时撤去拉力F，前2s内A、B的图像如图乙所示，g取，求： (1)0~2s内A的加速度大小及B的加速度大小； (2)A、B间的动摩擦因数及恒力F的大小； (3)A、B均停止运动后，A离B右端的距离L。 【答案】(1)， (2)0.1，36N (3) 【解析】（1）由图乙可得0~2s内A的加速度大小为 0~2s内长木板B的加速度大小为 （2）0~2s内对小物块A，由牛顿第二定律可得 解得A、B间的动摩擦因数为 地面对B的摩擦力大小为，方向水平向左； A对B的摩擦力为大小，方向水平向左； 则0~2s内对长木板B，由牛顿第二定律可得 解得 （3）撤去拉力后到共速前，小物块A的加速度大小为   设长木板B加速度大小，由 解得 根据运动学公式可得 其中， 解得， 即撤去拉力后经过，A、B达到共同速度，因为，所以共速后A减速更慢，B减速更快，物块A的加速度大小为 对长木板B有 解得 整个过程中A的位移为 B的位移为 故A、B均停止运动后，A离B右端的距离为 22．（25-26高一上·广东深圳·期末）如图所示，一足够长的木板在水平面上滑动，速度时，将一相对于地面静止的物块轻放到木板右端，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间动摩擦因数取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)若地面光滑，经过多长时间物块相对木板停止运动； (2)若地面光滑，从木板开始运动到两者相对静止，板块之间的相对位移； (3)若木板与地面间动摩擦因数，木板与物块相对静止后还能向前滑行的距离。 【答案】(1)1.25s (2)6.25m (3)8m 【解析】（1）物块的加速度为 木板的加速度大小为 设经过t时间速度相同，根据速度—时间公式得a1t=v1-a2t 解得t=1.25s （2）两者共速时的共同速度为v=a1t=5m/s 板块之间的相对位移 （3）若木板与地面间动摩擦因数为μ2=0.1，木板的加速度大小为 设经过t′时间速度相同，根据速度-时间公式得v′=v1-a2′t′=a1t′ 解得t′=1s，v′ =4m/s 共速后两者一起运动，加速度为 木板与物块相对静止后还能向前滑行的距离为 考向5：传送带问题 23．（25-26高一上·江西抚州·期末）（多选）如图所示，有一水平传送带以v=4m/s的速度顺时针匀速转动，时将一物块（可视为质点）轻放在传送带A端，物块与传送带之间的动摩擦因数为，已知传送带长度为，g取，则（     ） A．时物块受两个力作用 B．物块在传送带上运动的时间为3.75s C．物块在传送带上运动的时间为3.25s D．物块在传送带上留下的划痕长度为8m 【答案】AC 【解析】物块轻放在传送带上，滑动摩擦力提供加速度，由牛顿第二定律 得加速度 物块加速到与传送带共速的时间 加速过程物块的位移，因此物块先加速、后匀速运动。 A．时，物块速度与传送带速度相等，无相对运动趋势，摩擦力为0，仅受重力和支持力两个力，A正确； BC．匀速运动的位移 匀速时间 总时间 ，B错误，C正确； D．划痕长度是加速阶段的相对位移，内传送带位移 相对位移 ，即划痕长度为，D错误。 故选AC。 24．（25-26高一上·陕西榆林·期末）利用如图所示的组合传送带装置运送货物。水平传送带1与倾斜传送带2在处平滑连接，两传送带均逆时针匀速运行。已知传送带1的长度，运行速率为，倾斜传送带2的倾角，长度，运行速率为，货物与传送带2间的动摩擦因数。现在传送带1的右端处轻放一可视为质点的货物，货物到达处时刚好与传送带1的速率相等，为传送带2的顶端。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度，，。 (1)求货物与传送带1之间的动摩擦因数； (2)求货物从运送至所用的时间。 【答案】(1)0.45 (2)2.2s 【解析】（1）设货物在传送带1的加速度大小为，由牛顿第二定律有 从到的过程有 联立解得 （2）由于，故货物滑上传送带2的开始阶段匀减速，设加速度大小为，由牛顿第二定律有 解得 设经过时间货物与传送带2达到共速，有 此过程货物沿传送带2上滑位移大小为 故货物还未到处，此后继续匀减速运动；设加速度大小为，由牛顿第二定律有 解得 设继续减速至零经过时间为，则有 此过程货物上滑位移大小为 由于，说明此时货物刚好能运送到处 故从到运送货物的时间为 考向6：连接体问题 25．（25-26高一上·山西忻州·期末）（多选）如图所示，质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，重力加速度。则（     ） A．车厢的加速度为 B．绳对物体1的拉力为 C．底板对物体2的支持力为 D．物体2所受底板的摩擦力为0 【答案】AB 【解析】AB．对物体1进行受力分析如下图，且把FT沿水平方向、竖直方向分解，有 FTcosθ=m1g，FTsinθ=m1a 解两个方程得：，a=gtanθ，故AB正确。 CD．物体2加速度也为gtanθ，对物体2受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，支持力 ，f=m2a=m2gtanθ，故CD错误. 故选AB。 26．（26-27高一上·湖南邵阳·阶段检测）如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为3m、2m和m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，下列说法正确的是（     ） A．轻绳拉力与水平拉力之比为 B．当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断 C．此过程中物体C受五个力作用 D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为 【答案】D 【解析】A．对物体A、B、C整体分析，根据牛顿第二定律 对物体A、C分析，轻绳拉力为，根据牛顿第二定律 整理得，故A错误； B．对物体A、B、C整体分析，整体的加速度 对物体A、C分析，根据牛顿第二定律得 计算得出，又因为的最大值为 当，即时轻绳刚好被拉断，故B错误； C．对物体A受力分析，A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用，由此可以知道物体C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用，故C错误； D．若水平面光滑，绳刚断时，对物体A、C分析，加速度 隔离对物体Ａ分析，Ａ受到的摩擦力，故D正确。 故选D。 考点四 超重和失重 考向1：超重与失重 27．（25-26高一上·辽宁大连·期末）某同学站在水平放置于电梯内的电子秤上，电梯运行前电子秤的示数如图甲所示。电梯竖直上升过程中，某时刻电子秤的示数如图乙所示，则该时刻电梯（重力加速度g取）（     ） A．做减速运动，加速度大小为 B．做减速运动，加速度大小为 C．做加速运动，加速度大小为 D．做加速运动，加速度大小为 【答案】D 【解析】由图可知，人处于超重状态，加速度向上，因电梯上升，可知电梯加速运动，根据牛顿第二定律 可得 故选D。 28．（25-26高一上·陕西渭南·期末）打石硪是我国传统土木工程中用于夯实土质的集体劳动方式，如图所示，由石头制成的圆盘状石硪，通过拉绳被十几位工人抛起后自由下坠实现夯土。石硪原来静止在地面，被拉起后加速上升、拉绳松弛后石硪竖直上抛到最高点，之后迅速下落打在地面，下列说法正确的是（　　） A．石硪被拉起加速上升的过程处于失重状态 B．石硪加速下落的过程处于超重状态 C．石硪加速上升时，石硪对绳子的作用力大于石硪的重力 D．石硪加速上升时，石硪对绳子的作用力小于绳子对石硪的作用力 【答案】C 【解析】AC．石硪加速上升时，加速度方向向上，处于超重状态，因此石硪对绳子的作用力大于石硪的重力，故A错误、C正确； B．石硪加速下落时，加速度方向向下，处于失重状态，故B错误； D．石硪对绳子的作用力和绳子对石硪的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，二者大小相等，故D错误。 故选C。 考向2：超重与失重的图像问题 29．（25-26高一下·湖北恩施·期末）“手机物理工坊”是一款免费的物理实验工具，它把手机变成了一个随身移动实验室。让你随时随地都能探索物理世界。现用某款智能手机进行超重失重实验：用手掌托着智能手机，在该软件里面打开加速度传感器，将手机托着向上运动，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（     ） A．在时间内手机先加速后减速 B．在时间内手机受到的支持力逐渐增大 C．在时刻手机到达最高点 D．在时间内，手机处于失重状态 【答案】A 【解析】A．观察图像可知，在时间内，加速度（方向向上），手机的速度在增加，做加速运动，在时间内，加速度（方向向下），手机的速度在减小，做减速运动，因此，在时间内手机先加速后减速，故A正确； B．设手机受到的支持力为，根据牛顿第二定律有 即 在时间内，加速度为正值且绝对值逐渐减小，即的值越来越小，因此支持力逐渐减小，故B错误； C．在时刻，加速度大小为，速度方向依然竖直向上，手机仍在继续向上运动，所以时刻手机并没有到达最高点，最高点应在速度减小到零的时刻，故C错误； D．在时间内，加速度有正有负，手机既有超重状态又有失重状态，故D错误。 故选A。 30．（25-26高一上·广东深圳·期末）（多选）某国产人形机器人已能够实现多个连续后空翻。图甲是机器人站在接有传感器的地板上做后空翻的示意图，图乙是某次后空翻过程中地板所受压力随时间变化的图像，重力加速度取。根据图像分析可知（　　） A．机器人的重力可由a点读出，约为1000N B．c到d的过程中，机器人先处于超重状态再处于失重状态 C．d到e的过程中，机器人不受重力作用 D．f点是机器人在双脚离开地板后可上升的最高点 【答案】AB 【解析】A．机器人的重力可由a点读出，约为1000N，故A正确； B．c到d的过程中，由图可得地板所受压力先大于重力后小于重力，机器人先处于超重状态再处于失重状态，故B正确； C．d到e的过程中，地板所受压力为零，机器人仍受重力，故C错误； D．f点是地板所受压力的最大值点，此时机器人在最低点，故D错误。 故选AB。 考点五 力学单位制 考向1：基本单位与导出单位 31．（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 【解析】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。 考向2：量纲法求解物理问题 32．（多选）有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小同其质量m、加速度a、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中一定错误的是（     ） A． B． C． D． 【答案】ABC 【解析】位移x的基本单位是m，分析以下选项： A．的基本单位为 与x的单位不同，关系式不成立，但符合题意，故A正确； B．的基本单位为 与x的单位不同，关系式不成立，但符合题意，故B正确； C．的基本单位为 与x的单位不同，关系式不成立，但符合题意，故C正确； D．的基本单位为 与x的单位相同，关系式成立，但不符合题意，故D错误。 故选ABC。 考点六 实验：探究加速度与力、质量的关系 33．（25-26高一下·浙江台州·期中）下图甲为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究小车速度随时间变化规律的实验装置。吊有钩码的细绳通过滑轮牵引轨道小车，由位移传感器可以得到小车运动的v-t图像。（本实验采用每个钩码均为0.01 kg） (1) 关于本实验，下列措施必要的是 A．垫高轨道一端以补偿阻力 B．调整滑轮高度，使细线与轨道平行 C．用光电门测量小车运动的时间 D．尽量减少牵引用的钩码数量 (2)若用该实验装置研究加速度与力的关系，在该实验中，必须采用控制变量法，应保持____________（选填“钩码质量”或“小车质量”）不变，若用钩码所受的重力直接表示小车的拉力，将导致拉力的测量值 ____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (3)某同学通过实验得到小车加速度与所使用的钩码个数间关系图像如图乙所示，造成这一结果的原因可能是 A．补偿阻力时，长木板的倾角过大 B．挂的钩码个数过多 C．改变钩码个数时，没有重新补偿阻力 D．小车没有从靠近位移传感器处由静止开始释放 【答案】(1)B (2)小车质量 偏大 (3)A 【解析】（1）A．本实验主要研究小车运动的加速度随时间变化的规律，并不探究加速度与力的定量关系，因此不需要垫高轨道一端以补偿阻力，故A错误； B．为了保证小车在轨道上做加速运动时受到的细绳拉力方向与运动方向一致，必须调整滑轮高度，使细绳与轨道平行，故B正确； C．实验中使用了位移传感器及数据采集器，可直接记录位移与时间的关系，不需要使用光电门测量时间，故C错误； D．本实验不涉及利用钩码重力替代小车所受拉力来探究牛顿第二定律，故不需要满足钩码质量远小于小车质量的条件，也不需要尽量减少钩码数量，故D错误。 故选B。 （2）[1]若用该实验装置研究加速度与力的关系，实验中包含加速度、力和质量三个变量，必须采用控制变量法，应保持小车质量不变。 [2]设钩码的总质量为，小车的质量为，细绳的拉力大小为，对钩码和小车分别根据牛顿第二定律有， 解得 可知实际细绳的拉力小于钩码受到的重力mg，因此若用钩码所受的重力直接表示小车的拉力，将导致拉力的测量值偏大。 （3）A．由图乙可知，当所挂钩码个数时小车已经具有正向加速度，说明在细绳拉力为零时小车所受合力大于零，原因是补偿阻力时由于长木板的倾角过大，导致小车重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，故A正确； B．挂的钩码个数过多会导致质量不满足远小于小车质量的条件，从而使得图线末端向下发生弯曲，但不会导致在纵轴上出现正截距，故B错误； C．补偿阻力时已经使得小车重力沿斜面的分力等于摩擦力，即，该平衡关系与牵引力无关，改变钩码个数时不需要重新补偿阻力，故C错误； D．小车没有从靠近位移传感器处由静止释放，只会影响小车在轨道上的有效运动距离，不影响加速度与合外力的关系，故D错误。 故选A。 34．（25-26高一上·湖南娄底·期末）做探究“加速度与质量的关系”和探究“加速度与力的关系”的实验。 (1)采用如图甲所示的装置探究“加速度与质量的关系”：保持槽码质量不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车中砝码和小车的总质量M，与此相对应，利用纸带上打出的点来测量小车的加速度。 ①关于此实验的操作，下列做法中合理的是______（选填正确选项前的字母）。 A．在平衡阻力时，将槽码用细线通过定滑轮系在小车上，并把木板的一侧垫高 B．实验时，先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车 C．调节滑轮，使细线与木板平行 ②图乙所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔，由该纸带可求得打点计时器打D点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______。（计算结果保留2位有效数字） (2)为了探究加速度与力的关系，使用如图丙所示的气垫导轨装置进行实验，其中、为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过、光电门时，光束被遮挡的时间、都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，遮光条从开始遮住到开始遮住的时间为t，牵引槽码的质量为m，回答下列问题。 ①若取，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______。 A．    B．    C．    D． ②在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求加速度的表达式为______（用、、d、t表示）。 【答案】(1)BC 0.65 0.51 (2)D 【解析】（1）[1]A．平衡摩擦力时，不能悬挂槽码，需要依靠小车自身重力的分力平衡摩擦力，故A错误； B．打点计时器实验的规范操作是先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故B正确； C．调节细线与木板平行，可以保证小车受到的拉力方向不变、大小恒定，故C正确； 故选BC。 [2]根据匀变速直线运动规律，D点的瞬时速度等于CE段的平均速度，得 [3]根据逐差法，小车的加速度为 （2）[1]本实验近似将槽码重力当作滑块受到的拉力，需要满足条件槽码质量远小于滑块总质量，即 本题，D选项中，不满足的条件，因此不合适。 故选D。 [2]挡光片宽度很小，可将平均速度近似为瞬时速度，因此滑块经过两个光电门的速度分别为， 已知两个速度的时间间隔为，由加速度定义 整理得 学科网（北京）股份有限公司 $ 第四章：运动和力的关系（提升版） 目录 考点一 牛顿第一定律 2 考向1：伽利略的理想斜面实验 2 考向2：牛顿第一定律的理解 2 考向3：惯性 3 考点二 牛顿第二定律 4 考向1：牛顿第二定律的内容和表达式 4 考向2：牛顿第二定律的初步应用 4 考向3：牛顿第二定律求瞬时加速度问题 5 考向4：牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 6 考点三 牛顿运动定律的应用 7 考向1：已知受力求运动 7 考向2：已知运动求力 8 考向3：斜面问题 8 考向4：板块问题 9 考向5：传送带问题 10 考向6：连接体问题 11 考点四 超重和失重 12 考向1：超重与失重 12 考向2：超重与失重的图像问题 13 考点五 力学单位制 14 考向1：基本单位与导出单位 14 考向2：量纲法求解物理问题 14 考点六 实验：探究加速度与力、质量的关系 14 考点一 牛顿第一定律 考向1：伽利略的理想斜面实验 1．（25-26高一上·湖南湘潭·期末）如图所示，小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减小的材料，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。对三次实验结果进行对比，可以得到的最直接的结论是（　　） A．若斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置 B．若小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变 C．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小 D．若小球不受力，它将一直保持匀速直线运动状态或静止状态 2．（25-26高二上·新疆·学业考试模拟）理想实验有时更能深刻地反映自然规律。伽利略设想了一个理想实验，其步骤如下。 ①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度 ②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面 ③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度 ④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动 在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想化的推论。下列关于事实和推论的分类正确的是（　　） A．①是事实，②③④是推论 B．②是事实，①③④是推论 C．③是事实，①②④是推论 D．④是事实，①②③是推论 考向2：牛顿第一定律的理解 3．（25-26高一上·湖北咸宁·期末）人类对力与运动的关系的认识经历了一个漫长的过程，下列关于力与运动的观点和认识，正确的是（　　） A．“强弩之末，势不能穿鲁缟也”说明弓箭的惯性与速度有关 B．亚里士多德的理想实验和科学推理证实了力是改变物体运动状态的原因 C．牛顿第一定律揭示了一切物体不受力时的运动状态是静止状态或匀速直线运动状态 D．牛顿的理想斜面实验的本质是想象着把实际中存在的、影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质 4．（衔接点05牛顿运动定律（初高中专项衔接）（讲义，全国通用）物理初升高衔接）下列关于力与运动的分析，说法正确的是（　　） A．竖直向上抛出的小球，到达最高点时速度为零，此时小球受力平衡 B．静止在水平地面的箱子，用力推但没有推动，推力小于箱子受到的摩擦力 C．汽车在平直路面匀速行驶时，牵引力与阻力是一对平衡力 D．沿斜面向上用力把物体匀速推到顶端，推力和摩擦力是一对平衡力 考向3：惯性 5．（衔接点05牛顿运动定律（初高中专项衔接）（讲义，全国通用）物理初升高衔接）水平放置的密闭玻璃管内充有水，如图所示，中间有一个小气泡，当玻璃管突然沿水平方向向右运动时，关于水中气泡的运动情况和解释正确的是（　　） A．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的右端 B．由于气泡具有惯性，气泡会停留在玻璃管的左端 C．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的右端 D．由于气泡的惯性比水小，气泡会被水挤到玻璃管的左端 6．（25-26高一上·宁夏固原·阶段检测）关于牛顿第一定律的理解，下列说法正确的是（　　） A．机车静止时惯性大，起动时惯性变小了 B．物体质量越大，则抵抗外界改变其状态变化的能力越大 C．汽车超速行驶易引发交通事故，是因为速度大的汽车惯性大 D．惯性是指只有物体所受合外力等于零时才能保持的一种性质 考点二 牛顿第二定律 考向1：牛顿第二定律的内容和表达式 7．（25-26高一上·安徽宿州·期末）下列关于牛顿运动定律说法不正确的是（　　） A．牛顿第一定律不是实验定律，不可以通过实验直接检验 B．由牛顿第一定律可知，物体不受力时，保持匀速直线运动状态或静止状态 C．由牛顿第二定律可知，物体加速度方向与合力的方向有关，与速度方向无关 D．由牛顿第三定律可知，跳高运动员起跳时，人对地面的压力就是人受的重力 8．（24-25高一上·湖南邵阳·期末）（多选）关于牛顿第二定律，下列说法正确的是 （     ） A．牛顿第二定律的表达式是矢量式，a与F方向始终相同 B．某一瞬间的加速度，只能由这一瞬间的外力决定，而与这一瞬间之前或之后的外力无关 C．在公式中，若F为合力，则a等于作用在该物体上的每一个力产生的加速度的矢量和 D．物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同 考向2：牛顿第二定律的初步应用 9．（25-26高一上·陕西渭南·期末）2025年11月14日，神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。当返回舱距离地面高度为2m时，返回舱的速度为8m/s，此时返回舱底部的4台反推发动机同时点火工作，返回舱触地前的瞬间速度降至零，从而实现软着陆。若该过程飞船始终竖直向下做匀减速运动，返回舱的质量变化和受到的空气阻力均忽略不计。返回舱的总质量为，重力加速度g取，则平均每台反推发动机提供的推力大小为（     ） A． B． C． D． 10．（25-26高一上·福建厦门·期末）（多选）某同学在学校卫生大扫除中用拖把拖地，沿拖杆方向对拖把头施加推力，如图所示，此时推力与水平方向的夹角为，（）且拖把头刚好做匀速直线运动，则（　　） A．拖把头所受地面的摩擦力大小为 B．地面对拖把头的作用力方向与水平向左方向的夹角大于 C．保持推力的大小不变，减小夹角，地面对拖把头的支持力变大 D．保持推力的大小不变，减小夹角，拖把头将做加速运动 考向3：牛顿第二定律求瞬时加速度问题 11．（25-26高一下·浙江温州·开学考试）如图所示，一轻质弹簧的左端与竖直墙面固连，其右端与物体固连，物体间用一段轻绳连接，另一段轻绳左端与连接，右端跨过定滑轮与物块连接，整个系统处于静止状态，物块和的质量都为，不计一切阻力，弹簧形变在弹性限度内，重力加速度为。现将间的轻绳烧断，下列说法正确的是（　　） A．烧断后瞬间，此时的加速度为零 B．烧断后瞬间，此时的加速度为零 C．烧断后瞬间，此时间轻绳的拉力为 D．轻质弹簧第一次恢复至原长时，间轻绳的拉力为 12．（25-26高一上·辽宁大连·期末）如图所示，足够长的光滑固定斜面倾角为 30° ，质量为 m 的甲球与质量为 3m 的乙球被固定在斜面上的挡板挡住，甲、乙之间用轻弹簧连接，系统处于静止状态。已知弹簧的劲度系数为 k，重力加速度为 g，下列说法正确的是（     ） A．系统静止时，弹簧的形变量为 B．系统静止时，斜面对乙的支持力为 C．撤去挡板瞬间，甲的加速度大小为 D．撤去挡板瞬间，乙的加速度大小为 考向4：牛顿第二定律在阻力变化问题中的应用 13．（25-26高一上·山东临沂·期末）工人师傅利用工具以恒力F将一钉子垂直压入木质墙中，假设钉子所受阻力与进入墙中的深度成正比，在钉子压入墙的过程中，当钉子静止时，钉子还没有完全进入墙内。关于钉子的速度v、加速度大小a与钉子的位移x、时间t之间的关系，下列图像描述有可能正确的是（　　） A． B． C． D． 14．（多选）雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。若将雨滴看作半径为r的球体，密度恒定，球体体积为，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。如图所示的示意图中画出了两个半径不同的雨滴在空气中无初速下落的v−t图线，根据题中信息判断下列说法正确的是（　　） A．雨滴即将下落的瞬间，两雨滴的加速度不同 B．雨滴从同一高度同时下落，则图像中①对应的雨滴先落地 C．图像中①对应的雨滴半径比②对应的雨滴半径大 D．当两个雨滴速度大小相同时，①对应的雨滴加速度比②的小 考点三 牛顿运动定律的应用 考向1：已知受力求运动 15．（25-26高一上·陕西渭南·期末）民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，生成一条连接出口与地面的逃生通道，通道一端为斜面，另一端为地面上的水平段，人员可以沿斜面滑下，在水平段上停下来后离开通道。若机舱口下沿距地面3m，气囊所构成的斜面段长度为5m。一个质量为60kg的人沿气囊滑下，人和气囊通道间的动摩擦因数，忽略气囊的厚度、凹陷及在连接处能量的损耗，。试求： (1)人滑至斜面底端时速度有多大？ (2)气囊水平段至少应多长？ (3)在满足第（2）问的情况下，若当前一个乘客刚滑到水平段上时后一乘客立即滑下，为了使两人不发生碰撞，求前一乘客停下来后在气囊上滞留的最长时间。 16．（25-26高一上·广东深圳·期末）若“神舟”五号载人飞船火箭组合体的总质量为500t，在竖直向上发射升空的过程中，发动机提供的推力恒为，组合体所受总阻力恒为。已知重力加速度取，不考虑组合体运动中的质量变化。 (1)求飞船火箭组合体升空过程中的加速度大小； (2)求该组合体从静止开始运动10s末的速度大小及10s内上升的高度； (3)10s后关闭发动机，求组合体距离地面的最大高度。 考向2：已知运动求力 17．（25-26高一上·福建厦门·期末）质量为1kg的小型无人机执行拍摄任务，从地面竖直向上起飞，匀加速5s后达到最大速度10m/s，继续匀速上升3s时间后，匀减速2s恰好悬停在预定高度，无人机在运动过程中所受的恒定阻力为2N，求： (1)无人机匀加速过程的加速度大小； (2)无人机从地面到预定高度。 (3)无人机匀加速过程的升力大小； 18．（25-26高一上·湖南常德·期末）如图所示，静止于水平面上的木箱的质量为，它与水平面间的动摩擦因数，在与水平方向成角的恒力F的作用下从A点开始运动，经0.8s到达B点后撤去拉力F，木箱在水平面上继续做匀减速直线运动，到斜面底端C点时速度，已知AC间距为1.4m（，，g取），求： (1)木箱运动到B点时速度大小； (2)恒力F的大小； (3)木箱到达斜面底端C后，以速度冲上静置于地面的斜面体上，斜面体质量，斜面的倾角为。木箱与斜面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要使斜面在地面上保持静止。求斜面体与地面的摩擦因数至少多大。 考向3：斜面问题 19．（25-26高一上·安徽宣城·期末）（多选）卡车运输卷材时常用“V”形槽固定。如图所示，某“V”形槽可简化为由固定于卡车的光滑斜面Ⅰ和光滑竖直面Ⅱ组成，斜面的倾角为。质量为m的匀质圆筒状钢卷放在“V”形槽内，钢卷对Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为和，当卡车沿平直公路向前行驶时，钢卷始终不离开两接触面。下列说法正确的是（   ） A．若卡车加速行驶，随着加速度增大，增大 B．若卡车加速行驶，随着加速度增大，减小 C．若卡车减速行驶，随着加速度增大，减小 D．若卡车减速行驶，随着加速度增大，增大 20．（25-26高一上·江苏南通·期末）如图所示，倾角θ=37°的足够长固定斜面底端放置质量为m的小物块A，质量为3m的物体B用轻绳跨过定滑轮与A连接，用手托住B使系统静止、绳绷紧，已知A与斜面动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，B距地面高度为h，重力加速度为g，，，求： (1)为保持系统静止，绳子中张力的最大值FT； (2)释放B的瞬间，A的加速度a； (3)若B落地瞬间断开绳子与A的连接，A返回斜面底端时速度的大小v。 考向4：板块问题 21．（25-26高一上·江西宜春·期末）如图甲所示，粗糙水平地面上有一质量的足够长木板B，B与地面间的动摩擦因数，将一质量的小物块A（视为质点）轻放在木板B的右端，从时刻起对B施加一水平向右的恒定拉力F，时撤去拉力F，前2s内A、B的图像如图乙所示，g取，求： (1)0~2s内A的加速度大小及B的加速度大小； (2)A、B间的动摩擦因数及恒力F的大小； (3)A、B均停止运动后，A离B右端的距离L。 22．（25-26高一上·广东深圳·期末）如图所示，一足够长的木板在水平面上滑动，速度时，将一相对于地面静止的物块轻放到木板右端，已知物块与木板的质量相等，物块与木板间动摩擦因数取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： (1)若地面光滑，经过多长时间物块相对木板停止运动； (2)若地面光滑，从木板开始运动到两者相对静止，板块之间的相对位移； (3)若木板与地面间动摩擦因数，木板与物块相对静止后还能向前滑行的距离。 考向5：传送带问题 23．（25-26高一上·江西抚州·期末）（多选）如图所示，有一水平传送带以v=4m/s的速度顺时针匀速转动，时将一物块（可视为质点）轻放在传送带A端，物块与传送带之间的动摩擦因数为，已知传送带长度为，g取，则（     ） A．时物块受两个力作用 B．物块在传送带上运动的时间为3.75s C．物块在传送带上运动的时间为3.25s D．物块在传送带上留下的划痕长度为8m 24．（25-26高一上·陕西榆林·期末）利用如图所示的组合传送带装置运送货物。水平传送带1与倾斜传送带2在处平滑连接，两传送带均逆时针匀速运行。已知传送带1的长度，运行速率为，倾斜传送带2的倾角，长度，运行速率为，货物与传送带2间的动摩擦因数。现在传送带1的右端处轻放一可视为质点的货物，货物到达处时刚好与传送带1的速率相等，为传送带2的顶端。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度，，。 (1)求货物与传送带1之间的动摩擦因数； (2)求货物从运送至所用的时间。 考向6：连接体问题 25．（25-26高一上·山西忻州·期末）（多选）如图所示，质量为的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为的物体1，与物体1相连接的绳与竖直方向成角，重力加速度。则（     ） A．车厢的加速度为 B．绳对物体1的拉力为 C．底板对物体2的支持力为 D．物体2所受底板的摩擦力为0 26．（26-27高一上·湖南邵阳·阶段检测）如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为3m、2m和m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，下列说法正确的是（     ） A．轻绳拉力与水平拉力之比为 B．当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断 C．此过程中物体C受五个力作用 D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为 考点四 超重和失重 考向1：超重与失重 27．（25-26高一上·辽宁大连·期末）某同学站在水平放置于电梯内的电子秤上，电梯运行前电子秤的示数如图甲所示。电梯竖直上升过程中，某时刻电子秤的示数如图乙所示，则该时刻电梯（重力加速度g取）（     ） A．做减速运动，加速度大小为 B．做减速运动，加速度大小为 C．做加速运动，加速度大小为 D．做加速运动，加速度大小为 28．（25-26高一上·陕西渭南·期末）打石硪是我国传统土木工程中用于夯实土质的集体劳动方式，如图所示，由石头制成的圆盘状石硪，通过拉绳被十几位工人抛起后自由下坠实现夯土。石硪原来静止在地面，被拉起后加速上升、拉绳松弛后石硪竖直上抛到最高点，之后迅速下落打在地面，下列说法正确的是（　　） A．石硪被拉起加速上升的过程处于失重状态 B．石硪加速下落的过程处于超重状态 C．石硪加速上升时，石硪对绳子的作用力大于石硪的重力 D．石硪加速上升时，石硪对绳子的作用力小于绳子对石硪的作用力 考向2：超重与失重的图像问题 29．（25-26高一下·湖北恩施·期末）“手机物理工坊”是一款免费的物理实验工具，它把手机变成了一个随身移动实验室。让你随时随地都能探索物理世界。现用某款智能手机进行超重失重实验：用手掌托着智能手机，在该软件里面打开加速度传感器，将手机托着向上运动，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（     ） A．在时间内手机先加速后减速 B．在时间内手机受到的支持力逐渐增大 C．在时刻手机到达最高点 D．在时间内，手机处于失重状态 30．（25-26高一上·广东深圳·期末）（多选）某国产人形机器人已能够实现多个连续后空翻。图甲是机器人站在接有传感器的地板上做后空翻的示意图，图乙是某次后空翻过程中地板所受压力随时间变化的图像，重力加速度取。根据图像分析可知（　　） A．机器人的重力可由a点读出，约为1000N B．c到d的过程中，机器人先处于超重状态再处于失重状态 C．d到e的过程中，机器人不受重力作用 D．f点是机器人在双脚离开地板后可上升的最高点 考点五 力学单位制 考向1：基本单位与导出单位 31．（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 考向2：量纲法求解物理问题 32．（多选）有几个同学在一次运算中，得出了某物体位移x的大小同其质量m、加速度a、速度v、作用力F和运动时间t的关系式分别如下，其中一定错误的是（     ） A． B． C． D． 考点六 实验：探究加速度与力、质量的关系 33．（25-26高一下·浙江台州·期中）下图甲为用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究小车速度随时间变化规律的实验装置。吊有钩码的细绳通过滑轮牵引轨道小车，由位移传感器可以得到小车运动的v-t图像。（本实验采用每个钩码均为0.01 kg） (1) 关于本实验，下列措施必要的是 A．垫高轨道一端以补偿阻力 B．调整滑轮高度，使细线与轨道平行 C．用光电门测量小车运动的时间 D．尽量减少牵引用的钩码数量 (2)若用该实验装置研究加速度与力的关系，在该实验中，必须采用控制变量法，应保持____________（选填“钩码质量”或“小车质量”）不变，若用钩码所受的重力直接表示小车的拉力，将导致拉力的测量值 ____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 (3)某同学通过实验得到小车加速度与所使用的钩码个数间关系图像如图乙所示，造成这一结果的原因可能是 A．补偿阻力时，长木板的倾角过大 B．挂的钩码个数过多 C．改变钩码个数时，没有重新补偿阻力 D．小车没有从靠近位移传感器处由静止开始释放 34．（25-26高一上·湖南娄底·期末）做探究“加速度与质量的关系”和探究“加速度与力的关系”的实验。 (1)采用如图甲所示的装置探究“加速度与质量的关系”：保持槽码质量不变，通过增减小车中的砝码个数改变小车中砝码和小车的总质量M，与此相对应，利用纸带上打出的点来测量小车的加速度。 ①关于此实验的操作，下列做法中合理的是______（选填正确选项前的字母）。 A．在平衡阻力时，将槽码用细线通过定滑轮系在小车上，并把木板的一侧垫高 B．实验时，先接通打点计时器电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车 C．调节滑轮，使细线与木板平行 ②图乙所示为本实验中得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间间隔，由该纸带可求得打点计时器打D点时小车的速度为______m/s，小车的加速度为______。（计算结果保留2位有效数字） (2)为了探究加速度与力的关系，使用如图丙所示的气垫导轨装置进行实验，其中、为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过、光电门时，光束被遮挡的时间、都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为d，遮光条从开始遮住到开始遮住的时间为t，牵引槽码的质量为m，回答下列问题。 ①若取，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______。 A．    B．    C．    D． ②在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求加速度的表达式为______（用、、d、t表示）。 学科网（北京）股份有限公司 $