高考物理一轮专项复习讲义：牛顿运动定律的理解及基本应用（含解析）

牛顿运动定律的理解及基本应用

目录

01、考情透视，目标导航

02、知识导图，思维引航.................................................33

考点一牛顿第一定律...........................................................3

知识点一牛顿第一定律..........................................................3

知识点二惯性..................................................................4

知识点三单位制................................................................4

考向1牛顿第一定律的理解.......................................................4

考向2关于惯性的认识...........................................................5

考点二牛顿第二定律............................................................6

考向1对牛顿第二定律的理解.....................................................7

考向2.合力、加速度、速度之间的决定关系........................................7

考向3.牛顿第二定律的简单应用..................................................8

考点三动力学的两类基本问题....................................................8

知识点一动力学的两类基本问题..................................................8

知识点二动力学问题的解题思路..................................................9

考向1已知受力求运动...........................................................9

考向2已知运动求受力..........................................................11

考点四动力学图像问题..........................................................14

考向1由运动图像分析物体的受力情况...........................................14

考向2由力的图像分析物体的运动情况...........................................16

考向3由已知条件确定某物理量的图像...........................................17

考点五超失重问题..............................................................18

知识点1超重、失重和完全失重的对比............................................18

知识点2.判断超重和失重现象的三个角度.........................................18

知识点3.对超重和失重问题的三点提醒...........................................19

考向L根据运动情况判断超重、失重.............................................19

考向2.根据超重、失重判断运动情况.............................................20

考向4.超重、失重现象的图像问题...............................................20

04、真题练习，命题洞见.............................................21

0

考情簿汨•日标县船：

2024•安徽•高考物理试题

2024•全国•高考物理试题

考情2024•湖北•高考物理试题

分析2024•河北•高考物理试题

2024•浙江•高考物理试题

2023•河北•高考物理试题

跳水、蹦床、蹦极、火箭发射、无人机、跳伞运动、电梯内的

生活实践类

试题超重及失重

情境传送带模型，板块模型，探究加速度与力、质量的关系，测量

学习探究类

动摩擦因数

目标1.理解牛顿第一定律的内容和惯性的本质。

目标2.掌握牛顿第二定律的内容及公式，能够应用牛顿第二定律解决问题。

复习目标3.了解单位制，并知道国际单位制中的七个基本单位，会用国际单位制检

目标查结果表达式是否正确。

目标4.掌握动力学两类基本问题的求解方法。

目标5.理解各种动力学图像，并能分析图像特殊点、斜率、截距、面积的物理

意义。

0

内容

牛顿第一定律

菽—►I揭示了力与运动的关系

惯性

I内容

牛顿运动定律的理解及应用I-:车顿第二定律二1表达式：与=嬴-

-I性质：矢量性、瞬时性、因果性、独立性、同体

I已知运动求受万一

〕动力学两类问函1—^-

牛顿定律基本应用］_I动力学图像问题I〔I已知受力求扁一

-I超、失重问题

㈤3

恚点现驰聿法峰容

考点一牛顿第一定律

知识点一牛顿第一定律

i.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，它丕能(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。

知识点二惯性

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-3“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。

知识点三单位制

1.单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制。

2.基本单位：基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间,它们的国际单

位分别是kg、和s。

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。

考向洞察

考向1牛顿第一定律的理解

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

【答案】c

【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，故A错误；牛顿第一定

律是在实验的基础上进一步推理概括出来的科学理论，不能直接通过实验得出，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。

2.（多选）下列对牛顿第一定律的理解正确的是（）

A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律

B.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变

C.在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果

D.奔跑的运动员，由于遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态

【答案】ABD

【解析】：牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规律，总保持匀速直线运动状态或静止状态

不变，A、B正确；牛顿第一定律还揭示了力和运动的关系，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，C错误，D正确。

考向2关于惯性的认识

1.如图所示，滑冰运动员用力将冰刀后蹬，可以向前滑行；停止用力，会逐渐停下，且滑行的速度越大，停

下所需时间越长，滑得越远。有四位同学对此过程发表了自己的看法，你认为正确的是（）

A.运动员的运动需要力来维持

B.停止用力，运动员停下来是具有惯性的表现

C.停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作用

D.速度越大，停下所需时间越长，说明惯性的大小和速度有关

【答案】C

【解析】力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故A错误；停止用力，运动员停下

来是由于摩擦力的作用，而继续运动是因为惯性，故B错误，C正确；摩擦力一定时，根据运动学公式可

知，速度越大，停下所需时间越长，但惯性与自身的质量有关，与速度无关，故D错误。

2.大型油罐车内部设置了一些固定挡板，如图所示，油罐车在水平路面上行驶，下列说法正确的是（）

A.油罐车匀速前进时，油没有惯性

B.油罐车加速前进时，油的液面仍然保持水平

C.油罐车减速前进时，两挡板间油的液面前低后高

D.挡板间油的质量相对小，可以有效减弱变速时油的涌动

【答案】D

【解析】惯性的大小只取决于物体的质量，和物体的运动状态无关，故A错误；当油罐车加速前进时，

由于惯性油向后涌动，所以油的液面应前低后高，故B错误：当油罐车减速前进时，油向前涌动，油的液

面前高后低，故C错误；当挡板间油的质量相对小时，油的惯性小，可以有效减弱变速时油的涌动，故D

正确。

考点二牛顿第二定律

知识固本

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

r［矢量性I~与尸方向相同］

4瞬时性］——"a与F对应同一时刻）

■!因果性）~~~犷是产生a的原因）

广］.、尸、.对应同一物体）

q■｛同一性）----------------------------------

六一4a、F、一统一使用国际单位制单位）

®■（独立性—便一个力都可以产生各自的加速度］

只适用于宏观、低速运动的物体，

不适用于微观、高速运动的粒子

q局限性卜

物体的加速度必须是相对惯性系

而言的

4.加速度两个表达式的对比理解

⑴是加速度的定义式‘。与"加无必然联系;

（2）a=F是加速度的决定式，。的大小由合外力尸和质量比决定，且。8尸，

mm

（考向洞察/

考向1对牛顿第二定律的理解

1.关于物体的运动状态和所受合力的关系，以下说法正确的是（）

A.物体所受合力为零，物体一定处于静止状态

B.只有合力发生变化时，物体的运动状态才会发生变化

C.物体所受合力不为零时，物体的速度一定不为零

D.物体所受的合力不变且不为零，物体的运动状态一定变化

【答案】D

【解析】：物体所受合力为零，则物体处于平衡状态，因此物体处于静止或匀速直线运动状态，A错误；

物体所受合力变化时，物体的运动状态会产生变化，物体受恒定的合力时，物体的运动状态也会产生变化,

B错误；物体所受合力不为零时，物体的加速度一定不为零，物体的速度有时可能为零，C错误；物体所受

的合力不变且不为零，由牛顿第二定律可知，物体一定有加速度，物体的运动状态一定变化，D正确。

考向2.合力、加速度、速度之间的决定关系

1.在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动。经过一段时间后，水平推力逐

渐减小到0（物体仍在运动）。在水平推力逐渐减小到0的过程中（）

A.物体加速度逐渐减小，速度逐渐减小

B.物体加速度逐渐减小，速度逐渐增大

C.物体加速度先增大后减小，速度先增大后减小

D.物体加速度先减小后增大，速度先增大后减小

【答案】D

【解析】：物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动，物体水平方向受到推力和滑动摩擦力。

水平推力从开始减小到与滑动摩擦力大小相等的过程中，物体受到推力大于摩擦力，物体有加速度，合力

减小，加速度减小；此后，推力继续减小，推力小于滑动摩擦力，合力与速度方向相反，物体做减速运动,

合力反向增大，加速度反向增大。故物体加速度先减小后增大；速度先增大后减小。

2.将一个皮球竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比。下列描绘皮球在上升过

程中加速度的大小。与时间f关系的图像，可能正确的是（）

ABCD

【答案】c

【解析】：皮球在上升过程中受空气阻力方向向下，由牛顿第二定律有mg+h=ma,解得a=g+",可知

m

皮球做加速度越来越小的减速运动，速度减小到0时其加速度大小减小到重力加速度g,排除B、D；加速

度越小，速度减小得越慢，由a=g+"可知加速度减小得也越慢，A错误，C正确。

m

考向3.牛顿第二定律的简单应用

4.2023年10月26日，“神舟十七号”成功发射，顺利将三名航天员送入太空并进驻空间站。在空间站中，如

需测量一个物体的质量，需要运用一些特殊方法：如图乙所示，先对质量为相i=1.0kg的标准物体尸施加

一水平恒力尸，测得其在1s内的速度变化量大小是10m/s,然后将标准物体与待测物体。紧靠在一起，施

加同一水平恒力R测得它们1s内速度变化量大小是2m/s。则待测物体。的质量加2为（）

A.3.0kg

C.5.0kgD.6.0kg

【答案】B

FAvi

【解析工对尸施加尸时，根据牛顿第二定律有10m/s2,对P和。整体施加尸时，根据牛

m\

顿第二定律有02=—^=券=2m/s2,联立解得加2=4.0kg,故选B。

加1+加2Az

考点三动力学的两类基本问题

知识点一动力学的两类基本问题

1.第一类问题：由因推果一已知受力情况求物体的运动情况。

2.第二类问题：由果溯因——已知运动情况求物体的受力情况。

3.解决两类基本问题的方法

以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解,具体逻辑关系如下图所示:

由力求运动

由运动求力

知识点二动力学问题的解题思路

根据问题需要和解题方便，选择某个物体或几个物体构成的系统为

明确研究对象

研究对象

受力分析和运

画好受力示意图、情境示意图，明确物体的运动性质和运动过程

动过程分析

选取正方向或

通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标的正方向

建立坐标系

若物体只受两个力作用，通常用合成法；若物体受三个或三个以上

确定合力F合

的力，一般用正交分解法

\FX='YYICLX

根据牛顿第二定律可得B合=机。或，列方程求解，必要

列方程求解

时对结果进行讨论

/-----w«*k

(考向洞察力

考向1已知受力求运动

1.2024年4月3日，小米集团完成了小米SU7汽车的首批交付仪式。之后陆续有用户对小米SU7进行了

性能测试。为提升了驾驶体验，为驾乘者提供更加安全和舒适的驾驶环境小米SU7具有AEB自动紧急制动

性能并加入了AEBPro功能。某车主对此性能进行了测试。小米SU7在平直的封闭公路上以%=108km/h的

速度水平向右匀速行驶，检测到障碍物后在AEB和AEBPro功能作用下开始减速，车所受阻力/与车重力

mg的比值随时间变化的情况可简化为如下图所示的图像，最终停在据障碍物1m的位置。取重力加速度

g=10m/s2o求：

(I)小米SU7开始减速瞬间的加速度；

(2)小米SU7在1s末的速度"大小;

(3)小米SU7从开始减速位置到障碍物间的距离。

【答案】(1)a\=-10m/s2,方向水平向左；(2)Vi=20m/s；(3)%=36m

【详解】(1)根据题意，由图可知，小米SU7开始刹车时

mg

由牛顿第二定律有

_fi=ma

联立解得

a=-10m/s2

方向水平向左；

(2)由运动学公式v=%+R可得，小米SU7做减速运动，则小米SU7在1s末的速度大小为

%=%+砧

代入数据解得

V]=20m/s

(3)根据题意开始减速Is内，由运动学公式尤=。/可得，运动的位移为

2

寸,125m

开始减速Is后，由图可知

红=2

mg

由牛顿第二定律有

=俏。2

由运动学公式商-V；=2ax可得

0_V；=2a2x2

联立代入数据解得

x2=10m

小米SU7从开始减速位置到障碍物间的距离

%=再+x2+lm=36m

2.人类从事滑雪活动已有数千年历史，滑雪爱好者可在雪场上轻松、愉快地滑行，饱享滑雪运动的乐趣。

一名滑雪爱好者以lm/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡的倾角为30。。若人与滑板的总质量为60kg,

受到的总阻力为60N,重力加速度g取10m/s2,求：

（1）滑雪者加速度的大小；

（2）3s内滑雪者下滑位移的大小；

（3）3s末人与滑板总重力的瞬时功率。

【答案】（1）4m/s2;（2）21m；（3）3900W

【详解】（1）由牛顿第二定律

mgsin30°-/=ma

解得滑雪者加速度的大小为

a=4m/s2

（2）由运动学公式

12

x=v0^+—at

其中

%=lm/s,，=3s

解得3s内滑雪者下滑位移的大小为

x=21m

（3）由运动学公式

v=v0+at

重力的瞬时功率

P=mgvsin30°

联立解得，3s末人与滑板总重力的瞬时功率为

产=3900W

考向2已知运动求受力

3.冰壶是在冰上进行的一种投掷性竞赛项目。某次训练中，冰壶（可视为质点）被运动员掷出后，在水平

冰面上沿直线依次经过N、B、。三点后停在。点。已知/、8间的距离x=26m,B、C间的距离X2=5.5m,

冰壶通过段的时间4=10s,通过3c段的时间方5s,假设冰壶和冰面间的动摩擦因数处处相等，重力加

速度大小g=10m/s2。求：

(1)C、。两点之间的距离X3；

(2)冰壶和冰面间的动摩擦因数〃。

【答案】(1)0.9m；(2)0.02

【详解】(1)因为冰壶与冰面间的动摩擦因数处处相等，因此冰壶滑动时受到的摩擦力处处相等，又因为

冰壶沿直线运动，因此冰壶在N点至O点的运动为匀减速直线运动，假设冰壶运动的加速度大小为。，在/

点时的速度大小为以，在C点时的速度大小为vC,因此有

2

丫/1-5。。=网，vA+t2)--a[tx+Z2)=x2

解得

a=0.2m/s2,v^=3.6m/s

又由

vc»一°&+幻

代入数据可得

vC=0.6m/s

已知运动到。点时冰壶停下，因此有

2

vc-0=2c1X3

代入已知数据可知

X3=0.9m

(2)假设冰壶与冰面间的摩擦力大小为、则有

/=〃加g

根据牛顿第二定律可知

f=ma

已知°=0.2m/s2,联立以上各式可得

jU=0.02

4.2022年北京举办了第24届冬奥会，图甲是钢架雪车比赛项目的一段赛道，长12m水平直道N3与长20m

的倾斜直道5c在8点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15。。运动员从N点由静止出发，推着雪车匀加速

到B点时速度大小为8m/s,紧接着快速俯卧到车上沿8C匀加速下滑(如图乙所示)，运动员经过B点时速

率未发生改变，到C点共计用时5.0s。若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量

为100kg,sinl50=0.26,g取lOm/s?,求雪车(包括运动员)：

(1)在直道48上的加速度大小；

(2)过C点的速度大小；

(3)在斜道5C上运动时受到的阻力大小。

甲乙

Q

【答案】(1)-m/s2；(2)12m/s；(3)60N

【详解】(1)设雪车在直道段加速度大小为生,根据位移速度公式可得

=次

解得

a,=—=——m/s2=—m/s2

12%2x123

(2)在48上运动时间为

4=2=3S

ax

从2点到C点，根据匀变速直线运动位移时间公式可得

X

BC~+万。2匕

其中

t2=5.0s—11=2s

联立解得

2

a2=2m/s

过C点的速度大小为

v=V+

cB。2/2=12m/s

(3)设斜道5c上运动时受到的阻力大小为了,根据牛顿第二定律可得

mgsinl5°-/=

解得

/=60N

【题后反思】

分析动力学两类基本问题的关键

(1)做好两类分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析；

(2)搭建两个桥梁：加速度是联系运动和力的桥梁；连接点的速度是联系各物理过程的桥梁。

考点四动力学图像问题

(知识固本

图像VT图像、al图像、FY图像、Ra图像等

(1)已知物体的速度、加速度随时间变化的图像，求解物体的受力情况。

三种

(2)已知物体受到的力随时间变化的图像，求解物体的运动情况。

类型

(3)由已知条件确定某物理量的变化图像。

(1)问题实质是力与运动的关系，要注意区分是哪一种动力学图像。

解题

(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像与

策略

物体''间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。

(1)分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌

握物理图像所反映的物理过程，会分析临界点。

(2)注意图像中的一些特殊点所表示的物理意义：图像与横、纵坐标的交点，图

破题

像的转折点，两图像的交点等。

关键

(3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情境结合起来，再结

合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图像中反馈出来的有用信息，这

些信息往往是解题的突破口或关键点。

考向1由运动图像分析物体的受力情况

I.一个质量为6kg的物体在水平面上运动，图中的两条直线的其中一条为物体受水平拉力作用而另一

条为不受拉力作用时的速度一时间图像，则物体所受摩擦力的大小的可能值为()

v/(m-s-1)

10

8

6

4

2

036912t/s

A.INB.2NC.2.5ND.3N

【答案】B

【详解】根据v—可知两图线对应的加速度大小分别为

10-22/210-61/2

%=-------=—m/s,-------=—m/s

123123

若水平拉力与运动方向相反，则有

-0

mm

解得

尸=2N,/=2N

若水平拉力与运动方向相同，则有

f-F

mm

解得

尸=2N,/=4N

故选Bo

2.如图甲所示，质量为2kg的物块在水平恒力厂的作用下由静止开始在粗糙地面上做直线运动，经0.6s撤

去R物块运动的速度一时间（v-f）图像如图乙所示，则下列说法正确的是（）

甲乙

A.恒力厂的大小为24N

B.物块与地面间的动摩擦因数为0.8

C.物块在0.7s时的加速度大小为3m/s2

D.1.0s时物块的速度大小为0.8m/s

【答案】AB

【详解】BC.由图乙可知，撤去恒力后，物块做匀减速运动的加速度大小为

2.4-0.8

m/s2=8m/s2

0.8—0.6

根据牛顿第二定律可得

/jmg=ma2

解得物块与地面间的动摩擦因数为

JLL=0.8

故B正确，C错误；

A.由图乙可知，物块做匀减速运动的加速度大小为

2.4.2A/2

a.=----m/s=4m/s

0.6

根据牛顿第二定律可得

F-jumg=max

解得恒力厂的大小为

厂=24N

故A正确；

D.撤去恒力后，物块做匀减速运动到停下来所用时间为

△t=—=—s=0.3s

8

可知物块在0.9s时己经处于静止状态，则1.0s时物块的速度大小为0,故D错误。

故选ABt,

考向2由力的图像分析物体的运动情况

3.如图甲所示，质量为机的物块在水平力厂的作用下可沿竖直墙面滑动，水平力厂随时间I变化的关系图

像如图乙所示，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为〃，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，竖直墙面

足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A.物块一直做匀加速直线运动

B.物块先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动

C.物块的最大速度为1?犯

D.时，物块停止下滑

【答案】c

【解析】：根据物块的受力，由牛顿第二定律有机g-/=ma,由题图乙可知尸=理3而尸〃R解得a=g

一豆，故随时间的增大，物块先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速度逐渐增大的减速运动，最后停止

下滑，静止后物块的加速度为零，处于平衡状态；当/=加时，物块的加速度为零，此时物块的速度最大,

做出a-t图像如图所示

根据其面积求出最大速度为Vm=gg如故选C。

考向3由已知条件确定某物理量的图像

4.以不同初速度将I、n两个小球同时竖直向上抛出并开始计时，I球所受空气阻力可忽略，n球所受空气阻

力大小与速率V成正比。下列小球上升阶段的VI图像中，可能正确的是（）

【答案】C

【解析】：I球所受空气阻力可忽略，加速度为重力加速度，n球所受空气阻力大小与速率v成正比，加速

度始终比I球大，减速到零时加速度为g,且速度减小加速度逐渐减小，v-f图像斜率代表加速度。故选c。

【题后反思】分析动力学图像问题的方法技巧

1.分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，掌握物理图像所反映的物理

过程。

2.建立图像与物体运动间的关系：把图像与具体的题意、情景结合起来，明确图像反映的是怎样的物理

过程。

3.建立图像与公式间的关系：对于°—尸图像、F—x图像、/图像、握一x图像等，都应先建立函数

关系，然后根据函数关系读取信息或描点作图，特别要明确图像斜率、“面积”、截距等对应的物理意

义。

4.读图时要注意一些特殊点：比如起点、截距、转折点、两图线的交点，特别注意临界点（在临界点物体

运动状态往往发生变化）。

考点五超失重问题

识J

知识点1超重、失重和完全失重的对比

名称超重失重完全失重

物体竖直向下的加速度

产生条件物体的加速度向上物体的加速度向下

等于g

对应运动自由落体运动、竖直上抛

加速上升或减速下降加速下降或减速上升

情境运动等

F—mg=mamg—F=mamg—F=mg

原理

F=mg-\-maF=mg—maF=0

（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。

说明

（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。

知识点2.判断超重和失重现象的三个角度

从受力的角当物体受到的向上的拉力（或支持力）大于重力时，物体处于超重状

度判断态；小于重力时处于失重状态；等于零时处于完全失重状态

当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速

从加速度的

度时，处于失重状态；向下的加速度恰好等于重力加速度时，处于

角度判断

完全失重状态

从速度变化物体向上加速或向下减速时，物体处于超重状态；物体向下加速或

角度判断向上减速时，物体处于失重状态

知识点3.对超重和失重问题的三点提醒

(1)发生超重或失重现象与物体的速度方向无关，只取决于加速度的方向。

(2)并非物体在竖直方向上运动时，才会出现超重或失重现象。只要加速度具有竖直向上的分量，物体

就处于超重状态；同理，只要加速度具有竖直向下的分量，物体就处于失重状态。

(3)发生超重或者失重时，物体的实际重力并没有发生变化，变化的只是物体的视重。

考向1.根据运动情况判断超重、失重

1.自由式滑雪大跳台比赛中比赛场地可简化为如图所示的助滑区、弧形过渡区、着陆区、减速区等组成。若

将运动员看作质点，且忽略空气阻力，下列说法正确的是()

A.运动员在助滑区加速下滑时处于超重状态

B.运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前的过程中处于完全失重状态

C.运动员在弧形过渡区运动过程中处于失重状态

D.运动员在减速区减速过程中处于失重状态

【答案】B

【解析工运动员在助滑区加速下滑时，加速度沿斜面向下，加速度在竖直方向的分加速度为竖直向下，

处于失重状态，A错误；忽略空气阻力，运动员在跳离弧形过渡区至着陆区之前，在空中只受到竖直向下

的重力作用，加速度为竖直向下的重力加速度，处于完全失重状态，B正确；运动员在弧形过渡区做圆周运

动，加速度有竖直向上的分量，处于超重状态，C错误；运动员在减速区减速过程中，减速下降，竖直方向

的分加速度竖直向上，处于超重状态，D错误。

考向2.根据超重、失重判断运动情况

3.在竖直方向运动的电梯地板上放置一台秤，将物体放在台秤上。电梯静止时台秤示数为尸N,在电梯运动

的某段过程中，台秤示数大于刑。在此过程中（）

A.物体受到的重力增大

B.物体处于失重状态

C.电梯可能正在加速下降

D.电梯可能正在加速上升

【答案】D

【解析】：物体的视重变大，但是受到的重力没变，A错误；物体对台秤的压力变大，可知物体处于超重

状态，B错误；物体处于超重状态，则加速度向上，电梯可能正在加速上升或者减速下降，C错误，D正确。

考向3.超重、失重现象的应用

3.如图所示，台秤上放一个木箱，木箱内有质量分别为如和他的两物体P、Q,用细绳通过光滑定滑轮相

连，mi>m2o现剪断0下端的细绳，在尸下落但还没有到达箱底的过程中，台秤的示数与未剪断。下端的

细绳前的示数相比将（）

A.变大B.变小

C.不变D.先变小后变大

【答案】B

【解析】：剪断。下端的细绳后，因加1>加2,尸加速下降，。加速上升，但对尸、。以及滑轮和箱子组成

的系统，整体有向下的加速度，处于失重状态，故台秤的示数与未剪断细绳前的示数相比减小了，B正确。

考向4.超重、失重现象的图像问题

4.小明站在装有力传感器的台秤上，完成下蹲、起立动作。计算机采集到的力传感器示数随时间变化情况如

图所示。下列判断正确的是（）

A.。点对应时刻，小明向下的速度最大

B.。点对应时刻，小明向下的加速度最大

C.6点对应时刻，小明处于超重状态

D.图示时间内，小明完成了两次下蹲和两次起立

【答案】A

【解析工小明在下蹲过程经历先向下加速再向下减速，即先失重后超重；起立过程经历先向上加速再向上

减速，即先超重后失重，所以由题图可知，小明先下蹲后起立，图示时间内小明完成了1次下蹲和1次起

立，且。点对应时刻尸=wg,小明的加速度为0,向下的速度达到最大，故A正确，B、D错误；6点对应

时刻，小明正在起立减速上升的过程，所以小明处于失重状态，故C错误。

㈤4

1.（2024・广东•高考真题）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定。木块从弹簧正上方“高度处由静止释

放。以木块释放点为原点，取竖直向下为正方向。木块的位移为外所受合外力为尸，运动时间为人忽略

空气阻力，弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其尸-V图像或V—图像可能

D.

【答案】B

【详解】AB.在木块下落H高度之前，木块所受合外力为木块的重力保持不变，即

F=mg

当木块接触弹簧后到合力为零前，根据牛顿第二定律

mg-ky=F

随着〉增大厂减小；

当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中

F=ky—mg

木块所受合外力向上，随着夕增大厂增大；尸一＞图像如图所示

CD.同理，在木块下落H高度之前，木块做匀加速直线运动，根据

12

了=清/

速度逐渐增大，所以了一图像斜率逐渐增大，当木块接触弹簧后到合力为零前，根据牛顿第二定律

mg-ky=F

木块的速度继续增大，做加速度减小的加速运动，所以了一图像斜率继续增大，当弹簧弹力大于木块的重

力后到最低点过程中

F-ky-mg

木块所受合外力向上，木块做加速度增大的减速运动，所以VT图斜率减小，到达最低点后，木块向上运

动，经以上分析可知，木块先做加速度减小的加速运动，再做加速度增大的减速运动，再做匀减速直线运

故CD错误。

故选B。

2.（2024•安徽•高考真题）倾角为。的传送带以恒定速率%顺时针转动。f=0时在传送带底端无初速轻放一

小物块，如图所示。4时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到%。不计空气阻力，则物块从传送带底

端运动到顶端的过程中，加速度。、速度v随时间，变化的关系图线可能正确的是（）

*

【详解】0〜片时间内：物体轻放在传送带上，做加速运动。受力分析可知，物体受重力、支持力、滑动摩

擦力，滑动摩擦力大于重力的下滑分力，合力不变，故做匀加速运动。

办之后：当物块速度与传送带相同时，静摩擦力与重力的下滑分力相等，加速度突变为零，物块做匀速直线

运动。

C正确，ABD错误。

故选Co

3.（2024•全国•高考真题）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一

物体。已知当地重力加速度大小为9.8m/s2。

（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为N（结果保留1位小数）；

（2）电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N,则此段时间内物体处于（填“超重”或“失重”）状态,

电梯加速度大小为_____m/s2（结果保留1位小数）。

【答案】（1）5.0（2）失重1.0

【详解】（1）由图可知弹簧测力计的分度值为0.5N,则读数为5.0N。

（2）[1]电梯上行时，一段时间内测力计的示数为4.5N,小于物体的重力可知此段时间内物体处于失重状

态；

⑵根据

G=mg=5.ON

根据牛顿第二定律

mg—T=ma

代入数据联立解得电梯加速度大小

a«1.0m/s2

4.（2023•全国•高考真题）一同学将排