专题04 力与运动的关系（讲义江苏专用）（原卷版及全解全析）

专题04力与运动的关系明目录目录学考要求速览必备知识梳理高频考点精讲考点一：牛顿第一定律考点二：牛顿第二定律考点三：力学单位制考点四：牛顿运动定律的简单应用考点五：超重与失重考点六：实验—探究加速度与力、质量的关系实战能力训练必备知识梳理 1高频考点精讲 3考点一：集合的含义与表示 3考点二：集合间的基本关系 4考点三：集合的基本运算 5考点四：充分条件与必要条件 6考点五：全称量词与存在量词 7实战能力训练 1、能对物体的受力和运动情况进行分析，得出结论；2、能完成“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”等实验；3、通过对直线运动和牛顿运动定律的学习，认识物理学是对自然现象的描述与解释；一、牛顿第一定律（1）亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止，力是维持物体运动的原因。（2）伽利略：力不是物体运动的原因，而是物体运动状态的原因。①理想斜面实验②理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合。（3）笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。2．牛顿第一定律（1）内容：一切物体总保持状态或状态，除非作用在它上面的力它这种状态。（2）意义①揭示了力与运动的关系：力是物体运动状态的原因，即力是产生的原因。力不是和物体运动的原因。②揭示了一切物体都具有的一种属性——，所以牛顿第一定律也叫定律。（3）理解①明确的概念，揭示力的本质。②牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以的理想实验为基础，加之高度的抽象思维概括总结出来的。（4）运动状态的改变：如果物体速度的大小或方向改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做匀速运动或静止，它的运动状态就没发生变化。物体运动状态改变的三种情况：①速度的方向不变，只有大小改变。（物体做直线运动）②速度的大小不变，只有方向改变。（物体做匀速曲线运动）③速度的大小和方向同时发生改变。（物体做变速曲线运动）3．惯性（1）定义：物体具有保持原来状态或状态的性质。（2）惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小唯一量度，的物体惯性大，物体运动状态不容易改变，的物体惯性小，运动状态容易改变。凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来。（3）惯性与物体的受力情况。（4）一切物体都有，和物体是否有速度及速度的大小均。【注意】①在不受力（或合外力为零）的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。②在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。二、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟作用力成，跟物体的质量成，加速度的方向跟作用力的方向相同。2．表达式：F＝，式中k是比例系数，F是物体所受的合外力。国际单位制中：F＝。3．对牛顿第二定律的理解（1）公式F＝中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速度；若F是某一个力，加速度a为该力产生的加速度。（2）a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。（3）F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制时，才有公式F＝中k＝1，即F＝。4．特性（1）因果性：力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。（2）矢量性：加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定。（3）瞬时性：物体的加速度跟它所受到的合外力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。一物体所受合外力恒定时，加速度，物体做直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为0时，加速度为，物体就处于静止或匀速直线运动状态。4．合外力、加速度、速度的关系（1）合外力与速度的关系：力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角。合外力方向与速度方向相同时，物体做加速运动，相反时物体做减速运动。（2）力与运动的关系：物体受力作用→运动状态变化→速度变化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(力与速度同向→v增加,力与速度反向→v减小))速度大小或方向变化。（3）力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果。只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度。加速度与合外力方向是相同的，大小与合外力成正比（物体质量一定时）。加速度的定义式与决定式：a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法；a＝eq\f(F,m)是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。【注意】物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同。5．力的单位（1）国际单位：，简称，符合为。（2）“牛顿”的定义：使质量为的物体产生的加速度的力，称为1N，即1N＝1kg·m/s2。（3）比例系数k的含义：关系式F＝中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取N、kg、m/s2作单位时，系数k＝。6．应用牛顿第二定律解题的一般步骤（1）明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体（2）进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确运动性质和运动过程。（3）建立坐标系，一般以加速度方向和垂直加速度方向为两坐标轴的方向。（4）根据牛顿第二定律列方程求解。三、力学单位制1．基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位，被选定的物理量叫做基本量。力学中的基本量：、和。2．基本单位：所选定的基本量的单位叫做基本单位。（1）物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位。（2）在力学中，选定、和这三个物理量的单位为基本单位。长度的单位有厘米（cm）、米（m）、千米（km）等。质量的单位有克（g）、千克（kg）等。时间的单位有秒（s）、分钟（min）、小时（h）等。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叫做导出单位。例如：加速度单位：m/s2，力的单位：N。4．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。国际单位制：1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。简称SI。5．国际单位制中力学的三个基本物理量及单位：（1）三个基本物理量：、和。（2）三个基本单位：（）、（）、（）。四、牛顿运动定律的简单应用1．由受力情况确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的度，再通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况。（1）分析思路①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。②根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）。③根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。④结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理量——任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。（2）分析流程已知物体的受力情况eq\o(→,\s\up15(由F＝ma))求得a，由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝v0t＋\f(1,2)at2,v＝v0＋at,v2－v\o\al(2,0)＝2ax))→求得x、v0、v、t。2．由运动情况确定受力情况：若已经知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是力学所要解决的又一方面的问题。（1）分析思路①根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。③结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的某些物理量。对物体进行受力分析时要善于结合物体的运动状态来确定某个力的有无及其方向，比如弹力、摩擦力是否存在与物体的运动情况有关，因此要结合物体的运动状态利用假设法去分析。（2）分析流程已知物体运动情况eq\o(→,\s\up15(由匀变速直线运动公式))aeq\o(→,\s\up15(由F＝ma))物体受力情况。五、超重与失重1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。2．超重（1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。（2）产生条件：物体具有的加速度。（3）视重（F）与重力关系：F＝>（4）运动情况：向上，向下。（5）受力图：3．失重（1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。（2）产生条件：物体具有的加速度。（3）视重（F）与重力关系：F＝<（4）运动情况：向下，向上。（5）受力图：4．完全失重（1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）等于零的状态。（2）产生条件：a＝，方向。（3）视重（F）与重力关系：F＝=。（4）运动情况：自由落体运动、抛体运动、环绕地球正常运行的卫星等。（5）受力图：【注意】①发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。②在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等。③当物体处于超重或失重时，物体的重力并未变化，只是视重变了。六、实验：探究加速度与力、质量的关系1．探究方法——（1）控制小车的质量M不变，研究加速度与合外力的关系a∝。（2）控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，研究加速度与质量的关系a∝。2．要测量的物理量—近似法本实验的研究对象：小车，装置如图所示。（1）小车与其上砝码的总质量M—用天平测出。在小车上增减砝码可改变小车的质量。（2）小车受的拉力F—用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出。在砝码盘和砝码的总质量小车质量的情况下，可以认为砝码盘和砝码的总重力近似等于小车所受的拉力（合外力）。（3）小车的加速度a—①通过打点计时器打出的纸带，根据公式Δx＝，结合逐差法计算出小车的加速度。②应用加速度与位移成正比求出。由于a＝eq\f(2x,t2)，如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2，则位移之比就是加速度之比，即eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)。3．实验器材：砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺。4．实验步骤（1）用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。（2）按图所示将实验器材安装好（小车上不系绳）。（3）补偿摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等）。（4）将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。（5）保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力，m1g、m2g、…，以及计算出相应纸带的加速度填入事先制好的表格1。（6）保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码。（7）继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码。（8）计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入事先制好的表格2。5．数据处理（1）分析加速度和力的关系：依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a−F关系图象，如图所示，由此得出结论：质量不变时，加速度与力成正比。（2）分析加速度和质量的关系：依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M的倒数eq\f(1,M)为横坐标作出a−eq\f(1,M)关系图象，如图所示，据图象可以得出结论：受力一定时，加速度与质量成反比。（3）实验结论：①保持物体质量不变时，物体的加速度与作用在物体上合外力成正比；②在力F不变时，物体的加速度a与物体质量成反比。6．注意事项（1）补偿摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新补偿摩擦力。（2）实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量。（3）作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑。（4）释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车。点精讲讲练考点一：牛顿第一定律例题1.（2024高二上·江苏泰州·学业考试）伽利略在研究力和运动关系时，如图所示，让小球从左侧固定斜面上滚下，滚上右侧倾角可以改变的斜面，倾角逐渐减小至零，伽利略设计这个实验的目的是为了说明（）A．运动不需要力来维持 B．如果物体不受到力，就不会运动C．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒 D．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度例题2．（2024高二上·江苏南通·学业考试）在今年的巴黎奥运会上，中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军，创造了新的历史。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，下列说法正确的是（）A．飞来的网球需要动力维持B．球被击打回，是因为有力改变了物体的运动状态C．若球拍没击中球，球的运动状态不变D．球的惯性随着球速的变化而变化例题3．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）战斗机在进入战斗状态前都会将副油箱抛掉，其主要原因是（）A．减小飞机体积，从而减小空气阻力B．减小飞机体积，从而不易被敌人击中C．减小飞机质量，从而减小惯性，增强飞机的机动性D．减小飞机质量，从而减小重力，使飞机飞得更高1．（2025高二上·江苏·学业考试）汽车在起动、匀速行驶、刹车时，对于驾驶员的惯性，下列说法正确的是（）A．起动时惯性最大 B．匀速行驶时惯性最大C．刹车时惯性最大 D．三种情况下惯性相同2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）交通安全法规定车辆行驶时乘坐人员必须系好安全带，因为系好安全带可以（）A．减小乘坐人员的惯性，更加安全 B．减小急刹车时因惯性造成对乘坐人员的伤害C．避免汽车速度增大时乘坐人员的惯性增大 D．让乘坐人员坐起来感觉更舒适3．（2023高二上·江苏·学业考试）某同学在跳高比赛中，经历了起跳、过杆和下落三个阶段，则该同学（）A．起跳过程中没有惯性 B．过杆过程中惯性逐渐增大C．下落过程中惯性逐渐减小 D．三个过程中惯性均不变考点二：牛顿第二定律例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）光滑水平面上有一静止的物体，质量为5kg，在20N的竖直向上恒力作用下，重力加速度取，其加速度为（）A．0 B．0.25m/s2 C．4m/s2 D．100m/s2例题2．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）如图所示，将一轻质弹簧竖直立在水平地面上，在其正上方一定高度C点，由静止释放一个小球，B点为小球刚与弹簧接触的位置，A点为小球压缩弹簧的最低点．则下列说法正确的是（）A．整个过程小球机械能守恒 B．整个过程弹簧机械能守恒C．小球在下落到B点时速度最大 D．整个过程小球与弹簧组成的系统机械能守恒例题3．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）一架飞机正在空中沿水平方向加速飞行，则除飞机重力外，其他外力的合力F的方向最可能是（）A． B．C． D．1．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律，即我们所熟知的牛顿三大运动定律，关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（）A．物体所受合外力增大，则速度也一定增大B．物体所受合外力增大，则加速度也一定增大C．物体所受合外力的方向一定与运动的位移方向相同D．物体的加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，利用了比值定义法2．（2025高二上·江苏·学业考试）甲、乙两车在光滑水平面上，在相同水平拉力的作用下，甲车的加速度为1m/s2，乙车的加速度为3m/s2，则甲、乙两车的质量之比为（）A．1:1 B．1:3 C．3:1 D．6:13．（2023高二上·江苏·学业考试）2022年7月27日，“力箭一号”运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。火箭及卫星总质量约为，发射过程中所受合力大小约为，则加速度大小约为（）A． B． C． D．考点三：力学单位制例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）1微米=10-6米，微米是下列哪个物理量的单位（）A．长度 B．质量 C．时间 D．速度例题2．（2025高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（）A．欧姆 B．库仑 C．牛顿 D．秒例题3．（2023高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（）A．千克 B．焦耳 C．牛顿 D．米/秒1．（24-25高二上·江苏扬州·期中）下列物理量，哪个不是国际制单位中的基本单位（）A．m B．s C．kg D．N2．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）下列各组物理量中，全部属于国际单位制中基本量的是（）A．速度、质量 B．重力、长度 C．质量、时间 D．加速度、长度3．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）国际单位制中，长度、质量、时间三个基本量的单位分别为（）A．N、m、s B．m、kg、s C．kg、N、s D．kg、m、J考点四：牛顿运动定律的简单应用例题1．（2024高二上·江苏南京·学业考试）如图所示，很多游乐场有长、短两种滑梯，它们的高度相同。某同学先后都能在长、短两种滑梯匀速下滑到底端，下列说法正确的是（）A．沿长滑梯滑到底端时，重力做功大B．沿两种滑梯滑到底端时，重力势能变化量相同C．沿长滑梯下滑时受到的阻力大于沿短滑梯下滑时受到的阻力D．沿两种梯滑滑到到底端过程中，该同学机械能都是守恒例题2．（22-23高二上·江苏南京·期中）如图所示，在光滑水平面上有一质量为的足够长的木板，其上叠放一质量为的铁块。若木板和铁块之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，现给铁块施加一随时间增大的水平力，木板和铁块加速度的大小分别为和，下列反映和随时间变化的图线中正确的是（）A． B．C． D．例题3．（2024高二上·江苏·学业考试）人从超过的高度落下，容易造成骨折，因为落地时胫骨受到的支持力将数倍于自身重力，这一现象是（）A．超重 B．失重 C．既不超重也不失重 D．超重失重均有可能1．（22-23高三上·江苏苏州·期末）荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，正在荡秋千的小明通过伸腿和收腿来调整自身重心的相对位置使自己越荡越高，某次小明在由最低点A向最高点B运动的过程中收腿，忽略空气阻力，下列说法正确的是（  ）A．在A位置时，小明处于失重状态B．在B位置时，小明处于超重状态C．小明在A处机械能小于B处D．小明在A处机械能大于B处2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．物体一直受到摩擦力作用，大小为 B．物体最终的速度大于v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动 D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右3．（2024高二上·江苏连云港·学业考试）在某次交通事故中，汽车刹车线的长度为14m，已知汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.7，重力加速度g取，则汽车开始刹车时的速度为（）A．7m/s B．14m/s C．16m/s D．20m/s考点五：超重与失重例题1．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）城市公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”，如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（）A．汽车所需的向心力由汽车受到的支持力和重力的合力提供B．车内乘员对座位向下的压力小于自身的重力C．桥对汽车的支持力小于汽车的重力D．为了防止爆胎，汽车应高速驶过例题2．（2024高二上·江苏南通·学业考试）如图所示，汽车匀速率通过圆弧形拱桥，则关于汽车经过拱桥最高点时的说法正确的是（）A．汽车处于超重状态B．汽车无论速度多大都不会腾空C．汽车受到的合力指向圆心D．汽车受重力、支持力和向心力作用例题3．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）某人站在水平地面上做下蹲、起跳的动作，选取整个过程的某些时刻的位置如图所示，a为刚开始下蹲的瞬间，b为下蹲到最低点时，c为离开地面后上升（未到最高点）时，d为上升到最高点时。则下列说法正确的是（）A．a时人处于平衡状态 B．b时人处于失重状态C．c时人处于超重状态 D．d时人处于失重状态1．（2023高二上·江苏·学业考试）如图所示，风洞喷出的气流使实验者向上做加速运动。实验者在此过程中（）A．重力减小 B．重力增大C．处于失重状态 D．处于超重状态2．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为，电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数如图。在这段时间内下列说法正确的是（）A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向上运动 D．电梯的加速度大小为，方向可能竖直向上3．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列四种情形中，手受到的拉力最大的是电梯（）A．匀速上升 B．匀速下降 C．加速上升 D．加速下降考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）如图所示，在“探究小车的加速度与力的关系”实验中。下列说法正确的是（）A．需要控制槽码的质量保持不变B．不需要平衡摩擦力C．打点计时器接直流电源D．先接通电源，后释放小车例题2．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）某同学做“探究加速度a与物体质量m的关系”实验，保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量，得到多组数据，并建立直角坐标系在坐标系中描出这些点．(1)请在图中作出图线；(2)由该图像可知，外力不变时，小车的加速度a与质量m成（填“正比”或“反比”）。例题3．（2025高二上·江苏·学业考试）用如图所示的装置来探究加速度与力和质量的关系，实验时：(1)在平衡摩擦力时，需不需要（填：“挂上”或“不挂”）细绳和钩码；(2)改变小车和钩码的质量时（填：“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力；(3)实验时测得加速度和质量的关系如图乙所示，由图可知a和m成（填：“正比”或“反比”）。1．（2025高二上·江苏·学业考试）在探究加速度与力、质量的关系实验中，当物体质量一定时，加速度a与力F关系的图像是（）A． B．C． D．2．（2023高二上·江苏·学业考试）某同学用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。(1)为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做（选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。(2)将细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码。为使小车所受拉力近似等于槽码重力，应使槽码质量（选填“远大于”或“远小于”）小车质量。(3)实验中得到一条纸带如图所示，分别取计数点O、A、B、C、D，相邻计数点间还有四个点。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则打B点时小车速度为m/s。3．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。下列说法正确的是（）A．实验前，应把长木板右端垫高，以补偿小车运动时受到的阻力B．补偿阻力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上C．实验时，应先放开小车，再启动打点计时器D．实验时，应使小盘和盘中砝码的总质量远大于小车的质量1．1．（2024高二上·江苏·学业考试）《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是（）A．有力作用物体一定能运动起来 B．没有力作用的物体就一定处于静止状态C．力是改变物体运动状态的原因 D．物体的运动必须要力来维持2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）要减小汽车的惯性，应减小汽车的（）A．速度 B．质量 C．所受的力 D．加速度3．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）“十次车祸九次快，还有喝酒和超载”，交通安全无小事。下列说法正确的是（）A．汽车超速会增大汽车的惯性 B．汽车超载会增大汽车的惯性C．汽车超速会减小汽车的惯性 D．汽车超载会减小汽车的惯性4．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）某同学设计了如图所示的装置测量地铁启动加速度，将该装置固定在车厢水平地面上，装置平面与地铁运行方向平行。细绳偏离竖直方向的夹角为θ，取重力加速度为g，则此时地铁的加速度等于（）

A．g B．C． D．5．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）“神舟”载人飞船火箭组合体的质量为m，点火后竖直上升时的加速度为a，不计组合体的质量变化和受到的阻力，重力加速度为g，此时组合体受到的推力大小为（）A．ma B．mg C．mg-ma D．mg+ma6．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，重为G的乘客站在电梯里，所受支持力大小为F，电梯匀加速下降时（）A．F＝G B．F＞GC．F＜G D．F逐渐变小7．（2024·浙江·一模）下列属于国际单位制中基本单位的是（）A． B．N C．W D．J8．（2023高二下·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列单位属于力学基本单位的是（）A．J B．kg C．W D．A9．（2024高二上·江苏·学业考试）人站在力传感器上完成下蹲动作，下图为计算机采集到的图线，a、b、c、d在图线上。以下说法正确的是（）A．a到b过程，人处于超重状态 B．c到d过程，人处于失重状态C．失重时人的惯性不变 D．超重时人对传感器的压力大于传感器对人的支持力10．（2023高二上·江苏徐州·学业考试）小明站在力传感器上完成下蹲动作，计算机采集的图线如图所示。由图可知，他在下蹲过程中（）A．速度先向上后向下 B．加速度先向上后向下C．先失重后超重 D．先超重后失重11．（2021高二上·江苏·学业考试）静止物体受到如图所示变化的合外力作用而发生运动，则其在此期间物体运动的速度图线应为图中的（）A． B．C． D．12．（2023高二·广东清远·学业考试）小明家住26层，他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚启动时做加速直线运动，中间一段做匀速直线运动，最后一段时间做减速直线运动。在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法中正确的是（

）A．电梯刚启动时，小明处于失重状态B．电梯刚启动时，电梯地板对小明的支持力大于小明受到的重力C．电梯上升的过程中，小明一直处于超重状态D．小明的速度方向发生了变化13．（2023高二下·江苏·学业考试）神舟号航天员叶光富在空间站中可以进行正常锻炼的健身项目是（）A．拉弹簧拉力器 B．俯卧撑 C．引体向上 D．仰卧起坐14．（23-24高三上·江苏·期末）在探究“加速度与质量关系”的实验中，甲、乙、丙、丁四个小组分别保持合力不变，测得若干组数据，并得到如图所示的1、2、3、4四条曲线。转换成图像是四条过原点的直线。则合力最大的是（）

A． B． C． D．15．（2023高二上·江苏扬州·学业考试）“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示，在探究加速度与力的关系时，下列说法正确的是（）A．电火花计时器应接低压交流电源B．应将长木板的一侧垫高，以平衡小车受到的阻力C．槽码质量应远大于小车质量D．应在小车中增加砝码，多次实验

专题04力与运动的关系明目录目录学考要求速览必备知识梳理高频考点精讲考点一：牛顿第一定律考点二：牛顿第二定律考点三：力学单位制考点四：牛顿运动定律的简单应用考点五：超重与失重考点六：实验—探究加速度与力、质量的关系实战能力训练必备知识梳理 1高频考点精讲 3考点一：集合的含义与表示 3考点二：集合间的基本关系 4考点三：集合的基本运算 5考点四：充分条件与必要条件 6考点五：全称量词与存在量词 7实战能力训练 1、能对物体的受力和运动情况进行分析，得出结论；2、能完成“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”等实验；3、通过对直线运动和牛顿运动定律的学习，认识物理学是对自然现象的描述与解释；一、牛顿第一定律1．力与运动关系认识历史（1）亚里士多德：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止，力是维持物体运动的原因。（2）伽利略：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。①理想斜面实验②理想实验的意义：伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。伽利略的研究方法的核心是把实验和逻辑推理相结合。（3）笛卡儿：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。2．牛顿第一定律（1）内容：一切物体总保持匀速直线运动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①揭示了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。力不是维持和产生物体运动的原因。②揭示了一切物体都具有的一种属性——惯性，所以牛顿第一定律也叫惯性定律。（3）理解①明确惯性的概念，揭示力的本质。②牛顿第一定律不是实验直接总结出来的，是牛顿以伽利略的理想实验为基础，加之高度的抽象思维概括总结出来的。（4）运动状态的改变：如果物体速度的大小或方向改变了，它的运动状态就发生了改变；如果物体做匀速运动或静止，它的运动状态就没发生变化。物体运动状态改变的三种情况：①速度的方向不变，只有大小改变。（物体做直线运动）②速度的大小不变，只有方向改变。（物体做匀速曲线运动）③速度的大小和方向同时发生改变。（物体做变速曲线运动）3．惯性（1）定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。（2）惯性与质量的关系：质量是物体惯性大小唯一量度，质量大的物体惯性大，物体运动状态不容易改变，质量小的物体惯性小，运动状态容易改变。凡是有关惯性的问题都要同质量联系起来。（3）惯性与物体的受力情况无关。（4）一切物体都有惯性，和物体是否有速度及速度的大小均无关。【注意】①在不受力（或合外力为零）的条件下，惯性表现为保持原来的运动状态。②在受力条件下，惯性表现为运动状态改变的难易程度。二、牛顿第二定律1．内容：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。2．表达式：F＝kma，式中k是比例系数，F是物体所受的合外力。国际单位制中：F＝ma。3．对牛顿第二定律的理解（1）公式F＝ma中，若F是合力，加速度a为物体的实际加速度；若F是某一个力，加速度a为该力产生的加速度。（2）a＝eq\f(F,m)是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。（3）F、m、a三个物理量的单位都为国际单位制时，才有公式F＝kma中k＝1，即F＝ma。4．特性（1）因果性：力是产生加速度的原因，质量是物体惯性大小的量度，物体的加速度是力这一外因和质量这一内因共同作用的结果。（2）矢量性：加速度与合外力都是矢量，它们的方向始终相同，加速度的方向唯一由合外力的方向决定。（3）瞬时性：物体的加速度跟它所受到的合外力之间存在着瞬时对应关系，加速度随合外力同时产生、同时变化、同时消失。一物体所受合外力恒定时，加速度恒定，物体做匀变速直线运动；合外力随时间改变时，加速度也随时间改变；合外力为0时，加速度为0，物体就处于静止或匀速直线运动状态。4．合外力、加速度、速度的关系（1）合外力与速度的关系：力与速度无因果关系：合外力方向与速度方向可以相同，可以相反，还可以有夹角。合外力方向与速度方向相同时，物体做加速运动，相反时物体做减速运动。（2）力与运动的关系：物体受力作用→运动状态变化→速度变化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(力与速度同向→v增加,力与速度反向→v减小))速度大小或方向变化。（3）力与加速度为因果关系：力是因，加速度是果。只要物体所受的合外力不为零，就会产生加速度。加速度与合外力方向是相同的，大小与合外力成正比（物体质量一定时）。加速度的定义式与决定式：a＝eq\f(Δv,Δt)是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法；a＝eq\f(F,m)是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素。【注意】物体的加速度的方向与物体所受的合外力是瞬时对应关系，即a与合力F方向总是相同，但速度v的方向不一定与合外力的方向相同。5．力的单位（1）国际单位：牛顿，简称牛，符合为N。（2）“牛顿”的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，称为1N，即1N＝1kg·m/s2。（3）比例系数k的含义：关系式F＝kma中的比例系数k的数值由F、m、a三量的单位共同决定，三个量都取国际单位，即三量分别取N、kg、m/s2作单位时，系数k＝1。6．应用牛顿第二定律解题的一般步骤（1）明确研究对象。根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体（2）进行受力分析和运动状态分析，画好受力分析图，明确运动性质和运动过程。（3）建立坐标系，一般以加速度方向和垂直加速度方向为两坐标轴的方向。（4）根据牛顿第二定律列方程求解。三、力学单位制1．基本量：只要选定几个物理量的单位，就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位，被选定的物理量叫做基本量。力学中的基本量：长度、质量和时间。2．基本单位：所选定的基本量的单位叫做基本单位。（1）物理学中，共有七个物理量的单位被选定为基本单位。（2）在力学中，选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。长度的单位有厘米（cm）、米（m）、千米（km）等。质量的单位有克（g）、千克（kg）等。时间的单位有秒（s）、分钟（min）、小时（h）等。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叫做导出单位。例如：加速度单位：m/s2，力的单位：N。4．单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。国际单位制：1960年第11届国际计量大会制定了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫做国际单位制。简称SI。5．国际单位制中力学的三个基本物理量及单位：（1）三个基本物理量：长度、质量和时间。（2）三个基本单位：米（m）、千克（kg）、秒（s）。四、牛顿运动定律的简单应用1．由受力情况确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律就可以确定物体的运动情况。（1）分析思路①确定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出物体的受力分析图。②根据力的合成与分解，求出物体所受的合外力（包括大小和方向）。③根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。④结合物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的物理量——任意时刻的速度，任意时间内的位移，以及运动轨迹等。（2）分析流程已知物体的受力情况eq\o(→,\s\up15(由F＝ma))求得a，由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＝v0t＋\f(1,2)at2,v＝v0＋at,v2－v\o\al(2,0)＝2ax))→求得x、v0、v、t。2．由运动情况确定受力情况：若已经知道物体的运动情况，根据运动学公式求出物体的加速度，于是就可以由牛顿第二定律确定物体所受的外力，这是力学所要解决的又一方面的问题。（1）分析思路①根据物体的运动情况，利用运动学公式求出物体的加速度。②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力。③结合受力分析，从而求出未知的力或与力相关的某些物理量。对物体进行受力分析时要善于结合物体的运动状态来确定某个力的有无及其方向，比如弹力、摩擦力是否存在与物体的运动情况有关，因此要结合物体的运动状态利用假设法去分析。（2）分析流程已知物体运动情况eq\o(→,\s\up15(由匀变速直线运动公式))aeq\o(→,\s\up15(由F＝ma))物体受力情况。五、超重与失重1．视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为“视重”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力。2．超重（1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）大于物体所受重力的现象。（2）产生条件：物体具有竖直向上的加速度。（3）视重（F）与重力关系：F＝m（g＋a）>mg（4）运动情况：向上加速，向下减速。（5）受力图：3．失重（1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）小于物体所受重力的现象。（2）产生条件：物体具有竖直向下的加速度。（3）视重（F）与重力关系：F＝m（g−a）<mg（4）运动情况：向下加速，向上减速。（5）受力图：4．完全失重（1）定义：物体对支持物的压力（对悬挂物的拉力）等于零的状态。（2）产生条件：a＝g，方向竖直向下。（3）视重（F）与重力关系：F＝m（g−g）=0。（4）运动情况：自由落体运动、抛体运动、环绕地球正常运行的卫星等。（5）受力图：【注意】①发生超重或失重的现象与物体的速度方向无关，只取决于物体加速度的方向。②在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会完全消失，比如物体对桌面无压力，单摆停止摆动，浸在水中的物体不受浮力等。靠重力才能使用的仪器，也不能再使用，如天平、液体气压计等。③当物体处于超重或失重时，物体的重力并未变化，只是视重变了。六、实验：探究加速度与力、质量的关系1．探究方法——控制变量法（1）控制小车的质量M不变，研究加速度与合外力的关系a∝F合。（2）控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，研究加速度与质量的关系a∝eq\f(1,M)。2．要测量的物理量—近似法本实验的研究对象：小车，装置如图所示。（1）小车与其上砝码的总质量M—用天平测出。在小车上增减砝码可改变小车的质量。（2）小车受的拉力F—用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m，由F＝mg算出。在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量的情况下，可以认为砝码盘和砝码的总重力近似等于小车所受的拉力（合外力）。（3）小车的加速度a—①通过打点计时器打出的纸带，根据公式Δx＝aT2，结合逐差法计算出小车的加速度。②应用加速度与位移成正比求出。由于a＝eq\f(2x,t2)，如果测出两个初速度为零的匀加速直线运动在相同时间内发生的位移x1、x2，则位移之比就是加速度之比，即eq\f(a1,a2)＝eq\f(x1,x2)。3．实验器材：砝码，一端有定滑轮的长木板，细线，纸带，导线，夹子，小盘，天平，小车，打点计时器，交流电源，复写纸，刻度尺。4．实验步骤（1）用天平测出小车和重物的质量分别为M0、m0，并把数值记录下来。（2）按图所示将实验器材安装好（小车上不系绳）。（3）补偿摩擦力：在木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，直到打点计时器正常工作后不挂重物的小车在斜面上做匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等）。（4）将重物通过细绳系在小车上，接通电源放开小车，用纸带记录小车的运动情况；取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m0g。（5）保持小车的质量不变，改变所挂重物的重力，重复步骤4，多做几次实验，每次小车从同一位置释放，并记录好重物的重力，m1g、m2g、…，以及计算出相应纸带的加速度填入事先制好的表格1。（6）保持托盘中所放重物的质量不变，在小车上加放砝码，并测出小车与所放砝码的总质量M，接通电源，放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码。（7）继续在小车上加放砝码，重复步骤6，多做几次实验，在每次得到的纸带上标上号码。（8）计算出每次实验所得纸带的加速度值及小车与砝码的总质量填入事先制好的表格2。5．数据处理（1）分析加速度和力的关系：依据表格1，以加速度a为纵坐标，以外力F为横坐标，作出a−F关系图象，如图所示，由此得出结论：质量不变时，加速度与力成正比。（2）分析加速度和质量的关系：依据表格2，以加速度a为纵坐标，以小车及砝码的总质量M的倒数eq\f(1,M)为横坐标作出a−eq\f(1,M)关系图象，如图所示，据图象可以得出结论：受力一定时，加速度与质量成反比。（3）实验结论：①保持物体质量不变时，物体的加速度与作用在物体上合外力成正比；②在力F不变时，物体的加速度a与物体质量成反比。6．注意事项（1）补偿摩擦力时不要挂重物，整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变盘和砝码的质量，还是改变小车及砝码的质量，都不需要重新补偿摩擦力。（2）实验中必须满足小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量。（3）作图象时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧。离直线较远的点是错误数据，可舍去不予考虑。（4）释放时小车应靠近打点计时器且先接通电源再放开小车。点精讲讲练考点一：牛顿第一定律例题1.（2024高二上·江苏泰州·学业考试）伽利略在研究力和运动关系时，如图所示，让小球从左侧固定斜面上滚下，滚上右侧倾角可以改变的斜面，倾角逐渐减小至零，伽利略设计这个实验的目的是为了说明（）A．运动不需要力来维持 B．如果物体不受到力，就不会运动C．如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒 D．如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度【答案】A【详解】伽利略的理想斜面实验－让小球从左侧固定斜面上滚下，滚上右侧倾角可以改变的斜面，倾角逐渐减小至零时，如果没有摩擦，小球最终将沿直线保持不变的速度一直运动下去。该实验说明了：运动不需力来维持，物体在不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。故选A。例题2．（2024高二上·江苏南通·学业考试）在今年的巴黎奥运会上，中国运动员郑钦文获得女单网球奥运冠军，创造了新的历史。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，下列说法正确的是（）A．飞来的网球需要动力维持B．球被击打回，是因为有力改变了物体的运动状态C．若球拍没击中球，球的运动状态不变D．球的惯性随着球速的变化而变化【答案】B【详解】A．物体的运动不需要力维持，故A错误；B．球被击打回，是因为有力改变了物体的运动状态，故B正确；C．若球拍没有击打球，由于球仍受重力作用，球的运动状态改变，故C错误；D．球的惯性只与球的质量有关，不随着球速的变化而变化，故D错误。故选B。例题3．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）战斗机在进入战斗状态前都会将副油箱抛掉，其主要原因是（）A．减小飞机体积，从而减小空气阻力B．减小飞机体积，从而不易被敌人击中C．减小飞机质量，从而减小惯性，增强飞机的机动性D．减小飞机质量，从而减小重力，使飞机飞得更高【答案】C【详解】战斗机在进入战斗状态前都会将副油箱抛掉，其主要原因是减小飞机质量，从而减小惯性，增强飞机的机动性。故选C。1．（2025高二上·江苏·学业考试）汽车在起动、匀速行驶、刹车时，对于驾驶员的惯性，下列说法正确的是（）A．起动时惯性最大 B．匀速行驶时惯性最大C．刹车时惯性最大 D．三种情况下惯性相同【答案】D【详解】质量是惯性大小的量度，惯性大小与物体的运动状态无关，即三种情况下惯性相同。故选D。2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）交通安全法规定车辆行驶时乘坐人员必须系好安全带，因为系好安全带可以（）A．减小乘坐人员的惯性，更加安全 B．减小急刹车时因惯性造成对乘坐人员的伤害C．避免汽车速度增大时乘坐人员的惯性增大 D．让乘坐人员坐起来感觉更舒适【答案】B【详解】AC．人的惯性由人的质量决定，与其他因素无关，所以系好安全带不减小人的惯性，故AC错误；B．安全带系在人的身上，对人有一定的作用力，可以改变人的运动状态，所以系好安全带可以防止因人的惯性而造成的伤害，故B正确；D．安全带起到保护的作用，不会让乘坐人员坐起来感觉更舒适，故D错误。故选B。3．（2023高二上·江苏·学业考试）某同学在跳高比赛中，经历了起跳、过杆和下落三个阶段，则该同学（）A．起跳过程中没有惯性 B．过杆过程中惯性逐渐增大C．下落过程中惯性逐渐减小 D．三个过程中惯性均不变【答案】D【详解】惯性是物体所固有的属性，只与物体的质量大小有关，与物体的运动状态无关，起跳、过杆、下落三个阶段，该同学的质量不变，惯性不变。故选D。考点二：牛顿第二定律例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）光滑水平面上有一静止的物体，质量为5kg，在20N的竖直向上恒力作用下，重力加速度取，其加速度为（）A．0 B．0.25m/s2 C．4m/s2 D．100m/s2【答案】A【详解】在20N的竖直向上恒力作用下，由于可知物体处于静止状态，加速度为0。故选A。例题2．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）如图所示，将一轻质弹簧竖直立在水平地面上，在其正上方一定高度C点，由静止释放一个小球，B点为小球刚与弹簧接触的位置，A点为小球压缩弹簧的最低点．则下列说法正确的是（）A．整个过程小球机械能守恒 B．整个过程弹簧机械能守恒C．小球在下落到B点时速度最大 D．整个过程小球与弹簧组成的系统机械能守恒【答案】D【详解】ABD．小球压缩弹簧过程，弹簧对小球做负功，小球的机械能减少，弹簧的弹性势能增加；整个过程小球与弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，故AB错误，D正确；C．小球下落到B点后，一开始弹力小于重力，小球继续向下加速运动，当弹力等于重力时，小球的速度达到最大，故C错误。故选D。例题3．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）一架飞机正在空中沿水平方向加速飞行，则除飞机重力外，其他外力的合力F的方向最可能是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】一架飞机正在空中沿水平方向加速飞行，除飞机重力外，其他外力的合力F有竖直向上的分量与重力平衡，有水平向前的分量产生加速度，则其他外力的合力F的方向斜向上。故选A。1．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律，即我们所熟知的牛顿三大运动定律，关于牛顿第二定律，下列说法正确的是（）A．物体所受合外力增大，则速度也一定增大B．物体所受合外力增大，则加速度也一定增大C．物体所受合外力的方向一定与运动的位移方向相同D．物体的加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，利用了比值定义法【答案】B【详解】AB．物体所受合外力增大，则加速度也一定增大，但如果加速度方向与速度方向相反，则速度减小，故A错误，B正确；C．物体所受合外力的方向一定与加速度方向相同，与运动的位移方向不一定相同，故C错误；D．物体的加速度a与质量m、合外力F之间的关系为，是加速度的决定式，不是比值定义式，故D错误。故选B。2．（2025高二上·江苏·学业考试）甲、乙两车在光滑水平面上，在相同水平拉力的作用下，甲车的加速度为1m/s2，乙车的加速度为3m/s2，则甲、乙两车的质量之比为（）A．1:1 B．1:3 C．3:1 D．6:1【答案】C【详解】对甲车，根据牛顿第二定律有对乙车，根据牛顿第二定律有解得故选C。3．（2023高二上·江苏·学业考试）2022年7月27日，“力箭一号”运载火箭成功将6颗卫星送入预定轨道。火箭及卫星总质量约为，发射过程中所受合力大小约为，则加速度大小约为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】根据牛顿第二定律解得故选B。考点三：力学单位制例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）1微米=10-6米，微米是下列哪个物理量的单位（）A．长度 B．质量 C．时间 D．速度【答案】A【详解】微米是长度的单位。故选A。例题2．（2025高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（）A．欧姆 B．库仑 C．牛顿 D．秒【答案】D【详解】秒是国际单位制的基本单位，其余的三个都是导出单位。故选D。例题3．（2023高二上·江苏·学业考试）在国际单位制中，下列属于基本单位的是（）A．千克 B．焦耳 C．牛顿 D．米/秒【答案】A【详解】千克为基本单位，而焦耳、牛顿、米每秒均为导出单位。故选A。1．（24-25高二上·江苏扬州·期中）下列物理量，哪个不是国际制单位中的基本单位（）A．m B．s C．kg D．N【答案】D【详解】国际单位制中力学中的基本单位是m、kg、s，N不是国际单位制中的基本单位，是导出单位。故选D。2．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）下列各组物理量中，全部属于国际单位制中基本量的是（）A．速度、质量 B．重力、长度 C．质量、时间 D．加速度、长度【答案】C【详解】在力学中国际单位制中基本量有长度、质量和时间。故选C。3．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）国际单位制中，长度、质量、时间三个基本量的单位分别为（）A．N、m、s B．m、kg、s C．kg、N、s D．kg、m、J【答案】B【详解】国际单位制中，长度、质量、时间三个基本量的单位分别为m，kg，s。故选B。考点四：牛顿运动定律的简单应用例题1．（2024高二上·江苏南京·学业考试）如图所示，很多游乐场有长、短两种滑梯，它们的高度相同。某同学先后都能在长、短两种滑梯匀速下滑到底端，下列说法正确的是（）A．沿长滑梯滑到底端时，重力做功大B．沿两种滑梯滑到底端时，重力势能变化量相同C．沿长滑梯下滑时受到的阻力大于沿短滑梯下滑时受到的阻力D．沿两种梯滑滑到到底端过程中，该同学机械能都是守恒【答案】B【详解】AB．根据由于长、短两种滑梯的高度相同，所以两种滑梯下滑过程重力做功相等，则沿两种滑梯滑到底端时，重力势能变化量相同，故A错误，B正确；C．设滑梯倾角为，由于同学沿滑梯匀速下滑，根据受力平衡可得由于长滑梯的倾角较小，所以沿长滑梯下滑时受到的阻力小于沿短滑梯下滑时受到的阻力，故C错误；D．由于两种滑梯下滑过程中存在阻力做负功，所以下滑过程机械能减小，故D错误。故选B。例题2．（22-23高二上·江苏南京·期中）如图所示，在光滑水平面上有一质量为的足够长的木板，其上叠放一质量为的铁块。若木板和铁块之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，现给铁块施加一随时间增大的水平力，木板和铁块加速度的大小分别为和，下列反映和随时间变化的图线中正确的是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】AB．当较小时，铁块和木板一起做匀加速直线运动，加速度为当拉力达到一定程度后，铁块和木板之间发生相对滑动；对木板，所受的滑动摩擦力恒定不变，加速度恒定不变，即故A正确，B错误；CD．铁块和木板之间发生相对滑动后，对铁块，加速度为由于可知图线后一段斜率大于前一段的斜率，故CD错误。故选A。例题3．（2024高二上·江苏·学业考试）人从超过的高度落下，容易造成骨折，因为落地时胫骨受到的支持力将数倍于自身重力，这一现象是（）A．超重 B．失重 C．既不超重也不失重 D．超重失重均有可能【答案】A【详解】人落地时，合力向上，有向上的加速度，这一现象是超重。故选A。1．（22-23高三上·江苏苏州·期末）荡秋千是人们平时喜爱的一项运动。如图所示，正在荡秋千的小明通过伸腿和收腿来调整自身重心的相对位置使自己越荡越高，某次小明在由最低点A向最高点B运动的过程中收腿，忽略空气阻力，下列说法正确的是（  ）A．在A位置时，小明处于失重状态B．在B位置时，小明处于超重状态C．小明在A处机械能小于B处D．小明在A处机械能大于B处【答案】C【详解】A．在A位置时，重力和绳子的拉力提供向心力，加速度方向向上，小明处于超重状态，故A错误；B．在B位置时，加速度有竖直向下的分量，小明处于失重状态，故B错误；CD．从A处到B处，除重力做功外，绳子的拉力对小明做正功，小明的机械能增大，所以小明在A处机械能小于B处，故C正确，D错误。故选C。2．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动，把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端，物体与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．物体一直受到摩擦力作用，大小为 B．物体最终的速度大于v1C．开始阶段物体做匀加速直线运动 D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右【答案】C【详解】ABC．物体无初速的轻放在左端时，由于相对运动产生了滑动摩擦力，方向水平向右，大小物体在滑动摩擦力作用下，做匀加速直线运动，因为传送带足够长，所以经过一段时间，物体的速度与传送带相等，即为v1，此时物体与传送带之间没有相对滑动，摩擦力为零，与传送带一起匀速运动，故AB错误，C正确；D．物体匀速运动时，受力平衡，水平方向不受摩擦力，故D错误。故选C。3．（2024高二上·江苏连云港·学业考试）在某次交通事故中，汽车刹车线的长度为14m，已知汽车的轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.7，重力加速度g取，则汽车开始刹车时的速度为（）A．7m/s B．14m/s C．16m/s D．20m/s【答案】B【详解】汽车刹车，做匀减速直线运动。根据牛顿第二定律有求得汽车刹车的加速度大小为汽车开始刹车到停止，根据可得汽车开始刹车时的初速度大小为故选B。考点五：超重与失重例题1．（2024高二上·江苏徐州·学业考试）城市公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”，如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（）A．汽车所需的向心力由汽车受到的支持力和重力的合力提供B．车内乘员对座位向下的压力小于自身的重力C．桥对汽车的支持力小于汽车的重力D．为了防止爆胎，汽车应高速驶过【答案】A【详解】ACD．由题意得，汽车通过凹形桥的最低点时所需要的向心力由车受到的支持力和重力的合力提供，即即桥对车的支持力大于汽车的重力，即车处于超重状态，则为了防止爆胎，车应减速驶过，故A正确，CD错误；B．因为车内乘员也处于超重状态，则座位对其支持力大于自身的重力，由牛顿第三定律得，车内乘员对座位向下的压力大于自身的重力，故B错误。故选A。例题2．（2024高二上·江苏南通·学业考试）如图所示，汽车匀速率通过圆弧形拱桥，则关于汽车经过拱桥最高点时的说法正确的是（）A．汽车处于超重状态B．汽车无论速度多大都不会腾空C．汽车受到的合力指向圆心D．汽车受重力、支持力和向心力作用【答案】C【详解】ACD．汽车在桥顶的向心力由重力和支持力的合力提供，合力的方向指向圆心，汽车的加速度向下，处于失重状态，故AD错误，C正确；B．当支持力为0时，汽车会腾空，此时满足解得故B错误；故选C。例题3．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）某人站在水平地面上做下蹲、起跳的动作，选取整个过程的某些时刻的位置如图所示，a为刚开始下蹲的瞬间，b为下蹲到最低点时，c为离开地面后上升（未到最高点）时，d为上升到最高点时。则下列说法正确的是（）A．a时人处于平衡状态 B．b时人处于失重状态C．c时人处于超重状态 D．d时人处于失重状态【答案】D【详解】A．a为刚开始下蹲的瞬间，此时加速度向下，人处于失重状态，故A错误；B．b为下蹲到最低点时，此时加速度向上，人处于超重状态，故B错误；C．c为离开地面后上升时，此时加速度向下，人处于失重状态，故C错误；D．d为上升到最高点时，此时加速度向下，人处于失重状态，故D正确。故选D。1．（2023高二上·江苏·学业考试）如图所示，风洞喷出的气流使实验者向上做加速运动。实验者在此过程中（）A．重力减小 B．重力增大C．处于失重状态 D．处于超重状态【答案】D【详解】AB．实验者向上加速运动过程中，重力不变，故AB错误；CD．由于实验者向上加速，则加速度向上，处于超重状态，故C错误，D正确。故选D。2．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为，电梯运动过程中，某一段时间内该同学发现体重计示数如图。在这段时间内下列说法正确的是（）A．晓敏同学所受的重力变小了 B．晓敏对体重计的压力等于体重计对晓敏的支持力C．电梯一定在竖直向上运动 D．电梯的加速度大小为，方向可能竖直向上【答案】B【详解】A．体重计示数小于体重说明晓敏对体重计的压力小于重力，并不是体重变小，故A错误；B．晓敏对体重计的压力与体重计对晓敏的支持力是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，故B正确；C．由于晓敏对体重计的压力小于重力即处于失重状态，则电梯的加速度向下，电梯可能向下做匀加速直线运动，也可能向上做匀减速直线运动，故C错误；D．以人为研究对象，由牛顿第二定律有解得方向向下，故D错误。故选B。3．（2024高二上·江苏盐城·学业考试）某同学手提一袋水果站在电梯内。在下列四种情形中，手受到的拉力最大的是电梯（）A．匀速上升 B．匀速下降 C．加速上升 D．加速下降【答案】C【详解】当手受到的拉力最大时，水果处于超重状态，此时电梯的加速度向上，即电梯加速上升或者减速下降。故选C。考点六：实验：探究加速度与力、质量的关系例题1．（2024高二上·江苏南通·学业考试）如图所示，在“探究小车的加速度与力的关系”实验中。下列说法正确的是（）A．需要控制槽码的质量保持不变B．不需要平衡摩擦力C．打点计时器接直流电源D．先接通电源，后释放小车【答案】D【详解】A．实验通过改变槽码的个数来改变小车所受合外力，则探究加速度与小车所受拉力关系时，需要改变槽码的质量，故A错误；B．为使绳子的拉力等于小车的合外力，实验前需平衡小车所受的摩擦力，故B错误；C．打点计时器接交流电源，故C错误；D．为打点稳定，实验时，先接通电源，后释放小车，故D正确。故选D。例题2．（2024高二上·江苏淮安·学业考试）某同学做“探究加速度a与物体质量m的关系”实验，保持小车所受的拉力不变，改变小车的质量，得到多组数据，并建立直角坐标系在坐标系中描出这些点．(1)请在图中作出图线；(2)由该图像可知，外力不变时，小车的加速度a与质量m成（填“正比”或“反比”）。【答案】(1)(2)反比【详解】（1）在图中作出图线如图；（2）由该图像可知，外力不变时，小车的加速度与质量的倒数成正比，即加速度a与质量m成反比。例题3．（2025高二上·江苏·学业考试）用如图所示的装置来探究加速度与力和质量的关系，实验时：(1)在平衡摩擦力时，需不需要（填：“挂上”或“不挂”）细绳和钩码；(2)改变小车和钩码的质量时（填：“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力；(3)实验时测得加速度和质量的关系如图乙所示，由图可知a和m成（填：“正比”或“反比”）。【答案】(1)不挂(2)不需要(3)反比【详解】（1）在平衡摩擦力时，不挂细绳和钩码，只让小车拖着纸带做匀速运动；（2）平衡摩擦力时满足两边都有m消掉，则改变小车和钩码的质量时不需要重新平衡摩擦力；（3）实验时测得加速度和质量的关系如图乙所示，由图可知a与成正比，即a和m成反比。1．（2025高二上·江苏·学业考试）在探究加速度与力、质量的关系实验中，当物体质量一定时，加速度a与力F关系的图像是（）A． B．C． D．【答案】A【详解】物体质量一定时，加速度a与力F的关系可知a-F图像为过原点的倾斜的直线，则图像A正确。故选A。2．（2023高二上·江苏·学业考试）某同学用如图所示的实验装置探究加速度与物体受力、物体质量的关系。(1)为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做（选填“加速”“匀速”或“减速”）直线运动。(2)将细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽码。为使小车所受拉力近似等于槽码重力，应使槽码质量（选填“远大于”或“远小于”）小车质量。(3)实验中得到一条纸带如图所示，分别取计数点O、A、B、C、D，相邻计数点间还有四个点。已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则打B点时小车速度为m/s。【答案】(1)匀速(2)远小于(3)0.22【详解】（1）为补偿小车所受的阻力，不挂细线及槽码，调节木板的倾斜度，直至轻推小车后，小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。（2）根据牛顿第二定律可得所以当m远小于M时，有由此可知，应使槽码质量远小于小车质量，小车所受拉力近似等于槽码重力。（3）相邻计数点间还有四个点，已知打点计时器每隔0.02s打一次点，则所以打B点时小车速度为3．（2024高二上·江苏扬州·学业考试）用如图所示的装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。下列说法正确的是（）A．实验前，应把长木板右端垫高，以补偿小车运动时受到的阻力B．补偿阻力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上C．实验时，应先放开小车，再启动打点计时器D．实验时，应使小盘和盘中砝码的总质量远大于小车的质量【答案】A【详解】A．为了使得细绳的拉力等于小车所受外力的合力，实验前，应把长木板右端垫高，以补偿小车运动时受到的阻力，故A正确；B．补偿阻力时，不挂小盘，将长木板右端垫高，轻推小车，使打出纸带上点迹的均匀分布，故B错误；C．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验时，应先启动打点计时器，再放开小车，故C错误；D．实验中，认为细绳的拉力大小近似等于小盘和盘中砝码的重力，根据牛顿第二定律有，解得可知，为了减小误差，实验时，应使小盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量，故D错误。故选A。1．1．（2024高二上·江苏·学业考试）《墨经》中指出：“力，行之所以奋也”，意思是力可以使物体由静到动。下列关于此句话的理解正确的是（）A．有力作用物体一定能运动起来 B．没有力作用的物体就一定处于静止状态C．力是改变物体运动状态的原