运动和力的关系综合专题（重难点训练）【13大题型】（解析版）-2025-2026学年高一物理上学期（人教版必修第一册）

运动和力的关系综合重难点113大题型】

＞题型归纳

【题型1伽利略的理想斜面实验】................................................................1

【题型2牛顿第一定律的理解】..................................................................3

【题型3惯性】................................................................................5

【题型4实验：探究加速度与力、质量的关系】...................................................6

【题型5牛顿第二定律的内容和表达式】........................................................13

【题型6利用牛顿第二定律测量动摩擦因数】....................................................15

【题型7基本单位】...........................................................................18

【题型8导出单位】...........................................................................19

【题型9用量纲法解物理问题】.................................................................20

【题型10超重和失重的概念】.................................................................22

【题型11超重和失重现象分析】...............................................................25

【题型12完全失重】..........................................................................30

【题型13超重和失重的图像问题】.............................................................32

A题型速练

【题型1伽利略的理想斜面实验】

1.下列说法符合历史事实的是（）

A.亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因

B.伽利略通过“理想斜面实验〃论证了力不是维持物体运动的原因

C.笛卡儿首先提出了力的概念，并指出力是改变物体运动状态的原因

D.牛顿巧妙“冲淡"重力，合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动

【答案】B

【详解】A.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故A错误；

B.伽利略通过“理想斜面实验"论证了力不是维持物体运动的原因，故B正确;

1/35

C.“力〃的概念是由牛顿提出的，并指出力是改变物体运动状态的原因，故C错误。

D.伽利略巧妙“冲淡〃重力，合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动，故D错误。

故选Bo

2.在物理学的重大发现中，科学家们创造出许多物理学研究方法，以下所用物理学研究方法的叙述中，说

法不正确的是（）

A.通过平面镜观察桌面的微小形变运用了微小量放大法

B.伽利略运用/实验和逻辑推理相结合的方法说明了力不是维持物体运动的原因

ArAY

C.根据速度定义式肘=丁，当加很小时，1，=一就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了

理想模型法

D.在探究两个互成角度的力的合成规律时，运用了等效替代法

【答案】C

【详解】A.通过平间镜观察臬面的微小形变运用/微小量放大法，故A止确，小符合题意；

B.伽利略运用了实验和逻辑推理相结合的方法说明了力不是维持物体运动的原因，故B正确，不符合

题意；

C.根据速度定义式】，=竽，当△/很小时，期二芋就可以表示物体在，时刻的瞬时速度，该定义应用了极

限法，故C错误，符合题意；

D.在探究两个互成角度的力的合成规律时，运用了等效替代法，故D正确，不符合题意。

故选C。

3.（多选）物理学崇尚理性思维，重视逻辑，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是

（）

A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B.伽利略通过“理想斜面实验”得出结论：力不是维持物体运动的原因

C.牛顿第一定律揭示了运动和力的关系：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

D.火箭在外太空中飞行时，因没有空气可推，所以火箭在外太空前进违背了牛顿第三定律

【答案】BC

【详解】A.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，没有得出力是改变物体运动状态的原因，故A

错误；

2/35

BC.伽利略通过理想斜面实验推翻了亚里士多德的观点，证明力是改变物体运动状态的原因，牛顿第

一定律（惯性定律）揭示了运动和力的关系，进一步阐明了这一结论，故BC正确：

D.火箭在外太空飞行利用喷射燃料产生的反作用力推动前进，符合牛顿第三定律，故D错误。

故选BC.

4.理想实验是科学研究中的一种重要方法，如图所示的是伽利略根据可靠的事实进行的理想实验和推论的

示意图。请在下面的空格里填入恰当的内容，完成对各示意图的说明。

如图（1）所示，把两个斜面对接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为〃处滚下，如果没有摩擦，小

球将达到右侧斜面相同高度的地方。

如图（2）所示，如果减小右侧斜面的倾角，小球到达右侧斜面上的高度要（选填“大于”“等于”

或"小于"）原来的高度儿但要通过更长的距离。

如图（3）所示，继续减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球不可能达到原来的高度儿就

要沿着水平而以（填〃恒定"或"变化〃）的速度持续运动下夫.

【答案】等于恒定

【分析】要解答本题需掌握：

①伽利略著名的斜面理想实脸的步骤；

②科学认识事物，分析现象和把握物理规律的能力；

③伽利略理想实验是为了验证：运动的物体如果不受其他物体的作用，其运动会是匀速的，而且将永

远运动下去.

【详解】如图（1）所示，把两个斜面时接，让小球由静止开始从左侧斜面上高为处滚下，如果没有

摩擦，小球将达到右侧斜面相同高度的地方。

[1]如图（2）所示，如果减小右侧斜面的倾角，小球到达右侧斜面上的高度要等于原来的高度儿但要

通过更长的距离。

⑵如图（3）所示，继续减小右侧斜面的倾角，直到使它成为水平面，小球不可能达到原来的高度爪

就要沿着水平面以恒定的速度持续运动F去。

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【题型2牛顿第一定律的理解】

5.在物理学发展过程中，许多物理学家做出了伟大贡献，多种科学方法的出现推动了人类社会的进步，以

下叙述正确的是（）

A.牛顿第一定律可以通过实验得到验证

B.伽利略猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

C.速度的定义式丫=与表示在/时刻的瞬时速度是应用了极限法

D.不考虑物体本身形状和大小的影响时，用质点来代替物体的方法是等效替代法

【答案】C

【详解】A.牛顿第一定律是理想实验，不能通过实验完成验证，故A错误；

B.研究自由落体运动中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，但没有直接用实验进行验证，只是

在斜面实验的基础上进行了推理，故B错误；

C.根据速度定义式，=孚

当&非常小时，手就可以表示物体在，时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想，故C正确；

D.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是理想模型法，故D错误。

故选

6.下列说法中正确的是（）

A.质点是理想化模型，现实并不存在，所以引入它没有多大意义

B.伽利略通过实验说明了力是维持物体运动状态的原因

C.牛顿第•定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接住实验来验证

的

D.牛顿的理想斜面实验开创了实验研究和逻辑推理相结合的探索自然规律的科学方法

【答案】C

【详解】A.质点是理想化模型，是实际物体的高度近似，现实并不存在，但引入它仍有重要意义，故A

错误；

B.伽利略通过实验说明了力不是维持物体运动状态的原因，故B错误：

C.牛顿第一定律是在已有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接住实验来验证

的，因为不受力的物体是不存在的，故C正确；

D.伽利略的理想斜面实验开创了实验研窕和逻辑推理相结合的探索自然规律的科学方法，故D错误。

4/35

故选Co

7.（多选）关于牛顿第一定律，下列说法正确的是（）

A.安全带的作用是防止人在汽车刹车时由于惯性而发生危给

B.牛顿第一定律是在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的

C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证

D.牛顿第一定律说明力是改变惯性的原因

【答案】ABC

【详解】A.安全带的作用是防止汽车刹车时人由于惯性仍向前运动而发生危险，故A正确；

B.牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡儿工作的基础上总结出来的，故B正确；

C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验验证，故C王确；

D.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，故D错误。

故选ABC.

【题型3惯性】

8.如图所示，水平桌面上有一块纸板，板上放着一只水杯，现将压在水杯下的纸板快速向右扑出，水杯留

在桌面上，则此过程中（）

A.抽出的速度越大，水杯的惯性越大B.抽出的速度越大，水杯的惯性越小

C.水杯所受摩擦力的方向水平向右D.水杯所受摩擦力为静摩擦力

【答案】C

【详解】AB.水杯的惯性仅由水杯的质量决定，与抽纸板的速度无关，故AB错误；

CD.抽出纸板的过程中，水杯相对纸板向左滑动，所受摩擦力为滑动摩擦力，方向水平向右，故C正确,

D错误。

故选Co

9.关于惯性，下列说法中正确的是（）

A.把手中的球由静止释放后，球能加速下落，说明力是改变物体惯性的原因

B.百米比赛冲刺结束后运动员速度很大，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大

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C.战斗机在空中作战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性

D.汽车在制动时，乘客都要向前倾，这是因为乘客受到向前的力

【答案】C

【详解】A.惯性由质量决定，与受力无关，力是改变物体运动状态的原因，力不会改变物体的惯性，

故A错误；

B.惯性仅与质量有关，惯性与速度的大小无关，故B错误；

C.战斗机在空中作战时，甩掉副油箱减小质量，惯性减小，灵活性提高，故C正确；

D.汽车在制动时，乘客都要向前倾，是因为惯性保持原速度，并非受向前的力，故D错误。

故选C。

10.（多选）下列说法正确的是（）

A.物体在流体中受到的阻力和相对流体的速度、形状、截面积有关

B.汽车的速度越大，刹车后越难停下来，表明物体速度越大惯性越大

C.伽利略创造了以实验和逻辑推理相结合的科学方法

D.地球表面纬度越高的地方重力加速度越大

【答案】ACD

【详解】A.物体在流体中受到的阻力大小，与相对流体的速度、形状、截面积等因素有关，A正确：

B.惯性只与物体的质量有关，与运动状态无关，B错误；

C.由于在实际生活中物体不受力的情况不可能存在，伽利略通过理想斜面实脸得出力是改变物体运动

状态的原因，开创了以实验和逻辑推理相结合的科学方法，C正确；

D.由万有引力定律可知，重力加速度随地球纬度的升高而增大，D正确。

故选ACDo

【题型4实验：探究加速度与力、质量的关系】

11.如图所示为某实验小组"探究加速度与物体受力、物体质量的关系”的实验装置。下列操作正确的是（）

A.长木板一定要水平摆放

B.在选取计数点时必须从纸芍上第一个打点开始选取

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C.使用刻度尺测量长度时，要估读到分度值的下■位

D.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远大于小车的质量

【答案】C

【详解】A.本实验需要平衡摩擦力，故A错误；

B.在选取计数点时没有必要从纸带上第一个打点开始选取，故B错误；

C.使用刻度尺测量长度时，要读到最小刻度的下一位，故C正确：

D.为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误。

故选Co

12.（多选）某同学用如图所示装置“探究加速度与力、质量的关系"，为使细线对小车的拉力等于小车所受

的合力，以下操作正确的是（）

电火花

A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B.调整长木板的倾斜程度以平衡阻力

C.可以任意调整祛码和诙码盘的质量大小

【答案】AB

【详解】A.根据实验原理可知，长木板的一端垫起使重力沿长木板的分力与摩擦力平衡。当挂上破码

和祛码盘后，为了使小车的合力为细绳的拉力，故需要细线应与长木板平行，A正确；

B.调整长木板的倾斜程度以平衡阻力，B正确；

C.实验过程中会将祛码和祛码盘的重力近似看成小车的合力，所以实验过程中祛码和祛码盘的质量要

远小于小车的质量，而不能任意调整质量大小，C错误。

故选ABa

13.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

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电火花

⑴该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是O

A.放大法B.控制变量法C.补偿法

（2）某次实验得到一条纸带，部分计数点如下图所示（每相邻两个计数点间还有4个点未画出），测得

s1=6.20cm,s2=6.70cm,53=7.21cm,54=7.73cmo已知打点计时器所接交流电源频率为50Hz,则

小车的加速度m/s2（要求充分利用测量数据，结果保留两位有效数字）。

;《？fR♦I

——-------------------------------------------

:S]：$2：S3；S4；

⑶下列说法正确的是O

A.改变小车总质量，需要重新补偿阻力

B.将打点计时器接到输出电压为8V的交流电源上

C.调节滑轮高度，使牵引小车的细线跟长木板保持平行

D.小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车

⑷改用如图所示的气垫导劫JS行实验。气垫导轨放在水平桌面上并调至水平，滑块在槽码的牵引下先

后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1、2的遮光时间分别为AJA/2,测

得两个光电门间距为X，遮光条宽度为小则滑块加速度（用题中所给物理量符号表示）。

(2)0.51

⑶CD

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d2(11]

⑷"象蝠一词

【详解】(1)实验“探究加速度与力、质量的关系“，在研究其中两个物理量的关系时，需要确保第三

个物理量一定，可知，实验采用的研究方法是控制变量法。

故选B。

(2)由于每相邻两个计数点间还有4个点未画出，则相邻计数点之间的时间间隔为r=Sx焉'=0.k

JU

2

根据逐差法可知a=止力回+义=(7.27Tl73)”：-[6.20+6.70四0：m/s2=0.51n)/s

4〃4x0.12

(3)A.补偿阻力时不挂槽码，将长木板有打点计时器的一端适当垫高，轻推小车，让小车能够在木

板上匀速运动，此时小车重力沿斜面的分力大小与小车所受阻力大小相等，可知，改变小车总质量时,

不需要重新补偿阻力，故错误；

B.电火花计时器采用220V交流电源，可知，实验中应将打点计时器接到输出电压为220V的交流电源

上，故B错误；

C.为了使细线的拉力等于小车所受外力的合力，补偿阻力后，需要调节滑轮高度，使牵引小车的细线

跟长木板保持平行，故c正确；

D.为了避免纸带上出现大量的空白段落，小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，后释放小车，

故D正确。

故选CD。

(4)根据光电门测速原理可知4=6，匕=萼

根据速度与位移的关系有有[-记=2av

曰J____)_、

解得”2x1A/：

14.为了“探究物体质量一定时加速度与力的关系”，某同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车和

小车上的滑轮的总质量，〃，为沙和沙桶的总质量，力传感器可测出轻绳的拉力大小。

r「

n

T

n

7

n

r

n

r

r

m

⑴关于本实验，下列说法正确的是

9/35

A.需要用天平测出沙和沙桶的总质量

B.本实验不需要将带滑轮的长木板右端适当垫高，以平衡擎擦力

C.需要调整力传感器和定滑轮的高度，使连接它们的轻绳与长木板平行

D.实验中不需要加远小于A1

⑵该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个计时点没有画出)，已知打点

计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为m/s2(结果保留两位有

效数字)；

A~BCDE7

05.21cmT5.99cm6.80cm7.63cm\

____刑)

⑶该同学根据实验数据作出小车的加速度。与力传感器的示数F的关系图像，与本实验相符合的是

⑷若a-F图像的斜率为比则M为。

12

A.-B.kC.-D.2k

kk

【答案】⑴CD

(2)0.81

(3)A

(4)C

【详解】(1)A.力传感器可直接测拉力，无需测沙和沙桶质量，A错误：

B.实验需平衡摩擦力，将长木板右端垫高，使小车重力沿斜面分力平衡摩擦力，B错误:

C.调整力传感器和定滑轮高度，使轻绳与长木板平行，保证拉力沿运动方向，C正确；

D.力传感器测拉力，无需满足用

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D正确。

故选CDo

（2）打点计时器频率/=50Hz,则周期7i=]=0.02s

相邻两计数点间还有四个计时点，所以计数点间时间间隔7=57；=0.1S

根据逐差法公式a=1f。）r

41r2

代入数据得a=0.81m/s2

（3）实验已平衡摩擦力，且力传感器直接测拉力凡小车质量M一定。根据牛顿第二定律

因为七二尸，所以。与F成正比，图像应为过原点的倾斜直线。

A.图像是过原点的倾斜直线，符合〃与尸成正比关系，A正确；

B.图像弯曲，说明a与尸不成正比，B错误；

C.图像不过原点且有纵轴截距，不符合实验，C错误：

D.图像有横轴截距，说明未平衡摩擦力或平衡不足，D错侯。

故选Ao

（4）根据牛顿第二定律，小车受拉力尸（力传感器示数），加速度4,且小车质量为但注意实验

装置中，轻绳拉力通过滑轮化用，小车实际受合外力为2F,所以2尸=减，

2F

即。=——

尸图像斜率〃=三

即〃=£2

k

故选Co

15.某学习小组利用图甲所示的实验装置进行“探究小车加速度与拉力的关系〃的实验。

⑴实验时，需要平衡摩擦力，在平衡摩擦力时（选填“需要〃或”不需要〃）挂上钩码.

11/35

⑵在小车质量__________（选填“远大于"或"远小于"）所挂的钩码质量时，则可以认为细绳拉力近似等

于所挂钩码的重力。

8

上•D

C•

•*

■一11

1

il1l1।

、，八’111

1

中心.加：’3.51：6.49丁9.5112.511

乙

（3）打点计时器所用交流电频率为50HZ,将纸带穿过打点计时器后连接在小车上，启动打点计时器后释

放小车，小车在钩码的作用下拖着纸带运动。某次打点计时器打出的纸带如图乙所示（相邻两计数点

间有4个点未画出），则小车的加速度大小为m/s2,（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）不需要

⑵远大于

⑶3.0

【详解.】（1）在平衡摩擦力时，小挂细绳和钩码，只让小车拖着纸带做匀速运动；

（2）设小车和所加祛码的质量为小盘和钩码的质量为〃?，根据牛顿第二定律得，对〃？有

nig一2"=ma

对"有七

解得。=含皂

当时，即当钩码的质量要远小于小车的质量，绳了•的拉力近似等于钩码的重力；

（3）相邻两计数点间有4个点未画出，则相邻计数点间的时间间隔T=0.1s

根据At=

可知小车做匀加速运动的加速度大小为¥=（12.51+9.51-6.49-3.51“10-20^2=3。］论2

4T24x0.12

16.某同学用图1所示的装置做验证牛顿第二定律实验，操作步骤如下：

①轻绳绕过定滑轮后系在质量为M的滑块上，滑块放置在水平长木板上：

②在轻绳另•端悬挂质量为%的钩码后，滑块在轻微扰动下做匀速直线运动；

③在质量为恤的钩码上添加不同质量的钩码，添加的钩码的质量记为〃?，用轻质加速度传感器（图中

未画出）测出在不同钩码下滑块运动的加速度。，获得多组数据；

④作出。与机（g-4）的图像如图2所示。

已知重力加速度g,不计空气阻力。

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⑴以下说法正确的是。

A.将带滑轮的长木板右端垫高，以对摩擦力进行补偿

B.位于定滑轮和滑块之间的细线应与长木板平行

C.实验中不需要满足加+/《加的条件

⑵已知图2图像斜率为左，则滑块质量〃为（结果用，〃。表示）。

⑶若实验中没有进行步骤②，直接悬挂不同质量的钩码做实验测滑块的加速度，则作出的。与〃7他一。）

的图像（选填"能"或"不能"）过原点，图像的斜率（选填"变大""变小"或"不变"）。

【答案】（1）BC

（2）7-WO

K

⑶不能变大

【详解】（1）A.实验步骤②相当于平衡摩擦力，因此不需要再将带滑轮的长木板右端垫高来平衡摩

擦力了，故A错误；

B.位于定滑轮和滑块之间的细线必须与长木板平行，才能确保细线对滑块的拉力沿着滑块的运动方向，

故B正确；

C.本实验中，以滑块和钩码整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得（〃?+〃[0应=（财+加+恤）。

m+m

解得0

M+m+

因此无需满足阳+.故C正确。

故选BC。

（2）以滑块和钩码整体为研究对象，根据牛顿第二定律可得（加+加。虫-〃瞬=W+〃?+%”

解得—加（gj）

M+m0

因此在。（g-。）图像中，其斜率为4=/—

13/35

解得〃=7~,wo

k

（3）若没有进行步骤②，根据牛顿第二定律则有〃?g-"Mg=Mo+府

解得7Mg-4）一〃g

故此时。-朋（g-〃）图像不过原点，其斜率为k'=卷＞必］加

即〃-机（g-〃）图像的斜率变大。

【题型5牛顿第二定律的内容和表达式】

17.下列说法中正确的是（）

A.亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因

B.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变，研究加速度与力的关系，再保持力

不变，研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法

C.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，能用实验直接验证

D.伽利略通过理想斜面实验，说明了力不是维持物体运动状态的原因

【答案】D

【详解】A.亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，而非改变运动状态的原因，故A错误；

B.实验中保持一个变量不变，研究其他变量关系的方法为控制变量法，而非假设法，故B错误；

C.牛顿第一定律是理想实验和逻辑推理的产物，无法通过实验直接验证，故C错误：

D.伽利略的理想斜面实验表明，物体在无外力作用下会维持运动状态，说明力不是维持物体运动的原

因，故D正确。

故选D.,

18.下列关于力与运动的关系认识不正确的是（）

A.伽利略认为力不是维持物体速度的原因

B.四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快，这说明物体受的力越大，速度就越大

C.牛顿认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质

D.伽利略根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个

速度继续运动下去

【答案】B

【详解】AD.伽利略认为力不是维持物体速度的原因，并根据理想实验推出，如果没有摩擦，在水平面

上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去，故AD正确，不满足题意要求：

14/35

B.物体受的力越大，加速度越大，速度改变越快，但速度不一定越大，故B错误，满足题意要求;

C.牛顿认为物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，故C正确，不满足题意要求。

故选Bo

19.（多选）关于力和运动的关系，下列说法正确的是（）

A.力是维持物体原有运动状态的原因

B.物体的运动状态发生了改变，其受力可不变

C.物体受力恒定时，其运动状态也恒定不变

D.物体受到的合力越大，其运动状态变化得越快

【答案】BD

【详解】A.力不是维持物体原有运动状态的原因，力是改变运动状态的原因，故A错误：

B.物体的运动状态发生了改变，其受力可以不变，比如匀变速运动，故B正确；

C.物体受力恒定时，由干力是改变运动状态的原因,所以其运动状态发牛变化，故C错误：

D.物体受到的合力越大，则其加速度越大，速度变化越快，其运动状态变化得越快，故D正确。

故选BD,

【题型6利用牛顿第二定律测量动摩擦因数】

20.用如图甲所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数。长木板固定在水平桌面上，圆弧轨道与长木板的

上表面相切。光电门安装在长木板上，位置可以调节；物块上固定遮光条宽d=2.10mm（亳米），从

圆弧轨道上某点静止释放。

⑴某次遮光条通过光电门时间/=0.84ms（亳秒），则物块通过光电门速度m/s（结果保

留三位有效数字）。

⑵调节光电门位置，测每次遮光条通过光电门时间，及对应的物块在长木板上停止后遮光条与光电门之

间的距离x。多次测量，得至Jx-5图像如图乙，已知图线斜率为"，重力加速度为g,则物块与长木

板间的动摩擦因数〃=（用已知量字母表示）。

15/35

⑶本实验中，（选填“需要〃或"不需要"）保证物块必须从圆弧轨道上同一点由静止释放。

【答案】⑴2.50

⑶不需要

【详解】（1）某次遮光条通过光电门时间/=0.84ms,则物块通过光电门速度

42.10x10-3

7-0.84x10-3m/s=2.50m/s

（2）根据运动学关系可知，=2方

由牛顿第二定律4mg=ma

其中y=9

联立可得二2〃gx

d21

即工=

贝必二L

2〃g

解得物块与长木板间的动摩擦因数为〃=事

2kg

（3）本实验中物块到达光电门的速度不同，则不需要保证物块必须从圆弧轨道上同•点由静止释放。

A.用天平测出重物的质量

B.需要将木板的右端垫高以补偿木块受到的阻力

C.需要满足所挂重物的质量远小于木块的质量

D.实验前需调节力传感器和定滑轮位置让细线保持与长木板平行

16/35

(2)由静止释放重物，打出一条如图乙所示的纸带。在纸带上连续标出5个计数点彳、8、C、D、E,

已知相邻计数点间的时间间隔7=0.ls,则木块的加速度大小为m/s2o(结果保留3位有效数

字)

(3)多次改变重物的质量，重复实验，测得多组力传感器示数/及对应的木块运动的加速度以〃为

纵坐标、/为横坐标描点得到如图内所示的尸图像。由图中数据可知木块与长木板间的动摩擦因数

〃=，该测量结果比动摩擦因数的真实值(填"偏大"或"偏小。

【答案】⑴D

(2)1.74

(3)03偏大

【详解】(1)ABC.该实验的目的是测量木块与水平长木板间的动摩擦因数，不是验证々顿第二定律,

则不需要将木板的右端垫高以补偿木块受到的阻力，木块上已安装力传感器，则不需要测出重物的质

量,也不需要满足所持重物的质量沅小干木块的质量,故ABC错误：

D.保证拉力与木板平行，则实验前需调节力传感器和定滑轮位置让细线保持与长木板平行，故D正确。

故选D。

(2)由公式■=〃〃，可得加速度

x-x(12.04+13.78)-(8.57+10.30)>21力”/2\/2

a=—CE——AC=--------------------------xlO2m/s=1.7375m/sxi.74m/s

(27)2(2x0.1)?

(3)⑴由牛顿第二定律，有F—〃mg=ma

则4=一厂一〃g

m

则纵轴截距为-〃g=-3m/s2

则〃=0.3

[2]实验过程中，纸带对木块也有拉力尸作用，则有尸-"叫-/’=小。

1F'

则。=一尸一(4g+-)

mm

则动摩擦因数的测量值比真实值偏大。

22.某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置，通过测量加速度，从而测量物块与木板之间的动摩擦因数。

木块打点计时器

定滑轮细绳

长木板

甲

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⑴实验前，（填"需要"或"不需要”）调整定滑轮的角度使细线与木板平行，（填“需要〃或“不

需要“）将长木板左侧垫高来平衡摩擦力，如甲图所示，加速运动过程中，绳子中拉力（填“大

于〃”等于〃或“小于”）托盘和祛码的总重力。

⑵实验中获得的一条比较理想的纸带如图乙所示，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出。已知打

点计时器的工作频率为50Hz,则此次实验物块运动的加速度大小。=m/s2（结果保留2位有效数

⑶为了测量物块和木板的动摩擦因数，该小组让木板水平放置，并用天平测出了物块的质量托盘

和祛码的总质量为〃?。则物块与木板间的动摩擦因数为（用。、切、〃、g等字母表示）。

【答案】⑴需要不需要小于

(2)2.0

【详解】（1）⑴实验中，为保证物块做匀变速直线运动，细绳必须与桌面平行，则需要调整定滑轮的

角度使细线与木板平行”

⑵本实验的目的是测量动摩擦因数，所以实验中不需要平衡摩擦力。

⑶由于托盘和祛码也具有加速度，加速运动过程中，绳子中拉力小于托盘和破码的重力。

（2）根据题意可知纸带上相邻计数点时间间隔T=5x0.02s=0.10s

利用逐差法有。=丹+

4r2

代入数据可得aaZ.Om/s?

（3）根据牛顿第二定律有g=+

【题型7基本单位】

23.关于国际单位制，下列说法正确的是（

A.在国际单位制中，力是基本物理量

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B.单位“m/s〃是国际单位制中的基本单位

C.单位“kg〃是国际单位制中的导出单位

D.物理学中有的物理量没有单位

【答案】D

【详解】A.国际单位制中，力学基本物理量包括质量、长度、时间等，而力是导出物理量，故A错误;

B."m/s〃是速度单位，由基本单位米（m）和秒（s）组合而成，属于导出单位，而非基本单位，故B

错误：

C."kg〃是质量的基本单位，属于国际单位制中的基本单位，而非导出单位，故C错误：

D.物理学中确实存在无单位的物理量，如动摩擦因数、机械效率等，故D正确。

故选Do

24.下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（）

A.牛顿（N）B.秒（s）C.米每秒（m/s）D.特斯忖（T）

【答案】B

【详解】国际单位制中基本单位的是秒（s）,牛顿（N）、米每秒（m/s）、特斯拉（T）均不是国际

单位制中基本单位。

故选Be.

25.（多选）下列说法正确的是（）

A.米、千克、秒为国际单位制中的基本单位

B.物体不受力或者所受合外力为零时，物体一定处于静止状态

C.牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律

D.根据牛顿第二定律知，运动物体的速度方向必定与其受合力的方向相同

【答案】AC

【详解】A.米、千克、秒为国际单位制中长度、质量、时间的基本单位，故A正确；

B.物体不受力或者所受合外力为零时，物体处丁静止状态或匀速直线运动状态，故B错戾；

C.牛顿在伽利略研究成果的基础上总结出了牛顿第一定律，指明了力是物体运动状态改变的原因，故

C正确；

D.根据牛顿第二定律知，运动物体的加速度方向必定与其受合力的方向相同，故D错误。

故选AC。

【题型8导出单位】

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26.下列说法正确的是（）

A.研究物体的运动时必须选择合适的参考系

B.静止的物体一定不会受到动摩擦力的作用

C.同一物体在赤道和北极受到的重力大小相等

D.加速度单位m/s?是国际单位制中基本单位

【答案】A

【详解】A.研究物体的运动时必须选择合适的参考系，A正确；

B.产生摩擦力需要接触面粗糙同时有挤压的弹力，还有相对运动趋势或相对运动，静止的物体也可以

受到滑动摩擦力，如一物体在粗糙桌面上滑行，静止的桌子受到滑动摩擦力作用，B错误：

C.纬度越高，重力加速度越大，所以同一物体在赤道和北极受到的重力大小不相等，C错误；

D.加速度的单位为导出单位，D错误。

故选A。

27.为推动电动汽车行业的发展，如何改善电池性能是十分重要的一个研究方向。其中锂离子电池具有高

能量密度、使用寿命长、环境影响小等特点。电池的能量密度，通常指电池单位质量所能够释放的能

量。电池的能量密度用国际单位制的基本单位符号表述正确的是（）

A.J/kgB.W/kgC.m2/s2D.m3/s

【答案】C

【详解】能量密度的定义是能量（£）除以质量（，〃），共国际单位制单位为焦耳每千克（J/kg）,但

题FI要求用基本单位符号表示。焦耳（J）的导出单位为kg,n?/s2,因此能量密度的单位可表示为

J/kg=kg'm-/S"=m2/s2,故只有C正确，

kg

故选C°

28.（多选）下列单位中属于压强单位的是（）

A.PaB.N/m2C.kgm/s2D.kg/（ms）2

【答案】AB

【详解】根据

F

p=一户的单位为N,S的单位为m2,所以压强的单位为N/m2,且

S

IPa=IN/m2=lkg-m/s2/m2=lkg/m-s2

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故选ABc.

【题型9用量纲法解物理问题】

29.中国科学院物理研究所陈立泉院士带领团队研发出某新能源固态电池，该电池在能量密度、功率密度

和安全性等均达到世界第一，功率密度指的是电池放电时单位质量单位时间输出的能量，功率密度用

国际单位制的基本单位符号表示正确的是()

A.m2/sB.m3/s2C.m/s3D.m2/s3

【答案】D

【详解】由题知，功率密度的定义是电池放电时单位质量单位时间输出的能最，即

能量

功率密度二

质量x时间

能量的国际单位是焦耳(J),lJ=lkgm2/s2；质量的单位是kg,时间的单位是s。

因此功率密度的单位为「一=kg；m-S=m2/s3

Kgskgs

故选D。

30.要判断一个物理关系式是否成立，有时不必作复杂的推导，只需分析式中各量的单位，就可判定有些

表达式是错误的，在下面的实例中某同学导出了四个不同的关系式，请你根据单位分析，确定其中必

定错误的选项例。如图，光滑水平面上有一质量为加、倾角为e的光滑斜面体，它的斜面上有另一质

量为〃?的物块沿斜面下滑。关于下滑过程中物块对斜面压力N、斜面的加速度。“及滑块加速度处〃，某

_nigsin0-cos0_sinO-zosO

“M-ms\n20M-wsin20

【答案】A

【详解】A.该表达式左边是力的单位N,等式右边的cos。、sin。没有单位，“、用的单位是kg,g

的单位是m/s?，代入后等式右边单位是m/s?单位不同，故A一定错误：

B.该表达式左边是力的单位N,代入后等式右边单位是kg-m/s2,即N,单位相同，故B可能正确；

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CD.表达式左边的单位都是m/s2,代入后等式右边单位是g的单位，也是m/s2,单位相同，故CD可

能正确。

本题选一定错误的，故选A。

31.（多选）下列说法正确的是（）

A.国际单位制中力学的三个基本单位：长度的单位“米〃、时间的单位“秒”、质量的单位“千克〃

B.伽利略依据逻辑推理把实际实验理想化得出了力不是维持物体运动状态的原因

C.亚里士多德认为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

D.由声速v与空气压强p和空气密度p的关系式％=〃，彳，可推知系数k没有单位

【答案】ABD

【详解】A.国际单位制中力学的三个基本单位：长度的单位“米”、时间的单位"秒〃、质量的单位“千

克〃,故A正确：

B.伽利略通过实验和逻辑推理提出物体的运动不需要力来维持，故B正确；

C.牛顿提出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错误；

D.对关系式v声二女/勺

密度的单位为kg/n?,压强的单位为N/nf，其中

IN=1kgm/s2的单位为

则女没有单位，故D正确。

故选ABDo

【题型10超重和失重的概念】

32.我国的无人机在各行各业中有着广泛的应用。在一次高空摄影过程中，地面测控系统测出无人机从地

面起飞，其竖直方向上的速度丫随时间，的变化规律如图所示，。时刻无人机回到地面。关于无人机的

运动，下列说法正确的是（）

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A.。〜，2时间内，无人机先失重后超重

B.。时•亥U，无人机上升到最高位置

C."V;时间内，无人机的加速度方向先向下后向上

D.0~打时间内与“Z时间内的平均速度相同

【答案】C

【详解】A.IT图像的