运动和力的关系综合专题（重难点训练）【13大题型】（原卷版）-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【13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】..................................................................2

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

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

【题型5牛顿第二定律的内容和表达式】........................................................7

【题型6利用牛顿第二定律测量动摩擦因数】.....................................................8

【题型7基本单位】...........................................................................10

【题型8导出单位】...........................................................................10

【题型9用量纲法解物理问题】.................................................................11

【题型10超重和失重的概念】..................................................................11

【题型11超重和失重现象分析】................................................................14

【题型12完全失重】..........................................................................16

【题型13超重和失重的图像问题】..............................................................17

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

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

1/19

C.根据速度定义式丫=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

A/M

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

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

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

小意图。请在卜面的空格里填入恰当的内容，完成对各小意图的说明。

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刀处滚下，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"）原来的高度力，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力，就

要沿着水平面以（填“恒定”或”变化〃）的速度持续运动下去。

【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•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卜.落时间成正比，并直接用实验进行了验证

2/19

c.速度的定义式-=丁表示在/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

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.牛顿笫一定律是在己有实验基础上进行合理外推而来的，属于理想实验，是不能直接任实验来验证

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

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，小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

【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抽出，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

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

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

10.（多选）下列说法正确的是（）

3/19

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

【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带上第一个打点开始选取

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

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「•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.可以任意调整跌码和硅码盘的质量大小

13."探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

4/19

电火花

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

=6.20cm,s2=6.70cm,=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）。

9.1；？■;

«_«——------------------------------A

!s\!s2!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）。

5/19

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，其中同为小车和

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

r

n

T

T

T

T

T

r

r

n

⑴关于本实验，下列说法正确的是:

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，以平衡摩擦力

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.实验中不需要小远小

⑵该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（相邻两计数点间环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）；

ABCDE

5.21cm■5.99cm■6.80cm7.63cm•

Xx------------------>

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

6/19

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。

（2）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。

)1

♦<

111LJ

单位.cin尸3.51"："6.49T9.51

12.51

乙

（3）打点计时器所用交流电频率为50Hz,将纸带穿过打点计忖器后连接在小车上，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（柞邻两计数点

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）

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在轻绳另一端悬挂质量为%的钩码后，滑块在轻微扰动下做匀速直线运动；

③在质量为外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〃?（g-。）的图像如图2所示。

已知重力加速度g，不计空气阻力。

7/19

⑴以下说法正确的是O

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.实验中不需要满足机+〃%《”的条件

（2）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-。）

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"）。

【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

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

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

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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

【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匕位置可以调节；物块上固定遮光条宽d=2.10mm（亳米），从

圆弧轨道I•.某点静止释放。

（1）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□=in/s（结果保

留三位有效数字）。

（2）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

间的距离工。多次测量，得到图像如图乙，已知图线斜率为〃，重力加速度为8，则物块与长木

V

板间的动摩擦因数〃=（用已知量字母表示）。

（3）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。

21.某实验小组用如图甲所示装置测最木块与水平长木板间的动摩擦因数，重力加速度g取lOm/s?。

⑴实验中必要的措施是（）

A.用天平测出重物的质量

B.需要将木板的右端垫而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

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（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。

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。

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。己知打

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

字）。

BCDE\

11.20单位：cm

19.81

30.42

乙

（3）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M,托盘

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

【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

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

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D.物理学中有的物理量没有单位

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.特斯拉（T）

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

【题型8导出单位】

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mH是国际单位制中基本单位

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

28.（多选）下列单位中属于压强单位的是（）

A.PaB.N/m2C.kg-m/s2D.kg/（ms）2

【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

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〃、倾角为6的光滑斜面体，它的斜面上有另一质

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量为加的物块沿斜面下滑。关于下滑过程中物块对斜面压刀N、斜面的加速度面及滑块加速度即，某

同学得出的关系式一定错误的是（）

Mmgcos0MmgcQsO

B.

M2+m2sin20M-wsin20

mgsin0-cos0A/^sin^-cos^

D.

M-/nsin29M-msin20

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.由声速口与空气压强〃和空气密度p的关系式7=左@,可推知系数女没有单位

【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V随时间z的变化规律如图所示，〃时刻无人机回到地面。美于无人机的

运动，下列说法正确的是（）

B.。时刻，无人机上升到最高位置

C.〃时间内，无人机的加速度方向先向下后向上

D.0~〃时间内与“〜J时间内的平均速度相同

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33.某校物理学习小组在课外时间用实验装置模拟火箭发射卫星。火箭点燃后从地面竖直升空，燃料燃尽

后火箭的第一级第二级相继脱落，实验中测得卫星竖直方向的速度一时间图像如图所示，设运动中不

计空气阻力，燃料燃烧时产生的推力大小恒定。下列判断正确的是（）

A.“时刻卫星到达最高点，”时刻卫星落回地面

B.卫星在0力时间内的加速度小于时间内的加速度

C.时间内卫星处于失重状态

D.时间内卫星处于超重状态

34.2025年1月17日下午2时，在建的花江峡谷大桥成功合龙，建成后该大桥主桥跨行和桥梁高度均居世

界第一。在某次钢桁梁精准吊装过程中钢桁梁竖直向上运动的位移x与时间f的图像如图所示，其中

。〜乙时间内和时间内的图线为曲线，乙〜G时间内的图线为i倾斜直线，。~4时间内的图线为一

平行于时间轴的直线，〃是4〜14时间内的某一时刻，则下列说法正确的是（）

A.。〜乙时间内，钢桁梁的速度逐渐增大，处于失重状态

B.4〜时间内，钢桁梁的速度逐渐增大，处于超重状态

C.钢桁梁4时刻的速度小于。时刻的速度

D.4时刻钢桁梁刚好吊装到指定位置

35.（多选）如图所示是某同学站在力传感器上做“下蹲-起立〃的动作时记录的力随时间变化的图像，由图

像可以得到的信息是（）

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A.该同学做了两次“下蹲一起立”的动作

B.该同学的重力约为500N

C.“起立”过程中人一直处于超重状态

D.”下蹲〃过程中人既有失重又有超重状态

36.（多选）如图1所示，某同学站在力传感器上做下蹲、起跳的动作，图2是根据力传感器采集到的数

据画出的力随时间变化的图像，图像中。〜e各点均对应人的不同状态，根据图像可知（）

A.图像中。点至b点过程对应人处于下蹲过程中

B.图像中点至。点过程对应人处于起跳过程中

C.图像中d点位置对应人处于运动过程的最高点

D.图像中e点位置对应人处于超重状态

【题型11超重和失重现象分析】

37.小明站在力传感耀上完成”下蹲〃和"起立”动作，力传感器的示数如图所示，由图可知（）

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A.小明的重力大小为50N

B.在1〜2s内，小明先失重后超重

C.小明先起立后下蹲

D.在1〜2s内，小明完成了一组“下蹲一起立〃的动作

38.如图所示，在正方体盒子内放置一个小球，小球的直径恰好等于正方体边长，某同学手持盒子，使盒

子在竖直方向运动，下列说法正确的是（）

A.若盒子向上加速运动，则盒子可能给小球竖直向下的压力

B.若盒子向下加速运动，则盒子可能给小球竖直向下的压力

C.若盒子向上运动，则盒子一定给小球竖直向上的支持力

D.若盒子向上运动，则小球一定处于超重状态

39.人站在电梯中随电梯一起向上运动，下列说法正确的是（）

A.当电梯减速上升时，人处于超重状态

B.当电梯加速上升时，人处于超重状态

C.当电梯加速上升时，人对电梯地板的压力大于电梯地板对人的支持力

D.当电梯减速上升时，人对电梯地板的压力小于电梯地板对人的支持力

40.（多选）实验小组利用DIS系统，观察超重和失重现象。他们在学校电梯内做实验，某次实验得到电梯

内一物体丫一/图像如图所示，取向上为正方向，以下说法正确的是（）

v/m-s*1

4

3

2

5678

A.f=4s时电梯上升到最高点

B.l~3s内电梯加速上升，物体处于超重状态

C.5〜7s内电梯减速下降，物体处于失重状态

D.f=8s时电梯停止在某一层楼

41.（多选）某同学站在电梯的水平地板上，利用速度传感器研究电梯的升降过程。取竖直向上为正方向,

电梯在某一段时间内速度的变化情况如图所示。根据图像提供的信息，下列说法正确的是（）

15/19

A.在0〜5s内，电梯加速上升，该同学处于超重状态

B.在5s〜10s内，该同学对电梯地板的压力大于其重力

C.在10s〜20s内，电梯减速上升，该同学处于超重状态

D.在20s〜25s内，电梯加速下降，该同学处于失重状态

42.如图所示，位于张家界武陵源风景名胜区的百龙天梯，修建于垂直的悬崖峭壁之上，垂直落差三百多

米，是世界上最高的电梯之一（为方便计算，假设该电梯的高度为360m）。一名游客将一块电子秤（

显示受到的压力大小，单位：N）放在电梯的水平地板上，自己站在电子秤上，通过电子秤的示数结合

自己的体重去了解电梯运行时加减速的情况。已知电梯从地面静止开始，竖直向上匀加速运动4=20s,

接着匀速运动4=30s,最后匀减速运动4=40s到达电梯的最高点，到达电梯的最高点时可梯速度刚好

减为零：在匀减速阶段，电子秤的示数为"591”。电梯可看作质点,重力加速度g取速m/sz,求:

（1）电梯运行过程中最大速度的大小;

（2）该游客的质量；

（3）匀加速阶段，甩子秤的示数。

【题型12完全失重】

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