第3章　第15讲　力学单位制　两类动力学问题　超重与失重-2027版高考物理一轮复习课件

第三章运动和力的关系第15讲力学单位制两类动力学问题超重与失重学习目标命题热点(1)了解单位制，并知道国际单位制中的七个基本单位，会用国际单位制检查结果表达式是否正确。(2)掌握动力学两类基本问题的求解方法。(3)理解超重和失重现象，会用超重和失重的观点分析问题。两类动力学问题是历年高考中热点。考点一考点二考点三提能训练练案[15]考点一单位制1．单位制：_______单位和_______单位一起组成了单位制。2．基本单位：基本量的单位。国际单位制中基本量共七个，其中力学有三个，是_______、_______、_______，基本单位分别是_____、_______、_____。3．导出单位：由基本量根据___________推导出来的其他物理量的单位。基本导出长度质量时间米千克秒物理关系4．国际单位制的基本单位物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度l米m质量m千克(公斤)kg时间t秒s电流I安[培]A热力学温度T开[尔文]K物质的量n，(ν)摩[尔]mol发光强度I，(Iv)坎[德拉]cd5．单位制的应用(1)简化计算过程的单位表达解题计算时，在统一已知量的单位后，就不必写出各个量的单位，只在式子末尾写出所求量的单位即可。(2)推导物理量的单位。(3)判断比例系数的单位。(4)检验表达式的正误。将某个表达式中各物理量的单位统一到同一单位制中，当计算结果的单位与待求量的单位一致时，该表达式才可能是正确的。若计算结果的单位不对，则表达式一定错误。自

主

验

收1．(对单位制的理解)宁波舰(舷号139)是现代级导弹驱逐舰，因其强大的反舰火力，被誉为“航母杀手”。其满载排水量为7940吨，长156.5米，宽17.19米，最大速度32节。下列说法正确的是(

)A．“米”是国际单位制中的基本单位B．“吨”是体积单位C．节是国际单位中的基本单位D．在力学范围内，速度是基本量之一[答案]

A[解析]

“米”是国际单位制中的基本单位，故A正确；“吨”是质量单位，故B错误；国际单位中的基本单位有千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉，节既不是国际单位也不是基本单位，故C错误；在力学范围内，质量、长度和时间是基本量之一，速度是导出量，故D错误。故选A。2．(单位制的应用)(多选)(2025·四川卷·8题)若长度、质量、时间和动量分别用a、b、c和d表示，则下列各式可能表示能量的是(

)[答案]

AC考点二两类动力学问题1．动力学的两类基本问题第一类：已知受力情况求物体的____________；第二类：已知运动情况求物体的____________。2．解决两类基本问题的方法：以__________为“桥梁”，由运动学公式和________________列方程求解，具体逻辑关系如图：运动情况受力情况加速度牛顿运动定律3．解决动力学两类基本问题应把握的关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁；速度是各物理过程间相互联系的桥梁。已知受力情况分析运动情况考向1(2026·辽宁沈阳联考)高楼火灾已经成为威胁城市公众安全的主要灾害之一。如图所示，有人设计了一种新型逃生通道，当楼房发生火灾时，人可以通过该通道滑到地面。通道的长度可以适当调节。若某次将通道调节后使其全长为28m，通道入口搭建在距地面高16.8m的窗口。在通道中，人双臂双腿并拢下滑时只受到底面的摩擦力，大小为重力的0.4倍；当速度过快时，张开双臂双腿增加了人与侧壁的摩擦，受到的摩擦力为并拢时的两倍。若人在通道中刚开始双臂双腿并拢由静止加速下滑，之后某时刻张开双臂双腿减速直到离开通道，人的运动可视为直线，不计空气阻力，g取10m/s2，求：(1)人双臂双腿并拢下滑时的加速度大小；(2)为了确保安全，人滑到底端时的速度不能超过4m/s，人在通道中下滑的最短时间。[答案]

(1)2m/s2

(2)6s(2)当张开双臂双腿减速下滑时，设加速度大小为a2，根据牛顿第二定律有2×0.4mg－mgsinθ＝ma2解得a2＝2m/s2设人的最大速度为vm，人滑到底端的速度为v，则有[规律方法]

动力学两类基本问题的解题思路跟

踪

训

练[答案]

B已知物体运动情况，分析受力情况考向2跟

踪

训

练2．(2026·江西宜春联考)“滑冰车”是我国北方冬季的一种娱乐活动。滑冰车时，人左右手各握一根冰钎斜向后下方插入冰面，冰面给的反作用力使人与冰车一起向前运动，如图所示。现有一同学由静止开始在水平冰面上滑冰车，两侧冰钎在插冰时平行且与水平冰面成53°角，与冰面作用1.0s后收起冰钎，人与冰车依靠惯性滑行16m后停止运动。已知人与冰车的总质量为64kg，冰钎的质量及空气阻力均可忽略不计，冰面对冰钎、冰车和人的作用力可视为恒力，且沿冰钎斜向上，冰车与冰面间的动摩擦因数为0.05，重力加速度g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。求：(1)人与冰车整个运动过程中的最大速度vm；(2)两侧冰钎插冰时对冰面的合力大小。[答案]

(1)4.0m/s

(2)450N[解析]

(1)冰车与冰面间的动摩擦因数μ＝0.05，收起冰钎后人与冰车所受的摩擦力f＝μN＝μmg收起冰钎后人与冰车所受的合外力就是这个摩擦力，根据牛顿第二定律有μmg＝ma解得人与冰车的加速度大小为a＝0.50m/s2设冰面对两侧冰钎的合力大小为F，由牛顿第二定律可得Fcos53°－μ(mg－Fsin53°)＝ma′解得F＝450N根据牛顿第三定律可知，两侧冰钎对冰面的合力大小F′＝F＝450N。考点三超重与失重1．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_______反映物体对弹簧的弹力或物体对台秤的压力。2．超重、失重和完全失重的比较

超重现象失重现象完全失重现象概念物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)________物体所受重力的现象物体对支持物的压力(或对于悬挂物的拉力)__________的现象示数大于小于等于零

超重现象失重现象完全失重现象产生条件物体的加速度方向____________物体的加速度方向____________物体的加速度方向____________，大小________原理方程F－mg＝maF＝___________mg－F＝maF＝_________mg－F＝ma＝mgF＝______运动状态________上升或________下降________下降或________上升以a＝g________下降或________上升竖直向上竖直向下竖直向下a＝gm(g＋a)m(g－a)0加速减速加速减速加速减速3．对超重和失重的理解(1)不论超重、失重或完全失重，物体的重力都不变，只是“视重”改变。(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。(3)尽管物体的加速度方向不是竖直方向，但只要其加速度在竖直方向上有分量，物体就会处于超重或失重状态。易

错

辨

析1．加速度大小等于g的物体处于完全失重状态。(

)2．减速上升的升降机内的物体，物体对地板的压力大于物体的重力。(

)3．加速上升的物体处于超重状态。(

)4．物体处于超重或失重状态时其重力并没有发生变化。(

)5．根据物体处于超重或失重状态，可以判断物体运动的速度方向。(

)××√√×

图甲是某人站在接有力传感器的板上做下蹲、起跳和回落动作的示意图，图中的小黑点表示人的重心。图乙是板所受压力随时间变化的图像，取g＝10m/s2。根据图像分析可知(

)A．人的重力可由b点读出，约为300NB．b到c的过程中，人先处于超重状态，再处于失重状态C．人在双脚离开力板后的过程中，处于完全失重状态D．人在b点对应时刻的加速度大于在c点对应时刻的加速度[答案]

C[解析]

开始时人处于平衡状态，由a点可读出，此时，人对板的压力约为900N，人的重力也约为900N，故A错误；当人对接触面的压力小于人的真实重力时，人处于失重状态，此时有向下的加速度；当人对接触面的压力大于人的真实重力时，人处于超重状态，此时有向上的加速度，故b到c的过程中，人先处于失重状态，再处于超重状态，故B错误；从d～e的过程中，人只受重力的作用，处于完全失重状态，故C正确；b点压力与重力的差值要小于c点压力与重力的差值，则人在b点对应时刻的加速度要小于在c点对应时刻的加速度，故D错误。[规律方法]

判断超重和失重的方法1．从受力的角度判断当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时，物体处于超重状态；小于重力时，物体处于失重状态；等于零时，物体处于完全失重状态。2．从加速度的角度判断当物体具有向上的(分)加速度时，物体处于超重状态；具有向下的(分)加速度时，物体处于失重状态；向下的(分)加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态。跟

踪

训

练3．(多选)(2026·天津西青区期末)我国空降部队的伞兵平时进行着极为严格的训练。在某次训练中一名伞兵从悬停在高空的直升机中跳下，从跳离飞机到落地的过程中在空中沿竖直方向运动的v－t图像如图所示。规定向下的方向为正方向，下列说法正确的是(

)A．0～5s内，伞兵处于完全失重状态B．0～5s内，伞兵通过的位移大小为100mC．5～10s内，伞兵处于超重状态D．5～10s内，伞兵受到的合力越来越大[答案]

BC提能训练练案[15]基础巩固练1．(多选)在升降电梯内的地板上放一体重计，电梯静止时，晓敏同学站在体重计上，体重计示数为50kg，电梯运动过程中，某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图所示，在这段时间内下列说法中正确的是(

)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．电梯一定在竖直向下运动[答案]

BDA．kg·m/(s2·A) B．kg·m/(s2·A2)C．kg·m2/(s3·A) D．kg·m2/(s3·A3)[答案]

B3．(2024·贵州卷·1题)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某段时间内，小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可能正确的是(

)A．f一直大于GB．f一直小于GC．f先小于G，后大于GD．f先大于G，后小于G[答案]

C4．(多选)某人在地面上用体重计称得其体重为490N，他将体重计移至电梯内称量，t0至t3时间段内，体重计的示数如图所示。若取竖直向上为正方向，则电梯运行的v－t和a－t图像可能正确的是(g取9.8m/s2)(

)[答案]

ABC5．(2026·河南洛阳联考)如图所示，在重大节日或活动现场会燃放大型的礼花烟火。假设礼花弹从炮筒中竖直向上射出时的初速度是60m/s，上升过程中所受的阻力大小始终与自身重力相等，重力加速度g取10m/s2，则礼花弹从射出到最高点所用的时间和离地面的距离分别为(

)A．6s，90m B．3s，180mC．3s，90m D．6s，180m[答案]

C6．(2026·广东佛山市一模)某同学体重50kg，乘电梯上行时，用手机内置传感器测得某段时间内电梯的加速度如图所示。竖直向上为正方向。关于该段时间下列说法正确的是(

)A．3～5s该同学处于失重状态B．9～11s电梯向下加速运动C．该同学受到的最小支持力约为30ND．该同学受到的最大支持力约为530N[答案]

D[解析]

由题图可知，3～5s的加速度为正，方向竖直向上，则该同学处于超重状态，故A错误；9～11s的加速度为负，方向竖直向下，9s时的速度是竖直向上的，故电梯向上减速运动，故B错误；10s时，a1＝－0.6m/s2，该同学受到的支持力最小，FNmin－mg＝ma1，解得FNmin＝470N，故C错误；4s时a2＝0.6m/s2，该同学受到的支持力最大，FNmax－mg＝ma2，解得FNmax＝530N，故D正确。能力提升练7．(2025·河南模拟预测)2025年3月7日，国际雪联单板滑雪坡面障碍技巧亚洲杯在吉林北大湖滑雪场开幕，在女子个人组比赛中，中国队张小楠、甘佳佳、熊诗芮分获金银铜牌。如图所示，若滑雪运动员以初速度v＝4m/s沿倾角为θ＝37°、足够长的滑雪轨道匀加速直线下滑，在3s的时间内下滑的路程为30m，已知滑板和运动员的总质量为m＝50kg，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。则(

)A．运动员下滑的加速度大小为4m/s2B．运动员5s末的速度大小为20m/sC．运动员受到的阻力大小为60ND．运动员受到斜轨道支持力的大小为600N[答案]

A8．(2026·湖南湘潭期末)2024年9月11日，朱雀三号VTVL－1可重复使用垂直起降回收试验箭，在酒泉卫星发射中心完成十公里级垂直起降返回飞行试验圆满成功，标志着我国可重复使用运载火箭技术取得重大突破，若在某次测试中，试验箭在竖直方向上的速度时间图像如图所示，则(

)A．试验箭在t1时刻上升到最高点B．试验箭在0～t1时间内受到的推力在逐渐减小D．试验箭在0～t3时间内先超重后失重[答案]

D9．(2026·湖北恩施联考)2025年4月13日，陈芋汐参加加拿大温莎站世界杯跳水决赛获得冠军。陈芋汐以一定的初速度在高台上竖直向上起跳，到距水面11.25m的最高处后开始竖直下落，入水后受到水的阻力(视为恒力)大小为她的重力的4倍。重力加速度g取10m/s2，陈芋汐在运动过程中可简化为质点，不计空气阻力，陈芋汐从最高点运动到最低点的过程中(

)A．入水前比入水后的速度变化更快B．在水中下降的最大深度为2.8mC．平均速度大小为7.5m/sD．一直处于失重状态[答案]

C[解析]

速度变化的快慢由加速度决定，陈芋汐入水前做自由下落，加速度g取10m/s2，陈芋汐入水后所受阻力为重力的4倍，根据牛顿第二定律有4mg－mg＝ma，解得a＝30m/s2，加速度方向向上。可知，陈芋汐入水后加速度更大，则入水前比入水后的速度变化更慢，故A错误；入水前下落高度h＝11.25m，根据v2＝2gh，解得入水速度v