第1讲 牛顿第一定律 牛顿第二定律
■目标要求
1.理解牛顿第一定律和惯性,会用牛顿第一定律和惯性解释生活中的现象。2.理解牛顿第二定律的内容和表达式,并能利用牛顿第二定律解决瞬时加速度问题和超重、失重问题。3.了解单位制,会用单位制检查物理表达式的正确性。
考点1 牛顿第一定律 惯性
必|备|知|识
1.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迫使它改变这种状态。
(2)意义。
①指出了一切物体都有 ,因此牛顿第一定律又叫 。
②指出力不是 物体运动状态的原因,而是 物体运动状态的原因,即产生 的原因。
2.惯性。
(1)定义:物体具有保持原来 状态或 状态的性质。
(2)普遍性:惯性是一切物体都具有的性质,是物体的 ,与物体的运动情况和受力情况 。
(3)量度: 是惯性大小的唯一量度, 的物体惯性大, 的物体惯性小。
(1)牛顿第一定律可用实验验证()
(2)速度大的物体用较长时间才能停下来,是因为其惯性大()
(3)物体不受力时,将处于静止状态或匀速直线运动状态()
关|键|能|力
1.惯性的两种表现形式。
(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力作用时,惯性表现为运动状态改变的难易程度,惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系。
牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。
(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力,牛顿第二定律则回答了如何改变物体的运动状态。
(2)牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的,无法用实验来验证,而牛顿第二定律是一条实验定律。
考向1 伽利略的理想斜面实验
【典例1】 (多选)17世纪,意大利物理学家伽利略根据实验指出:在水平面上运动的物体之所以会停下来,是因为受到摩擦阻力的缘故。设想若没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这一速度继续运动下去。伽利略设想了一个实验——“伽利略斜面实验”。关于该实验,下列说法正确的是( )
A.该实验是伽利略设想的,是在思维中进行的,无真实的实验基础,结论是荒谬的
B.该实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,从而更深刻地反映自然规律
C.该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
D.该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据
考向2 牛顿第一定律
【典例2】 下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的,没有实验依据
B.牛顿第一定律无法用实验直接验证,因此是不成立的
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样,都是一种科学抽象的思维方法
D.由牛顿第一定律可知,物体的运动需要力来维持
考向3 惯性
【典例3】
物理老师给同学们做了一个有趣的实验,用一根筷子穿透了一颗土豆,现在他一手拿筷子,另一只手拿锤子敲击筷子上端,那么你认为该演示实验的现象或原理正确的是( )
A.土豆会沿着筷子向上爬
B.该实验原理是利用牛顿第二定律
C.该实验原理是利用牛顿第三定律
D.土豆越大越难完成该实验
考点2 对牛顿第二定律的理解 力学单位制
必|备|知|识
1.牛顿第二定律。
(1)内容。
物体加速度的大小跟它受到的作用力成 ,跟它的质量成 。加速度的方向跟 的方向相同。
(2)表达式:F= 。
2.力学单位制。
(1)单位制。
由 和 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 、 和 ,它们的国际单位分别是 、 和 。
(3)导出单位。
由 根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
(1)由m=可知,物体的质量与其所受合外力成正比,与其运动的加速度成反比()
(2)物体所受的合外力减小,加速度一定减小,但速度不一定减小()
(3)千克、秒、米/秒均为国际单位制的基本单位()
关|键|能|力
1.牛顿第二定律的性质。
2.合力、加速度、速度间的决定关系。
(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系。
(2)合力与速度夹角为锐角,物体加速;合力与速度夹角为钝角,物体减速。
(3)a=是加速度的定义式,a与v、Δv及Δt无直接关系;a=是加速度的决定式,a∝F,a∝。
(4)速度的改变需经历一定的时间,不能突变;有力就一定有加速度,但有力不一定有速度。
考向1 牛顿第二定律的理解和简单应用
【典例4】 (多选)在某科技活动中,一位同学设计了一个加速度测量仪。如图甲所示,将一端连有摆球的细线悬挂于小车内的O点,小车沿水平方向运动,小球与小车保持相对静止后,通过如图乙所示的加速度仪表盘测量出细线与竖直方向的夹角θ,再通过该角度计算得到小车此时的加速度值。重力加速度大小为g,不计空气阻力和细线与刻度盘间的摩擦,下列说法正确的是( )
甲 乙
A.当θ=60°时,小车的加速度大小为g
B.两侧角度相同时表示小车的加速度相同
C.若对每一个角度对应的加速度进行标注,则加速度值越大,表盘刻度越密集
D.加速度越大,用此加速度计测量得越准确
考向2 瞬时加速度问题
【典例5】
(2024·湖南卷)如图,质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D,通过细线或轻弹簧互相连接,悬挂于O点,处于静止状态,重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断,则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A.g,1.5g B.2g,1.5g C.2g,0.5g D.g,0.5g
考向3 单位制
【典例6】 (2025·金华模拟)某公司的Wi-Fi6+采用了芯片级协同、动态窄频宽技术,大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度(PSD),带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米(W/nm),改用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A.kg·m/s3 B.kg·m/s4
C.kg·m2/s4 D.kg·m2/s2
考点3 超重与失重
必|备|知|识
1.超重。
(1)定义: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。
(2)产生条件:物体具有 的加速度。
2.失重。
(1)定义: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。
(2)产生条件:物体具有 的加速度。
3.完全失重。
(1)定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于 的现象称为完全失重现象。
(2)产生条件:物体的加速度a= ,方向竖直向下。
4.实重和视重。
(1)实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态 。
(2)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将 物体的重力,此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。
(1)超重就是物体重力变大的现象,失重就是物体重力变小的现象()
(2)处于超重状态的物体,具有向上的加速度或向上的加速度分量()
(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态()
关|键|能|力
1.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)假如物体的加速度不是竖直方向,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。
2.判断超重和失重的方法。
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
从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态
从速度变化的角度判断 ①物体向上加速或向下减速时,超重 ②物体向下加速或向上减速时,失重
【典例7】 (2025·镇江模拟)某同学用弹簧来研究竖直电梯的运行规律。如图所示,当电梯静止时,弹簧下端挂一重物,指针指在O点。当电梯运动时指针指在A位置,下列说法正确的是( )
A.重物处于失重状态
B.重物处于超重状态
C.电梯一定是上行
D.电梯一定是下行
第1讲 牛顿第一定律 牛顿第二定律
考点1
必备知识
1.(1)匀速直线运动 静止 (2)①惯性 惯性定律 ②维持 改变 加速度
2.(1)匀速直线运动 静止 (2)固有属性 无关 (3)质量 质量大 质量小
微点辨析 (1)× (2)× (3)√
关键能力
【典例1】 BD 解析 伽利略的斜面实验是以可靠的事实为基础,经过抽象思维,抓住主要因素,忽略次要因素,推理得出的结论,A项错误,B项正确;伽利略由此推翻了亚里士多德的观点,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,C项错误;牛顿总结了前人的经验,指出了物体运动的原因,即牛顿第一定律,D项正确。
【典例2】 C 解析 牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的,但无法用实验来直接验证,但其结论是正确的,A、B两项错误;理想实验的思维方法与质点概念的建立相同,都是突出主要因素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法,C项正确;物体的运动不需要力来维持,D项错误。
【典例3】 A 解析 该实验的原理是牛顿第一定律,即惯性定律,任何物体总要保持原有的运动状态(静止或匀速直线运动),除非外力迫使它改变这种状态。当拿锤子敲击筷子上端时,筷子快速下降,而土豆由于具有惯性,要保持原有的运动状态,位置保持不变,但筷子下降,则土豆相对筷子在向上运动,即土豆会沿着筷子向上爬,A项正确,B、C两项错误;土豆越大,其质量越大,则惯性越大,越容易完成实验,D项错误。
考点2
必备知识
1.(1)正比 反比 作用力 (2)ma
2.(1)基本单位 导出单位 (2)质量 长度 时间 kg m s (3)基本单位
微点辨析 (1)× (2)√ (3)×
关键能力
【典例4】 AC 解析 设小车的加速度为a,绳中张力为T,则有Tsin θ=ma,Tcos θ=mg,解得a=gtan θ,θ=60°时a=g,A项正确;根据A项分析可知两侧角度相同时,加速度大小相等,但所受合力的方向不同,加速度方向不同,B项错误;根据a=gtan θ可知a随θ的变化不是均匀变化,结合正切函数的特征可知,加速度值越大,表盘刻度越密集,C项正确;当加速度较大时对应的角度变化较小,会导致加速度较大情况下的测量误差较大,D项错误。
【典例5】 A 解析 以B、C、D整体为研究对象,受力分析,由平衡条件得FAB=(3m+2m+m)g=6mg,剪断B、C间细线瞬时,对B球应用牛顿第二定律得FAB-3mg=3ma1,解得a1=g,方向竖直向上。以C、D整体为研究对象,受力分析,由平衡条件得FBC=(2m+m)g=3mg,以D球为研究对象,由平衡条件得FCD=mg,剪断B、C间细线瞬时,对C球应用牛顿第二定律得FCD+2mg=2ma1,解得a1=1.5g,方向竖直向下。综上所述,应选择A。
【典例6】 A 解析 根据功率的公式和牛顿第二定律可知===109 kg·m/s3,所以国际单位制中其单位应为kg·m/s3,A项正确。
考点3
必备知识
1.(1)大于 (2)向上 2.(1)小于 (2)向下 3.(1)0 (2)g 4.(1)无关 (2)不等于
微点辨析 (1)× (2)√ (3)×
关键能力
【典例7】 A 解析 当电梯静止时,指针指在O点,则重力等于弹力;当指针指在A点时,重力大于弹力,加速度向下,则重物处于失重状态,电梯可能加速下行,也可能减速上行,A项正确。(共37张PPT)
第1讲
第三章 运动与力的关系
牛顿第一定律 牛顿第二定律
目
标
要
求
1.理解牛顿第一定律和惯性，会用牛顿第一定律和惯性解释生活中的现象。2.理解牛顿第二定律的内容和表达式，并能利用牛顿第二定律解决瞬时加速度问题和超重、失重问题。3.了解单位制，会用单位制检查物理表达式的正确性。
考点1 牛顿第一定律 惯性
考点2 对牛顿第二定律的理解 力学单位制
内容
索引
考点3 超重与失重
牛顿第一定律 惯性
考点1
必|备|知|识
1.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迫使它改变这种状态。
(2)意义。
①指出了一切物体都有______，因此牛顿第一定律又叫_________。
②指出力不是_______物体运动状态的原因，而是______物体运动状态的原因，即产生_________的原因。
匀速直线运动
静止
惯性
惯性定律
维持
改变
加速度
2.惯性。
(1)定义：物体具有保持原来______________状态或_______状态的性质。
(2)普遍性：惯性是一切物体都具有的性质，是物体的___________，与物体的运动情况和受力情况______。
(3)量度：______是惯性大小的唯一量度，_________的物体惯性大，________的物体惯性小。
匀速直线运动
静止
固有属性
无关
质量
质量大
质量小
(1)牛顿第一定律可用实验验证( )
(2)速度大的物体用较长时间才能停下来，是因为其惯性大( )
(3)物体不受力时，将处于静止状态或匀速直线运动状态( )
关|键|能|力
1.惯性的两种表现形式。
(1)保持“原状”：物体在不受力或所受合外力为零时，惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变：物体受到外力作用时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，惯性越大，物体的运动状态越难以被改变。
2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系。
牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的。
(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力，牛顿第二定律则回答了如何改变物体的运动状态。
(2)牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，无法用实验来验证，而牛顿第二定律是一条实验定律。
考向1
伽利略的理想斜面实验
【典例1】 (多选)17世纪，意大利物理学家伽利略根据实验指出：在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。设想若没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这一速度继续运动下去。伽利略设想了一个实验——“伽利略斜面实验”。关于该实验，下列说法正确的是( )
A.该实验是伽利略设想的，是在思维中进行的，无真实的实验基 础，结论是荒谬的
B.该实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地反映自然规律
C.该实验证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的结论
D.该实验为牛顿第一定律的提出提供了有力的实验依据
伽利略的斜面实验是以可靠的事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，推理得出的结论，A项错误，B项正 确；伽利略由此推翻了亚里士多德的观点，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，C项错误；牛顿总结了前人的经验，指出了物体运动的原因，即牛顿第一定律，D项正确。
解析
考向2
牛顿第一定律
【典例2】 下列说法正确的是( )
A.牛顿第一定律是科学家凭空想象出来的，没有实验依据
B.牛顿第一定律无法用实验直接验证，因此是不成立的
C.理想实验的思维方法与质点概念的建立一样，都是一种科学抽象的思维方法
D.由牛顿第一定律可知，物体的运动需要力来维持
牛顿第一定律是在理想实验的基础上经过合理归纳总结出来的，但无法用实验来直接验证，但其结论是正确的，A、B两项错误；理想实验的思维方法与质点概念的建立相同，都是突出主要因 素、忽略次要因素的科学抽象的思维方法，C项正确；物体的运动不需要力来维持，D项错误。
解析
考向3
惯性
【典例3】 物理老师给同学们做了一个有趣的实验，用一根筷子穿透了一颗土豆，现在他一手拿筷子，另一只手拿锤子敲击筷子上 端，那么你认为该演示实验的现象或原理正确的是( )
A.土豆会沿着筷子向上爬
B.该实验原理是利用牛顿第二定律
C.该实验原理是利用牛顿第三定律
D.土豆越大越难完成该实验
该实验的原理是牛顿第一定律，即惯性定律，任何物体总要保持原有的运动状态(静止或匀速直线运动)，除非外力迫使它改变这种状态。当拿锤子敲击筷子上端时，筷子快速下降，而土豆由于具有惯性，要保持原有的运动状态，位置保持不变，但筷子下 降，则土豆相对筷子在向上运动，即土豆会沿着筷子向上爬，A项正确，B、C两项错误；土豆越大，其质量越大，则惯性越大，越容易完成实验，D项错误。
解析
对牛顿第二定律的理解 力学单位制
考点2
必|备|知|识
1.牛顿第二定律。
(1)内容。
物体加速度的大小跟它受到的作用力成__________，跟它的质量成
______。加速度的方向跟________的方向相同。
(2)表达式：F=_____。
2.力学单位制。
(1)单位制。
由_________和__________一起组成了单位制。
正比
反比
作用力
ma
基本单位
导出单位
(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_______、_______和______，它们的国际单位分别是____、___和___。
(3)导出单位。
由_________根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
质量
长度
时间
kg
m
s
基本单位
(1)由m=可知，物体的质量与其所受合外力成正比，与其运动的加速度成反比( )
(2)物体所受的合外力减小，加速度一定减小，但速度不一定减小 ( )
(3)千克、秒、米/秒均为国际单位制的基本单位( )
关|键|能|力
1.牛顿第二定律的性质。
2.合力、加速度、速度间的决定关系。
(1)物体的加速度由所受合力决定，与速度无必然联系。
(2)合力与速度夹角为锐角，物体加速；合力与速度夹角为钝角，物体减速。
(3)a=是加速度的定义式，a与v、Δv及Δt无直接关系；a=是加速度的决定式，a∝F，a∝。
(4)速度的改变需经历一定的时间，不能突变；有力就一定有加速 度，但有力不一定有速度。
考向1
牛顿第二定律的理解和简单应用
【典例4】 (多选)在某科技活动中，一位同学设计了一个加速度测量仪。如图甲所示，将一端连有摆球的细线悬挂于小车内的O点，小车沿水平方向运动，小球与小车保持相对静止后，通过如图乙所示的加速度仪表盘测量出细线与竖直方向的夹角θ，再通过该角度计算得到小车此时的加速度值。重力加速度大小为g，不计空气阻力和细线与刻度盘间的摩擦，下列说法正确的是( )
A.当θ=60°时，小车的加速度大小为g
B.两侧角度相同时表示小车的加速度相同
C.若对每一个角度对应的加速度进行标注，则加速度值越大，表盘刻度越密集
D.加速度越大，用此加速度计测量得越准确
设小车的加速度为a，绳中张力为T，则有Tsin θ=ma，Tcos θ= mg，解得a=gtan θ，θ=60°时a=g，A项正确；根据A项分析可知两侧角度相同时，加速度大小相等，但所受合力的方向不同，加速度方向不同，B项错误；根据a=gtan θ可知a随θ的变化不是均匀变化，结合正切函数的特征可知，加速度值越大，表盘刻度越密集，C项正确；当加速度较大时对应的角度变化较小，会导致加速度较大情况下的测量误差较大，D项错误。
解析
考向2
瞬时加速度问题
【典例5】 (2024·湖南卷)如图，质量分别为4m、3m、2m、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为( )
A.g，1.5g B.2g，1.5g
C.2g，0.5g D.g，0.5g
以B、C、D整体为研究对象，受力分析，由平衡条件得FAB=(3m+2m+m)g=6mg，剪断B、C间细线瞬时，对B球应用牛顿第二定律得FAB-3mg=3ma1，解得a1=g，方向竖直向上。以C、D整体为研究对象，受力分析，由平衡条件得FBC=(2m+m)g=3mg，以D球为研究对象，由平衡条件得FCD=mg，剪断B、C间细线瞬时，对C球应用牛顿第二定律得FCD+2mg=2ma1，解得a1=1.5g，方向竖直向下。综上所述，应选择A。
解析
考向3
单位制
【典例6】 (2025·金华模拟)某公司的Wi-Fi6+采用了芯片级协同、动态窄频宽技术，大幅提升了手机等终端侧的功率谱密度(PSD)，带来了信号穿墙能力的大幅提升。功率谱密度的单位是瓦特每纳米(W/nm)，改用国际单位制基本单位表示正确的是( )
A.kg·m/s3 B.kg·m/s4
C.kg·m2/s4 D.kg·m2/s2
根据功率的公式和牛顿第二定律可知=== 109 kg·m/s3，所以国际单位制中其单位应为kg·m/s3，A项正 确。
解析
超重与失重
考点3
必|备|知|识
1.超重。
(1)定义：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。
(2)产生条件：物体具有______的加速度。
2.失重。
(1)定义：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。
(2)产生条件：物体具有______的加速度。
大于
向上
小于
向下
3.完全失重。
(1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于____的现象称为完全失重现象。
(2)产生条件：物体的加速度a=____，方向竖直向下。
4.实重和视重。
(1)实重：物体实际所受的重力，它与物体的运动状态______。
(2)视重：当物体在竖直方向上有加速度时，物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将________物体的重力，此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重。
0
无关
不等于
g
(1)超重就是物体重力变大的现象，失重就是物体重力变小的现象 ( )
(2)处于超重状态的物体，具有向上的加速度或向上的加速度分量 ( )
(3)加速度大小等于g的物体一定处于完全失重状态( )
关|键|能|力
1.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)假如物体的加速度不是竖直方向，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。
2.判断超重和失重的方法。
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
从加速度的角度判断 当物体具有向上的加速度时，物体处于超重状态；具有向下的加速度时，物体处于失重状态；向下的加速度等于重力加速度时，物体处于完全失重状态
从速度变化的角度判断 ①物体向上加速或向下减速时，超重
②物体向下加速或向上减速时，失重
【典例7】 (2025·镇江模拟)某同学用弹簧来研究竖直电梯的运行规律。如图所示，当电梯静止时，弹簧下端挂一重物，指针指在O 点。当电梯运动时指针指在A位置，下列说法正确的是( )
A.重物处于失重状态
B.重物处于超重状态
C.电梯一定是上行
D.电梯一定是下行
当电梯静止时，指针指在O点，则重力等于弹力；当指针指在A点时，重力大于弹力，加速度向下，则重物处于失重状态，电梯可能加速下行，也可能减速上行，A项正确。
解析微练9 牛顿第一定律 牛顿第二定律
梯级Ⅰ基础练
1.(2025·株洲模拟)伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
A.图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因
B.图甲中的实验，可以在实验室中真实呈现
C.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
D.图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
2.核辐射的危害程度常用“当量剂量”来衡量，其国际单位是希沃特。每千克人体组织吸收1焦耳的辐射能量为1希沃特。则希沃特用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A.J·kg-1 B.m2·s-2
C.kg·m2·s-3 D.m2·s-3
3.(多选)如图所示，原先静止的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。对此过程，下列说法正确的是( )
A.停止用力，继续滑行是因为惯性
B.用力后蹬，可以向前滑行是因为惯性
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，说明惯性和速度有关
4.(多选)为了从筒的下端取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，下列说法可能正确的是( )
A.向下运动时，筒突然停止
B.向上运动时，筒突然停止
C.左手握筒，右手迅速向下拍击筒的顶部
D.左手握筒，右手迅速向上拍击筒的底部
5.(2025·宝鸡模拟)一质量为55 kg的同学，为完成老师布置的实践体验作业，把体重计放在直升式电梯中，发现某段时间体重计的示数变为66 kg，设当地的重力加速度大小为10 m/s2，下列说法正确的是( )
A.该同学这段时间处于失重状态，重力大小为550 N
B.该同学这段时间处于超重状态，重力大小为660 N
C.这段时间内电梯的加速度大小为2.5 m/s2，方向竖直向下
D.这段时间内电梯的加速度大小为2.0 m/s2，方向竖直向上
6.如图所示，滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的飞行人员发明的一种飞行器。现有一滑翔伞沿直线朝斜向下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F，则此过程中F的方向可能是( )
7.如图所示，质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.人未受到摩擦力作用
B.踏板对人的支持力大小FN=mg-masin θ
C.踏板对人的作用力方向竖直向上
D.踏板对人的摩擦力大小Ff=masin θ
8.(2025·哈尔滨模拟)如图所示，A、B两球用轻质弹簧相连，两球质量mA=3mB，重力加速度为g，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧中轴线与斜面平行，斜面倾角为θ，则在突然撤去挡板的瞬间( )
A.A球加速度为gsin θ
B.A球的加速度为3gsin θ
C.B球加速度为4gsin θ
D.A和B球的加速度相同
9.(2025·东莞模拟)如图甲所示，升降机箱内底部放一个质量为m的物体，当升降机箱从高空某处以初速度v0下落时，其速度—时间图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.0~t1内箱内底对物体的支持力保持不变
B.0~t1内箱内底对物体的支持力可能为0
C.物体在0~t1时间内处于失重状态
D.物体在0~t1时间内处于超重状态
梯级Ⅱ能力练
10.(2024·安徽卷)如图所示，竖直平面内有两个完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上，缓慢拉至P点，并保持静止，此时拉力F大小为2mg。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中( )
A.速度一直增大
B.速度先增大后减小
C.加速度的最大值为3g
D.加速度先增大后减小
11.(2025·邯郸模拟)如图甲所示，一物块放在水平桌面上，物块受到水平向右的拉力F的作用后运动，以水平向右为加速度的正方向。物块的加速度a与拉力F之间的关系如图乙所示，重力加速度g=10 m/s2。物块与水平面桌间的动摩擦因数为( )
A.0.2 B.0.4
C.0.6 D.0.8
12.(多选)(2025·开封模拟)如图所示，质量为M、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球(可视为质点)。现用一个水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽恰好相对静止，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.小铁球受到的合外力方向水平向左
B.凹槽对小铁球的支持力FN=
C.凹槽的加速度为gtan α
D.增大推力F，小铁球与凹槽相对静止时，α角增大
梯级Ⅲ创新练
13.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在0~50 s内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力，则( )
A.潜艇在t=20 s时下沉到最低点
B.潜艇竖直向下的最大位移为600 m
C.潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为3∶2
D.潜艇在0~20 s内处于超重状态
微练9 牛顿第一定律 牛顿第二定律
1.C 解析 题图甲的实验为伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合得出力是改变物体运动的原因,A项错误;实验室不存在没有阻力的斜面,题图甲中的实验,无法在实验室中真实呈现,B项错误;伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比。由于当时用滴水法计时,自由落体的时间短,无法测量,伽利略设计了让铜球沿阻力很小、倾角很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果。而铜球在斜面上运动的加速度要比它自由落体的加速度小得多,所用时间长得多,容易测量。伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上进行合理外推,得出自由落体运动的规律,C项正确,D项错误。
2.B 解析 根据题意可知1希沃特等于1 =1 =1 =1 m2·s-2,B项正确。
3.AC 解析 停止用力,继续滑行是因为惯性,A项正确;根据牛顿第三定律,用力后蹬,可以向前滑行是由于运动员受到冰面向前的反作用力,B项错误;停止用力,运动员停下来是由于摩擦力的作用,C项正确;速度越大,停下所需时间越长,惯性只与物体的质量有关,与速度无关,D项错误。
4.AD 解析 当筒和羽毛球一起向下运动时,筒突然停止,羽毛球由于惯性相对筒向下运动,可从下端取出羽毛球,A项正确,B项错误;左手握筒,右手迅速向上拍击筒的底部,筒瞬时获得向上的速度,羽毛球由于惯性相对筒向下运动,可从下端取出羽毛球,C项错误,D项正确。
5.D 解析 该同学的重力大小为G=mg=550 N,在电梯中体重计的示数变大,大于重力,说明处于超重状态,重力不变,仍为550 N,A、B两项错误;对该同学处于超重状态,可知加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律FN=mg+ma,根据题意可得FN=66×10 N=660 N,解得a=2.0 m/s2,C项错误,D项正确。
6.A 解析 滑翔伞沿直线朝斜向下方向做匀加速直线运动,则F与G的合力方向与v同向,A项符合题意,B、C、D三项不符合题意。
7.B 解析 以人为对象,竖直方向根据牛顿第二定律可得mg-FN=may=masin θ,解得踏板对人的支持力大小FN=mg-masin θ,水平方向根据牛顿第二定律可得Ff=max=macos θ,A、D两项错误,B项正确;由于踏板对人的支持力竖直向上,踏板对人的摩擦力水平向右,则踏板对人的作用力方向斜向右上,C项错误。
8.C 解析 撤去挡板前后瞬间,弹簧弹力不会发生突变,A依旧保持平衡状态,故A的加速度为0,A、B两项错误;撤去挡板前,A、B两球均静止不动,对A受力分析,可知弹簧弹力F=mAgsin θ,撤去挡板的瞬间对B受力分析,有F+mBgsin θ=mBaB,解得aB=4gsin θ,C项正确,D项错误。
9.D 解析 在v-t图像中,图线切线的斜率表示物体速度变化的快慢,即物体的加速度,由题图乙可知,在0~t1时间内物体的加速度逐渐减小,向下做加速度减小的减速运动,加速度向上,物体处于超重状态,根据牛顿第二定律F-mg=ma,0~t1内箱内底对物体的支持力逐渐减小,不可能为0,D项正确。
10.A 解析 缓慢拉至P点,保持静止,由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力合力为零。此时两弹簧拉力的合力大小为mg。当撤去拉力,则小球从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下,小球一直做加速运动,A项正确,B项错误;小球从P点运动到O点的过程中,形变量变小,弹簧在竖直方向的合力不断变小,小球受的合外力一直变小,加速度的最大值为撤去拉力时的加速度,由牛顿第二定律可知2mg=ma,加速度的最大值为2g,C、D两项错误。
11.B 解析 根据题图乙可得加速度与拉力的函数关系为a=0.2F-4,根据牛顿第二定律可得F-μmg=ma,整理得a=-μg,比较关系式得μ=0.4,B项正确。
12.CD 解析 小铁球与光滑凹槽组成的整体在水平方向只受推力F作用,如图所示,由牛顿第二定律可知,整体有向右的加速度,因此小铁球受到的合外力方向水平向右;由图可知,凹槽对小铁球的支持力为FN=,A、B两项错误;由牛顿第二定律可知,凹槽的加速度与小铁球的加速度相同,为a===gtan α,C项正确;增大推力F,小铁球与凹槽相对静止时,凹槽与小铁球的加速度相同,都增大,由小铁球的加速度a=gtan α,可知α角增大,D项正确。
13.C 解析 在50 s内先向下加速后向下减速,则50 s时潜艇向下到达最大深度,A项错误;由题图乙可知潜艇竖直向下的最大位移为h=×30×50 m=750 m,B项错误;潜艇在“掉深”时向下加速,则由题图乙可知加速度大小为a= m/s2=1.5 m/s2,在自救时加速度大小为a'= m/s2=1 m/s2,加速度大小之比为3∶2,C项正确;潜艇在0~20 s内向下加速,加速度向下,处于失重状态,D项错误。(共30张PPT)
微练9
牛顿第一定律 牛顿第二定律
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1.(2025·株洲模拟)伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法正确的是( )
梯级Ⅰ 基础练
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A.图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因
B.图甲中的实验，可以在实验室中真实呈现
C.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
D.图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动
题图甲的实验为伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合得出力是改变物体运动的原因，A项错误；实验室不存在没有阻力的斜面，题图甲中的实验，无法在实验室中真实呈现，B项错误；伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比。由于当时用滴水法计时，
解析
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自由落体的时间短，无法测量，伽利略设计了让铜球沿阻力很 小、倾角很小的斜面滚下，来“冲淡”重力的作用效果。而铜球在斜面上运动的加速度要比它自由落体的加速度小得多，所用时间长得多，容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上进行合理外推，得出自由落体运动的规律，C项正确，D项错误。
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2.核辐射的危害程度常用“当量剂量”来衡量，其国际单位是希沃特。每千克人体组织吸收1焦耳的辐射能量为1希沃特。则希沃特用国际单位制中的基本单位表示正确的是( )
A.J·kg-1 B.m2·s-2
C.kg·m2·s-3 D.m2·s-3
根据题意可知1希沃特等于1 =1 =1 =1 m2·s-2，B项正确。
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3.(多选)如图所示，原先静止的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。对此过程，下列说法正确的是( )
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A.停止用力，继续滑行是因为惯性
B.用力后蹬，可以向前滑行是因为惯性
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，说明惯性和速度有关
停止用力，继续滑行是因为惯性，A项正确；根据牛顿第三定 律，用力后蹬，可以向前滑行是由于运动员受到冰面向前的反作用力，B项错误；停止用力，运动员停下来是由于摩擦力的作 用，C项正确；速度越大，停下所需时间越长，惯性只与物体的质量有关，与速度无关，D项错误。
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4.(多选)为了从筒的下端取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，下列说法可能正确的是( )
A.向下运动时，筒突然停止
B.向上运动时，筒突然停止
C.左手握筒，右手迅速向下拍击筒的顶部
D.左手握筒，右手迅速向上拍击筒的底部
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当筒和羽毛球一起向下运动时，筒突然停止，羽毛球由于惯性相对筒向下运动，可从下端取出羽毛球，A项正确，B项错误；左手握筒，右手迅速向上拍击筒的底部，筒瞬时获得向上的速度，羽毛球由于惯性相对筒向下运动，可从下端取出羽毛球，C项错 误，D项正确。
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5.(2025·宝鸡模拟)一质量为55 kg的同学，为完成老师布置的实践体验作业，把体重计放在直升式电梯中，发现某段时间体重计的示数变为66 kg，设当地的重力加速度大小为10 m/s2，下列说法正确的是
( )
A.该同学这段时间处于失重状态，重力大小为550 N
B.该同学这段时间处于超重状态，重力大小为660 N
C.这段时间内电梯的加速度大小为2.5 m/s2，方向竖直向下
D.这段时间内电梯的加速度大小为2.0 m/s2，方向竖直向上
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该同学的重力大小为G=mg=550 N，在电梯中体重计的示数变 大，大于重力，说明处于超重状态，重力不变，仍为550 N，A、B两项错误；对该同学处于超重状态，可知加速度方向竖直向 上，根据牛顿第二定律FN=mg+ma，根据题意可得FN=66×10 N= 660 N，解得a=2.0 m/s2，C项错误，D项正确。
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6.如图所示，滑翔伞是一批热爱跳伞、滑翔翼的飞行人员发明的一种飞行器。现有一滑翔伞沿直线朝斜向下方向做匀加速直线运动。若空气对滑翔伞和飞行人员的作用力为F，则此过程中F的方向可能是( )
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滑翔伞沿直线朝斜向下方向做匀加速直线运动，则F与G的合力方向与v同向，A项符合题意，B、C、D三项不符合题意。
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7.如图所示，质量为m的人站在倾角为θ的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯一起斜向上做匀减速直线运动，加速度大小为a，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.人未受到摩擦力作用
B.踏板对人的支持力大小FN=mg-masin θ
C.踏板对人的作用力方向竖直向上
D.踏板对人的摩擦力大小Ff=masin θ
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以人为对象，竖直方向根据牛顿第二定律可得mg-FN=may= masin θ，解得踏板对人的支持力大小FN=mg-masin θ，水平方向根据牛顿第二定律可得Ff=max=macos θ，A、D两项错误，B项正确；由于踏板对人的支持力竖直向上，踏板对人的摩擦力水平向右，则踏板对人的作用力方向斜向右上，C项错误。
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8.(2025·哈尔滨模拟)如图所示，A、B两球用轻质弹簧相连，两球质量mA=3mB，重力加速度为g，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧中轴线与斜面平行，斜面倾角为θ，则在突然撤去挡板的瞬间( )
A.A球加速度为gsin θ
B.A球的加速度为3gsin θ
C.B球加速度为4gsin θ
D.A和B球的加速度相同
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撤去挡板前后瞬间，弹簧弹力不会发生突变，A依旧保持平衡状态，故A的加速度为0，A、B两项错误；撤去挡板前，A、B两球均静止不动，对A受力分析，可知弹簧弹力F=mAgsin θ，撤去挡板的瞬间对B受力分析，有F+mBgsin θ=mBaB，解得aB=4gsin θ，C项正确，D项错误。
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9.(2025·东莞模拟)如图甲所示，升降机箱内底部放一个质量为m的物体，当升降机箱从高空某处以初速度v0下落时，其速度—时间图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.0~t1内箱内底对物体的支持力保持不变
B.0~t1内箱内底对物体的支持力可能为0
C.物体在0~t1时间内处于失重状态
D.物体在0~t1时间内处于超重状态
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在v-t图像中，图线切线的斜率表示物体速度变化的快慢，即物体的加速度，由题图乙可知，在0~t1时间内物体的加速度逐渐减 小，向下做加速度减小的减速运动，加速度向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律F-mg=ma，0~t1内箱内底对物体的支持力逐渐减小，不可能为0，D项正确。
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10.(2024·安徽卷)如图所示，竖直平面内有两个完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于水平线上的M、N两点，另一端均连接在质量为m的小球上。开始时，在竖直向上的拉力作用下，小球静止于MN连线的中点O，弹簧处于原长。后将小球竖直向上，缓慢拉至P 点，并保持静止，此时拉力F大小为2mg。已知重力加速度大小为g，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。若撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中( )
梯级Ⅱ 能力练
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A.速度一直增大 B.速度先增大后减小
C.加速度的最大值为3g D.加速度先增大后减小
缓慢拉至P点，保持静止，由平衡条件可知此时拉力F与重力和两弹簧的拉力合力为零。此时两弹簧拉力的合力大小为mg。当撤去拉力，则小球从P点运动到O点的过程中两弹簧的拉力与重力的合力始终向下，小球一直做加速运动，A项正确，B项错误；小球从P点运动到O点的过程中，形变量变小，弹簧在竖直方向的合力不断变小，小球受的合外力一直变小，加速度的最大值为撤去拉力时的加速度，由牛顿第二定律可知2mg=ma，加速度的最大值为 2g，C、D两项错误。
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11.(2025·邯郸模拟)如图甲所示，一物块放在水平桌面上，物块受到水平向右的拉力F的作用后运动，以水平向右为加速度的正方向。物块的加速度a与拉力F之间的关系如图乙所示，重力加速度g= 10 m/s2。物块与水平面桌间的动摩擦因数为( )
A.0.2 B.0.4 C.0.6 D.0.8
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根据题图乙可得加速度与拉力的函数关系为a=0.2F-4，根据牛顿第二定律可得F-μmg=ma，整理得a=-μg，比较关系式得μ=0.4，B项正确。
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12.(多选)(2025·开封模拟)如图所示，质量为M、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球(可视为质点)。现用一个水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽恰好相对静止，凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.小铁球受到的合外力方向水平向左
B.凹槽对小铁球的支持力FN=
C.凹槽的加速度为gtan α
D.增大推力F，小铁球与凹槽相对静止时，α角增大
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小铁球与光滑凹槽组成的整体在水平方向只受推力F作用，如图所示，由牛顿第二定律可知，整体有向右的加速度，因此小铁球受到的合外力方向水平向右；由图可知，凹槽对小铁球的支持力为FN=，
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A、B两项错误；由牛顿第二定律可知，凹槽的加速度与小铁球的加速度相同，为a===gtan α，C项正确；增大推力F，小铁球与凹槽相对静止时，凹槽与小铁球的加速度相同，都增大，由小铁球的加速度a=gtan α，可知α角增大，D项正确。
13.根据海水中的盐分高低可将海水分成不同密度的区域，当潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t=0时，该潜艇“掉深”，随后采取措施自救脱险，在0~50 s内潜艇竖直方向的v-t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力，则( )
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梯级Ⅲ 创新练
A.潜艇在t=20 s时下沉到最低点
B.潜艇竖直向下的最大位移为600 m
C.潜艇在“掉深”和自救时的加速度大小之比为3∶2
D.潜艇在0~20 s内处于超重状态
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在50 s内先向下加速后向下减速，则50 s时潜艇向下到达最大深 度，A项错误；由题图乙可知潜艇竖直向下的最大位移为h=×30 ×50 m=750 m，B项错误；潜艇在“掉深”时向下加速，则由题图乙可知加速度大小为a= m/s2=1.5 m/s2，在自救时加速度大小为a'= m/s2=1 m/s2，加速度大小之比为3∶2，C项正确；潜艇在0~20 s内向下加速，加速度向下，处于失重状态，D项错误。
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