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文档简介
2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练
第三章牛顿运动定律
专题14超重和失重力学单位制
第一部分知识点精讲
一'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。
2.超重、失重和完全失重的比较
超重失重完全失重[注3]
现象视重大于物体重力视重小于物体重力视重等于L
产生条件物体的加速度向上一物体的加速度向E物体的加速度等于L
以g加速下降或减速
运动状态加速上升或减速下降加速下降或减速上升
上升
F-nιg=maF=InRnig-F=maF=mg
原理方程mg-F=mgF=O
-ma
【温馨提示】物体在完全失重状态下,由重力引起的效应将完全消失。
3.判断超重和失重的方法
从受力的角度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
判断力时,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
度判断体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态
二。动力学的图象问题
1.数形结合解决动力学图象问题
(1)在图象问题中,无论是读图还是作图,都应尽量先建立函数关系,进而明确“图象与
公式图象与物体''间的关系,然后根据函数关系读取图象信息或者描点作图。
(2)读图时,要注意图象的起点、斜率、截距、折点以及图象与横坐标轴包围的“面积”
等所对应的物理意义,尽可能多地提取解题信息。
(3)常见的动力学图象主要有:VY图象、“<图象、F<图象、F-a图象等。
2.解决图象综合问题的关键
图象反映了两个变量之间的函数关系,必要时需要根据物理规律进行推导,得到函数关
系后结合图线的斜率、截距、面积、交点坐标、拐点的物理意义对图象及运动过程进行分析。
三.单位制
(1)单位制
由基本单位和导出单位一起组成了单位制。
(2)基本单位
在力学范围内,国际单位制规定质量、长度和时间为三个基本量,它们的单位千克、米
和也为基本单位。
(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。
第二部分最新高考题精选
1.(2022年1月浙江选考)单位为J/m的物理量是()
A.力B.功
C.动能D.电场强度
【参考答案】A
【名师解析】根据功的定义式W=Er可知J=N∙m
JN∙m
则有一=-----=N
mm
因N是力的单位,故单位为J/m的物理量是力。故选A。
2.(2022年6月浙江选考)下列属于力的单位是
A.kg∙m∕s2B.kg∙m∕s
C.kg∙m2∕sD.kg∙s/m2
【参考答案】A
【命题意图】本题考查力的单位用基本物理量单位表达。
【解题思路】根据牛顿第二定律和力的单位规定,可知A正确。
3.(2021高考新课程∏卷海南卷)公元前4世纪末,我国的《墨经》中提到“力,形之所
以奋也”,意为力是使有形之物突进或加速运动的原因•力的单位用国际单位制的基本单位
符号来表示,正确的是()
A.kg∙m∙s^lB.kg∙m∙s_2C.Pam2D.Jm-1
【参考答案】B
【名师解析】由牛顿第二定律F=ma,可知力的单位N用国际单位制的基本单位符号来表示
为kg∙m∕s2=kg∙m∙s^2,选项B正确。
4.(浙江新高考2018年4月选考科目物理试题)如图所示,小芳在体重计上完成下蹲动作,
下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是
【参考答案】C
【名师解析】对人的运动过程分析可知,人下蹲的过程可以分成两段:人在加速下蹲的过程
中,有向下的加速度,处于失重状态,此时人对传感器的压力小于人的重力的大小:在减速
F蹲的过程中,加速度方向向上,处于超重状态,此时人对传感器的压力大于人的重力的大
小,故C正确,A,B、D错误;
故选C。
【点睛】人在加速下蹲的过程中,有向下的加速度,处于失重状态,在减速下蹲的过程中,
加速度方向向上,处于超重状态。
第三部分最新模拟题精选
1.(2022福建泉州高三下适应性测试)如图,缆车用钢索悬挂着,处于静止状态,其底板
上放置一小物块,物块与缆车左侧壁用水平轻弹簧连接起来,弹簧处于拉伸状态,物块恰好
不会相对底板滑动。已知缆车质量远大于物块质量,物块与缆车底板间的动摩擦因数为〃,
最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力,重力加速度为g,则钢索断开瞬间()
A.物块没有受到摩擦力
B.物块受到滑动摩擦力
C.物块的加速度大小为g
D.物块加速度大小为〃g
【参考答案】A
【名师解析】
钢索断开瞬间,物块和底板间的弹力瞬间消失,则物块不再受到摩擦力,故B错误,A正确;
钢索断开前,物块受到弹簧弹力大小为尸=
钢索断开后,物块竖直方向的加速度为g,方向竖直向下,水平方向上弹簧弹力不突变,则
F
物块水平方向的加速度为"=—=
m
可得加速度为a=J(g>+(〃g)2=Jl+〃2g,故CD错误。
2.(2022四川南充零诊)某人乘电梯从10楼到1楼,从电梯启动到停在1楼的过程,
经历了匀加速、匀速和匀减速三个阶段。电梯在这三个连续的运动阶段中,该人所受的重力
和他对电梯地板的压力相比较,其大小关系分别是
A.重力大于压力,重力等于压力,重力小于压力
B.重力小于压力,重力等于压力,重力大于压力
C.重力大于压力,重力小于压力,重力小于压力
D.重力小于压力,重力小于压力,重力大于压力
【参考答案】A
【名师解析】:某人乘电梯从10楼到1楼,速度方向向下。电梯启动做加速运动阶段,加
速度方向向下,由牛顿第二定律可知重力大于电梯地板对他的支持力,由牛顿第三定律可知,
他对电梯地板的压力等于电梯地板对他的支持力,即重力大于压力,处于失重状态;在匀速
运动阶段,处于平衡状态,重力等于压力;在减速运动阶段,加速度方向向上,由牛顿第二
定律可知重力小于电梯地板对他的支持力,由牛顿第三定律可知,他对电梯地板的压力等于
电梯地板对他的支持力,即重力小于压力,处于失重状态;所以选项A正确。
【一题多解】:此题情景是某人乘电梯从10楼到一楼,速度方向向下,经历加速、匀速、
减速三个阶段,加速度方向分别向下、为零、向上,其状态分别对应失重、等于、超重,即
分别对应重力大于压力、重力等于压力、重力小于压力,所以选项A正确。
3.(2022安徽巢湖一中等十校联盟最后一卷)北京冬奥会于2022年2月4日开幕,在2月
8日进行的自由式滑雪女子大跳台比赛中,中国选手谷爱凌获得了该项目历史上第一块金牌。
下图为“大跳台''赛道的示意图,由助滑道、起跳区、着陆坡、终点线、停止区组成。下列说
法正确的是()
大跳台
B.运动员在助滑道上加速下滑时,运动员处于超重状态
C.所有运动员在着陆坡落地时,他们的速度方向一定相同
D.着陆时运动员控制身体屈膝下蹲,是为了减小平均冲击力
【参考答案】D
【名师解析】
助滑道上运动员下蹲,双臂向后紧贴身体,以减小起跳时的空气阻力,增加起跳速度,A错
误;运动员在助滑道上加速下滑时,运动员处于失重状态,B错误;
由于运动员在空中完成各种动作,调整运动姿态,改变空气阻力,从而使落地时的速度方向
不一定相同,C错误;着陆时运动员控制身体屈膝下蹲,延长落地时间,从而减小平均冲击
力,D正确。
4.(4分)(2022广东省揭阳市普宁市段考)如图,垂直电梯里有一个“轿厢”和一个“对重”,
它们通过钢丝绳连接起来,驱动装置带动钢丝绳使"轿厢”和“对重”在竖直方向做上下运
动。当“轿厢”向上做匀减速直线运动时()
驱动电机
对重
A.电梯的“对重”处于失重状态
B.电梯的“对重”向下匀加速运动
C.钢丝绳的拉力等于“轿厢”的重力
D.钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力
【参考答案】D
【思路分析】当物体向上的加速度时,物体处于超重状态,当物体有向下的加速度时,
物体处于失重状态,据此分析即可。
【名师解析】当“轿厢”向上做匀减速直线运动时,“对重”向下做匀减速运动,加速度向
上,处了超重状态,故AB错误;当“轿厢”向上做匀减速运动时,“轿厢”加速度向下,处
于失重状态,钢丝绳的拉力小于“轿厢”的重力,故C错误,D正确。
【名师点评】本题考查了超重、失重的问题,关键是判断超重、失重看加速度的方向,
不是看物体的运动方向。
5.(2022广州培正中学三模)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
A.在0〜5s内,电梯加速上升,该同学处于失重状态
B.在5s〜IOs内,该同学对电梯地板的压力小于其重力
C.在IOS〜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
【参考答案】D
【名师解析】
在0〜5s内,从速度-时间图象可知,此时的加速度为正,说明电梯的加速度向上,此时人
处于超重状态,故A错误;5〜IOs内,该同学做匀速运动,故其对电梯地板的压力等于他
所受的重力,故B错误;
在10〜20s内,电梯向匕做匀减速运动,加速度向下,处于失重状态,故C错误;
在20〜25s内,电梯向下做匀加速运动,加速度向下,故处于失重状态度,故D正确。
(
6.(2022广东佛山重点∣¾中质检)如图所示,是某同学站在水)N
-R
平的力传感器上,做下蹲一起立的动作时记录的力随时间变田
化的图线。由图可知,该同学的体重约为650N,除此以外,650
还可以得到的信息有()
A.该同学做了两次下蹲一起立的动作
B.该同学做了一次下蹲一起立的动作,且下蹲后约2S8时间(S)
起立
C.下蹲过程中人处于失重状态
D.下蹲过程中人先处于超重状态后处于失重状态
【参考答案】B
【名师解析】在3〜4s下蹲过程中,先向下加速再向下减速,故人先处于失重状态后处
于超重状态;在6〜7s起立过程中,先向上加速再向上减速,故人先处于超重状态后处于
失重状态,选项A、C、D错误,B正确。
7.几位同学为了探究电梯运动时的加速度大小,他们将体重计放在电梯中。电梯启动
前,一位同学站在体重计上,如图甲所示。然后电梯由1层直接升到10层,之后又从10
层直接回到1层。图乙至图戊是电梯运动过程中按运动顺序在不同位置体重计的示数。根
据记录,进行推断分析,其中正确的是()
A.根据图甲、图乙可知,图乙位置时电梯向上加速运动
B.根据图甲、图丙可知,图丙位置时人处于超重状态
C.根据图甲、图丁可知,图丁位置时电梯向下减速运动
D.根据图甲、图戊可知,图戊位置时人处于失重状态
【参考答案】A
【名师解析】题图甲表示电梯静止时体重计的示数,题图乙示数大于静止时体重计的
示数,所以电梯是加速上升,A正确;题图丙示数小于静止时体重计的示数,人处于失重状
态,故B错误;题图丁示数小于静止时体重计的示数,加速度方向向下,电梯在向下加速
运动,故C错误;题图戊示数大于静止时体重计的示数,人处于超重状态,故D错误。
8.(2020•浙江画高三月者)由于生活水平的不断提升,越来越多的家庭拥有了私家轿车,
造成车位难求的现象,因此很多停车场采用了多层停车的结构。若车子被“移送”停在上层,
车主想使用汽车时就需要车库管理员把车子“移送”到下层。管理员正在“移送”车辆的过程
如图所示。假设“移送”过程中车辆相对于底板始终静止,底板始终保持水平,则下列说法
正确的是()
A.车子在被水平向右“移送”的过程中,底板对车子的摩擦力一直水平向左
B,车子在被水平向右“移送”的过程中,底板对车子的摩擦力不可能水平向左
C.车子在被竖直向下“移送”的过程中,车子对底板的力可能小于底板对车子的力
D.车子在被竖直向下“移送”的过程中,底板对车子的力可能大于车子自身的重力
【参考答案】D
【名师解析】车子在被水平向右“移送”的过程中,若减速向右移送,则底板对车子
的摩擦力水平向左,若加速向右移送,则底板对车子的摩擦力水平向右,故A、B错误;车
子对底板的力和底板对车子的力是一对作用力和反作用力,任何时刻都大小相等,方向相
反,故C错误;车子在被竖直向下“移送”的过程中,若减速向下移动,则加速度向上,即
F^~mg=ma,则底板对车子的力可能大于车子自身的重力,故D正确。
9.(2020•北京高三二棋)很多智能手机都有加速度传感器。小明把手机平放在手掌上,打
开加速度传感器,记录手机在竖直方向上加速度的变化情况。若手掌迅速向下运动,让手
机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,手机屏幕上获得的图象如图甲所示。以下实验中
手机均无翻转。下列说法正确的是
234
US
A.若将手机竖直向上抛出再落回手掌中,所得图象可能如图乙所示
B.若保持手托着手机,小明做下蹲动作,整个下蹲过程所得图象可能如图丙所示
C.若手托着手机一起由静止竖直向上运动一段时间后停止,所得图象可能如图丁所示
D.手机屏幕上的图象出现正最大值时,表明手机处于失重状态
【参考答案】A
【名师解析】若手掌迅速向下运动,让手机脱离手掌而自由下落,然后接住手机,
手机先加速后减速,加速度先竖直向下,再竖直向上。由题图甲可知加速度竖直向下时为
负值。若将手机竖直向上抛出再落回手掌中,手机先竖直向上加速然后竖直上抛运动最后
竖直向下减速,加速度方向先竖直向上然后竖直向下最后竖直向上,即先正然后负最后正,
所得图象可能如题图乙所示,故A正确;若保持手托着手机,小明做下蹲动作,手机先竖
直向下加速然后竖直向下减速,加速度方向先竖直向下然后竖直向上,即先负后正,整个
下蹲过程所得图象不可能如题图丙所示,故B错误;若手托着手机一起由静止竖直向上运
动一段时间后停止,手机先竖直向上加速最后竖直向上减速,加速度方向先竖直向上最后
竖直向下,即先正最后负,所得图象不可能如题图丁所示,故C错误;手机屏幕上的图象
出现正最大值时,说明加速度方向竖直向上,处于超重状态,故D错误。
10.(2022年广东江门联考)如图2所示,电梯使用电动机通过钢丝绳把供人乘坐的轿厢在高
低楼层之间来回运动,设某次人与轿贿的总重力为G,钢丝绳的拉力为T,忽略绳重平衡链重
力,则下列说法正确的是
A.电梯在减速上升时,人在电梯中处于失重状态,G<T
B.电梯在加速上升时,人在电梯中处于超重状态,G<T
C.电梯在加速下降时,人在电梯中处于超重状态,G>T
D.电梯在匀速上升时,人在电梯中处于平衡状态,G<T
【参考答案】B
【名师解析】电梯在减速上升时,加速度向下,人在电梯中处于失重状态,G<T,选项A
错误;电梯在加速上升时,加速度向上,人在电梯中处于超重状态,G<T,选项B正确;
电梯在加速下降时,加速度向下,人在电梯中处于失重状态,OT,选项C错误;电梯在
匀速上升时,人在电梯中处于平衡状态,G=T,选项D错误。
11.(2022∙河南九校联考)2019年国际篮联篮球世界杯暨第18届国际篮联篮球世界杯,于
2019年8月31日至9月15日在我国的北京、广州、南京、上海、武汉、深圳、佛山、东
莞八座城市举行。图为比赛中一运动员,其三分远投经历了下蹲、蹬地、离地上升、抛投过
程,动作一气呵成,若不计空气阻力,关于运动员的一系列动作。下列说法正确的是()
A.运动员下蹲过程始终处于失重状态
B.运动员蹬地上升到离地过程中,运动员蹬地的力大于地面对运动员的支持力
C.运动员蹬地上升到离地过程中,可能先超重后失重
D.运动员离地后上升过程中,处于完全失重状态,因此不受重力作用
【参考答案】C
【名师解析】运动员下蹲过程,先向下加速后向下减速,加速度方向先向下后向上,
因此运动员先处于失重状态后处于超重状态,A项错误;运动员蹬地上升到离地过程中,根
据牛顿第三定律可知,运动员蹬地的力等于地面对运动员的支持力,B项错误;运动员蹬地
上升到离地过程中,加速度的方向可能先向上后向下,因此可能先超重后失重,C项正确;
运动员离地后上升过程中,处于完全失重状态,仍受重力作用且所受重力不变,D项错误。
12.(2022北师大附中期中)“比冲”是航天器发射系统的常用物理量,用于表达动力系统的
效率,其可以描述为单位质量推进剂产生的冲量。据此分析,“比冲”的国际单位是()
A.m/sB.m∕s2C.ND.N∙s2
【参考答案】A
【名师解析】
N∙skg∙m/s,
“比冲”是单位质量推进剂产生的冲量,则单位为——=m∕s,A正确。
kgkg
13(2022河北普通高中第一次联考)磁场的磁感应强度是电磁学中一个重要的物理量,其
单位用国际单位制的基本单位可表示为
【参考答案】.B
【命题意图】本题通过电磁学中的单位制问题,主要考查量纲知识,体现科学思维,突出对
基础知识的考查要求。
【名师解析】根据公式B=£,F=ma,则有IT=I星巴&=l-⅛,故选B。
ILAmA-S2
14.(2022安徽六市十校联考)2020年5月5日,我国长征五号B运载火箭首飞成功,火
箭全长约53.7m,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,起飞质量约849t
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