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(共27张PPT)
第6节　超重和失重
核心素养点击
物理观念 (1)知道测量重力的两种方法
(2)知道超重、失重和完全失重现象及其产生条件
科学思维 (1)会应用牛顿第二定律分析超重和失重现象发生的动力学原因，理解超重和失重现象的本质
(2)了解超重和失重现象在各个领域的应用，解释生活中的超重和失重现象
科学探究 (1)通过体验或者实验，认识超重和失重现象
(2)通过在电梯里观察体重计示数或其他方式发现超重和失重现象产生的条件
科学态度与责任 (1)培养学生从实际情境中捕捉信息、发现问题并提出问题的能力
(2)培养学生用科学知识解释生活现象的能力，激发学生的学习热情和兴趣
一、重力的测量
1．填一填
(1)方法一：先测量物体做自由落体运动的 ，再用天平测量物体的 ，利用 _____________可得G＝mg。
(2)方法二：将待测物体悬挂或放置在测力计上，使它处于 根据力的 可得重力等于测力计的示数，即G＝F。
2．判一判
(1)物体的重力大小G＝mg是根据牛顿第二定律确定的。 ( )
(2)弹簧测力计测量重力时，其示数一定等于物体的重力大小。 ( )
(3)在加速上升的电梯中用弹簧测力计测一物体的重力，弹簧测力计的示数大于物体的重力。 ( )
加速度g
质量
牛顿第二定律
静止
平衡条件
√
√
×
3．想一想
我们测量体重时，站在台秤上应保持什么状态？测量体重的原理是什么？
提示：保持静止状态，二力平衡。
二、超重和失重
1．填一填
超重 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
产生条件：物体具有 的加速度
失重 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
产生条件：物体具有 的加速度
完全失重 定义：物体对支持物(或悬挂物)完全没有作用力
产生条件：物体的加速度a＝g
大于
向上
小于
向下
2．判一判
(1)物体处于超重状态时重力增大了。 ( )
(2)物体处于失重状态时重力减小了。 ( )
(3)物体处于超重或失重状态时，物体的重力没有变化。 ( )
(4)做自由落体运动的物体处于完全失重状态。 ( )
×
√
×
√
3．想一想
在乘用竖直升降电梯上下楼时，你是否有这样的感觉：在电梯上升时，开
始时觉得自己有“向下坠”的感觉，好像自己变重了，快到目的楼层时又
觉得自己有“向上飘”的感觉，好像自己变轻了。下楼时，在电梯下降时，
开始觉得有种“向上飘”的感觉，背的书包也感觉变“轻”了，快到目的楼层时，觉得自己有种“向下坠”的感觉，背的书包也似乎变“重”了。
(1)电梯向上启动瞬间加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？
提示：竖直向上，超重。
(2)电梯向上将要到达目的楼层减速运动时加速度方向如何？人处于超重还是失重状态？
提示：竖直向下，失重。
(3)若电梯下降启动的瞬间或到达目的楼层前减速运动时，人处于超重还是失重状态？
提示：向下启动瞬间，加速度向下，失重；向下减速运动时加速度向上，超重。
主题探究(一)　对超重和失重的理解
【重难释解】
1.弹簧测力计的示数分析
当用弹簧测力计竖直悬挂物体时，弹簧测力计的示数等于弹簧测力计所受的拉力。非平衡状态下，弹簧测力计的示数与物体的重力大小不相等。
2．平衡、超重、失重、完全失重状态的比较
状态 加速度 拉力(F)与重力关系 运动情况 受力图
平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动
超重 向上 F＝m(g＋a) >mg 向上加速，向下减速
失重 向下 F＝m(g－a) 完全失重 a＝g F＝0 自由落体运动、抛体运动、沿圆轨道运行的卫星
[特别提醒]　在完全失重状态下：
(1)平常由重力产生的一切物理现象都会消失。例如：单摆停止摆动、液体对器壁没有压强、浸在液体中的物体不受浮力等。
(2)工作原理与重力有关的仪器也不能使用。例如：天平、液体气压计等，注意弹簧测力计不能测量重力，但可以测量拉力等。
典例1　 “蹦极” 是一项体育运动。某人(视为质点)身系弹性绳自高空
P点自由下落，如图所示。图中a点是弹性绳的原长位置，c是人所到达的最
低点，b是人静止悬吊着时的平衡位置，人在从P点落下到最低点c的过程中
(　　)
A．在ab段，人处于失重状态
B．在a点，人的速度最大
C．在bc段，人处于失重状态
D．在c点，人的速度为零，加速度也为零
[解析]　在ab段，弹性绳的拉力小于人的重力，人受到的合力向下，有向下的加速度，人向下做加速运动，处于失重状态，随弹性绳的拉力的增大，向下的合外力减小，所以向下的加速度逐渐减小；在bc段，弹性绳的拉力大于人的重力，人受到的合力向上，有向上的加速度，人向下做减速运动，处于超重状态，而且加速度随弹性绳的拉力的增大而增大，所以在ac段人的速度先增加后减小，加速度先减小后增加，在b点人的速度最大，在c点，弹性绳的形变量最大，即弹性绳的拉力最大，向上的加速度最大，人的速度为零，故选项A正确，B、C、D错误。
[答案]　A　
判断超重、失重状态的方法
(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，小于重力时处于失重状态，等于零时处于完全失重状态。
(2)从加速度的角度判断：当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，向下的加速度为g时处于完全失重状态。
(3)注意：超重、失重与物体的运动方向即速度方向无关。
【素养训练】
1． 一人站在体重计上。当他静止时台秤指针指在45 kg刻度处。则在他快
速蹲下不动的整个过程中，台秤指针 (　　)
A．一直指在大于45 kg刻度处
B．一直指在小于45 kg刻度处
C．先指在大于45 kg刻度处，后指在小于45 kg刻度处，最后指在等于45 kg刻度处
D．先指在小于45 kg刻度处，后指在大于45 kg刻度处，最后指在等于45 kg刻度处
答案：D
2．在一个封闭装置中，用弹簧测力计测一物体的重力，根据读数与物体实际重力之间的关系，判断以下说法中正确的是 (　　)
A．读数偏大，表明装置一定加速上升
B．读数偏小，表明装置一定加速下降
C．读数为0，表明装置运动的加速度等于重力加速度，但无法判断是向上运动还是向下运动
D．读数准确，表明装置一定匀速上升或下降
答案：C
主题探究(二)　超重和失重现象的应用
【重难释解】
解决超重和失重问题的一般思路
超重和失重现象的实质就是牛顿第二定律的应用，解答有关问题时：
(1)分析物体运动的加速度方向；
(2)判断物体处于超重状态还是失重状态；
(3)对物体进行受力分析；
(4)利用牛顿第二定律分析和求解。
典例2　 如图所示为阿联酋迪拜哈利法塔，又称“迪拜塔”，塔高
828 m，为世界第一高楼。楼层总数162层，配备56部电梯，最高速可达
17.4 m/s。游客乘坐观光电梯大约1 min就可以到达观光平台。若电梯简
化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，其加速
度a与时间t的关系如图所示。下列相关说法正确的是 (　　)
A．t＝6 s时，电梯处于失重状态
B．7～53 s时间内，绳索拉力最小
C．t＝59 s时，电梯处于超重状态
D．t＝60 s时，电梯速度恰好为0
[解析]　根据a-t图像可知当t＝6 s时，电梯的加速度向上，电梯处于超重状态，故A错误；53～55 s时间内，加速度的方向向下，电梯处于失重状态，绳索的拉力小于重力；而7～53 s时间内，a＝0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小，故B错误；t＝59 s时，电梯减速向上运动，a＜0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误；根据a-t图像与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60 s内a-t图像与坐标轴所围的面积代数和为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t＝60 s时，电梯速度恰好为0，故D正确。
[答案]　D
【素养训练】
1．“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在身体上，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为 (　　)
A．g　　　　　　　　 B．2g
C．3g D．4g
答案：B
2． (多选)如图所示，电梯的顶部挂一个弹簧秤，秤下端挂了一个质量为
1 kg的重物，电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10 N。在某时刻
电梯中的人观察到弹簧秤的示数变为12 N。关于电梯的运动，以下说
法正确的是(g取10 m/s2) (　　)
A．电梯可能向上加速运动，加速度大小为2 m/s2
B．电梯可能向下加速运动，加速度大小为4 m/s2
C．电梯可能向上减速运动，加速度大小为4 m/s2
D．电梯可能向下减速运动，加速度大小为2 m/s2
答案：AD
一、培养创新意识和创新思维
1． 如图所示，一个盛水的容器底部有一小孔，静止时用手指堵住小孔
不让它漏水。忽略空气阻力，假设容器在下述几种运动过程中始终
保持平动，则下列说法正确的是 (　　)
A．容器自由下落时，小孔向下漏水
B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水
C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
解析：题中几种运动，对整体分析，都只受重力作用，运动加速度为g，方向竖直向下，容器中的水处于完全失重状态，对容器底部无压力，故在底部的小孔处水不会漏出。故D正确，A、B、C错误。
答案：D
2． (多选)如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛 (不
计空气阻力)，至回到出发点的过程中，下列说法正确的是 (　　)
A．上升过程A、B处于超重状态，下降过程A、B处于失重状态
B．上升和下降过程A、B两物体均为完全失重
C．上升过程中A物体对B物体的压力大于A物体受到的重力
D．若将A、B两物体叠放着一起自由释放、水平抛出或者斜向上抛出，A、B间均无弹力作用
解析：以A、B整体为研究对象：在上升和下降过程中仅受重力，由牛顿第二定律知加速度为g，方向竖直向下，故全过程A、B都处于完全失重状态，A错误，B正确。再以A为研究对象：因加速度为g，方向竖直向下，由牛顿第二定律知A所受合力为A的重力，所以A仅受重力作用，即A和B之间没有作用力，故C错误。同理可知，无论将A、B两物体叠放着一起自由释放、水平抛出或者斜向上抛出，A、B两物体均处于完全失重状态，故A、B间均无弹力作用，故D正确。
答案：BD　
二、注重学以致用和思维建模
1．如图所示为运动员跳高时的精彩瞬间，下列说法正确的是 (　　)
A．运动员在最高点处于平衡状态
B．运动员在下降过程中处于超重状态
C．运动员起跳以后在上升过程中处于失重状态
D．运动员起跳时地面对他的支持力等于他所受的重力
解析：运动员在最高点只受重力作用，不是处于平衡状态，选项A错误；运动员在下降过程中加速度向下，处于失重状态，选项B错误；运动员起跳以后在上升过程中加速度向下，处于失重状态，选项C正确；运动员起跳时加速上升，则地面对他的支持力大于他所受的重力，选项D错误。
答案：C
2．(2021年1月新高考8省联考·广东卷改编)
(多选)研究“蹦极”运动时，在运动员身上系好弹性绳并安装传感器，可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小。根据传感器收集到的数据，得到如图所示的“速度—位移”图像。若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略，根据图像信息，下列说法正确的有 (　　)
A．弹性绳原长为15 m
B．当运动员下降10 m时，处于失重状态
C．当运动员下降15 m时，绳长达到最长
D．当运动员下降20 m时，其加速度方向竖直向上
解析：运动员下降15 m时速度最大，此时加速度为零，合外力为零，弹性绳弹力不为零，弹力等于重力，弹性绳处于伸长状态，故A错误；当运动员下降10 m时，速度向下并且逐渐增大，处于失重状态，故B正确；当运动员下降15 m时，速度不为零，运动员继续向下运动，弹性绳继续伸长，故C错误；当运动员下降20 m时，运动员向下减速运动，其加速度方向竖直向上，故D正确。
答案：BD(共32张PPT)
第四章 | 运动和力的关系
第1节　牛顿第一定律
核心素养点击
物理观念 (1)了解伽利略关于运动和力的关系的认识
(2)能准确叙述牛顿第一定律的内容
(3)知道质量是物体惯性大小的量度
科学思维 (1)能领悟理想实验的科学推理方法及其意义
(2)能对牛顿第一定律所揭示的运动和力的关系有较深刻理解
(3)能通过实例说明质量是物体惯性大小的量度，会解释有关的惯性现象
科学态度与责任 (1)了解牛顿第一定律的发现过程，体会人类认识事物本质的曲折过程，培养学生严谨的科学态度
(2)通过具体实例，体会生活中惯性的应用与防止，乐于将所学知识应用于日常生活实际
一、理想实验的魅力
1．填一填
(1)亚里士多德的观点：必须 作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要 在某个地方。
(2)伽利略的理想实验。
①斜面实验：
a．让静止的小球从第一个斜面滚下，冲上第二个斜面，如果没有 ，小球将上升到原来释放时的 ；
b．减小第二个斜面的倾角，小球滚动的距离增大，但所达到的高度 ；
c．当第二个斜面放平，小球将永远 下去。
有力
静止
摩擦
高度
相同
运动
②伽利略的观点：力 (选填“是”或“不是”)维持物体运动的原因。
(3)笛卡儿的观点：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以 沿 __________运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。
2．判一判
(1)亚里士多德认为力是维持物体运动的原因。 ( )
(2)伽利略的理想实验是可以想办法做到的。 ( )
(3)伽利略的理想实验说明了力是维持物体运动的原因。 ( )
(4)笛卡儿认为若没有力的作用，物体的运动状态不会改变。 ( )
不是
同一速度
同一直线
√
√
×
×
3．选一选
伽利略的斜面实验可以证明 (　　)
A．要物体运动必须有力作用，没有力作用的物体将静止
B．要物体静止必须有力作用，没有力作用的物体就运动
C．物体不受外力作用时，一定处于静止状态
D．力不是维持物体运动的原因
答案：D
二、牛顿第一定律
1．填一填
(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 这种状态。
(2)惯性：物体保持原来 状态或 状态的性质，牛顿第一定律也叫作 定律。
2．判一判
(1)牛顿第一定律是可以通过实验验证的。 ( )
(2)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动。 ( )
(3)牛顿第一定律说明一切物体都具有惯性。 ( )
(4)牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因。 ( )
匀速直线运动
静止
改变
匀速直线运动
静止
惯性
×
×
√
√
3．选一选
下列关于牛顿第一定律的说法正确的是 (　　)
A．牛顿第一定律是牛顿在前人工作基础上研究得出的
B．牛顿第一定律是通过理想实验方法得出的，可用实验验证
C．惯性是一种力，惯性定律与惯性的实质相同
D．物体的运动不需要力来维持，但物体的运动速度决定了惯性的大小
答案：A
三、惯性与质量
1．填一填
(1)描述物体惯性的物理量是它的 。
(2)质量越大的物体惯性越 。
(3)质量只有大小，没有 ，是标量。
2．判一判
(1)速度越大，物体的惯性越大。 ( )
(2)受力越大，物体的惯性越大。 ( )
(3)乒乓球可以快速抽杀，是因为乒乓球的惯性小。 ( )
(4)物体只有处于静止状态或匀速直线运动状态时才有惯性。 ( )
质量
大
方向
×
×
×
√
3．想一想
如图甲所示，公交车上站着的乘客身体突然向后倾倒；如图乙所示，公交车内乘客身体突然向前倾倒。
思考：
(1)什么情况下会出现图甲的情景？
提示：公交车快速启动或突然加速时，乘客会向后倾倒。
(2)什么情况下会出现图乙的情景？
提示：公交车急刹车或突然减速时，乘客会向前倾倒。
主题探究(一)　　对伽利略理想实验的理解
[问题驱动]
(1)伽利
略用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另
一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示。伽利略设计
这个实验的目的是什么？
提示：为了说明维持物体的运动不需要力。
(2)伽利略的理想实验有什么局限性？
提示：①接触面不可能绝对光滑。
②水平面不可能做得无限长。
(3)总结伽利略和笛卡儿的观点，说明运动和力的关系。
提示：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因。　　　　
【重难释解】
1．理想实验的推论
一切运动着的物体在没有受到外力的时候，它的速度将保持不变，并且一直运动下去。
2．理想实验的意义
(1)伽利略理想实验是以可靠的实验事实为基础，经过抽象思维，抓住主要因素，忽略次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律。
(2)伽利略理想实验是把实验和逻辑推理相结合的一种科学研究方法。
典例1　 理想实验有时能更深刻地反映自然规律。伽利略设想了一
个理想实验，如图所示。下面是关于该实验的步骤：
①减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
②如图为两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面。
③如果没有摩擦，小球将上升到原来释放时的高度。
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成为水平面，小球将沿水平面做持续的匀速运动。
(1)请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列____________(填写序号即可)。
(2)在上述的设想实验步骤中，有的属于可靠的实验事实，有的则是理想化的推论，请问步骤②属于___________。
[解析]　理想实验的思想方法：在实验事实的基础上，经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实。
[答案]　(1)②③①④　(2)可靠的实验事实
【素养训练】
1．(多选)科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用。下列说法符合历史事实的是 (　　)
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“理想实验”得出结论：一旦物体具有一定的速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去
C．笛卡儿指出：如果运动中的物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向
D．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
答案：BCD
2．伽利略的理想实验证明了 (　　)
A．物体运动必须有力作用，没有力的作用物体将要静止
B．物体运动速度越大，其惯性越大
C．物体不受力作用时，一定处于静止状态
D．物体不受力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态
答案：D
主题探究(二)　　对牛顿第一定律的理解
[问题驱动]
如图所示是冰壶在冰面上的运动情景。冰壶比赛过程中，运动员在冰壶前面擦扫冰面，可以使表面冰层融化，形成一层薄薄的水膜，而水膜的阻力比冰面要小，所以冰壶可以滑行的更远。
(1)图中的冰壶为什么会停下来？它说明了什么问题？
提示：冰壶停下来是因为受到了冰面的摩擦力的作用。说明力是改变物体运动状态的原因。
(2)试猜想如果冰壶不受外力作用将处于什么状态？
提示：冰壶原来静止，不受外力作用时，仍然静止；冰壶原来运动，不受外力作用时将保持匀速直线运动状态。
(3)从(1)、(2)两个问题中，我们能得到什么结论？
提示：物体不受外力作用或所受合力为零时，总保持静止或匀速直线运动状态。　　　　
【重难释解】
1．物体运动状态的变化
物体运动状态的变化指的就是速度的变化，分以下三种情景：
(1)速度的方向不变，大小变化。
(2)速度的大小不变，方向变化。
(3)速度的大小和方向都发生变化。
2．对牛顿第一定律的理解
(1)揭示了力和运动的关系：
①力是改变物体运动状态的原因(或者说力是使物体产生加速度的原因)，而不是维持物体运动状态的原因。
②物体不受外力时的运动状态：匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了一切物体都具有惯性，因此牛顿第一定律也叫惯性定律。
[特别提醒]　牛顿第一定律是“经验定律”，无法用实验验证。
典例2　(多选)关于牛顿第一定律有下列说法，其中正确的是 (　　)
A．牛顿第一定律可用实验来验证
B．牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C．惯性定律与惯性的实质是相同的
D．物体的运动不需要力来维持
[解析]　牛顿第一定律不是实验定律，故不能用实验来验证，选项A错误；牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因，选项B正确；惯性定律是物体遵循的规律，而惯性是物体的性质，其实质是不相同的，选项C错误；物体的运动不需要力来维持，选项D正确。
[答案]　BD　
【素养训练】
1．(多选)物体的运动状态改变了，不可能发生的是 (　　)
A．速率不变　　　　 B．速度不变
C．物体不受任何力 D．运动方向不变
答案：BC
2．(多选)关于牛顿第一定律的理解正确的是 (　　)
A．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律
B．不受外力作用时，物体的运动状态保持不变
C．在水平地面上滑动的木块最终停下来，是由于没有外力维持木块运动的结果
D．飞跑的运动员遇到障碍而被绊倒，这是因为他受到外力作用迫使他改变原来的运动状态
答案：ABD
主题探究(三)　　对惯性的理解
【重难释解】
1．惯性的大小
(1)质量是惯性大小的唯一量度。质量越大，惯性越大；反之则越小。
(2)惯性大小与物体运动状态(速度)、受力情况以及所处地理位置均无关。
2．惯性的表现
(1)不受力时，惯性表现为保持原来的匀速直线运动状态或静止状态。
(2)受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度。质量越大，惯性越大，运动状态越难以改变。
典例3　如图所示，一个盛水的容器固定在一辆小车上，在容器中分别
悬挂和拴住一只铁球和一只乒乓球，容器中水和铁球、乒乓球都处于静止
状态，当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系) (　　)
A．铁球向左，乒乓球向右
B．铁球向右，乒乓球向左
C．铁球和乒乓球都向左
D．铁球和乒乓球都向右
[解析]　因为小车突然向右运动时，由于惯性，铁球和乒乓球都有向左运动的趋势，但由于与同体积的“水球”相比，铁球的质量大，惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的“水球”的运动状态容易改变，即速度变化快，而且水和车一起加速运动，所以小车加速运动时，铁球相对于小车向左运动；同理，由于与同体积的“水球”相比，乒乓球的质量小，惯性小，乒乓球向右运动，选项A正确。
[答案]　A　
解答惯性现象的思路
(1)明确研究的物体原来处于怎样的运动状态。
(2)当外力作用在物体的某一部分时，这一部分运动状态的变化情况。
(3)明确物体由于惯性要保持怎样的运动状态，然后判断物体会出现什么现象。
【素养训练】
1．关于惯性，下列说法正确的是 (　　)
A．高速行驶的公共汽车紧急刹车时，乘客都要向前倾倒，说明乘客受到惯性力的作用
B．短跑运动员最后冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，惯性越大
C．惯性的大小仅与质量有关，质量越大，惯性越大
D．把手中的球由静止释放后，球能竖直下落，是由于球具有惯性的缘故
答案：C
2．质量为60 kg的某人以3 m/s的速度运动，质量为100 g的子弹以600 m/s的速度飞行，则下列说法正确的是 (　　)
A．人的惯性大
B．子弹的惯性大
C．人和子弹的惯性一样大
D．无法判断
答案：A
一、培养创新意识和创新思维
1．匀速直线运动的演示[选自鲁科版新教材“实验与探究”]
伽利略与笛卡儿的观点皆基于理想情况，在现实中很难实现。下面我们通过气垫导轨来演示在可忽略阻力情况下物体的匀速直线运动。如图所示，用气泵给气垫导轨充气，气体从气垫导轨的小孔中喷出，在滑块与导轨间形成空气薄层——气垫。这样，滑块在气垫上滑动时受到的阻力很小，可忽略不计。将气垫导轨调至水平，给滑块一个初速度，使其运动起来。利用光电门和电子计时器测出滑块在运动过程中的速度几乎不变。可见，水平方向虽没有外力作用，但滑块能保持匀速直线运动。
利用气垫导轨可以演示滑块在运动过程中的速度几乎不变，你从中可以得出什么结论？
提示：物体的运动并不需要力来维持，或者说力不是维持物体运动的原因。
2． (选自粤教版新教材课后练习)(1)两个完全相同的物体，在同一水平面上分别沿直线滑行，则初速度较大的物体要比初速度较小的物体滑行时间长。据此，有同学说：“物体的运动速度越大，惯性就越大。”这种说法是否正确？为什么？
提示：这种说法错误，质量是惯性大小的唯一量度，惯性和物体的运动状态无关。
(2)快速下坡的自行车，如需紧急刹车，是必须刹住前轮呢，还是必须刹住后轮？说明其中的道理。
提示：必须刹住后轮。若刹住前轮，由于惯性，自行车向前翻滚，这样会将骑车的人置于危险之中。
二、注重学以致用和思维建模
1． 如图所示是一种汽车安全带控制装置示意图。当汽车处于静止或匀速
直线运动时，摆锤竖直悬挂，锁棒水平，棘轮可以自由转动，安全带
能被拉动。当汽车突然刹车时，摆锤由于惯性绕轴摆动，使得锁棒锁
定棘轮的转动，安全带不能被拉动。若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置，汽车的可能运动方向和运动状态是 (　　)
A．向右行驶、匀速直线运动
B．向左行驶、匀速直线运动
C．向右行驶、突然刹车
D．向左行驶、突然刹车
解析：若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位置摆到虚线位置，故选项A、B均错误；由题图可知摆锤向右摆动，根据惯性知识可推知，汽车可能向左加速或向右减速，故选项C正确，选项D错误。
答案：C　
2．(2022·湖北安陆一中高一上月考)在谷物的收割和脱粒过程中，小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起，另外，谷有瘪粒。为了将它们分离，农民常用一种叫作“风谷”的农具分选，如图所示，对它的分选原理描述错误的是 (　　)
A．石子质量大惯性大，飞得最远
B．草屑和瘪谷粒质量小，飞得最近
C．草屑和瘪谷粒的惯性最大，飞得最近
D．空气阻力作用使它们速度变化快慢不同
解析：小石子、实谷粒、草屑和瘪谷粒，它们飞出时初速度基本相同，由于形状和大小不同，在飞行中受到的空气阻力的影响不同。一般来说，小石子受到的阻力的影响比草屑等杂物受到的阻力的影响要小，所以它们的速度变化快慢不同。草屑和瘪谷粒质量小惯性小，速度变化快，故落点近；小石子质量大惯性大，速度大小不易改变，速度变化得慢，故落点远。故A、B、D正确，C错误。
答案：C　(共43张PPT)
第3节　牛顿第二定律
核心素养点击
物理观念 (1)能准确表述牛顿第二定律的内容
(2)理解牛顿第二定律表达式的意义
(3)知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的
科学思维 会应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题
科学探究 通过分析探究实验的数据，能够得出牛顿第二定律的数学表达式
科学态度与责任 培养分析数据、从数据获取规律的能力
一、牛顿第二定律的表达式
1．填一填
(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 ，加速度的方向跟作用力的方向 。
(2)表达式：F＝ ，其中k是比例系数。
2．判一判
(1)牛顿第二定律既明确了力、质量、加速度三者的数量关系，也明确了加速度与力的方向关系。 ( )
(2)由F＝kma可知，物体所受的合外力与物体的质量成正比，与物体的加速度成反比。 ( )
(3)加速度的方向决定了合外力的方向。 ( )
(4)任何情况下，物体的加速度的方向始终与它所受的合外力方向一致。 ( )
正比
反比
相同
kma
√
√
×
×
3．选一选
(多选)下列对牛顿第二定律的理解正确的是 (　　)
A．由F＝kma可知，m与a成反比
B．牛顿第二定律说明当物体有加速度时，物体才受到外力的作用
C．加速度的方向总跟合外力的方向一致
D．当合外力停止作用时，加速度随之消失
答案：CD
二、力的单位
1．填一填
(1)力的国际单位：牛顿，简称牛，符号为 。
(2)“牛顿”的定义：使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力就是1 N，即1 N＝1 。
(3)国际单位制中牛顿第二定律的表达式：F＝ 。
N
ma
kg·m/s2
2．判一判
(1)使质量是1 g的物体产生1 cm/s2的加速度的力叫作1 N。 ( )
(2)公式F＝ma中，各量的单位可以任意选取。 ( )
(3)牛顿第二定律表达式F＝kma中的系数k总等于1。 ( )
(4)物体的加速度a是物体上每一个力所产生的加速度的矢量和。 ( )
3．想一想
若质量的单位用克，加速度的单位用厘米每二次方秒，那么力的单位是牛顿吗？牛顿第二定律表达式F＝kma中的系数k还是1吗？
提示：不是。只有当质量的单位用千克，加速度的单位用米每二次方秒时，力的单位才是牛顿，此时牛顿第二定律表达式中的系数k才是1。
×
×
×
√
主题探究(一)　　对牛顿第二定律的理解
【重难释解】
1．对表达式F＝ma的理解
(1)F的含义：
①F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；
②F是某个分力时，加速度a是该分力产生的加速度。
(2)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位必须都用国际制单位。
2．牛顿第二定律的五个性质
性质 理　解
因果性 力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度
同体性 F、m、a都是对同一物体而言的
独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和
瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失
矢量性 F＝ma是一个矢量式。物体的加速度方向由它受的合力方向决定，且总与合力的方向相同
[答案]　CD　
【素养训练】
1．下列说法正确的是 (　　)
A．由牛顿第二定律知，加速度大的物体，所受的合外力一定大
B．物体的加速度大，说明它的质量一定小
C．任何情况下，物体的加速度大，速度变化量一定大
D．a与Δv及Δt无关，但可以用Δv和Δt的比值来计算加速度a的大小
答案：D
2． 如图所示，弹簧一端系在墙上O点，另一端自由伸长到B点，今将
一小物体m压着弹簧(与弹簧未连接)，将弹簧压缩到A点，然后释
放，小物体能运动到C点静止，物体与水平地面间的动摩擦因数恒定。下列说法中正确的是 (　　)
A．物体在B点受合外力为零
B．物体的速度从A到B越来越大，从B到C越来越小
C．物体从A到B加速度越来越小，从B到C加速度不变
D．物体从A到B先加速后减速，从B到C匀减速
答案：D
主题探究(二)　　牛顿第二定律的简单应用
【重难释解】
1．应用牛顿第二定律的一般步骤
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析和运动情况分析，作出受力和运动的示意图。
(3)求合力F或加速度a。
(4)根据F＝ma列方程求解。
2．应用牛顿第二定律求解加速度的两种方法
(1)合成法：若物体只受两个力作用时，直接应用平行四边形定则求这两个力的合力，物体所受合外力的方向与加速度的方向相同。
(2)正交分解法：当物体受多个力作用处于加速状态时，常用正交分解法求物体所受的合力，再应用牛顿第二定律求加速度。为减少矢量的分解以简化运算，建立坐标系时，可有如下两种情况：
典例2　如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°角，球和车厢相对静止，球的质量为1 kg。(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
(1)求车厢运动的加速度，并说明车厢的运动情况；
(2)求悬线对球的拉力大小。
[解题指导]　解答本题可按以下思路：
[答案]　(1)7.5 m/s2，方向水平向右　车厢可能向右做匀加速直线运动或向左做匀减速直线运动　(2)12.5 N
解析：对人进行受力分析：受重力mg、支持力FN、摩擦力F(摩擦力的方向一定与接触面平行，由加速度的方向可推知F水平向右)。
建立直角坐标系：取水平向右(即F方向)为x轴正方向，此时只需分解加速度，其中ax＝acos 30°，ay＝asin 30°(如图所示)。
【素养训练】
1．(2022·江苏高考)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书，书与桌面间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10 m/s2。若书不滑动，则高铁的最大加速度不超过 (　　)
A．2.0 m/s2 　B．4.0 m/s2　 C．6.0 m/s2 　D．8.0 m/s2
解析：书放在水平桌面上，若书相对于桌面不滑动，则最大静摩擦力提供加速度fm＝μmg＝mam，解得am＝μg＝4 m/s2，故若书不滑动，高铁的最大加速度不超过4 m/s2。故选B。
答案：B　
2．第24届冬季奥林匹克运动会在我国成功举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图甲所示，长12 m的水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时的速度大小为8 m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图乙所示)，到C点共用时5.0 s。若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110 kg，sin 15°＝0.26，求雪车(包括运动员)：(g取10 m/s2)
(1)在直道AB上的加速度大小；
(2)过C点的速度大小；
(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
解得vc＝12 m/s。
(3)在斜道BC上由牛顿第二定律有
F＝mgsin 15°－f＝ma2，
解得f＝66 N。
主题探究(三)　　牛顿第二定律的瞬时性问题
【重难释解】
1．瞬时性问题
即求解瞬时加速度问题。牛顿第二定律是力的瞬时作用规律，加速度和力瞬时对应。分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻前后物体的受力情况及其变化，进而确定该时刻的受力情况。
2．两种基本模型
刚性绳模型 此类形变属于微小形变，其发生和变化过程时间极短，在物体的受力情况改变(如某个力消失)的瞬间，其形变可随之突变，弹力可以突变
轻弹簧模型 此类形变属于明显形变，其发生改变需要一段时间，在瞬时问题中，其弹力的大小不能突变，可看成是不变的
[答案]　BC　
[迁移·发散]
如果将[典例3]中的BC绳换成轻弹簧，橡皮筋AC换成细线，如图所示。求剪断细线AC的瞬间小球的加速度。
解析： 水平细线AC剪断瞬间，小球所受重力mg和弹簧弹力FT不变，
小球的加速度a方向水平向右，如图所示，则
mgtan θ＝ma，所以a＝gtan θ。
答案：gtan θ，方向水平向右
解决瞬时性问题的基本思路
(1)分析原状态(给定状态)下物体的受力情况，求出各力大小(①若物体处于平衡状态，则利用平衡条件；②若处于加速状态，则利用牛顿第二定律)。
(2)分析当状态变化时(剪断细线、剪断弹簧、抽出木板、撤去某个力等)，哪些力变化，哪些力不变，哪些力消失(被剪断的绳、弹簧中的弹力，发生在被撤去物接触面上的弹力都立即消失)。
(3)求物体在状态变化后所受的合外力，利用牛顿第二定律，求出瞬时加速度。
【素养训练】
1．(多选)如图所示，A球质量为B球质量的3倍，光滑固定斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有 (　　)
A．图甲中A球的加速度为g sin θ
B．图甲中B球的加速度为2g sin θ
C．图乙中A、B两球的加速度均为g sin θ
D．图乙中轻杆的作用力为零
解析：设B球质量为m，A球的质量为3m。撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为4mg sin θ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，题图甲中A球所受的合力为零，加速度为零，B球所受合力为4mg sin θ，加速度为4g sin θ；题图乙中，撤去挡板的瞬间，A、B两个整体的合力为4mg sin θ，A、B两球的加速度均为g sin θ，则每个球的合力等于重力沿斜面向下的分力，轻杆的作用力为零，C、D两项正确。
答案：CD　
2．(2021·北京等级考)某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖
直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度
方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20 cm刻度处；
下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40 cm刻度处。将直尺不同刻度
对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速
度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是 (　　)
A．30 cm刻度对应的加速度为－0.5g
B．40 cm刻度对应的加速度为g
C．50 cm刻度对应的加速度为2g
D．各刻度对应加速度的值是不均匀的
答案：A
主题探究(四)　　应用牛顿第二定律分析动态变化问题
【重难释解】
分析动态变化问题的基本思路
受力分析 合力的变化 加速度的变化：
(1)
(2)
典例4　如图所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧。现对物体作用一水平恒力，在弹簧被压缩到最短的这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是 (　　)
A．速度增大，加速度增大
B．速度增大，加速度减小
C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大
D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小
[解题指导]
(1)加速度的变化要看所受合外力的变化。
(2)速度的变化要看速度方向与加速度方向之间的关系。
(3)先找出物体A运动过程中的平衡位置，然后再分析平衡位置左右两侧各物理量的变化情况。
[解析]　力F作用在物体A上的开始阶段，弹簧弹力kx较小，合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力(F－kx)随x增大而减小，加速度也减小，当F＝kx以后，随物体A向左运动，弹力kx大于F，合力方向与速度反向，速度减小，而加速度a随x的增大而增大。综上所述，只有C正确。
[答案]　C　
【素养训练】
1．如图所示， 一个小球从竖直立在地面上的轻弹簧正上方某处自
由下落，在小球与弹簧开始接触到弹簧被压缩到最短的过程中，
小球的速度和加速度的变化情况是 (　　)
A．加速度越来越大，速度越来越小
B．加速度和速度都是先增大后减小
C．速度先增大后减小，加速度方向先向下后向上
D．速度一直减小，加速度大小先减小后增大
答案：C
2．(多选)如图甲所示，地面上有一质量为M的重物，用力F向上提它，力F变化而引起物体加速度a变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是 (　　)
A．当F小于图中A点值时，物体的重力Mg>F，物体不动
B．图中A点值等于物体的重力值
C．物体向上运动的加速度和力F成正比
D．图线延长线和纵轴的交点B的数值的绝对值等于该地的重力加速度
答案：ABD
一、培养创新意识和创新思维
1．[选自鲁科版新教材“物理聊吧”]由牛顿第二定律可知，无论
多小的力皆能使物体产生加速度，改变物体的运动状态。但是，当我
们推静止的柜子时(如图)，有时即使用了很大的力却也无法推动，柜
子仍处于静止状态。这与牛顿第二定律矛盾吗？为什么？
提示：牛顿第二定律F＝ma中的F为合外力，当物体所受合外力不为零时，物体就会产生加速度。而当我们用力推静止的柜子时，水平方向除了受推力外，还有地面对柜子的摩擦力，只要推力不能大于其最大静摩擦力，柜子就仍处于静止状态。故这一现象与牛顿第二定律并不矛盾。
2． [选自粤教版新教材课后练习]在水平路面上，一个大人推着一辆质量较大的车，一个小孩推着一辆质量较小的车，各自做匀加速直线运动(不考虑摩擦阻力)。甲、乙两个同学在一起议论，甲同学说：“由于大人的推力大、小孩的推力小，根据牛顿运动定律可知，加速度与推力成正比，所以大人推着质量较大的车的加速度大。”乙同学说：“根据牛顿运动定律，加速度与质量成反比，所以小孩推着质量较小的车的加速度大。”他们的说法是否正确？请简述理由。
答案：BD　
2．(2021·浙江6月选考)机动车礼让行人是一种文明行为。如图所示，
质量m＝1.0×103 kg的汽车以v1＝36 km/h的速度在水平路面上匀
速行驶，在距离斑马线s＝20 m处，驾驶员发现小朋友排着长l＝
6 m的队伍从斑马线一端开始通过，立即刹车，最终恰好停在斑马线前。假设汽车在刹车过程中所受阻力不变，且忽略驾驶员反应时间。
(1)求开始刹车到汽车停止所用的时间和所受阻力的大小；
(2)若路面宽L＝6 m，小朋友行走的速度v0＝0.5 m/s，求汽车在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间；
(3)假设驾驶员以v2＝54 km/h超速行驶，在距离斑马线s＝20 m处立即刹车，求汽车到斑马线时的速度。(共34张PPT)
第5节　牛顿运动定律的应用
核心素养点击
物理观念 (1)知道什么是已知物体的受力情况确定物体的运动情况
(2)知道什么是已知物体的运动情况确定物体的受力情况
(3)会对研究对象进行受力分析和运动情况分析
科学思维 (1)理解加速度是联系力和运动的桥梁
(2)掌握应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题的基本思路和方法
科学态度与责任 初步体会牛顿运动定律对社会发展的影响，建立应用科学知识解决实际问题的意识
一、牛顿第二定律的作用
1．填一填
牛顿第二定律确定了运动和 的关系，把物体的运动情况与 情况联系起来。
2．选一选
质量为m的物体，放在粗糙的水平地面上，受到一个水平方向的恒力F的作用而运动，在运动中，物体加速度a的大小 (　　)
A．和物体的运动速度有关
B．和物体与地面间的动摩擦因数无关
C．和物体运动的时间无关
D．和恒力F成正比
力
受力
答案：C
二、动力学的两类基本问题1．填一填
(1)从受力确定运动情况：如果已知物体的受力情况，可以由 求出物体的 ，再通过 的规律确定物体的运动情况。
(2)从运动情况确定受力：如果已知物体的运动情况，根据 规律求出物体的 ，结合受力分析，再根据 求出力。
2．判一判
(1)根据所受合外力的方向可以确定物体加速度的方向。 ( )
(2)根据物体加速度的方向可以判断物体受到的每个力的方向。 ( )
(3)物体运动状态的变化情况是由它的受力决定的。 ( )
(4)只要知道物体受力情况就能确定物体的运动性质。 ( )
牛顿第二定律
加速度
运动学
运动学
加速度
牛顿第二定律
√
√
×
×
3．选一选
(1)物体放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经时间t通过的位移是x。如果水平恒力变为2F，物体仍由静止开始运动，经时间2t通过的位移是 (　　)
A．x　　　　　　　　 B．2x
C．4x D．8x
答案：D
(2)行车过程中，如果车距不够，刹车不及时，汽车将发生碰撞，车里的人可能受到伤害，为了尽可能地减轻碰撞所引起的伤害，人们设计了安全带。假定乘客质量为70 kg，汽车车速为90 km/h，从踩下刹车到车完全停止需要的时间为5 s，安全带对乘客的平均作用力大小约为(不计人与座椅间的摩擦，刹车过程可看成匀减速直线运动) (　　)
A．450 N B．400 N
C．350 N D．300 N
答案：C
主题探究(一)　　根据物体的受力情况确定运动情况
【重难释解】
解答该类问题的一般步骤：
(1)选定研究对象，对研究对象进行受力分析，并画出受力示意图。
(2)根据平行四边形定则，应用合成法或正交分解法，求出物体所受的合外力。
(3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体运动的加速度。
(4)结合物体运动的初始条件(即初速度v0)，分析运动情况并画出运动草图，选择合适的运动学公式，求出待求的运动学量——任意时刻的速度v、一段运动时间t以及对应的位移x等。
典例1　 质量为m＝2 kg的物体静止在水平地面上，物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5。现在对物体施加如图所示的力F，F＝10 N，θ＝37°，且sin 37°＝0.6。经t＝10 s后撤去力F，再经一段时间，物体静止，g取10 m/s2。求：
(1)物体运动过程中的最大速度。
(2)物体运动的总位移。
[解析]　(1)撤去力F前，对物体进行受力分析，如图甲所示，则有Fsin θ＋FN＝mg，
Fcos θ－Ff＝ma1，
又Ff＝μFN，
联立以上各式解得a1＝0.5 m/s2，
物体在t＝10 s撤去力F时速度最大，v＝a1t＝5 m/s
[答案]　(1)5 m/s　(2)27.5 m
【素养训练】
1．如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，
上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上 调节，使得平板
与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处
静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的
大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将 (　　)
A．逐渐增大　　　　　　 B．逐渐减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
答案：D
答案：19.6 s　966.05 m
2． 如图所示，ACD是一滑雪场示意图，其中AC是长L＝8 m、倾角θ＝37°
的斜坡，CD段是与斜坡平滑连接的水平面。人从A点由静止下滑，经
过C点时速度大小不变，又在水平面上滑行一段距离后停下。人与接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.25，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间。
(2)人在经过C点后滑行的距离。
解析： (1)人在斜坡上下滑时，受力分析如图所示。
设人沿斜坡下滑的加速度为a，沿斜坡方向，由牛顿第二定律得
mgsin θ－Ff＝ma，Ff＝μFN，
垂直于斜坡方向有FN－mgcos θ＝0，
答案：(1)2 s　(2)12.8 m
主题探究(二)　　根据物体的运动情况确定受力情况
【重难释解】
解答该类问题的一般步骤：
(1)选定研究对象，对研究对象进行运动情况分析和受力分析，并画出运动草图及受力示意图。
(2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度。
(3)根据牛顿第二定律列方程，求物体所受的合外力。
(4)根据力的合成法或正交分解法，由合外力求出待求力或与力有关的量。
典例2　在科技创新活动中，小华同学根据磁铁同性相斥原理设计了用机器人操作的磁力运输车(如图甲所示)。在光滑水平面AB上(如图乙所示)，机器人用大小不变的电磁力F推动质量为m＝1 kg的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动。小滑块到达B点时机器人撤去电磁力F，小滑块冲上光滑斜面(设经过B点前后速率不变)，最高能到达C点。
机器人用速度传感器测量小滑块在ABC运动过程的瞬时速度大小并记录如下。求：
(1)机器人对小滑块作用力F的大小；
(2)斜面的倾角α的大小。
[解题指导]　
(1)根据表格中的数据求出小滑块在水平面、斜面上的加速度。
(2)对小滑块在水平面和斜面上运动过程进行受力分析，由牛顿第二定律求F、α的大小。
t/s 0 0.2 0.4 … 2.2 2.4 2.6 …
v/(m·s－1) 0 0.4 0.8 … 3.0 2.0 1.0 …
[答案]　(1)2 N　(2)30°
分析动力学两类问题的思维程序
【素养训练】
1．(2022·北京高考)如图所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是 (　 )
A．斜面对物块的支持力大小为mg sin θ
B．斜面对物块的摩擦力大小为μmg cos θ
C．斜面对物块作用力的合力大小为mg
D．物块所受的合力大小为mg sin θ
答案：B　
2． M99是我国生产的性能先进、精度高、射程远的半自动狙击步枪。
M99 的枪管长度为1.48 m。射击时，在火药的推力下，子弹在枪
管中由静止开始匀加速运动；射出枪口时，子弹的速度为800 m/s。
已知子弹的质量为50 g，求：
(1)子弹在枪管中加速度a的大小；
(2)子弹在枪管中受到的合力的大小。(结果均保留两位有效数字)
解析：(1)由于子弹在枪管中做匀加速直线运动，根据速度位移关系式得：v2－v02＝2ax，
代入数据解得：a＝2.2×105 m/s2。
(2)根据牛顿第二定律得：F＝ma，
代入数据解得F＝1.1×104 N。
答案：(1)2.2×105 m/s2　(2)1.1×104 N
主题探究(三)　　动力学中的多过程问题
【重难释解】
解决动力学中的多过程问题的基本思路：
(1)要明确整个过程由几个子过程组成，将过程合理分段。
(2)对每一过程都要分别进行受力分析和运动情况分析。
(3)明确相邻过程的转折状态，转折状态的有关各量是联系两个过程的纽带。比如：①前一过程的末速度是后一过程的初速度；②两个过程的时间关系、位移关系等。
【素养训练】
1． 一质量为m＝1 kg的物体在水平恒力F作用下水平运动，1 s末撤去恒
力F，其v-t图像如图所示，则恒力F和物体所受阻力f的大小是(　　)
A．F＝8 N　　　　　 B．F＝9 N
C．f＝2 N D．f＝6 N
答案：B
2．研究表明，一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0＝0.4 s，但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中，志愿者少量饮酒后驾车以v0＝72 km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L＝39 m。减速过程中汽车位移x与速度v的关系曲线如图乙所示，此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度g＝10 m/s2。求：
(1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间；
(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少；
(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。
(2)设志愿者反应时间为t′，反应时间的增加量为Δt，由运动学公式得
L＝v0t′＋x， ⑤
Δt＝t′－t0， ⑥
联立⑤⑥式，代入数据得
Δt＝0.3 s。 ⑦
一、培养创新意识和创新思维
谁“推动”了苹果[选自鲁科版新教材“拓展一步”]
生 活中常会出现这样的情景：在匀速行驶的火车上，较光滑
桌面上的苹果保持静止，但当火车加速时，桌面上的苹果却动起
来了(如图)。牛顿运动定律告诉我们：力是改变物体运动状态的
原因。此时苹果在水平方向的合外力为0，为什么苹果获得加速度动起来了呢？这与牛顿运动定律似乎矛盾了。
提示：牛顿运动定律是否成立，还与参考系的选择有关。人们将牛顿运动定律在其中成立的参考系称为惯性参考系，简称惯性系；牛顿运动定律在其中不成立的参考系则称为非惯性系。在研究地面物体的运动时，一般将地面视为惯性系，相对地面做匀速直线运动的其他参考系也可视为惯性系。若选车厢为参考系，当火车匀速行驶时，车厢是惯性系，所以苹果保持静止；当火车加速时，车厢则是非惯性系，此时牛顿运动定律不成立。其实，在非惯性系中，需要引入“惯性力”来修正牛顿运动定律，修正后的牛顿运动定律既适用于惯性系，也适用于非惯性系。火车加速时，车厢中的苹果从非惯性系车厢中看就是被惯性力“推动”的。
二、注重学以致用和思维建模
1．如图所示，一名消防队员在模拟演习训练中，沿着长为 12 m的
竖立在地面上的钢管下滑。已知这名消防队员的质量为 60 kg，
他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑，滑到地面时
速度恰好为0。如果他加速时的加速度大小是减速时的 2 倍，下
滑的总时间为 3 s，g取 10 m/s2，那么该消防队员 (　　)
A．下滑过程中的最大速度为 4 m/s
B．加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为 1∶7
C．加速与减速过程的位移之比为 1∶4
D．加速与减速过程的时间之比为 2∶1
答案： B 　
2．我国第一艘国产航母“山东舰”沿用了舰载机滑跃起飞方式，即飞机依靠自身发动机从静止开始到滑跃起飞，滑跃仰角为θ。其起飞跑道可视为由长度L1＝180 m的水平跑道和长度L2＝20 m倾斜跑道两部分组成，水平跑道和倾斜跑道末端的高度差h＝2 m，如图所示。已知质量m＝2×104 kg 的舰载机的喷气发动机的总推力大小恒为F＝1.2×105 N，方向始终与速度方向相同，若飞机起飞过程中受到的阻力大小恒为飞机重力的0.15倍，飞机质量视为不变，并把飞机看成质点，航母处于静止状态。
(1)求飞机在水平跑道运动的时间；
(2)求飞机在倾斜跑道上的加速度大小。(共37张PPT)
?实验原理
1．实验方法(控制变量法)
(1)保持研究对象即小车的质量不变，通过改变悬挂槽码的个数改变小车所受的拉力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否与作用力成正比。
(2)保持悬挂槽码的个数不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出小车的对应加速度，验证加速度是否与质量成反比。
(2)实验数据的处理——图像法、“化曲为直”法。
①研究加速度a和力F的关系。
以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图甲所示。若图像是一条通过原点倾斜的直线，则说明a与F成正比。
?实验器材
小车、砝码、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平。
?实验步骤与数据处理
(1)用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来。
(2)按如图所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)。
(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块位置，直到使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)。
(4)在细绳末端悬挂一个槽码，用细绳绕过定滑轮系在小车上，在小车上加放适量的砝码，用天平测出槽码的质量m，记录下来。接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带，并设计表格如下。
次数 1 2 3 4 5 6
小车加速度a/(m·s－2)
槽码的质量m/kg
拉力F/N
?误差分析
1．系统误差
本实验用槽码的重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于槽码的重力。槽码的质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，槽码的质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小。因此，满足槽码的质量远小于小车的质量的目的就是为了减小因实验原理不完善而引起的误差。
2．偶然误差
摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。
?注意事项
(1)打点前小车应靠近打点计时器，且应先接通电源后释放小车。
(2)在平衡摩擦力时，不需要悬挂槽码，但小车应连接纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点迹间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡。
(3)改变悬挂槽码的个数的过程中，要始终保证槽码的总质量远小于小车的质量。
(4)作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能地对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去。
?创新实验观摩
用气垫导轨探究加速度与力、质量的关系
实验装置
实验设计 (1)调平气垫导轨，让滑块在钩码拉力的作用下做加速运动，记录滑块通过光电门的速度、钩码的质量、两光电门间的距离
(2)保持滑块质量不变，通过增加(或减少)钩码的质量来改变拉力的大小。重复实验几次，记下实验数据
(3)保持钩码的质量不变，即滑块所受的拉力不变，通过在滑块上增加(或减少)橡皮泥来改变滑块的质量，重复实验几次，记下实验数据
说明：水平放置的气垫导轨上的滑块所受的摩擦力可以忽略不计，作用在滑块上的拉力大小等于滑块所受的合力大小
续表
(一)实验原理与操作
典例1　在研究作用力F一定时，小车的加速度a与小车(含砝码)质量M的关系的实验中，某同学安装的实验装置和设计的实验步骤如下：
A．用天平称出小车和槽码的质量
B．按图安装好实验器材
C．把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂槽码
D．将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上，接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量
E．保持槽码的质量不变，增加小车上的砝码个数，并记录每次增加后的M值，重复上述实验
F．分析每条纸带，测量并计算出加速度的值
G．作a-M关系图像，并由图像确定a与M的关系
(1)请改正实验装置图中的错误。
①电磁打点计时器位置________________________________________________
___________________________________________________________________；
②小车位置_________________________________________________________
___________________________________________________________________；
③滑轮位置__________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)该同学漏掉的重要实验步骤是_______，该步骤应排在步骤________之后。
(3)在上述步骤中，有错误的是步骤______，应把____________改为______。
(4)在上述步骤中，处理不恰当的是步骤______，应把_______改为________。
[解析]　(1)①电磁打点计时器应固定在长木板无滑轮的一端，且应靠近右端；②释放小车时，小车应靠近打点计时器；③连接小车的细绳应平行于木板，故应调节滑轮位置使细绳平行于木板。
(2)实验时应平衡摩擦力，使小车所受重力沿木板方向的分力与小车所受摩擦力平衡，故应垫高长木板右端以平衡摩擦力。实验中把槽码的重力看成与小车所受拉力大小相等，没有考虑摩擦力，故必须平衡摩擦力且应排在步骤B之后。
[微点拨]
实验操作的注意事项
(1)两个重要条件：①平衡摩擦力；②使m M。
(2)连接装置时：
①打点计时器要固定在长木板远离滑轮的一端。
②调节定滑轮，使拉小车的细绳与长木板平行。
③实验时要将小车靠近打点计时器，先接通电源后释放小车。　　　　
[对点训练]
1．用如图所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验，在平衡摩擦力的过程中，下列操作正确的是 (　　)
A．移动木块，使挂砂桶的小车在斜面上匀速运动
B．移动木块，使不挂砂桶的小车在斜面上匀速运动
C．移动木块，使挂砂桶的小车在斜面上静止
D．移动木块，使不挂砂桶的小车在斜面上静止
答案：B
(二)数据处理和误差分析
典例2　某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系的实验，图甲为实验装置简图。
(1)图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为________ m/s2(保留两位有效数字，交流电的频率为50 Hz)。
(3)保持小车质量不变，改变槽码质量，该同学根据实验数据作出了加速度a随合力F变化的图线，如图丁所示。该图线不通过原点，请你分析其主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。
[解题指导]　解答本题时可按以下思路分析：
(3)由题图可分析，当加速度a为零时，拉力F并不为零，说明实验前没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。
[对点训练]
2．(2021·北京等级考)物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如：
(1)实验仪器。用游标卡尺测某金属管的内径，示数如图甲所
示。则该金属管的内径为________mm。
(2)数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点，其中一部分如图乙所示，B、C、D为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。则打C点时，纸带运动的速度vC＝________m/s(结果保留小数点后两位)。
(3)实验原理。图丙为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。
认为桶和砂所受的重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验
中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的总质量m比小车质量M小得多。请
分析说明这个要求的理由。
答案：(1)31.4　(2)0.44　(3)见解析
创新点(一)　实验原理、实验器材的创新
1．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：
(1)若采用如图甲、图乙所示的实验装置与方案，通过黑板擦控制两小车的起动与停止，将测量两车的加速度转换为测量两车的位移。实验中不需要测量的物理量是______(填字母代号)。
A．小车运动的时间
B．小车通过的位移
C．盘和盘中重物的总质量
D．车和车上重物的总质量
(2)在用DIS“研究小车加速度与力的关系”实验时，所用实验装置如图丙所示，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，用位移传感器测定位移，用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像。
①该实验中，________(选填“需要”或“不需要”)满足“小车的质量远大于重物的质量”的条件。
②符合该实验方案得出的实验图像应是图丁中的________(填字母代号)。
答案：(1)A　(2)①不需要　②B
创新点(二)　实验器材、数据处理的创新
2．某同学利用如图所示装置做“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连，实验时改变钩码的质量，读出弹簧秤的不同示数F，不计细绳与滑轮之间的摩擦力。
(1)根据实验原理图，本实验__________(选填“需要”或“不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高，以平衡摩擦力；实验中__________(选填“一定要”或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量；实验中__________(选填“一定要”或“不必要”)用天平测出所挂钩码的质量；滑块(含遮光条)的加速度__________(选填“大于”“等于”或“小于”)钩码的加速度。
(2)某同学实验时，未挂细绳和钩码，接通气源，推一下滑块使其从轨道右端向左运动，发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间，该同学疏忽大意，未采取措施调节导轨，继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误)，则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图像可能是__________(填图像下方的字母)。
(3)若该同学作出的a-F图像中图线的斜率为k，则滑块(含遮光条)的质量为_____。
[微点拨]
本实验的创新点
(1)器材创新：
①本实验应用了气垫导轨，应用气垫导轨滑块受到的摩擦力很小，因此不需要平衡摩擦力；
②本实验应用了弹簧秤直接测量滑块受到的拉力大小，因此不需要满足钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量，也不需要用天平测出所挂钩码的质量。
(2)数据处理创新：滑块的加速度a应用速度—位移关系式求得即可，而不用逐差法求加速度a。　　　　(共24张PPT)
第4节　力学单位制
核心素养点击
物理观念 (1)了解什么是单位制，知道力学中的三个基本量：质量、长度、时间以及它们的基本单位：千克、米、秒
(2)知道力学中除质量、长度、时间以外物理量的单位，都是根据物理量之间的关系从基本单位中推导出来的导出单位
(3)知道国际单位制中七个基本物理量及其单位
科学思维 (1)能够根据物理量的定义式或者物理关系来推导其他物理量的单位
(2)能在运算过程中规范使用物理单位
(3)会利用单位制判断一个物理量表达式的可能正误等有关问题
科学态度与责任 (1)了解单位制在物理学中的重要意义
(2)认识统一单位的重要性和必要性，了解单位制能促进世界科技、文化的交流
一、基本单位
1．填一填
(1)物理学的关系式：①确定了 之间的关系；②确定了物理量的 之间的关系。
(2)基本量与基本单位：选定几个物理量的单位，利用物理量之间的 就能推导出其他物理量的单位，这些被选定的物理量叫作 ，它们相应的单位叫作 。
(3)导出量与导出单位：由基本量根据 推导出来的其他物理量叫作 ，推导出来的相应单位叫作 。
(4)单位制： 单位和 单位一起组成了单位制。
物理量
单位
关系
基本量
基本单位
物理关系
导出量
导出单位
基本
导出
2．判一判
(1)基本量可以任意选定。 ( )
(2)时间的单位s是基本单位。 ( )
(3)速度的单位m/s是导出单位。 ( )
(4)物理公式表示了物理量间的数量关系和单位关系。 ( )
3．选一选
关于物理量和物理量的单位，下列说法正确的是 (　　)
A．在力学范围内，规定长度、质量、力为三个基本量
B．后人为了纪念牛顿，把“牛顿”作为力学中的基本单位
C．1 N＝1 kg·m·s－2
D．“秒”“克”都是基本量
答案：C
×
√
√
√
二、国际单位制
1．填一填
(1) 国际单位制。
国际通用的、包括一切 领域的单位制，简称SI。
(2)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 ______ ____
质量 m ______ ____
时间 t ______ ___
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] cd
米
m
千克
kg
秒
s
计量
(3)在力学范围内，规定长度、 、 为基本量。
2．判一判
(1)质量、长度、时间是力学中的基本物理量。 ( )
(2)时间是国际单位制中的基本单位。 ( )
(3)kg·m/s是国际单位制中的导出单位。 ( )
(4)时间的单位h是国际单位制中的导出单位。 ( )
质量
时间
√
√
×
×
3．选一选
高中物理的学习要充分认识到物理单位的重要意义，有物理单位的数据才有生命力，才能较完整地表示某物理量的多少和属性。下列关于单位制的说法正确的是 (　　)
A．在国际单位制中，速度(v)、质量(m)、时间(t)是基本物理量
B．在国际单位制中，牛顿(N)、千克(kg)、秒(s)是基本单位
C．只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是F＝ma
D．一般来说，物理公式主要确定各物理量间的数量关系，并不一定同时确定单位关系
答案：C
主题探究(一)　　对单位制的理解
【重难释解】
1．单位制的意义
(1)单位是物理量的组成部分，对于物理量，如果有单位一定要在数字后带上单位。
(2)同一个物理量，选用不同单位时其数值不同。
(3)统一单位，便于人们的相互交流，统一人们的认识。
2．单位制的组成
典例1　给出以下物理量或单位，请按要求填空。
A．米 B．牛顿　C．加速度　D．米/秒2
E．质量　F．千克　G．时间　H．秒
I．位移　J．厘米2　K．千克/米3　L．焦耳
(1)属于基本单位的是________。
(2)属于导出单位的是________。
(3)属于物理量的是________。
[解析]　(1)属于基本单位的是：A、F、H。
(2)属于导出单位的是：B、D、J、K、L。
(3)属于物理量的是：C、E、G、I。
[答案]　(1)AFH　(2)BDJKL　(3)CEGI
注意两个区别
(1)物理量的名称与对应单位名称的区别；
(2)物理量的符号与对应单位符号的区别。
【素养训练】
1．(2022·浙江1月学考)下列单位属于国际单位制基本单位的是 (　 )
A．米(m)　　　　　 B．牛顿(N)
C．库仑(C) D．焦耳(J)
答案：A
2．(多选)在国际单位制中，下列说法正确的是 (　　)
A．在国际单位制中，力的单位是根据牛顿第二定律定义的
B．m和s都是国际单位制中力学的基本单位
C．千克是国际单位制中力学三个基本物理量之一
D．m/s、N、m/s2都是国际单位制中的导出单位
答案：ABD
主题探究(二)　　单位制的应用
【重难释解】
1．简化计算过程中的单位表达
解题过程中，在统一已知量的单位后，代入数据计算时就不必写出各个量的单位，只在式子末尾写出待求量的单位即可。
2．推导物理量的单位
物理公式在确定物理量的数量关系的同时，也确定了物理量的单位关系，所以我们可以根据物理公式中物理量间的关系推导出物理量的单位。
3．判断比例系数的单位
根据公式中物理量的单位关系，可判断公式中比例系数有无单位，如在国际单位制中：①公式F＝kx中k的单位为N/m；②Ff＝μFN中的μ无单位；③F＝kma中的k无单位。
4．检验表达式的正误
(1)若某个表达式中各量的单位统一为国际单位，则计算结果的单位与待求量的国际单位一致时，则该表达式可能是正确的，注意对表达式中的“常数项”无法用单位制判断其正误。
(2)若计算结果的单位不对，则表达式一定错误。
典例2　质量m＝200 g的物体以加速度a＝20 cm/s2 做匀加速直线运动，则关于它受到的合外力的大小及单位，下列运算既简洁又符合一般运算要求的是 (　　)
A．F＝200×20＝4 000 N
B．F＝0.2×0.2 N＝0.04 N
C．F＝0.2×0.2＝0.04 N
D．F＝0.2 kg×0.2 m/s2＝0.04 N
[解析]　在物理计算中，如果各物理量的单位都统一到国际单位制中，则最后结果的单位也一定是国际单位制中的单位。
[答案]　B　
(1)在利用物理公式进行计算时，为了在代入数据时不使表达式过于繁杂，我们要把各个量换算到同一单位制中，这样计算时就不必一一写出各量的单位，只要在所求结果后写上对应的单位即可。
(2)习惯上把各量的单位统一换算为国际单位，只要正确地应用公式，计算结果必定是用国际单位来表示的。
[答案]　B　
答案：BD
一、培养创新意识和创新思维
第26届国际计量大会于2018年11月13～16日在法国巴黎召开，会议通过了“修订国际单位制”决议，将以基本物理常数重新定义“千克”“安培”“开尔文”“摩尔”4个SI基本单位。新国际单位体系已于2019年5月20日即第20个世界计量日起正式生效，至此，国际单位制的7个基本单位全部实现由常数定义。
其中，最受关注的“千克”此前近130年来，都是由一个直径和高度均为39.17毫米的铂铱合金圆柱体即“国际千克原器(IPK)”定义，原器外号为“大K”，保存在巴黎西郊一个保险箱里。尽管铂铱合金是目前已知最稳定的合金之一，但由于受空气污染和氧化等因素影响，人们发现其质量出现细微变化，大约损失了50微克的质量，已难以适应现代精密测量要求。
如今“1千克”被定义为“对应普朗克常数6.626 070 15×10－34 J·s时的质量单位”，其原理是将移动质量为1千克的物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁力，再通过质能转换公式算出质量。
[针对训练]
国际单位制(缩写SI)定义了米(m)、秒(s)等7个基本单位，其他单位均可
由物理关系导出。例如，由m和s可以导出速度单位m·s－1。历史上，曾
用“米原器”定义米，用平均太阳日定义秒。但是，以实物或其运动来
定义基本单位会受到环境和测量方式等因素的影响，而采用物理常量来定义则可避免这种困扰。1967年用铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的频率Δν＝9 192 631 770 Hz定义s；1983年用真空中的光速c＝299 792 458 m·s－1定义m。2018年第26届国际计量大会决定，7个基本单位全部用基本物理常量来定义(对应关系如图，例如s对应Δν，m对应c)。新SI自2019年5月20日(国际计量日)正式实施，这将对科学和技术发展产生深远影响。下列选项不正确的是 (　　)
答案：D　
二、注重学以致用和思维建模
1．在力学范围内，国际单位制规定了三个基本量，下列仪器所测的物理量不是基本量的是 (　　)
解析：国际单位制中，规定力学中三个基本单位分别是米、千克、秒，其物理量规定为基本物理量，分别是长度、质量、时间，测量使用的仪器分别是刻度尺、天平和秒表(或钟表)。弹簧测力计是测量力的仪器。由以上的分析可知选项B所测的物理量不是基本量。
答案：B
2．[选自新鲁科版课后练习] 火箭起飞时需要极大的推力，如图
所示。已知某火箭总长度为49.7 m，直径为3.35 m；每个液体
助推器长为15.3 m，直径为2.25 m；火箭的总起飞质量为460 t，起飞推力为6.0×106 N。取重力加速度g＝10 m/s2，试选择数据计算火箭起飞时的加速度。
答案：3.0 m/s2，方向竖直向上

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