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高考重点考点解读与针对性训练
第三章 运动和力的关系
考点13 牛顿运动定律
【考点解读】
考点1 牛顿第一定律
1.内容：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改
变这种状态。
2. 意义：指出了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；指出了
一切物体都具有惯性。
3.伽利略理想实验是牛顿第一定律的基础。
4.惯性
（1）定义：物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
（2）三大特征
①惯性是物体的固有属性，与物体是否受力及运动状态无关 。
②质量是惯性大小的量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。
③当物体不受力或所受合外力为零时，惯性表现为保持原来的运动状态；当物体所受合外
力不为零时，惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。
【关键点拨】对牛顿第一定律的理解
1.牛顿第一定律的意义
（1）提出惯性的概念：牛顿第一定律指出一切物体都具有惯性，惯性是物体的一种固有属
性。
（2）揭示力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原
因。
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，力是如何改变物体运动状态的问题则由
牛顿第二定律来回答。
（2）牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的，而牛顿第二定律是一条实验定
律。
考点2 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正比、跟它的质量成反比，加速度的方向
跟作用力的方向相同。
1
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2.表达式：F＝ma 。
3.适用范围
（1）牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系。
（2）牛顿第二定律只适用于宏观物体（相对于分子、原子等）、低速运动（远小于光速）
的情况。
4.力学单位制
（1）单位制：基本单位和导出单位一起组成了单位制。
（2）基本单位：基本物理量的单位。国际单位制中基本物理量共七个，其中力学有三个，
是长度、质量、时间，单位分别是米、千克、秒。
（3）导出单位：由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
单位制的理解
1.关于国际单位制的基本单位的两个误区警示
（1）国际单位制中七个基本量除了有对应的七个基本单位外，分别还有其他单位。比如基
本量长度的单位除了基本单位“m”以外，还有“dm”“ cm”“mm”等，但这些单位不
是国际单位制单位。
（2）用一个字母表示的单位也可能是导出单位，比如“N”“J”等。
2.单位制的应用
比较物理
量的大小
比较某个物理量不同值的大小时，必须先把它们的单位统一，再根据数
值比较大小
简化计算
过程
在解计算题时，已知量均采用国际单位制，计算过程中不用写出各个量
的单位，只要在式子末尾写出所求量的国际单位即可
推导物理
量的单位
物理关系式在确定各物理量之间的关系时，同时也确定了各物理量的单
位之间的关系，所以我们可以根据物理量之间的关系推导出物理量的单
位
判断关系
式的对错
正确关系式等号左、右的单位应该相同，若等号左、右的单位不同，则
该关系式一定是错误的
【关键点拨】牛顿第二定律的理解与应用
牛顿第二定律的五性
2
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考点3 牛顿第三定律
1.作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是相互的。当一个物体对另一个物体施加了
力，后一个物体一定同时对前一个物体也施加了力。物体间相互作用的这一对力，通常叫
作作用力和反作用力。
2.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线
上。
3.表达式： F＝－F'。
4.意义：建立了相互作用的物体之间的联系，体现了作用力与反作用力的相互依赖关系。
【关键点拨】牛顿第三定律的理解与应用
1.作用力与反作用力的“六同、三异、二无关”
（1）“六同”：①大小相同；②性质相同；③作用在同一条直线上；④同时产生；⑤同时
变化；⑥同时消失。
（2）“三异”：①方向不同；②受力物体不同；③产生效果不同。
（3）“二无关”：①与物体的运动状态无关；②与是否和另外物体相互作用无关。
2.一对平衡力和一对作用力与反作用力的比较
一对平衡力
一对作用力
与反作用力
相同点
大小相等、方向相反、作用在同一条直线上
不同点
作用
对象
同一个物体
两个相互作用的不同物体
作用
时间
不一定同时产生、同时变
化、同时消失
一定同时产生、同时变化、同时消失
力的
性质
不一定相同
一定相同
作用
效果
可相互抵消
不可抵消
【素养提升】用牛顿第三定律转换研究对象
转换研究对象是解决力学问题时经常采用的解题策略，当物体的某个力不容易求时，
可根据作用力和反作用力的关系，先求它的反作用力，如求压力时，可先求支持力，在许
多问题中，牛顿第三定律起到转换研究对象的重要作用。
【高考真题】
【典例1】 （2025 高考甘肃卷） 2025 年4 月24 日，在甘肃酒泉卫星发射中心成功发射了
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搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F 遥二十运载火箭。若在初始的
内燃料对火箭的平
均推力约为
。火箭质量约为500 吨且认为在
内基本不变，则火箭在初始
内
的加速度大小约为（ ）（重力加速度g 取
）
A
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】由牛顿第二定律，F-mg=ma，解得a=2m/s，A 正确。
【典例2】．（2025 高考安徽卷）如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地
面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静
止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为
，甲与木箱之间的动摩擦因
数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g 取
，则在乙下落的过程中（ ）
A．甲对木箱的摩擦力方向向左
B．地面对木箱的支持力逐渐增大
C．甲运动的加速度大小为
D．乙受到绳子的拉力大小为
【答案】C
【解析】因为物块甲向右运动，木箱静止，根据相对运动，甲对木箱的摩擦力方向向右，
A 错误；设乙运动的加速度为
，只有乙有竖直向下的恒定加速度，
对甲、乙和木箱，由整体法，竖直方向受力分析有
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则地面对木箱的支持力大小不变，B 错误；
设绳子的弹力大小为
，对甲受力分析有
对乙受力分析有
，联立解得
，
，C 正确，D 错误。
【典例3】. （2025 年1 月浙江选考）有一离地面高度
、质量为
稳定竖直
降落的沙尘颗粒，在其降落过程中受到的阻力与速率v 成正比，比例系数
，
重力加速度
，则它降落到地面的时间约为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】沙尘颗粒速度较小时，阻力较小，可知
沙尘颗粒速率增大，阻力增大，加速度减小，当
时，沙尘颗粒速度达到最大且稳定，
此时速度满足
解得
沙尘下落时间为
，B 正确。
【典例4】. （2025 高考四川卷）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（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】AC
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【解析】根据题意可知，
的单位为
=kg·（m/s）
2，根据动能公式可知，
为
能量单位，A 正确；
的单位为
= kg2·m/s2，根据F=ma 可知kg·m/s2为力的单位，
kg2·m/s2为力与质量的乘积，故kg2·m/s2不是能量的单位，B 错误；
的单位为
= kg·（m/s）
2，根据动能公式可知，
为能量单位，C 正确；
的单位为
，不是能量单位，D 错误。
【典例5】.（2023·浙江6 月选考2 题）在足球运动中，足球入网如图所示，则（ ）
A.踢香蕉球时足球可视为质点
B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
答案 B
解析： 在研究如何踢出“香蕉球”时，需要考虑踢在足球上的位置与角度，此时足球不
可以视为质点，A 错误；质量是惯性大小的唯一量度，足球在飞行和触网时质量不变，惯
性不变，B 正确；足球在飞行时，已经脱离脚，所以不受脚的作用力，C 错误；足球对网的
力与网对足球的力是一对相互作用力，大小相等，D 错误。
【针对性训练】
1.（2025·河北保定一模）“天宫课堂”第四课于2023 年9 月21 日15 时45 分开课，神舟
十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空
科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛
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巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验下列说法正确的是（ ）
A.梦天实验舱内，水球体积越小，其惯性越大
B.击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对相互作用力
C.击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的
D.梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
答案：B
解析： 梦天实验舱内，水球体积越小，水球质量越小，其惯性越小，故A 项错误；击球
过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对作用力与反作用力，
故B 项正确；击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故C 项错误；牛顿
第一定律是理想情况，不可以通过实验直接验证，故D 项错误。
2.（2025·甘肃兰州一模）在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石
转而大石不移。何者？大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释，
下列说法正确的是（ ）
A.水冲沙石，沙石才能运动，因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动，是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
答案：B
解析：水冲沙石，沙石才能运动，是因为力是改变物体运动状态的原因，故A 错误；物体
总有保持原有运动状态的性质即为惯性，其大小只与质量有关，质量越大惯性越大，力是
改变物体运动状态的原因，重的大石由于质量太大，惯性太大，所以运动状态不容易被水
流改变，故B 正确；物体的运动不需要力来维持，如沙石不受力的作用时，可以保持匀速
直线运动状态，故C 错误；“大石不移”是因为水的冲力等于大石受到的阻力，大石所受
的合外力为零，故D 错误。
3.（2025·浙江杭州三模）2024 年4 月，杭州某中学举办春季运动会，图中师生正在进行
“60 米毛毛虫竞速赛”。下列说法正确的是（ ）
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A.正常完成比赛的队伍运动路程一定大于60 米
B.“毛毛虫”向前加速过程中，王老师对“毛毛虫”的力大于“毛毛虫”对王老师的力
C.比赛中，可以把“毛毛虫”看作质点
D.比赛开始前，“毛毛虫”静止时，所有人对“毛毛虫”的作用力倾斜向前方
答案：A
解析 路程为运动物体实际运动轨迹的长度，所以正常完成比赛的队伍运动路程最小为60
米与队伍的长度之和，故A 正确；“毛毛虫”向前加速过程中，根据牛顿第三定律可得，
王老师对“毛毛虫”的力等于“毛毛虫”对王老师的力，故B 错误；当物体的形状、大小
对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可以将物体看成质点，但比赛
中，“毛毛虫”的长度相对队伍的运动路程不可忽略，所以不能把“毛毛虫”看作质点，
故C 错误；比赛开始前，“毛毛虫”静止时，其所受重力与所有人对“毛毛虫”的作用力
等大反向，所以所有人对“毛毛虫”的作用力竖直向上，故D 错误。
4 汽车在高速行驶时会受到空气阻力的影响，已知空气阻力f＝1
2cρSv2，其中c 为空气阻
力系数，ρ 为空气密度，S 为物体迎风面积，v 为物体与空气的相对运动速度，则空气阻力
系数c 的国际单位是（ ）
A.常数，没有单位
B. s
m
C.
s
2
kg·m
D. N ·s
2
k g
2
答案：A
解析：由f＝1
2cρSv2，可得c＝2f
ρS v
2，等式右边的单位为
kg·m/ s
2
kg/m
3·m
2·（m/ s）
2＝1，即
c 为常数，没有单位，故B、C、D 错误，A 正确。
5. 橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x 与弹力F 成正比，即F＝kx，k 的值与
橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S 有关，理论与实践都表明k＝Y S
L，其中Y 是一个
由材料决定的常数，材料学上称之为杨氏模量。在国际单位制中，杨氏模量Y 的单位应该
是（ ）
A.N
B.m
C.N/m
D.Pa
答案： D
解析： 根据k＝Y S
L，可得Y＝kL
S ，则Y 的单位是
N
m ·m
m
2
＝N
m
2＝Pa，故D 正确。
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6. 如图所示，有一辆满载西瓜的汽车在水平路面向左沿直线做匀加速运动，加速度大小
为a，其中一质量为m 的西瓜A 受到其他西瓜对它的作用力的合力为F，则关于F 的大小和
方向的判断正确的是（ ）
A.F 的大小为m√g
2＋a
2
B.F 的大小为ma
C.F 的方向向右偏上
D.F 的方向水平向左
答案： A
解析：A 由题意可得，质量为m 的西瓜A 所受总合外力向左，又因为又受竖直向下的重
力，可得与其他西瓜对它的作用力的合力F 之间的关系如图所示，由三角形知识以及牛顿
第二定律可得F＝√（mg）
2＋F合
2＝√（mg）
2＋（ma）
2＝m√g
2＋a
2，由图还可得
F 的方向向左偏上，故A 正确，B、C、D 错误。
7. 下列说法正确的是（ ）
A.起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力
B.子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的阻力
C.大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力
D.将图钉按入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的
答案：D
解析：对A，钢索对货物的力与货物对钢索的力是一对作用力与反作用力，总是大小相等，
A 错误；对B，子弹对木块的力与木块对子弹的阻力是一对作用力与反作用力，总是大小相
等，B 错误；对C，大人对小孩的撞击力与小孩对大人的撞击力是一对作用力与反作用力，
总是大小相等，C 错误；对D，将图钉按入木板， 图钉对木板的力和木板对图钉的力是一
对作用力与反作用力，总是大小相等，D 正确。
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8. （2025·浙江模拟预测）阻力伞是一种短跑运动训练工具。如图所示，某段训练过程中，
连接阻力伞的轻绳始终处于水平状态，已知阻力伞重力为G，轻绳对阻力伞的拉力为FT，
空气对阻力伞的作用力为F，则（ ）
A.FT＝F
B.地面对人的摩擦力大小等于FT
C.人对轻绳的拉力与阻力伞对轻绳的拉力大小相等
D.人对轻绳的拉力与轻绳对人的拉力是一对平衡力
答案：C
解析：阻力伞受重力G、轻绳对阻力伞的拉力为FT，空气对阻力伞的作用力为F，三力平衡，
如图，由图可得，拉力不等于空气对阻力伞的力，故A 错误；人的运动状态未知，则地面
对人的摩擦力大小不一定等于FT，故B 错误；轻绳上的拉力相等，即人对轻绳的拉力与阻
力伞对轻绳的拉力大小相等，故C 正确；人对轻绳的拉力与轻绳对人的拉力是一对相互作
用力，故D 错误。
9. 如图所示，用水平力F 把一个物体紧压在竖直墙壁上使其静止，下列说法中正确的是
（ ）
A.水平力F 跟墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
B.物体的重力跟墙壁对物体的静摩擦力是一对平衡力
C.水平力F 与物体对墙壁的压力是一对作用力与反作用力
D.物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是一对作用力与反作用力
答案：BD
解析： 水平力F 跟墙壁对物体的弹力作用在同一物体上，大小相等方向相反，且作用在
同一条直线上，是一对平衡力，A 错误；物体在竖直方向上受竖直向下的重力以及墙壁对
物体竖直向上的静摩擦力的作用，因物体处于静止状态，故这两个力是一对平衡力，B 正
确；水平力F 作用在物体上，而物体对墙壁的压力作用在墙壁上，这两个力不是一对平衡
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力，也不是一对相互作用力，C 错误；物体对墙壁的压力与墙壁对物体的弹力是两个物体
间的一对相互作用力，是一对作用力与反作用力，D 正确。
10 一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱与杆的总
质量为M，环的质量为m，如图所示。已知环沿杆匀加速下滑时，环与杆间的摩擦力大小
为f，则此时箱对地面的压力大小为（ ）
A.Mg＋f
B.Mg－f
C.Mg＋mg
D.Mg－mg
答案：A
解析：环在竖直方向上受重力及杆给它的竖直向上的摩擦力f，受力情况如图甲所示，根据
牛顿第三定律，环应给杆一个竖直向下的摩擦力f'，故箱子与杆整体竖直方向上受重力
Mg、地面对它的支持力N 及环给它的摩擦力f'，受力情况如图乙所示，由于箱子处于平衡
状态，可得N＝f'＋Mg＝f＋Mg。根据牛顿第三定律，箱子对地面的压力大小等于地面对箱
子的支持力大小，即N'＝Mg＋f，故A 正确。
11.（2025·北京房山区二模）在地铁运行过程中，某人把一根细绳的下端绑着一支圆珠笔，
细绳的上端用电工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。他用手机拍摄了当时情景的照片，
如图所示，拍摄方向跟地铁前进方向垂直，细绳与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g。根
据以上信息，可以确定（ ）
A.地铁运行方向
B.地铁运行加速度方向
C.圆珠笔的质量
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D.地铁运行加速度大小为gsin θ
答案：B
解析： 圆珠笔受绳子拉力方向沿绳子向上，受重力方向竖直向下，则圆珠笔所受的合力
水平向左，由牛顿第二定律知，地铁运行加速度方向向左，但无法确定地铁的运行方向，
故A 错误，B 正确；圆珠笔受力如图。根据牛顿第二定律得mgtan θ＝ma，所以地铁运动
加速度大小为a＝gtan θ，无法计算圆珠笔的质量，故C、D 错误。
12.（2025·湖南长沙预测）杂技是一种技能、体能、娱乐性很强的表演活动。如图所示为
杂技“顶竿”表演，一人A 站在地上，肩上扛一质量为M 的竖直竹竿，当竿上一质量为m
的人B 以加速度a 加速下滑时，竿对人A 的压力大小为（已知重力加速度为g）（ ）
A.（M＋m）g－ma
B.（M＋m）g
C.（M＋m）g＋ma
D.（M－m）g
答案： A
解析： 以B 为研究对象，根据牛顿第二定律有mg－Ff＝ma，再以竹竿为研究对象，由平
衡条件有FN＝Mg＋Ff'＝Mg＋Ff＝（M＋m）g－ma，根据牛顿第三定律可知，竿对人A 的
压力大小为（M＋m）g－ma，故A 正确。
13.如图，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球，初始时整个系统静置于光滑水
平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两
球连线垂直。当两球运动至二者相距3
5L 时，它们加速度的大小均为（ ）
A.5 F
8m
B.2 F
5m
C.3 F
8m
D. 3 F
10m
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答案：A
解析： 当两球运动至二者相距3
5L 时，二者连线与轻绳之间夹角的余弦值cos θ＝0.6。设
此时轻绳中拉力大小为F1，对轻绳的中点受力分析得F－2F1sin θ＝0，解得F1＝5 F
8 。对质
量为m 的小球，由牛顿第二定律有F1＝ma，解得a＝5 F
8m，选项A 正确。
14.（2025·河南周口模拟）如图为救援直升机在执行灭火任务时的情景。直升机沿水平方
向匀速直线飞往水源地取水时，悬挂空水桶的悬索与竖直方向的夹角为37°；直升机取水
后飞往火场灭火，沿水平方向以5 m/s2的加速度匀加速直线飞行时，悬挂水桶的悬索与竖
直方向的夹角也为37°。若空气阻力大小不变，空桶质量为400 kg，忽略悬索的质量，则
此时水桶中水的质量为（sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s2）（
）
A.260 kg
B.500 kg
C.800 kg
D.1 000 kg
答案：C
解析： 直升机悬挂空桶匀速飞往水源地取水时，空桶受力平衡，有T1sin 37°－f＝0，
T1cos 37°－mg＝0，解得f＝3 000 N，直升机加速返回时，由牛顿第二定律，可得T2sin
37°－f＝（m＋M）a，T2cos 37°－（m＋M）g＝0，联立解得此时水桶中水的质量为M
＝800 kg，故C 正确。
15.（2025·四川绵阳期末）如图为用索道运输货物的情景，已知倾斜的索道与水平方向的
夹角为37°，质量为m 的货物与车厢地板之间的动摩擦因数为0.3。当载重车厢沿索道向
上加速运动时，货物与车厢仍然保持相对静止状态，货物对车厢水平地板的正压力为其重
力的1.15 倍，连接索道与车厢的杆始终沿竖直方向，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，
cos 37°＝0.8，那么这时货物对车厢地板的摩擦力大小为（ ）
A.0.35mg
B.0.3mg
C.0.23mg
D.0.2mg
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答案：D
解析： 将a 沿水平和竖直两个方向分解，对货物受力分析如图所示。水平方向有Ff＝
max，竖直方向有FN－mg＝may，根据牛顿第三定律可知FN＝1.15mg，又a y
ax
＝3
4 ，联立解
得Ff＝0.2mg，故D 正确。
16 某学校在维修某宿舍楼时，工人采用如图所示的升降装置进行外墙装修，一根不可伸
缩的细绳跨过定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的人拉住，静止在水平地面上
设人的质量为m＝65 kg，吊椅的质量为M＝15 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦以及细绳
和滑轮的质量，重力加速度取g＝10 m/s2。当人用恒力拉绳子，在最初的时间t＝1 s 内人
与吊椅一起匀加速上升了h＝0.5 m 的高度，求：
（1）人竖直向下拉绳的力的大小；
答案：（1）440 N
解析：（1）设人与吊椅一起上升高度h 的过程中加速度为a，有h＝1
2at2
解得a＝1 m/s2
设人受到绳向上的拉力为F，把人和吊椅作为整体为研究对象，
由牛顿第二定律知2F－（m＋M）g＝（m＋M）a
解得F＝440 N
由牛顿第三定律知，人竖直向下拉绳的力大小为F'＝440 N。
（2）人对吊椅压力的大小。
答案：（2）275 N
解析：（2）设吊椅对人的支持力为FN，则有F＋FN－mg＝ma
解得FN＝275 N
由牛顿第三定律知，人对吊椅压力的大小为275 N。
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