2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運動定律試題（含解析）新人教版必修1.doc

《2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運動定律試題（含解析）新人教版必修1.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運動定律試題（含解析）新人教版必修1.doc（95頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運動定律試題（含解析）新人教版必修1 一、理想實驗的魅力 1．亞里士多德的觀點 必須有力作用在物體上，物體才能______，沒有力的作用，物體就_____。 2．伽利略的推論 伽利略通過“理想實驗”和“科學(xué)推理”，得出的結(jié)論是：一旦物體具有某一速度，如果它不受力，就將以這一速度_____地運動下去。 3．笛卡爾對伽利略觀點的補充和完善 法國科學(xué)家笛卡爾指出：除非物體受到外力的作用，否則物體將永遠(yuǎn)保持_______狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會使自己沿曲線運動，而只保持在同一直線上運動。 二、物體的運動狀態(tài)及運動狀態(tài)改變 1．物體的運動狀態(tài)指物體的運動_____。 2．運動狀態(tài)改變 （1）物體的速度____發(fā)生改變； （2）物體的速度____發(fā)生變化； （3）物體的速度和方向同時發(fā)生改變。 三、慣性定律和慣性 1．牛頓第一定律 一切物體總保持______________，除非作用在它上面的力迫使它改變原來的運動狀態(tài)。 2．慣性：物體保持原來_________不變的性質(zhì)。任何物體都具有慣性，所以牛頓第一定律又叫______。 3．_____是物體慣性大小的唯一量度。 4．質(zhì)量是_____，其國際單位是千克，符號是kg。 運動 靜止 勻速 靜止或勻速運動 速度 大小 方向 勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 慣性定律 質(zhì)量 標(biāo)量 一、物體的運動狀態(tài)及運動狀態(tài)的改變 運動狀態(tài)的改變指速度（包括大小和方向）的改變，速度的改變則必有加速度，故力是改變物體運動狀態(tài)的原因。 【例題1】下面的說法中正確的是 A．在水平路面上用力推車，車才前進，人停止推車，車就會逐漸停下來 B．力作用在物體上，物體才能運動，沒有力的作用，物體就不能運動 C．地面上滑行的物體會停下來，是由于與地面有摩擦力的作用 D．物體以一定的初速度在不同的水平地面上滑行，摩擦力越小，滑行的距離越大 參考答案：ACD 試題解析：用力推車、車才前進，力改變了車的運動狀態(tài)，人停止推車，車就會在摩擦力的作用下逐漸停下來，所以A正確；由于物體的運動并不需要力來維持，故B錯誤；滑行的物體停下來的原因是摩擦力改變了物體的運動狀態(tài)，C正確；摩擦力越小，對運動狀態(tài)改變的效果就越不明顯，故滑行的距離就越大，D正確。 二、牛頓第一定律、慣性 1．慣性的兩種表現(xiàn)形式 （1）物體不受外力或所受的合外力為零時，慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。 （2）物體受到外力的作用且合外力不為零時，慣性表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度。慣性越大，物體的運動狀態(tài)越難改變。 2．辨析慣性與慣性定律 （1）慣性是物體的固有屬性，而慣性定律是涉及物體運動的一條動力學(xué)規(guī)律。 （2）慣性與物體的受力情況、運動狀態(tài)及所處的狀態(tài)無關(guān)；牛頓第一定律是有條件的，其成立的條件是物體不受外力或所受的合外力為零。 （3）慣性的大小取決于物體的質(zhì)量，而牛頓第一定律所描述的物體的勻速直線運動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，則取決于物體是否受力或所受合外力是否為零。 【例題2】下列說法正確的是 A．高速行駛的公共汽車緊急剎車時，乘客都要向前傾倒，說明乘客都具有慣性 B．短跑運動員最后沖刺時，速度很大，很難停下來，說明速度越大，慣性越大 C．拋出去的標(biāo)槍和手榴彈都是靠慣性向遠(yuǎn)處運動 D．在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因為小球的慣性逐漸為零 參考答案：AC 試題解析：慣性就是物體保持原來的運動狀態(tài)的性質(zhì)，故高速行駛的公共汽車緊急剎車時，由于慣性乘客想保持原來的速度向前運動而汽車在減速，故乘客都要向前傾倒，故A正確；慣性大小的唯一量度是物體的質(zhì)量，與物體的速度的大小無關(guān)，故B錯誤；拋投過程標(biāo)槍和手榴彈獲得了速度，拋出去后由于慣性，兩物體保持出手時的速度繼續(xù)運動，故C正確；在粗糙水平面上滾動的小球最后會停下來是因為小球受到摩擦力的作用，運動狀態(tài)發(fā)生變化，慣性只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量不變則慣性不變，所以D錯誤。 1．關(guān)于運動和力的關(guān)系，下列說法中正確的是 A．力是維持物體運動的原因 B．力是改變物體運動狀態(tài)的原因 C．一個物體受到的合力越大，它的速度越大 D．一個物體受到的合力越大，它的加速度越大 2．下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是 A．只有靜止的物體才有慣性 B．只有運動的物體才有慣性 C．質(zhì)量較小的物體慣性較大 D．質(zhì)量較大的物體慣性較大 3．伽利略創(chuàng)造的把實驗、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法，有力地促進了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實驗：小球從左側(cè)斜面上的O點由靜止釋放后沿斜面向下運動，并沿右側(cè)斜面上升。斜面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸減低的材料時，小球沿右側(cè)斜面上升到的最高位置依次為1、2、3。根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，可以得到的最直接的結(jié)論是 A．如果斜面光滑，小球?qū)⑸仙脚cO點等高的位置 B．如果小球不受力，它將一直保持勻速運動或靜止?fàn)顟B(tài) C．如果小球受到力的作用，它的運動狀態(tài)將發(fā)生改變 D．小球受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小 4．物體具有保持原來勻速直線運動的狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)稱為慣性。下列有關(guān)慣性的說法中，正確的是 A．乘坐汽車時系好安全帶可減小慣性 B．運動員跑得越快慣性越大 C．宇宙飛船在太空中也有慣性 D．汽車在剎車時才有慣性 5．當(dāng)作用在物體上的合外力不為零時 A．物體的速度一定越來越大 B．物體的速度一定越來越小 C．物體的速度可能不變 D．物體的運動狀態(tài)一定變化 6．下列說法中正確的是 A．有力作用在物體上，物體才能運動；沒有力作用在物體上，物體就要靜止下來； B．物體不受外力作用時，物體有慣性；當(dāng)物體受外力作用時，慣性便消失； C．物體做勻速直線運動或靜止時有慣性，做其他運動時沒有慣性； D．一切物體都有慣性，與物體運動狀態(tài)無關(guān)。 7．關(guān)于物體的慣性，下列說法正確的是 A．質(zhì)量就是慣性 B．物體運動遵循牛頓第一定律，是因為物體有慣性 C．一人飛跑時不易被別人擋住，是因為飛跑時的慣性要比走路時大 D．從受一定牽引力作用下的汽車上不斷卸下貨物，汽車速度的變化不斷加快 8．xx年4月17日，2011F1大獎賽上海站比賽在上海國際賽場舉行。假設(shè)在彎道上高速行駛的賽車的后輪突然脫離。關(guān)于后輪之后的運動情況，以下說法正確的是 A．仍然沿著汽車行駛的彎道運動 B．沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動 C．沿著與彎道垂直的方向飛出 D．上述情況都有可能 9．對于一些實際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)試圖從慣性角度加以解釋，其中正確的是 A．采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，這表明：可以通過科學(xué)進步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性 B．“強弩之末，勢不能穿魯縞”，這表明強弩的慣性減小了 C．貨運列車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性 D．摩托車轉(zhuǎn)彎時，車手一方面要適當(dāng)?shù)目刂扑俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，這是為了通過調(diào)控人和車的慣性達到安全行駛的目的 10．關(guān)于慣性，下列說法中正確的是 A．物體只有靜止或做勻速直線運動時才有慣性 B．物體只有受外力作用時才有慣性 C．物體的速度大時慣性大 D．慣性是物體的固有屬性，其大小僅與物體質(zhì)量有關(guān) 11．灑水車在灑水過程中保持做勻速直線運動，則灑水車 A．慣性越來越大 B．慣性越來越小 C．運動狀態(tài)保持不變 D．運動狀態(tài)不斷改變 12．一乘客在行駛的火車車廂里用細(xì)繩吊一小球，用以判斷火車運動的情況，并可得到如下結(jié)論： （1）若小球在豎直方向保持靜止，表明火車正在做___________運動； （2）若在豎直方向保持靜止的小球突然向后擺，表明火車正在做___________運動； （3）若在豎直方向保持靜止的小球突然向前擺，表明火車正在做___________運動； （4）若在豎直方向保持靜止的小球突然向右擺，表明火車正在做___________運動。 13．下列關(guān)于慣性的說法中，正確的是 A．物體僅在靜止和勻速運動時才具有慣性 B．殲擊機戰(zhàn)斗前拋掉副油箱是為了減小慣性、提高靈活性 C．物體的速度越大其慣性越大；物體的速度越小則其慣性越小 D．質(zhì)量相同的物體在月球上比在地球上的慣性小 14．理想實驗有時更能深刻地反映自然規(guī)律，如圖所示，伽利略設(shè)計了一個理想實驗： ①如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨龋? ②繼續(xù)減小右邊斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球要沿水平面做勻速直線運動； ③減小右邊斜面的傾角，小球在這斜面上仍然要達到原來的高度； ④在兩個對接的斜面上，讓靜止的小球沿左邊的斜面滾下，小球?qū)L上右邊的斜面。 （1）請將上述關(guān)于理想實驗的描述按正確的邏輯順序排列：_________（只要填寫序號）。 （2）上述關(guān)于理想實驗的描述中，有的屬于可靠的事實，有的是理想化的推論，下列關(guān)于事實和推論的分類正確的是： A．①是事實，②、③和④是推論 B．②是事實，①、③和④是推論 C．③是事實，①、②和④是推論 D．④是事實，①、②和③是推論 1．BD【解析】力是改變物體運動的原因而不是維持物體運動的原因，A錯誤B正確；根據(jù)牛頓第二定律可得合力越大，加速度越大，C錯誤D正確。 2．D【解析】慣性是物體固有的屬性，衡量慣性大小的唯一因素為質(zhì)量大小，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，故D正確。 3．A【解析】如果斜面光滑，小球不會有能量損失，將上升到與O點等高的位置，故A正確；通過推理和假想，如果小球不受力，它將一直保持勻速運動，得不出靜止的結(jié)論，故B錯誤；根據(jù)三次實驗結(jié)果的對比，不可以直接得到運動狀態(tài)將發(fā)生改變的結(jié)論，故C錯誤；受到的力一定時，質(zhì)量越大，它的加速度越小是牛頓第二定律的結(jié)論，與本實驗無關(guān)，故D錯誤。 4．C【解析】乘坐汽車時系好安全帶，不是可以減小慣性，而是在緊急剎車時可以防止人由于慣性的作用飛離座椅，從而造成傷害，所以A錯誤；質(zhì)量是物體慣性大小的唯一的量度，與人的速度的大小無關(guān)，所以B錯誤；在太空中物體的質(zhì)量是不變的，所以物體的慣性也不變，所以C正確；質(zhì)量是物體慣性大小的唯一的量度，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，所以D錯誤。 5．D【解析】根據(jù)牛頓第一定律可得，力是改變物體運動狀態(tài)的原因，即如果物體受到的合力不為零，則物體的運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化，D正確。 6．D【解析】力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動狀態(tài)的原因，如果沒有力存在物體將保持靜止或者勻速直線運動狀態(tài)，A錯誤；慣性是一切物體所具有的特殊屬性，與物體的運動狀態(tài)，受力情況，空間位置等無關(guān)，只和物體本身的質(zhì)量有關(guān)系，BC錯誤D正確。 7．BD【解析】慣性是物體的屬性，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，與物體的速度無關(guān)，故選項B正確，AC錯誤；質(zhì)量越小，物體的慣性越小，物體的運動狀態(tài)越容易改變，故從受一定牽引力作用下的汽車上不斷卸下貨物，隨質(zhì)量的減小則物體的加速度增大，即速度的變化率變大，汽車速度的變化不斷加快，選項D 正確。 8．B【解析】后輪未脫離賽車時，具有向前的速度，脫離賽車后，由于慣性，后輪保持原來向前的速度繼續(xù)前進，所以沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動，離開彎道，故B正確。 9．C【解析】慣性是物體固有的屬性，并不是力，慣性的大小只與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量一定慣性大小一定，與物體的運動狀態(tài)無關(guān)，只有改變物體的質(zhì)量才能改變物體的慣性，物體所處的運動狀態(tài)需要力來改變。采用了大功率的發(fā)動機后，某些一級方程式賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機的速度，是由于功率增大的緣故，不是由于使小質(zhì)量的物體獲得大慣性，故A錯誤；“強弩之末，勢不能穿魯縞”， 是由于速度減小了，不是由于慣性減小，弩的慣性沒有變化，故B錯誤；貨運列車運行到不同的車站時，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，質(zhì)量發(fā)生了變化，慣性改變了，故C正確；摩托車轉(zhuǎn)彎時，車手一方面要適當(dāng)?shù)目刂扑俣?，另一方面要將身體稍微向里傾斜，人與車的質(zhì)量沒有變化，慣性沒有變化，而是改變了向心力，防止側(cè)滑，故D錯誤。 10．D【解析】慣性是物體的固有屬性，和物體是否受力，是否運動、物體的速度無關(guān)，慣性大小的唯一量度是質(zhì)量，D正確。 11．BC【解析】車灑水后總質(zhì)量減少，慣性減少，A錯，B對；車保持做勻速直線運動，故運動狀態(tài)保持不變，C對，D錯，所以本題選擇BC。 12．（1）勻速直線 （2）加速 （3）減速 （4）向左轉(zhuǎn)彎 【解析】①小球靜止，說明小球和汽車是相對靜止的狀態(tài)，也就是小球和汽車的運動狀態(tài)都沒有發(fā)生改變，而沒有發(fā)生改變的運動狀態(tài)是靜止和勻速直線運動； ②小球突然后擺，說明車的速度比小球的速度快了，所以車是在加速； ③小球突然向前，說明球的速度快于車的速度，所以車是在減速； ④小球突然向右擺動，說明車在左轉(zhuǎn)彎。 13．B【解析】一切物體都具有慣性，慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，慣性是物體本身的一種屬性，與外界因素（受力的大小以及所處的環(huán)境）及自身的運動狀態(tài)無關(guān)，ACD錯誤；慣性的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大慣性大，運動狀態(tài)不易改變，反之質(zhì)量小慣性小，運動狀態(tài)易改變，則殲擊機戰(zhàn)斗前拋掉副油箱是為了減小慣性、提高靈活性，B正確。 14．④①③② D 【解析】以事實為根據(jù)④，理想推理①，改變狀態(tài)看現(xiàn)象③，繼續(xù)改變深入探究②。除去④是事實，其余①、②和③都是推論D對。  1．實驗原理 （1）保持 不變，探究加速度跟合外力的關(guān)系。 （2）保持 不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。 （3）作出a-F圖象和a-圖象，確定其關(guān)系。 2．實驗器材 小車、砝碼、小盤、細(xì)繩、附有定滑輪的長木板、墊木、 、 、導(dǎo)線兩根、紙帶、 、 。 3．實驗步驟 （1）測量：用天平測量小盤和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m。 （2）安裝：按照如實驗原理圖所示裝置把實驗器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上（即不給小車牽引力） （3）平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車能勻速下滑。 （4）操作： ①小盤通過細(xì)繩繞過滑輪系于小車上，先通電源后放開小車，取下紙帶編號碼。 ②保持小車的質(zhì)量m不變，改變砝碼和小盤的質(zhì)量m′，重復(fù)步驟①。 ③在每條紙帶上選取一段比較理想的部分，測加速度a。 ④描點作圖，作a－F的圖象。 ⑤保持砝碼和小盤的質(zhì)量m′不變，改變小車質(zhì)量m，重復(fù)步驟①和③，作a－ 圖象。 4．誤差分析 （1）因?qū)嶒炘聿煌晟埔鸬恼`差：本實驗用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。 （2）摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會引起誤差。 5．?dāng)?shù)據(jù)處理 （1）利用 及逐差法求a。 （2）以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點，如果這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成 。 （3）以a為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，描點、連線，如果該線過原點，就能判定a與m成 。 6．注意事項 （1）平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車的重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力。在平衡摩擦力時，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，讓小車?yán)螯c的紙帶勻速運動。 （2）不重復(fù)平衡摩擦力。 （3）實驗條件： 。 （4）一先一后一按：改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開始時小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，并應(yīng)先接通 ，后釋放 ，且應(yīng)在小車到達滑輪前按住小車。 質(zhì)量 合外力 打點計時器 低壓交流電源 天平 米尺 Δx＝aT2 正比 反比 m?m′ 電源 小車 一、物理學(xué)思想方法 1．近似法：在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，近似法是指繩對小車的拉力近似等于繩另一端連接的小盤和砝碼的總重力，近似法要在小盤和砝碼的總重力遠(yuǎn)小于小車的重力的情況下才能用。 2．控制變量法：控制變量法是指分別研究加速度與力、加速度與質(zhì)量關(guān)系時用到的方法，在實驗中的具體體現(xiàn)是：研究加速度與力的關(guān)系時，保持小車質(zhì)量不變；研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，保持小盤和砝碼的總重力不變。 3．平衡摩擦力法：平衡摩擦力法是指通過調(diào)整斜面傾角，讓小車重力沿斜面的分力與摩擦力抵消，使小車受到的合外力等于繩對小車的拉力，體現(xiàn)在實驗中是讓小車不掛小盤時能在斜面上勻速運動。 4．化曲為直法：化曲為直法是指處理數(shù)據(jù)時，不作a－m圖象而作a－圖象，反映在圖象中就是把原來的曲線變成傾斜的直線。 【例題1】如圖所示是某同學(xué)設(shè)計的“探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系”的實驗裝置圖，實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于砂和砂桶的總重力，小車運動的加速度可由紙帶求得。 （1）關(guān)于該同學(xué)對該實驗的認(rèn)識，下列說法中正確的是 A．該實驗應(yīng)用了等效替代的思想方法 B．該實驗應(yīng)用了控制變量的思想方法 C．實驗時應(yīng)先釋放小車后接通電源 D．實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車的拉力F等于砂和砂桶的總重力，其前提必須保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小車的質(zhì)量 （2）如圖所示是該同學(xué)在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E、F是該同學(xué)在紙帶上選取的六個計數(shù)點，其中計數(shù)點間還有若干個點未標(biāo)出，設(shè)相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為T。該同學(xué)用刻度尺測出AC間的距離為x1，BD間的距離為x2，則打B點時小車運動的速度vB＝________，小車運動的加速度a＝________。 （3）某實驗小組在實驗時保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的數(shù)據(jù)如表中所示。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖坐標(biāo)紙中作出F不變時a與的圖象。 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 小車加速度a/（ms－2） 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 小車質(zhì)量m/kg 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 /kg－1 3.50 3.00 2.50 2.00 1.40 1.00 參考答案：（1）B?。?）　?。?）見解析圖 試題解析：（1）本實驗應(yīng)用了控制變量法，故A錯，B對。實驗時應(yīng)先接通電源，再放開小車，C錯。D項中砂和砂桶的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。 （2）vB＝，由逐差法。 x2－x1＝2aT2，則a＝。 （3）如圖 通關(guān)秘籍： 平衡摩擦紙帶掛，小車板上運速滑；若要盤碼當(dāng)拉力，其重與車不可比；先通電源后放車，紙帶應(yīng)選易于測；曲線化直好思想，作圖比例要適當(dāng)。 二、數(shù)據(jù)處理 1．把小車在不同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中： 實驗次數(shù) 加速度a/（ms－2） 小車受力F/N 1 2 3 4 由以上數(shù)據(jù)畫出它的a－F關(guān)系圖象如圖所示。 通過a－F關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與力F成正比。 2．把不同質(zhì)量的小車在相同力作用下產(chǎn)生的加速度填在下表中： 實驗次數(shù) 加速度a/（ms－2） 小車質(zhì)量M/kg 1 2 3 4 由以上數(shù)據(jù)畫出它的a－圖象，如圖所示。 通過a－關(guān)系圖象，我們可以得出小車的加速度a與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，說明a與M成反比。 【例題2】某實驗小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實驗中，設(shè)計出如下的實驗方案，其實驗裝置如圖所示。已知小車質(zhì)量M＝214.6 g，砝碼盤質(zhì)量m0＝7.8 g，所使用的打點計時器交流電頻率f＝50 Hz。其實驗步驟是： A．按圖中所示安裝好實驗裝置； B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下做勻速運動； C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m； D．將小車置于打點計時器旁，先接通電源，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求得小車的加速度a； E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)B－D步驟，求得小車在不同合外力F作用下的加速度。 回答下列問題： （1）按上述方案做實驗，是否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？________（填“是”或“否”）。 （2）實驗中打出的其中一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度a＝_____m/s2。 （3）某同學(xué)將有關(guān)測量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計的表格中，如下表： 次數(shù) 1 2 3 4 5 砝碼盤中砝碼的重力F/N 0.10 0.20 0.29 0.39 0.49 小車的加速度a/（ms－2） 0.88 1.44 1.84 2.38 2.89 他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a－F圖象（如圖）。造成圖線不過坐標(biāo)原點的一條最主要原因是______________________________________________， 從該圖線延長線與橫軸的交點可求出的物理量是_______________，其大小為________。 參考答案：（1）否?。?）0.88　（3）在計算小車所受的合外力時未計入砝碼盤的重力（只要涉及“未考慮砝碼質(zhì)量的因素”就算正確）　砝碼盤的重力　0.08 N 試題解析：（1）取下砝碼盤后，小車加速運動時所受的合外力即為砝碼和砝碼盤的總重力，而實驗中的研究對象是小車，因此，實驗中不必使砝碼及砝碼盤的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。 （2）a＝＝0.88 m/s2. （3）實驗中本應(yīng)有（m0＋m）g＝Ma，由于實驗中未計入砝碼盤質(zhì)量m0，測得的圖象與真實圖象相比沿F軸左移m0g，圖象將不過原點。由圖象及上述分析可知，m0g＝0.08 N。 1．在用實驗探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系時，下列關(guān)于實驗的思路和數(shù)據(jù)分析，不正確的是 A．實驗的基本思想是：保持物體的質(zhì)量不變，測量物體在不同力作用下的加速度，分析加速度與力的關(guān)系 B．實驗的基本思想是：保持物體所受力相同，測量質(zhì)量不同的物體在該力作用下的加速度，分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系 C．在處理實驗數(shù)據(jù)中，以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點，若這些點在一條過原點的直線上，說明a與F成正比 D．在處理實驗數(shù)據(jù)時，以a為縱坐標(biāo)，m為橫坐標(biāo)，根據(jù)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點，若這些點在一條過原點的直線上，說明a與m成正比 2．在利用打點計時器探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗中，以下做法正確的是 A．平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力 C．實驗時，先放開小車，后接通電源 D．“重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量”這一條件如不滿足，對探究過程也不會產(chǎn)生影響 3．在做探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗時，下列說法中錯誤的是 A．應(yīng)使砂和小桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，以減小實驗誤差 B．可以用天平測出小桶和砂的總質(zhì)量m1，小車和砝碼的總質(zhì)量m2，根據(jù)公式a＝m1g/m2求出小車的加速度 C．處理實驗數(shù)據(jù)時采用描點法畫圖象，是為了減小誤差 D．處理實驗數(shù)據(jù)時采用a－圖象，是為了便于根據(jù)圖線直觀地作出判斷 4．如圖是某些同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是 A．形成圖（甲）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 B．形成圖（乙）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 C．形成圖（丙）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過大 D．形成圖（丁）的原因是平衡摩擦力時長木板傾角過小 5．一小組的同學(xué)用如圖甲所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系”實驗。 （1）下列說法正確的有_______。 A．平衡摩擦力時，用細(xì)線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜， 使小車在木板上近似做勻速直線運動 B．每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力 C．應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量 D．可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力 （2）乙圖為實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分。從比較清晰的點跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E，相鄰兩計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標(biāo)出， 用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖所示，己知打點計時器接在頻率為50 Hz的交流電源上，則此次實驗中小車運動加速度的測量值a=_____m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （3）某同學(xué)平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，分別測量出小車的加速度a，以砝碼的重力F為橫坐標(biāo)，以小車的加速度a為縱坐標(biāo)，得如圖丙所示的a-F圖像，則圖線不通過坐標(biāo)原點的主要原因是__________________ 6．如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置。 （1）在該實驗中必須采用控制變量法。平衡摩擦后，應(yīng)保持___________不變，用鉤碼所受的重力作為___________，用DIS測小車的加速度。 （2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）。 ①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是 。 ②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是 。 A．小車與軌道之間存在摩擦 B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài) C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大 D．所用小車的質(zhì)量太大 7．某同學(xué)用圖（a）所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律： （1）通過實驗得到如圖（b）所示的a-F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時木板與水平桌面的傾角 （填“偏大”或“偏小”）。 （2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進行實驗，為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m滿足 的條件 （3）該同學(xué)得到如圖（c）所示的紙帶。已知打點計時器電源頻率為50 Hz。 A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個計數(shù)點，兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出。由此可算出小車的加速度a = m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。 8．某實驗小組通過研究發(fā)現(xiàn)，采用如圖所示裝置可以得到小車和小盤的質(zhì)量，步驟如下： 小車 打點計時器 紙帶 （1）取一盒總質(zhì)量為m0=0.2 kg的砝碼放置在小車上，不掛小盤，調(diào)節(jié)斜木板的傾角，使小車能勻速滑下； （2）掛上小盤，使小車無初速度滑下，用打點計時器打出紙帶，并根據(jù)紙帶計算加速度； （3）從小車上取質(zhì)量為mx的砝碼放到小盤中，重復(fù)步驟（2），測出對應(yīng)的加速度； （4）改變mx的大小，重復(fù)步驟（3），得到mx及a的數(shù)據(jù)，作出a-mx的圖線； 步驟（1）中調(diào)節(jié)木板的傾角使小車能勻速下滑的目的是_____________________。 通過實驗判斷小車做勻速運動的依據(jù)是__________________________________。 該實驗中是否應(yīng)該滿足小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的質(zhì)量？___________（選填“是”或“否”） 若求得圖線的斜率k=25 m/（kgs2），截距b=0.5 m/s2，g取10 m/s2，則可知小盤的質(zhì)量m1=________________kg，小車的質(zhì)量m2=_______________kg。 9．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示。 甲 乙 （1）某同學(xué)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示。計時器打點的周期為T。從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，標(biāo)上1、2、3、4、5、6、7、8，測量并計算出的相鄰計數(shù)點之間的距離如下表： x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 距離（cm） 3.52 3.68 3. 83 3.91 4.16 4.32 4.47 該同學(xué)分析數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)有一距離計算錯了，這段距離是 （填符號）。該同學(xué)剔除該數(shù)據(jù)后，利用其他6個數(shù)據(jù)正確計算出了加速度。該同學(xué)計算加速度的表達式為 。 （2）平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上。掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力 F的實驗數(shù)據(jù)如下表： ①請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在下圖中作出a-F的關(guān)系圖象。 砝碼盤中砝碼總重力F（N） 0.196 0.392 0.588 0.784 0.980 加速度a（ms－2） 0.69 1.18 1.66 2.18 2.70 ②該實驗的研究對象是 ，根據(jù)提供的實驗數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過原點，對照本實驗提供數(shù)據(jù)，分析主要原因是 。 10．某同學(xué)用如圖所示的裝置探究小車加速度與合外力的關(guān)系。圖中小車A左端連接一紙帶并穿過打點計時器B的限位孔，右端用一輕繩繞過滑輪系于拉力傳感器C的下端，A、B置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上。不計繩與滑輪的摩擦及滑輪的質(zhì)量。實驗時，先接通電源再釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點。該同學(xué)在保證小車A質(zhì)量不變的情況下，通過改變P的質(zhì)量來改變小車A所受的外力，由傳感器和紙帶測得的拉力F和加速度a數(shù)據(jù)如下表所示。 A B 紙帶 P C 次數(shù) 1 2 3 4 5 F/N 0.10 0.18 0.26 0.30 0.40 a/（ms-2） 0.08 0.22 0.37 0.59 （1）第4次實驗得到的紙帶如圖所示，O、A、B、C和D是紙帶上的五個計數(shù)點，每兩個相鄰點間有四個點沒有畫出，A、B、C、D四點到O點的距離如圖。打點計時器電源頻率為50 Hz。根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)計算出小車加速度a為 m/s2。 0.44 1.31 2.62 4.35 單位：cm O A B C D （2）在實驗中， （選填“需要”或“不需要”）滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量。 （3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖示坐標(biāo)系中作出小車加速度a與力F的關(guān)系圖象。 F/N a/（ms-2） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 ▲ ▲ ▲ （4）根據(jù)圖象推測，實驗操作中重要的疏漏是 。 11．用如圖甲所示的實驗裝置來驗證牛頓第二定律，為消除摩擦力的影響，實驗前必須平衡摩擦力。 （1）某同學(xué)平衡摩擦力時是這樣操作的：將小車靜止地放在水平長木板上，把木板不帶滑輪的一端慢慢墊高，如圖乙，直到小車由靜止開始沿木板向下滑動為止。請問這位同學(xué)的操作是否正確？ 答：____________________________。（填正確或錯誤） （2）如果這位同學(xué)按如（1）中的操作，然后不斷改變對小車的拉力F，他得到M（小車質(zhì)量）保持不變情況下的a-F圖線是下圖中的________（將選項代號的字母填在橫線上）。 （3）打點計時器使用的交流電頻率f＝50 Hz。下圖是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標(biāo)出。寫出用s1、s2、s3、s4以及f來表示小車加速度的計算式：a＝________________。根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，算得小車的加速度大小為______ m/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 12．某實驗小組為探究加速度與力之間的關(guān)系設(shè)計了如圖（a）所示的實驗裝置，用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，用DIS（數(shù)字化信息系統(tǒng)）測小車的加速度。通過改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。 （1）圖線 是在軌道水平的情況下得到的（選填“I”或“II”） （2）小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為 kg，小車在水平軌道上運動時受到的摩擦力大小為 N。 （3）某同學(xué)用小車做“研究勻變速直線運動”實驗時，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每兩點間還有4個點沒有畫出來），如圖所示，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個計數(shù)點間的距離。打點計時器的電源頻率為50 Hz。 該小車做勻變速直線運動的加速度a= m/s2，與紙帶上D點相對應(yīng)的瞬時速度v= m/s（答案均要求保留3位有效數(shù)字）。 13．（xx全國新課標(biāo)Ⅲ卷）某物理課外小組利用圖（a）中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實驗臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實驗中可用的鉤碼共有N=5個，每個質(zhì)量均為0.010 kg。實驗步驟如下： （1）將5個鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物快，使小車（和鉤碼）可以在木板上勻速下滑。 （2）將n（依次取n=1，2，3，4，5）個鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時用傳感器記錄小車在時刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s-t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。 （3）對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n=2時的s-t圖象如圖（b）所示；由圖（b）求出此時小車的加速度（保留2位有效數(shù)字），將結(jié)果填入下表。 n 1 2 3 4 5 0.20 0.58 0.78 1.00 （4）利用表中的數(shù)據(jù)在圖（c）中補齊數(shù)據(jù)點，并作出a-n圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時，物體的加速度與其所受的合外力成正比。 （5）利用a–n圖象求得小車（空載）的質(zhì)量為_______kg（保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g=9.8 ms–2）。 （6）若以“保持木板水平”來代替步驟（1），下列說法正確的是_______（填入正確選項前的標(biāo)號） A．a(chǎn)–n圖線不再是直線 B．a(chǎn)–n圖線仍是直線，但該直線不過原點 C．a(chǎn)–n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大 14．（xx課標(biāo)全國Ⅰ卷）某同學(xué)利用圖（a）所示實驗裝置即數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖，如圖（b）所示，實驗中小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量為200g，實驗時選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計算機得到，回答下列問題： 圖（a） 圖（b） （1）根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成_______（填“線性”或“非線性”）的關(guān)系。 （2）由圖（b）可知，圖線不經(jīng)過遠(yuǎn)點，可能的原因是____________。 （3）若利用本實驗裝置來驗證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實驗中應(yīng)采取的改進措施是_______，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_________。  1．D【解析】本實驗就是利用控制變量法得到a，F(xiàn)，m三者的關(guān)系，A，B，C所述符合實驗的思路和道理符合要求，故正確。 2．B【解析】平衡摩擦力時，小車不掛重物，故A錯，實驗時應(yīng)先接通電源后放開小車，C錯，實驗時應(yīng)滿足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量，否則誤差很大，D錯。 3．B【解析】實驗中應(yīng)滿足A所述的條件，故A正確；實驗中加速度不能根據(jù)公式求解，故B錯誤；畫圖象時偏離較遠(yuǎn)的點已舍棄，誤差較小，故C正確；采用a－圖象，圖象為直線，更直觀，故D對。 4．AD【解析】（甲）圖表明，當(dāng)尚未加拉力時，小車就有加速度，造成的原因是平衡摩擦力時木板傾角過大；（乙）圖表明，當(dāng)＝0即質(zhì)量無窮大時，在一個有限大小的力作用下產(chǎn)生了加速度，故也是因為平衡摩擦力時木板傾角過大；（?。﹫D圖線與軸交點表明，小車在一拉力作用下，加速度卻為0，故是因為平衡摩擦力時木板傾角過小。 5．（1）D （2）1.2 （3）沒有考慮砝碼盤的重力 【解析】（1）平衡摩擦力時，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運動，不用掛空砝碼盤，A錯；每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力，B錯；砝碼及砝碼盤總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，此時可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，C錯，D正確。所以選D。 （2）逐差法求加速度，T=0.1 s，由，代入數(shù)據(jù)得a =1.2 m/s2。 （3）未放入砝碼時，小車已有加速度，可以判斷原因是未計入砝碼盤的重力。 6．（1）小車的總質(zhì)量 小車所受外力 （2）在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比 C 【解析】（1）“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗采用了控制變量法來驗證牛頓第二定律，所以應(yīng)保持小車的總質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力，來探究力與加速度的關(guān)系；（2）①由OA段是直線，證明了a-F成正比②設(shè)鉤碼的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，以小車、鉤碼整體為研究對象得：，以小車為研究對象得，聯(lián)立解得，當(dāng)時，本實驗用鉤碼的總重力代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力，小盤和砝碼的總質(zhì)量越接近于小車的質(zhì)量，誤差越大；反之小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，實驗誤差越小，所以本實驗的選項C正確。 7．（1）偏大 （2）M遠(yuǎn)大于m （3）0.20 【解析】（1）圖中當(dāng)F=0時，a≠0。也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是平衡摩擦力時角度過大； （2）根據(jù)牛頓第二定律得，，解得，則繩子的拉力，知當(dāng)砝碼總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量時，滑塊所受的拉力等于砝碼的總重力，所以應(yīng)滿足的條件是砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量。 （3）由得。 8．【答案】平衡摩擦力 打點計時器打出的紙帶點跡分布均勻 否 0.02 0.18 【解析】為使小車受到的合外力等于繩子的拉力，應(yīng)平衡摩擦力，不掛小盤，調(diào)節(jié)斜木板的傾角，使小車能勻速滑下，是為了平衡摩擦力；打點計時器的打點時間間隔相等，若打點計時器打出的紙帶點跡分布均勻，說明小車做勻速運動；從小車上取質(zhì)量為mx的砝碼放到小盤中，小盤、小車、砝碼的總質(zhì)量是保持不變的，故不需要滿足小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的質(zhì)量；，圖線的斜率k= 25 m/（kgs2），截距b=0.5m/s2，斜率，，聯(lián)立解得：m1=0.02 kg m2=0.18 kg。 9．（1）x4 （2）①a-F圖象如圖所示 ②小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng) 未計入砝碼盤的重力 【解析】（1）因小車做勻變速運動，根據(jù)勻變速直線運動的推論，可判斷，x4計算錯誤；根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得：，，，聯(lián)立得：；（2） ①描點作圖，如圖所示 ②從小車上取下砝碼放在砝碼盤里，小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)的質(zhì)量保持不變，所以研究對象為小車、砝碼盤和砝碼組成的系統(tǒng)；由圖知力F等于零時，加速度不為零，故是因為未計入砝碼盤的重力 10．（1）0.43 （2） 不需要 （3）如圖所示 F/N a/（ms-2） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 （4）沒有平衡摩擦力或者摩擦力平衡不足 【解析】（1）根據(jù)逐差法，代入數(shù)據(jù)解得：a=0.43 m/s2；（2 ）繩上的拉力由傳感器直接測得，故不需要滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車A的質(zhì)量；（3）如圖所示 F/N a/（ms-2） 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 （4）由圖知，圖象與F軸相交，拉力小于某一數(shù)值時，加速度為零，所以是因為沒有平衡摩擦力或者摩擦力平衡的不夠。 11．（1）錯誤 （2）C （3） 0.60 【解析】（1）如果墊高一端，小車開始從靜止滑下，表明物體做初速度為零的勻加速直線運動，小車有加速度了，即。 （2）由于按照第（1）步的操作進行實驗，實驗之前已經(jīng)有加速度了，縱坐標(biāo)為正值，a與F不再是正比例關(guān)系，而應(yīng)是一次函數(shù)關(guān)系。 （3）由于紙帶是4段，則加速度為。 12．【答案】（1）Ⅱ （2）1 kg 1 N （3）1.93 m/s2 1.19 m/s 【解析】（1）軌道水平時，小車在運動過程中受摩擦力的作用，故當(dāng)拉力較小時，小車不動，加速度為零，即圖像應(yīng)與F軸正半軸相交，所以是圖像Ⅱ；（2）根據(jù)牛頓第二定律知，a-F圖象的斜率等于質(zhì)量的倒數(shù)，由圖可得小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為1 kg；當(dāng)拉力F等于1 N時小車開始運動，故小車在水平軌道上運動時受到的摩擦力大小為1 N；（3）根據(jù)逐差法，其中T=0.01 s，代入數(shù)據(jù)可得加速度a=1.93 m/s2；根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，解得v= 1.19 m/s。 13．（3）0.39（4）如圖所示（5）0.45（6）BC 【解析】（3）因為小車做初速度為零的勻加速直線運動，故將（2，0.78）代入可得。 （4）根據(jù)描點法可得如圖所示圖線。 （5）根據(jù)牛頓第二定律可得，代入m=0.010 kg，n=1、2、3、4、5，以及相應(yīng)的加速度求可得。 （6）因為如果不平衡摩擦力，則滿足的形式，所以故直線不過原點，但仍是直線，A錯誤B正確；隨著n的增大，小車的總質(zhì)量在減小，故直線的斜率變大，故C正確。 【考點定位】驗證牛頓第二定律的應(yīng)用 【方法技巧】對于高中實驗，要求能明確實驗原理，認(rèn)真分析各步驟，從而明確實驗方法；同時注意掌握圖象的性質(zhì)，能根據(jù)圖象進行分析，明確對應(yīng)規(guī)律的正確應(yīng)用。 14．【答案】（1）非線性（2）存在摩擦力（3）調(diào)整軌道傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量 【解析】（1）根據(jù)該同學(xué)描繪的加速度和鉤碼質(zhì)量的圖象是一條曲線而不是直線，所以是非線性關(guān)系。 （2）根據(jù)圖（b）可知當(dāng)鉤碼有一定質(zhì)量，即細(xì)線有一定拉力時，小車加速度仍等于0，說明小車合力等于0，所以可能除拉力外小車還受到摩擦力作用。 （3）實驗改進部分有兩個要求，第一個就是圖象不過原點，需要平衡摩擦力，所以調(diào)整軌道傾斜度，第二個就是圖象是曲線，因為小車的合力即細(xì)線拉力并不等于鉤碼重力，而是拉力只有當(dāng)時。，圖象近似為直線。 【考點定位】探究牛頓第二定律實驗探究 【方法技巧】從原理出發(fā)，即F=ma，分析不過原點，不成正比的原因，重點是對原理的理解。  一、牛頓第二定律 1．內(nèi)容：物體加速度的大小跟 成正比，跟物體的 成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。 2．關(guān)系式：F= ma，式中F為物體所受的 ，k是比例系數(shù)。 3．對牛頓第一定律的理解 （1）瞬時性：根據(jù)牛頓第二定律，對于質(zhì)量確定的物體而言，其加速度的大小和方向完全由物體受到的合力的大小和方向所決定。加速度和物體所受的合力是瞬時對應(yīng)關(guān)系，即同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失，保持 關(guān)系。 （2）矢量性：F=ma是一個矢量式，力和加速度都是矢量，物體的加速度的方向由物體所受 的方向決定。已知F合的方向，可推知a的方向，反之亦然。 （3）同體性：a=中各量都是屬于同一物體的，即研究對象的統(tǒng)一性。 （4）獨立性：F產(chǎn)生的a是物體的合加速度，x方向的合力產(chǎn)生x方向的加速度，y方向的合力產(chǎn)生y方向的加速度，牛頓第二定律的分量式為 。 二、力的單位 1．在國際單位制中力的單位是牛頓，符號為 ，它是根據(jù)牛頓第二定律定義的：使質(zhì)量為1 kg的物體產(chǎn)生1 m/s2的加速度的力，叫做1 N，即 。 . 2．比例系數(shù)k的意義 （1）在F=kma中，k的選取有一定的任意性。 （2）在國際單位制中k=1，牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達式為： ，式中F、m、a的單位分別為N，kg，m/s2。 作用力 質(zhì)量 合外力 一一對應(yīng) 合力 Fx=max，F(xiàn)y=may N 1 N=kg m/s2 F=ma  一、牛頓第二定律的理解 【例題1】一質(zhì)點受多個力的作用，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)使其中一個力的大小逐漸減小到零，再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來的大小。在此過程中，其他力保持不變，則質(zhì)點的加速度大小a和速度大小v的變化情況是 A．a(chǎn)和v都始終增大 B．a(chǎn)和v都先增大后減小 C．a(chǎn)先增大后減小，v始終增大 D．a(chǎn)和v都先減小后增大 參考答案：C 試題解析：質(zhì)點在多個力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)時，其中一個力必與其余各力的合力等值反向。當(dāng)該力大小逐漸減小到零的過程中，質(zhì)點所受合力從零開始逐漸增大，做加速度逐漸增大的加速運動；當(dāng)該力再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來大小的過程中，質(zhì)點所受合力方向仍不變，大小逐漸減小到零，質(zhì)點沿原方向做加速度逐漸減小的加速運動，故C正確。 二、力與運動的關(guān)系 （1）力是產(chǎn)生加速度的原因。 （2）作用于物體上的每一個力各自產(chǎn)生的加速度都遵從牛頓第二定律。 （3）速度的改變需經(jīng)歷一定的時間，不能突變；有力就一定有加速度，但有力不一定有速度。 【例題2】如圖所示，在水平向右做勻加速直線運動的平板車上有一圓柱體，其質(zhì)量為m且與豎直擋板及斜面間均無摩擦。當(dāng)車的加速度a突然增大時，斜面對圓柱體的彈力F1和擋板對圓柱體的彈力F2的變化情況是（斜面傾角為θ） A．F1增大，F(xiàn)2不變 B．F1增大，F(xiàn)2增大 C．F1不變，F(xiàn)2增大 D．F1不變，F(xiàn)2減小 參考答案：C 試題解析：對圓柱體受力分析，沿水平方向和豎直方向建坐標(biāo)系，分別根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律得F1cos θ=G，F(xiàn)2－F1sin θ=ma，故隨著加速度的增大，F(xiàn)1不變，F(xiàn)2增大，C正確，A、B、D錯誤。 三、牛頓第二定律的瞬時性 （1）剛性繩（或接觸面）——不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷（或脫離）后，其彈力立即消失，不需要形變恢復(fù)時間。 （2）彈簧（或橡皮繩）——兩端同時連接（或附著）有物體的彈簧（或橡皮繩），特點是形變量大，其形變恢復(fù)需要較長時間，在瞬時性問題中，其彈力的大小往往可以看成保持不變。 【例題3】水平面上有一個質(zhì)量為m=2 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ=45角的不可伸長的輕繩一端相連，如圖所示，此時小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對小球的彈力恰好為零。已知小球與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取g= 10 m/s2，以下說法正確的是 A．此時輕彈簧的彈力大小為20 N B．小球的加速度大小為8 m/s2，方向向左 C．若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10 m/s2，方向向右 D．若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0 參考答案：ABD 試題解析：因為未剪斷輕繩時水平面對小球的彈力為零，故小球在繩沒有斷時受重力、輕繩的拉力FT和彈簧的彈力F作用而處于平衡狀態(tài)。依據(jù)平衡條件得：豎直方向有 FTcos θ=mg，水平方向有FTsin θ=F，解得輕彈簧的彈力為F=mgta