2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)定律試題(含解析)新人教版必修1.doc》由會(huì)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(yùn)動(dòng)定律試題(含解析)新人教版必修1.doc(95頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律試題(含解析)新人教版必修1 一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力 1.亞里士多德的觀點(diǎn) 必須有力作用在物體上,物體才能______,沒(méi)有力的作用,物體就_____。 2.伽利略的推論 伽利略通過(guò)“理想實(shí)驗(yàn)”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(yùn)動(dòng)下去。 3.笛卡爾對(duì)伽利略觀點(diǎn)的補(bǔ)充和完善 法國(guó)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(huì)使自己沿曲線運(yùn)動(dòng),而只保持在同一直線上運(yùn)動(dòng)。 二、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 1.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)指物體的運(yùn)動(dòng)_____。 2.運(yùn)動(dòng)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(shí)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?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 2.慣性:物體保持原來(lái)_________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(guó)際單位是千克,符號(hào)是kg。 運(yùn)動(dòng) 靜止 勻速 靜止或勻速運(yùn)動(dòng) 速度 大小 方向 勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài) 勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變 運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。 【例題1】下面的說(shuō)法中正確的是 A.在水平路面上用力推車,車才前進(jìn),人停止推車,車就會(huì)逐漸停下來(lái) B.力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng),沒(méi)有力的作用,物體就不能運(yùn)動(dòng) C.地面上滑行的物體會(huì)停下來(lái),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(jìn),力改變了車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),人停止推車,車就會(huì)在摩擦力的作用下逐漸停下來(lái),所以A正確;由于物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來(lái)維持,故B錯(cuò)誤;滑行的物體停下來(lái)的原因是摩擦力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),C正確;摩擦力越小,對(duì)運(yùn)動(dòng)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(shí),慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)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(shí),慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。慣性越大,物體的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的一條動(dòng)力學(xué)規(guī)律。 (2)慣性與物體的受力情況、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及所處的狀態(tài)無(wú)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(yùn)動(dòng)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(shuō)法正確的是 A.高速行駛的公共汽車緊急剎車時(shí),乘客都要向前傾倒,說(shuō)明乘客都具有慣性 B.短跑運(yùn)動(dòng)員最后沖刺時(shí),速度很大,很難停下來(lái),說(shuō)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(yùn)動(dòng) D.在粗糙水平面上滾動(dòng)的小球最后會(huì)停下來(lái)是因?yàn)樾∏虻膽T性逐漸為零 參考答案:AC 試題解析:慣性就是物體保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),故高速行駛的公共汽車緊急剎車時(shí),由于慣性乘客想保持原來(lái)的速度向前運(yùn)動(dòng)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(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;拋投過(guò)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(shí)的速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng),故C正確;在粗糙水平面上滾動(dòng)的小球最后會(huì)停下來(lái)是因?yàn)樾∏蚴艿侥Σ亮Φ淖饔?,運(yùn)動(dòng)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(cuò)誤。 1.關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是 A.力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 B.力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因 C.一個(gè)物體受到的合力越大,它的速度越大 D.一個(gè)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(shuō)法中,正確的是 A.只有靜止的物體才有慣性 B.只有運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)、假設(shè)和邏輯推理相結(jié)合的科學(xué)方法,有力地促進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識(shí)的發(fā)展。利用如圖所示的裝置做如下實(shí)驗(yàn):小球從左側(cè)斜面上的O點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動(dòng),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(shí),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(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)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(diǎn)等高的位置 B.如果小球不受力,它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài) C.如果小球受到力的作用,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變 D.小球受到的力一定時(shí),質(zhì)量越大,它的加速度越小 4.物體具有保持原來(lái)勻速直線運(yùn)動(dòng)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(shuō)法中,正確的是 A.乘坐汽車時(shí)系好安全帶可減小慣性 B.運(yùn)動(dòng)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(shí)才有慣性 5.當(dāng)作用在物體上的合外力不為零時(shí) A.物體的速度一定越來(lái)越大 B.物體的速度一定越來(lái)越小 C.物體的速度可能不變 D.物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定變化 6.下列說(shuō)法中正確的是 A.有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動(dòng);沒(méi)有力作用在物體上,物體就要靜止下來(lái); B.物體不受外力作用時(shí),物體有慣性;當(dāng)物體受外力作用時(shí),慣性便消失; C.物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止時(shí)有慣性,做其他運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有慣性; D.一切物體都有慣性,與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。 7.關(guān)于物體的慣性,下列說(shuō)法正確的是 A.質(zhì)量就是慣性 B.物體運(yùn)動(dòng)遵循牛頓第一定律,是因?yàn)槲矬w有慣性 C.一人飛跑時(shí)不易被別人擋住,是因?yàn)轱w跑時(shí)的慣性要比走路時(shí)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(jiǎng)賽上海站比賽在上海國(guó)際賽場(chǎng)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(yùn)動(dòng)情況,以下說(shuō)法正確的是 A.仍然沿著汽車行駛的彎道運(yùn)動(dòng) B.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng) C.沿著與彎道垂直的方向飛出 D.上述情況都有可能 9.對(duì)于一些實(shí)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(dòng)機(jī)后,某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過(guò)某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度,這表明:可以通過(guò)科學(xué)進(jìn)步使小質(zhì)量的物體獲得大慣性 B.“強(qiáng)弩之末,勢(shì)不能穿魯縞”,這表明強(qiáng)弩的慣性減小了 C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí),經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂,這會(huì)改變它的慣性 D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí),車手一方面要適當(dāng)?shù)目刂扑俣龋硪环矫嬉獙⑸眢w稍微向里傾斜,這是為了通過(guò)調(diào)控人和車的慣性達(dá)到安全行駛的目的 10.關(guān)于慣性,下列說(shuō)法中正確的是 A.物體只有靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)才有慣性 B.物體只有受外力作用時(shí)才有慣性 C.物體的速度大時(shí)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(guò)程中保持做勻速直線運(yùn)動(dòng),則灑水車 A.慣性越來(lái)越大 B.慣性越來(lái)越小 C.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變 D.運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng); (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(yùn)動(dòng); (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(yùn)動(dòng); (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(yùn)動(dòng)。 13.下列關(guān)于慣性的說(shuō)法中,正確的是 A.物體僅在靜止和勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)才具有慣性 B.殲擊機(jī)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(shí)驗(yàn)有時(shí)更能深刻地反映自然規(guī)律,如圖所示,伽利略設(shè)計(jì)了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn): ①如果沒(méi)有摩擦,小球?qū)⑸仙皆瓉?lái)的高度; 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(yùn)動(dòng); ③減小右邊斜面的傾角,小球在這斜面上仍然要達(dá)到原來(lái)的高度; ④在兩個(gè)對(duì)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(qǐng)將上述關(guān)于理想實(shí)驗(yàn)的描述按正確的邏輯順序排列:_________(只要填寫(xiě)序號(hào))。 (2)上述關(guān)于理想實(shí)驗(yàn)的描述中,有的屬于可靠的事實(shí),有的是理想化的推論,下列關(guān)于事實(shí)和推論的分類正確的是: A.①是事實(shí),②、③和④是推論 B.②是事實(shí),①、③和④是推論 C.③是事實(shí),①、②和④是推論 D.④是事實(shí),①、②和③是推論 1.BD【解析】力是改變物體運(yùn)動(dòng)的原因而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,A錯(cuò)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(cuò)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),故D正確。 3.A【解析】如果斜面光滑,小球不會(huì)有能量損失,將上升到與O點(diǎn)等高的位置,故A正確;通過(guò)推理和假想,如果小球不受力,它將一直保持勻速運(yùn)動(dòng),得不出靜止的結(jié)論,故B錯(cuò)誤;根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,不可以直接得到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生改變的結(jié)論,故C錯(cuò)誤;受到的力一定時(shí),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(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤。 4.C【解析】乘坐汽車時(shí)系好安全帶,不是可以減小慣性,而是在緊急剎車時(shí)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(cuò)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(wú)關(guān),所以B錯(cuò)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以D錯(cuò)誤。 5.D【解析】根據(jù)牛頓第一定律可得,力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,即如果物體受到的合力不為零,則物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生變化,D正確。 6.D【解析】力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,如果沒(méi)有力存在物體將保持靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),A錯(cuò)誤;慣性是一切物體所具有的特殊屬性,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),受力情況,空間位置等無(wú)關(guān),只和物體本身的質(zhì)量有關(guān)系,BC錯(cuò)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(wú)關(guān),故選項(xiàng)B正確,AC錯(cuò)誤;質(zhì)量越小,物體的慣性越小,物體的運(yùn)動(dòng)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(xiàng)D 正確。 8.B【解析】后輪未脫離賽車時(shí),具有向前的速度,脫離賽車后,由于慣性,后輪保持原來(lái)向前的速度繼續(xù)前進(jìn),所以沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng),離開(kāi)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)需要力來(lái)改變。采用了大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)后,某些一級(jí)方程式賽車的速度甚至能超過(guò)某些老式螺旋槳飛機(jī)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(cuò)誤;“強(qiáng)弩之末,勢(shì)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(méi)有變化,故B錯(cuò)誤;貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí),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(shí),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(méi)有變化,慣性沒(méi)有變化,而是改變了向心力,防止側(cè)滑,故D錯(cuò)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(yùn)動(dòng)、物體的速度無(wú)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(cuò),B對(duì);車保持做勻速直線運(yùn)動(dòng),故運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變,C對(duì),D錯(cuò),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(shuō)明小球和汽車是相對(duì)靜止的狀態(tài),也就是小球和汽車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都沒(méi)有發(fā)生改變,而沒(méi)有發(fā)生改變的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng); ②小球突然后擺,說(shuō)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(shuō)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(dòng),說(shuō)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān),ACD錯(cuò)誤;慣性的大小與物體的質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量大慣性大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不易改變,反之質(zhì)量小慣性小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)易改變,則殲擊機(jī)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(shí)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(shí),其余①、②和③都是推論D對(duì)。 1.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材 小車、砝碼、小盤(pán)、細(xì)繩、附有定滑輪的長(zhǎng)木板、墊木、 、 、導(dǎo)線兩根、紙帶、 、 。 3.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)測(cè)量:用天平測(cè)量小盤(pán)和砝碼的質(zhì)量m′和小車的質(zhì)量m。 (2)安裝:按照如實(shí)驗(yàn)原理圖所示裝置把實(shí)驗(yàn)器材安裝好,只是不把懸掛小盤(pán)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(zhǎng)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(pán)通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)滑輪系于小車上,先通電源后放開(kāi)小車,取下紙帶編號(hào)碼。 ②保持小車的質(zhì)量m不變,改變砝碼和小盤(pán)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(cè)加速度a。 ④描點(diǎn)作圖,作a-F的圖象。 ⑤保持砝碼和小盤(pán)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?yàn)原理不完善引起的誤差:本實(shí)驗(yàn)用小盤(pán)和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力,而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤(pán)和砝碼的總重力。 (2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)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(diǎn),如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上,說(shuō)明a與F成 。 (3)以a為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),描點(diǎn)、連線,如果該線過(guò)原點(diǎn),就能判定a與m成 。 6.注意事項(xiàng) (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(shí),不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車上,讓小車?yán)螯c(diǎn)的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)不重復(fù)平衡摩擦力。 (3)實(shí)驗(yàn)條件: 。 (4)一先一后一按:改變拉力和小車質(zhì)量后,每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,并應(yīng)先接通 ,后釋放 ,且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。 質(zhì)量 合外力 打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)中,近似法是指繩對(duì)小車的拉力近似等于繩另一端連接的小盤(pán)和砝碼的總重力,近似法要在小盤(pán)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(shí)用到的方法,在實(shí)驗(yàn)中的具體體現(xiàn)是:研究加速度與力的關(guān)系時(shí),保持小車質(zhì)量不變;研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),保持小盤(pán)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(guò)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(duì)小車的拉力,體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中是讓小車不掛小盤(pán)時(shí)能在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)。 4.化曲為直法:化曲為直法是指處理數(shù)據(jù)時(shí),不作a-m圖象而作a-圖象,反映在圖象中就是把原來(lái)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(jì)的“探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置圖,實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車的拉力F等于砂和砂桶的總重力,小車運(yùn)動(dòng)的加速度可由紙帶求得。 (1)關(guān)于該同學(xué)對(duì)該實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法中正確的是 A.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了等效替代的思想方法 B.該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量的思想方法 C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源 D.實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)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(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),其中計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有若干個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出,設(shè)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T。該同學(xué)用刻度尺測(cè)出AC間的距離為x1,BD間的距離為x2,則打B點(diǎn)時(shí)小車運(yùn)動(dòng)的速度vB=________,小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=________。 (3)某實(shí)驗(yàn)小組在實(shí)驗(yàn)時(shí)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(duì)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(shí)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(jiàn)解析圖 試題解析:(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法,故A錯(cuò),B對(duì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源,再放開(kāi)小車,C錯(cuò)。D項(xiàng)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(yùn)速滑;若要盤(pán)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(cè);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(shí)驗(yàn)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(huà)出它的a-F關(guān)系圖象如圖所示。 通過(guò)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(shí)驗(yàn)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(huà)出它的a-圖象,如圖所示。 通過(guò)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(shuō)明a與M成反比。 【例題2】某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)出如下的實(shí)驗(yàn)方案,其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知小車質(zhì)量M=214.6 g,砝碼盤(pán)質(zhì)量m0=7.8 g,所使用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電頻率f=50 Hz。其實(shí)驗(yàn)步驟是: A.按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置; B.調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角,輕推小車后,使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng); C.取下細(xì)繩和砝碼盤(pán),記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m; D.將小車置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁,先接通電源,再放開(kāi)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(pán),改變砝碼盤(pán)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(wèn)題: (1)按上述方案做實(shí)驗(yàn),是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量?________(填“是”或“否”)。 (2)實(shí)驗(yàn)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(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中,如下表: 次數(shù) 1 2 3 4 5 砝碼盤(pán)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(huà)出a-F圖象(如圖)。造成圖線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是______________________________________________, 從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_______________,其大小為_(kāi)_______。 參考答案:(1)否?。?)0.88?。?)在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)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(pán)的重力 0.08 N 試題解析:(1)取下砝碼盤(pán)后,小車加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合外力即為砝碼和砝碼盤(pán)的總重力,而實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是小車,因此,實(shí)驗(yàn)中不必使砝碼及砝碼盤(pán)的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。 (2)a==0.88 m/s2. (3)實(shí)驗(yàn)中本應(yīng)有(m0+m)g=Ma,由于實(shí)驗(yàn)中未計(jì)入砝碼盤(pán)質(zhì)量m0,測(cè)得的圖象與真實(shí)圖象相比沿F軸左移m0g,圖象將不過(guò)原點(diǎn)。由圖象及上述分析可知,m0g=0.08 N。 1.在用實(shí)驗(yàn)探究加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí),下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的思路和數(shù)據(jù)分析,不正確的是 A.實(shí)驗(yàn)的基本思想是:保持物體的質(zhì)量不變,測(cè)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(shí)驗(yàn)的基本思想是:保持物體所受力相同,測(cè)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(shí)驗(yàn)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(diǎn),若這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上,說(shuō)明a與F成正比 D.在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),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(diǎn),若這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上,說(shuō)明a與m成正比 2.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,以下做法正確的是 A.平衡摩擦力時(shí),應(yīng)將重物用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上 B.每次改變小車的質(zhì)量時(shí),不需要重新平衡摩擦力 C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)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(duì)探究過(guò)程也不會(huì)產(chǎn)生影響 3.在做探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說(shuō)法中錯(cuò)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(shí)驗(yàn)誤差 B.可以用天平測(cè)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)采用描點(diǎn)法畫(huà)圖象,是為了減小誤差 D.處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的圖象,下列說(shuō)法中正確的是 A.形成圖(甲)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大 B.形成圖(乙)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小 C.形成圖(丙)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大 D.形成圖(丁)的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)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(shí),加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。 (1)下列說(shuō)法正確的有_______。 A.平衡摩擦力時(shí),用細(xì)線一端掛空砝碼盤(pán),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(yùn)動(dòng) B.每次改變砝碼及砝碼盤(pán)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(pán)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(pán)的重力 (2)乙圖為實(shí)驗(yàn)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(diǎn)跡起,在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒(méi)有標(biāo)出, 用刻度尺分別測(cè)量出A點(diǎn)到B、C、D、E的距離如圖所示,己知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源上,則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)加速度的測(cè)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(pán)中砝碼的質(zhì)量,分別測(cè)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(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)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(jì)算機(jī))研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。 (1)在該實(shí)驗(yàn)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_(kāi)__________,用DIS測(cè)小車的加速度。 (2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量。在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律: (1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(jìn)行實(shí)驗(yàn),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(pán)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(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz。 A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)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(shí)驗(yàn)小組通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),采用如圖所示裝置可以得到小車和小盤(pán)的質(zhì)量,步驟如下: 小車 打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(pán),調(diào)節(jié)斜木板的傾角,使小車能勻速滑下; (2)掛上小盤(pán),使小車無(wú)初速度滑下,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶,并根據(jù)紙帶計(jì)算加速度; (3)從小車上取質(zhì)量為mx的砝碼放到小盤(pán)中,重復(fù)步驟(2),測(cè)出對(duì)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(guò)實(shí)驗(yàn)判斷小車做勻速運(yùn)動(dòng)的依據(jù)是__________________________________。 該實(shí)驗(yàn)中是否應(yīng)該滿足小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)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(pán)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(shí)驗(yàn)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(guò)程中,打出了一條紙帶如圖乙所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。從比較清晰的點(diǎn)起,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),標(biāo)上1、2、3、4、5、6、7、8,測(cè)量并計(jì)算出的相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)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(jì)算錯(cuò)了,這段距離是 (填符號(hào))。該同學(xué)剔除該數(shù)據(jù)后,利用其他6個(gè)數(shù)據(jù)正確計(jì)算出了加速度。該同學(xué)計(jì)算加速度的表達(dá)式為 。 (2)平衡摩擦力后,將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上。掛上砝碼盤(pán),然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中,測(cè)量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力 F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表: ①請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在下圖中作出a-F的關(guān)系圖象。 砝碼盤(pán)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(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是 ,根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的a-F圖線不通過(guò)原點(diǎn),對(duì)照本實(shí)驗(yàn)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(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔,右端用一輕繩繞過(guò)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(zhǎng)的木板上。不計(jì)繩與滑輪的摩擦及滑輪的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)時(shí),先接通電源再釋放小車,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。該同學(xué)在保證小車A質(zhì)量不變的情況下,通過(guò)改變P的質(zhì)量來(lái)改變小車A所受的外力,由傳感器和紙帶測(cè)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(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖所示,O、A、B、C和D是紙帶上的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,A、B、C、D四點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz。根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(cè),實(shí)驗(yàn)操作中重要的疏漏是 。 11.用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律,為消除摩擦力的影響,實(shí)驗(yàn)前必須平衡摩擦力。 (1)某同學(xué)平衡摩擦力時(shí)是這樣操作的:將小車靜止地放在水平長(zhǎng)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(kāi)始沿木板向下滑動(dòng)為止。請(qǐng)問(wèn)這位同學(xué)的操作是否正確? 答:____________________________。(填正確或錯(cuò)誤) (2)如果這位同學(xué)按如(1)中的操作,然后不斷改變對(duì)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(xiàng)代號(hào)的字母填在橫線上)。 (3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。寫(xiě)出用s1、s2、s3、s4以及f來(lái)表示小車加速度的計(jì)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_(kāi)_____ m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 12.某實(shí)驗(yàn)小組為探究加速度與力之間的關(guān)系設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)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(cè)小車的加速度。通過(guò)改變鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量,可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),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(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出來(lái)),如圖所示,紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz。 該小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a= m/s2,與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v= m/s(答案均要求保留3位有效數(shù)字)。 13.(xx全國(guó)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(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長(zhǎng)木板水平放置,其右端固定一輕滑輪;輕繩跨過(guò)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(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N=5個(gè),每個(gè)質(zhì)量均為0.010 kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下: (1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中,在長(zhǎng)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(gè)鉤碼掛在輕繩右端,其余N-n個(gè)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(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)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(duì)應(yīng)于不同的n的a值見(jiàn)下表。n=2時(shí)的s-t圖象如圖(b)所示;由圖(b)求出此時(shí)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(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn),并作出a-n圖象。從圖象可以看出:當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí),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_(kāi)______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(lái)代替步驟(1),下列說(shuō)法正確的是_______(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)) 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(guò)原點(diǎn) 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(guó)Ⅰ卷)某同學(xué)利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)關(guān)系圖,如圖(b)所示,實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g,實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)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(jì)算機(jī)得到,回答下列問(wèn)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(guò)遠(yuǎn)點(diǎn),可能的原因是____________。 (3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是_______,鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_________。 1.D【解析】本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的思路和道理符合要求,故正確。 2.B【解析】平衡摩擦力時(shí),小車不掛重物,故A錯(cuò),實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后放開(kāi)小車,C錯(cuò),實(shí)驗(yàn)時(shí)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(cuò)。 3.B【解析】實(shí)驗(yàn)中應(yīng)滿足A所述的條件,故A正確;實(shí)驗(yàn)中加速度不能根據(jù)公式求解,故B錯(cuò)誤;畫(huà)圖象時(shí)偏離較遠(yuǎn)的點(diǎn)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(duì)。 4.AD【解析】(甲)圖表明,當(dāng)尚未加拉力時(shí),小車就有加速度,造成的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大;(乙)圖表明,當(dāng)=0即質(zhì)量無(wú)窮大時(shí),在一個(gè)有限大小的力作用下產(chǎn)生了加速度,故也是因?yàn)槠胶饽Σ亮r(shí)木板傾角過(guò)大;(?。﹫D圖線與軸交點(diǎn)表明,小車在一拉力作用下,加速度卻為0,故是因?yàn)槠胶饽Σ亮r(shí)木板傾角過(guò)小。 5.(1)D (2)1.2 (3)沒(méi)有考慮砝碼盤(pán)的重力 【解析】(1)平衡摩擦力時(shí),將木板適當(dāng)傾斜,使小車在木板上近似做勻速直線運(yùn)動(dòng),不用掛空砝碼盤(pán),A錯(cuò);每次改變砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量之后,應(yīng)重新平衡摩擦力,B錯(cuò);砝碼及砝碼盤(pán)總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量,此時(shí)可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤(pán)的重力,C錯(cuò),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(shí),小車已有加速度,可以判斷原因是未計(jì)入砝碼盤(pán)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(jì)算機(jī))研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法來(lái)驗(yàn)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(lái)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(duì)象得:,以小車為研究對(duì)象得,聯(lián)立解得,當(dāng)時(shí),本實(shí)驗(yàn)用鉤碼的總重力代替小車的拉力,而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤(pán)和砝碼的總重力,小盤(pán)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(pán)和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量,實(shí)驗(yàn)誤差越小,所以本實(shí)驗(yàn)的選項(xiàng)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(shí),a≠0。也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí),小車的加速度不為0,說(shuō)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(shí)角度過(guò)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(shí),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(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶點(diǎn)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(pán),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(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔相等,若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶點(diǎn)跡分布均勻,說(shuō)明小車做勻速運(yùn)動(dòng);從小車上取質(zhì)量為mx的砝碼放到小盤(pán)中,小盤(pán)、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(pán)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(pán)和砝碼組成的系統(tǒng) 未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力 【解析】(1)因小車做勻變速運(yùn)動(dòng),根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論,可判斷,x4計(jì)算錯(cuò)誤;根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得:,,,聯(lián)立得:;(2) ①描點(diǎn)作圖,如圖所示 ②從小車上取下砝碼放在砝碼盤(pán)里,小車、砝碼盤(pán)和砝碼組成的系統(tǒng)的質(zhì)量保持不變,所以研究對(duì)象為小車、砝碼盤(pán)和砝碼組成的系統(tǒng);由圖知力F等于零時(shí),加速度不為零,故是因?yàn)槲从?jì)入砝碼盤(pán)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(méi)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(cè)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(shí),加速度為零,所以是因?yàn)闆](méi)有平衡摩擦力或者摩擦力平衡的不夠。 11.(1)錯(cuò)誤 (2)C (3) 0.60 【解析】(1)如果墊高一端,小車開(kāi)始從靜止滑下,表明物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),小車有加速度了,即。 (2)由于按照第(1)步的操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)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(shí),小車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受摩擦力的作用,故當(dāng)拉力較小時(shí),小車不動(dòng),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(shí)小車開(kāi)始運(yùn)動(dòng),故小車在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)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?yàn)樾≤囎龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng),故將(2,0.78)代入可得。 (4)根據(jù)描點(diǎn)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?yàn)槿绻黄胶饽Σ亮?,則滿足的形式,所以故直線不過(guò)原點(diǎn),但仍是直線,A錯(cuò)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(diǎn)定位】驗(yàn)證牛頓第二定律的應(yīng)用 【方法技巧】對(duì)于高中實(shí)驗(yàn),要求能明確實(shí)驗(yàn)原理,認(rèn)真分析各步驟,從而明確實(shí)驗(yàn)方法;同時(shí)注意掌握?qǐng)D象的性質(zhì),能根據(jù)圖象進(jìn)行分析,明確對(duì)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(shí),小車加速度仍等于0,說(shuō)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(shí)驗(yàn)改進(jìn)部分有兩個(gè)要求,第一個(gè)就是圖象不過(guò)原點(diǎn),需要平衡摩擦力,所以調(diào)整軌道傾斜度,第二個(gè)就是圖象是曲線,因?yàn)樾≤嚨暮狭醇?xì)線拉力并不等于鉤碼重力,而是拉力只有當(dāng)時(shí)。,圖象近似為直線。 【考點(diǎn)定位】探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)探究 【方法技巧】從原理出發(fā),即F=ma,分析不過(guò)原點(diǎn),不成正比的原因,重點(diǎn)是對(duì)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(duì)牛頓第一定律的理解 (1)瞬時(shí)性:根據(jù)牛頓第二定律,對(duì)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(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,即同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失,保持 關(guān)系。 (2)矢量性:F=ma是一個(gè)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(duì)象的統(tǒng)一性。 (4)獨(dú)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(guó)際單位制中力的單位是牛頓,符號(hào)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(guó)際單位制中k=1,牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)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(duì)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(diǎn)受多個(gè)力的作用,處于靜止?fàn)顟B(tài)?,F(xiàn)使其中一個(gè)力的大小逐漸減小到零,再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)的大小。在此過(guò)程中,其他力保持不變,則質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)在多個(gè)力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),其中一個(gè)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(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)所受合力從零開(kāi)始逐漸增大,做加速度逐漸增大的加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)該力再沿原方向逐漸恢復(fù)到原來(lái)大小的過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)所受合力方向仍不變,大小逐漸減小到零,質(zhì)點(diǎn)沿原方向做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng),故C正確。 二、力與運(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(wú)摩擦。當(dāng)車的加速度a突然增大時(shí),斜面對(duì)圓柱體的彈力F1和擋板對(duì)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(duì)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(cuò)誤。 三、牛頓第二定律的瞬時(shí)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(shí)間。 (2)彈簧(或橡皮繩)——兩端同時(shí)連接(或附著)有物體的彈簧(或橡皮繩),特點(diǎn)是形變量大,其形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間,在瞬時(shí)性問(wèn)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(gè)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(zhǎng)的輕繩一端相連,如圖所示,此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài),且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零。已知小球與水平面間的動(dòng)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(shuō)法正確的是 A.此時(shí)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?yàn)槲醇魯噍p繩時(shí)水平面對(duì)小球的彈力為零,故小球在繩沒(méi)有斷時(shí)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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開(kāi)word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019-2020年高中物理 第04章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律試題含解析新人教版必修1 2019 2020 年高 物理 04 牛頓 運(yùn)動(dòng) 定律 試題 解析 新人 必修
鏈接地址:http://m.zhongcaozhi.com.cn/p-2886479.html