高三物理第一轮牛顿运动定律 34页

第三章牛顿运动定律一牛顿第一、第三定律【基础知识】一、牛顿第一定律：⒈内容：一切物体总保持______________状态或____________，除非作用在它上面的力迫使它____________________。⒉意义：①指出力不是____________物体运动的原因，而是____________物体运动状态的原因，即力是使产生______________的原因。②指出了一切物体________________________，因此牛顿第一定律又称_______________。⒊惯性：①定义：物体具有保持原来______________状态或____________状态的性质。②量度：____________是物体惯性大小的唯一量度(在牛顿第一定律中没指出惯性大小如何量度)③普遍性：惯性是物体的____________属性，一切物体都有惯性。④表现：物体的惯性总以保持原状或反抗改变(运动状态改变的难易程度)两种形式表现出来，与物体是否受力、怎样受力无关。二、牛顿第三定律：⒈作用力和反作用力：两个物体之间的作用是______________的，一个物体对另一个物体施加了力，另一个物体一定同时对这一个物体也施加了力。\n⒉内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小_______________，方向__________，作用在________________。【要点聚焦】一、牛顿第一定律的意义：⒈牛顿第一定律演绎了力的概念：力是改变物体运动状态的原因(运动状态指物体的速度)，有速度变化就一定有加速度，所以可以说：力是使物体产生加速度的原因⒉牛顿第一定律导出了惯性的概念：一切物体都有保持原运动状态的性质，这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度。质量是惯性大小的唯一量度。⒊牛顿第一定律描述的是理想化状态：牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态，而不受外力的物体是不存在的，物体不受外力和物体所受合外力为零在效果上是相当的，但还是有一定的区别，所以不能把牛顿第一定律当成是牛顿第二定律在F=0时的特例。⒋惯性定律与惯性的不同：\n①惯性是指物体保持原有运动状态不变的一种性质，与物体是否受力、受力的大小无关，与物体的运动快慢也无关。惯性的大小反映了物体保持原来运动状态本领的大小，其大小只与质量有关。②惯性定律(即牛顿第一定律)则反映物体在一定条件下的运动规律。二、对牛顿第二定律的理解：⒈作用力与反作用力的关系：可总结为三同、三异、三无关①三同：同大小同时产生、变化、消失同性质②三异：反向异体不同效果③三无关：与物体的种类无关与相互作用的两物体的运动状态无关与是否与另外物体相互作用无关⒉相互作用力与平衡力的比较：力的名称相同点不同点大小方向受力物体作用效果性质相互作用力相等相反两个不同物体不能相互抵消不可求合力必定相同\n平衡力相等相反同一个物体相互抵消可求合力(为零)不一定相同【例题精解】例⒈16世纪纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元。在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是------------------------------------------------------------------------------------------------------()(A)四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快：这说明，物体受的力越大，速度就越大(B)一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来，这说明，静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”(C)两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快(D)一个物体维持匀速直线运动，不需要受力例⒉如图所示，有人做过这样的实验，用两只完全相同的生鸡蛋中的A鸡蛋去撞击静止的B鸡蛋的同一部位，结果每次都是B鸡蛋被撞破，下列说法正确的是---------()(A)A对B的作用力的大小等于B对A的作用力的大小(B)A对B的作用力的大小大于B对A的作用力的大小(C)A蛋碰撞瞬间，其内蛋黄和蛋白由于惯性会对A的蛋壳产生向前的作用力(D)A碰撞部分除受B的作用力外，还受到A的蛋黄和蛋白对它的作用力，所受合力较小\n例⒊一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是---------------------------------------------------------------------------------()(A)车速越大，它的惯性越大(B)质量越大，它的惯性越大(C)车速越大，刹车后滑行的路程越长(D)车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大例⒋下列说法正确的是---------------------------------------------------------------------()(A)人走路时，地对脚的力大于脚蹬地的力，所以人才往前走(B)只有你站在地上不动，你对地面的压力和地面对你的支持力，才是大小相等、方向相反(C)物体A静止在物体B上，A的质量是B的质量的100倍，则A作用于B的力大小等于B作用于A的力的大小(D)以卵击石，石头没损伤而鸡蛋破了，这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力\n例⒌下列关于力和运动关系的说法中，正确的是------------------------------------()(A)没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现(B)物体受力越大，运动的越快，这是符合牛顿第二定律的(C)物体所受合力为零，则速度一定为零；物体所受合力不为零，则其速度也一定不为零(D)物体所受的合力最大时，而速度却可以为零；物体所受的合力最小时，速度却可以最大例⒍下列说法中错误的是-------------------------------------------------------------------()(A)放在水平桌面上静止的物体，其重力与对桌面的压力大小相等，是一对平衡力(B)人向前走是因为地面对人脚的作用力大于脚对地面的作用力(C)鸡蛋掉在地上破了，而地面未损坏，说明地面对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地面的作用力(D)跳高运动员从地面上跳起，是由于地面给运动员的支持力大于运动员所受的重力\n二牛顿第二定律两类动力学问题【基础知识】一、牛顿第二定律：⒈内容：物体的加速度跟作用力成___________，跟物体的质量成____________，加速度的方向与_____________的方向相同。⒉表达式：___________________⒊适用范围：①牛顿第二定律只适用于_______________参考系(相对于地面静止或______________运动的参考系)②牛顿第二定律只适用于__________物体(相对于分子、原子)，低速运动(相对于光速)的情况。二、两类动力学问题：⒈已知物体的受力情况，求物体的________________。⒉已知物体的运动情况，求物体的________________。三、单位制：⒈单位制：由____________________和导出单位一起组成了单位制。①\n基本单位：基本物理量的单位，力学中的基本量有三个，它们是_________、__________、_______________，它们的单位分别是____________、_____________、_____________。②导出单位：由______________根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。⒉国际单位制中的基本物理量和基本单位：物理量名称物理量符号单位名称单位符号长度L米m质量m千克kg时间t秒s电流I安A热力学温度T开K物质的量n摩尔mol发光强度I坎德拉cd【要点聚焦】一、对牛顿第二定律的理解：⒈牛顿第二定律的四性：①瞬时性：牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系。a为某一瞬时的加速度，F为该时刻物体所受的合外力，对同一物体，a与F的关系为瞬时对应关系。②矢量性：牛顿第二定律公式是矢量式，任一瞬间a的方向均与F的方向相同，当F方向变化时，a的方向同时变化，且任意时刻两者均保持一致。\n③同一性：加速度相对于同一惯性系F=ma中，F、m、a对应同一物体或同一系统F=ma中，各量统一使用国际单位③独立性：作用于物体上的每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律物体实际的加速度等于每个力产生的加速度的矢量和分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律⒉关于瞬时加速度：分析某一时刻的瞬时加速度，关键是分析该时刻物体的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度，此类问题应注意两种基本模型的建立①刚性绳(或接触面)：一种不发生明显形变就能产生弹力的物体，剪断(或脱离)后，弹力立即改变或消失，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均按此模型处理。②弹簧(或橡皮绳)：此种物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时问题中，其弹力的大小往往可以看成是不变的。二、解答两类动力学问题的基本方法及步骤：⒈解答两类动学问题的基本方法：①\n明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点，如果是比较复杂的问题，应该明确整个物理现象是由哪几个物理过程组成的，找出相邻过程的联系点，再分别研究每一个过程。②根据问题的要求和计算方法，确定研究对象，进行分析，并画出示意图，图中应注意力、速度、加速度的符号和方向，对每一个力都明确施力物体和受力物体，以免分析力时有所遗漏或无中生有。③应用牛顿运动定律和运动学公式求解，通常先用表示物理量的符号运算，解出所求物理量的表达式，然后将已知物理量的数值及单位代入，通过运算求结果。④分析流程图：F合=ma加速度a受力情况运动情况V0、V、x、t⒉应用牛顿第二定律的解题步骤：①明确研究对象，根据问题的需要和解题的方便，选出被研究的物体②分析物体的受力情况和运动情况，画好受力分析图，明确物体的运动性质和运动过程。③选取正方向或建立坐标系，通常以加速度的方向为正方向或以加速度方向为某一坐标轴的正方向。④求合外力⑤根据牛顿第二定律F=ma列方程求解，必要时还要对结果进行讨论。【例题精解】例⒈如图，物体A的质量为1㎏，物体B的质量为2㎏，弹簧和悬线的质量不计，当线被烧断的瞬间，物体A、B的加速度分别为-------------------------------------------()\nAB(A)aA=0，aB=g(B)aA=g/2，aB=g/2(C)aA=2g，aB=2g(D)aA=2g，aB=g例⒉一物块以某一初速度沿粗糙的斜面向上沿直线滑行，到达最高点后自行向下滑动，不计空气阻力，设物块与斜面间的动摩擦因数处处相同，图2哪个图象能正确地表示物块在这一过程中的速率与时间的关系-------------------------------------------------------()例⒊如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的摩擦力，则在此段时间内小车可能是--------------------------------------()(A)向右做加速运动(B)向右做减速运动(C)向左做加速运动(D)向左做减速运动\n例⒋如图所示，一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上，L1的一端悬挂在天花板上，与竖直方向夹角为θ，L2水平拉直，物体处于平衡状态。现将L2线剪断，求剪断瞬时物体的加速度。①下面是某同学对该题的一种解法：设L1线上拉力为T1，L2线上拉力为T2，重力为mg，物体在三力作用下保持平衡,有T1cosθ＝mg，T1sinθ＝T2，T2＝mgtanθ剪断线的瞬间，T2突然消失，物体即在T2反方向获得加速度。因为mgtanθ＝ma，所以加速度a＝gtanθ，方向在T2反方向。你认为这个结果正确吗？请对该解法作出评价并说明理由。②若将图中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧，如图所示，其他条件不变，求解的步骤和结果与①完全相同，即a＝gtanθ，你认为这个结果正确吗？请说明理由。例⒌在动摩擦因素μ＝0.2的水平面上有一个质量为ｍ＝１kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成450角不可伸长的轻绳一端相连，如图所示.此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取g=10m∕s2。求.450①此时轻弹簧的弹力大小为多少？②小球的加速度大小和方向？③当剪断弹簧的瞬间小球的加速度为多少？\n例⒍科研人员乘气球进行科学考察．气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990kg．气球在空中停留一段时间后，发现气球漏气而下降，及时堵住．堵住时气球下降速度为lm/s，且做匀加速运动，45内下降了12m．为使气球安全着陆，向舷外缓慢抛出一定的压舱物．此后发现气球做匀减速运动，下降速度在5分钟内减少了3m/s．若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略，重力加速度g=9.89m/s2，求抛掉的压舱物的质量．例⒎在某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目.该山坡可看成倾角θ=30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m=80kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x=50m.（不计空气阻力，取g=10m/s2，结果保留2位有效数字）问：①游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大？\n②滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？③设游客滑下50m后进入水平草坪，试求游客在水平面上滑动的最大距离？三牛顿第二定律的综合应用【基础知识】一、超重和失重：⒈超重：①定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_________物体所受重力的情况。②产生条件：物体具有_______________的加速度⒉失重：①定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_________物体所受重力的情况。②产生条件：物体具有_______________的加速度\n⒊完全失重：①定义：物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)______________的情况。②产生条件：物体的加速度a=__________________⒋视重：当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时，弹簧测力计或台秤的示数称为视重，视重的大小等于台秤所受的压力或弹簧测力计所受的拉力。二、整体法与隔离法：⒈整体法：当系统各物体的______________相同时，我们可以把系统内的所有物体看成一个整体，这个整体的质量等于_________________，当整体受到的外力已知时，可用_________求出整体的加速度。⒉隔离法：从研究的方便出发，当求解系统内物体间______________时，常把物体从系统中_________________出来，进行分析，依据牛顿第二定律列方程。⒊外力和内力：如果以物体系统为研究对象，受到系统外的物体的作用力，这些力是该系统受到的_____________，而系统内各物体间的相互作用力为___________，应用牛顿第二定律列方程时不考虑内力。如果把某物体隔离出来作为研究对象，则内力将转换为隔离体的外力。例⒈如右图所示，滑轮质量不计，如果m1＝m2＋m3，这时弹簧秤读数为T。若把m2从右边移到左边的m1上，弹簧秤读数T将---------------------------------------------()m1m2m3T(A)增大；(B)减小；\n(C)不变；(D)无法确定例⒉一个质量为50kg的人，站在竖直向上运动着的升降机地板上，他看到升降机上挂着重物的弹簧秤示数为40N，已知重物质量为5kg，g取10m/s2，求人对升降机地板的压力?例⒊如图，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为()(A)(B)(C)(D)例⒋\n下列关于超重、失重现象的描述中，正确的是------------------------------------()(A)荡秋千时当秋千摆到最低位置时，人处于失重状态。(B)列车在水平直轨道上加速行驶，车上的人处于超重状态。(C)在国际空间站内00的宇航员处于完全失重状态，因为这时候宇航员不受重力了。(D)电梯正在减速下降，人在电梯中处于超重状态。例⒌.一重500N的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为50kg的人,站在小磅秤上.如图所示,如果人用力推木箱顶部,则小磅秤和大磅秤上的示数F1、F2的变化情况为()(A)F1增大、F2减小(B)F1增大、F2增大(C)F1减小、F2不变(D)F1增大、F2不变例⒍如图所示，在光滑水平面上有甲、乙两木块，质量分别为m1和m2，中间用一原长为L、劲度系数为k的轻质弹簧连接起来，现用一水平力F向左推木块乙，当两木块一起匀加速运动时，两木块之间的距离是---------------------------------------------------()(A)(B)\n(C)(D)例⒎同学们在由静止开始向上运动的电梯里，把一测量加速度的小探头固定在一个质量为1kg的手提包上，到达某一楼层停止，采集数据并分析处理后列出下表：建立物理模型匀加速直线匀速直线匀减速直线时间段（s）2.592.5平均加速度（m/s2）0.4000.40为此同学们在计算机上画出了很多图象，请你根据上表数据和所学知识判断下列图象（设F为手提拉力，g＝9.8m/s2）中正确的是-------------------------------------------------()\n例⒏如图所示，物体的质量m=4kg，与水平面间的动摩擦因数为μ=0.4，在倾角为37º、大小为10N的恒力F的作用下，由静止开始加速运动，试求：①物体运动的加速度大小a？②若t1=5s时，撤去恒力F，物体还能继续滑行的距离和时间？F\n四探究加速度与力、质量的关系【基础知识】一、实验目的：⒈学会用控制变量法研究物理规律⒉探究加速度与力、质量的关系⒊掌握灵活运用图象处理问题的方法二、实验原理：⒈控制变量法：在所研究的问题中，有两个以上的参量在发生牵连变化时，可以控制某个量或某些量不变，只研究其中两个量之间的变化关系的方法，这也是物理学中研究问题经常用的方法。⒉本实验中，研究的参量为F、m、a，可以控制参量m一定，研究F与a的关系，也可控制参量F一定，研究m与a的关系⒊实验器材：打点计时器(低压交流电源、导线)、纸带及复写纸，小车，一端附有滑轮的长木板，小桶和砂，砝码，细绳，天平，刻度尺。【实验过程】\n一、实验步骤：⒈用天平测出小车和小桶的质量M0和m0，把数据记录下来。⒉按如图装置把实验器材安装好，使滑轮伸出桌面，再把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路。⒊平衡摩擦力：小车的尾部挂上纸带，纸带穿过打点计时器的限位孔，在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上可以保持匀速直线运动状态（也可以从纸带上打的点是否均匀来判断）。⒋在小车上加放砝码，小桶里放入适量的砂，把砝码和砂的质量m和m'记录下来。把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂小桶，接通电源，放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，取下纸带，在纸带上写上编号。⒌保持小车的质量不变，改变砂的质量（要用天平称量），按步骤4再做5次实验。⒍算出每条纸带对应的加速度的值。⒎\n用纵坐标表示加速度a，横坐标表示作用力，即砂和桶的总重力(M'+m')g，根据实验结果在坐标平面上描出相应的点，作图线。若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象质量不变时其加速度与它所受作用力成正比。⒏保持砂和小桶的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，并做好记录，求出相应的加速度，用纵坐标表示加速度a，横坐标表示小车和车内砝码总质量的倒数，在坐标平面上根据实验结果描出相应的点，并作图线，若图线为一条过原点的直线，就证明了研究对象所受作用力不变时其加速度与它的质量成反比。二、数据处理：⒈需要计算各种情况下所对应的小车加速度，可使用“研究匀变速直线运动”的方法⒉需要记录各组对应的加速度a与小所受牵引力F，然后建立直角坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力F，描点画a—F图象，如果图象是通过原点的直线，便证明加速度与作用力成正比。再记录各组对应的加速度与小车和砝码总质量M，然后建立直角坐标系，用纵坐标表示加速度，横坐标表示总质量M的倒数，描点画a—1/M图象，如果图象是一条通过原点的直线，就证明了加速度与质量成反比。三、误差分析：⒈质量测量的误差、纸带各点距离测量的误差、拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差⒉因实验原理不完善造成的误差：本实验是用小桶和砂的重力代替小车受到的拉力。\n⒊平衡摩擦力不准造成的误差。(注平衡摩擦力只需一次，以后的操作中无需再平衡摩擦力)四、注意事项⒈砂和小桶的总质量要远小于小车和砝码的总质量的⒉在平衡摩擦力时，不要悬挂小桶，但小车应连着纸带且接通电源。用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔是均匀的，表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。⒊作图时应该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对称地分布在直线的两侧，但如遇个别特别偏离的点可舍去。【例题精解】例⒈物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点.①\n上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示.根据图中数据计算的加速度a=____________m/s2(保留三位有效数字).②回答下列两个问题：(1)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_______.（填入所选物理量前的字母）(A)木板的长度l(B)木板的质量m1(C)滑块的质量m2(D)托盘和砝码的总质量m3(E)滑块运动的时间t(2)测量(1)中所选定的物理量时需要的实验器材是________________________________.③滑块与木板间的动摩擦因数＝_______________（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）.与真实值相比，测量的动摩擦因数___________（填“偏大”或“偏小”）.写出支持你的看法的一个论据：__________________________例⒉如图a所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据实时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（s-t）图象和速率-时间（v-t）图象。整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h。（取重力加速度g=9.8m/s2，结果可保留一位有效数字）。\nCABhl图a3.02.52.01.51.00.50.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.1v/(ms-1)t/s图b0.90.80.70.60.50.30.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0s/mt/s0.40.20.1图c①现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图象如图b所示。从图线可得滑块A下滑时的加速度a=_________m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响_______。（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）②此装置还可用来验证牛顿第二定律。实验时通过改变_________，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；通过改变___________，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系。③将气垫导轨转换成滑板，滑块A换成滑块A´，给滑块A´一沿滑板向上的初速度，A´的s-t\n图线如图c所示。图线不对称是由于___________造成的，通过图线可求得滑板的倾角θ=___________（用反三角函数表示），滑块与滑板间的动摩擦因数μ=___________。例⒊如图所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2，则在实验误差允许的范围内，有--------------------------------------()(A)当m1=m2，F1=2F2时，x1=2x2(B)当m1=m2，F1=2F2时，x2=2x1(C)当m1=2m2，F1=F2时，x1=2x2(D)当m1=2m2，F1=F2时，x2=2x1例⒋某同学设计了一个探究加速度与物体所受合力F及质量m间关系的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带上点求得．图(a)图(b)纸带运动方向→vBDAC\nFOa图（d）①图(b)为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），由图中数据求出小车加速度值为_____________m/s2；②保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并作出图线；从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是__________________；次数12345678小车加速度a/ms－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.674.003.503.002.52.001.401.000.60③保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是____________\n例⒌.在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出。①当M与m的大小关系满足___________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力。②一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_______________的图象。③如下图(a)，甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是_______________________________________________________。④乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线如下图(b)所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？____________________________________________例⒍\n为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过Gl、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：①实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况下，如何判定调节是否到位?答：____________________②若取M=0．4kg，改变Ⅲ的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________(A)m1=5g(B)m2=15g(C)m3=40g(D)m4=400g③在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：________________________．(用△t1、△t2、D、S表示)例⒎现要验证“\n当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。A1A2⑴填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2，记下所用的时间t。②用米尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度a＝______________。③用米尺测量A1相对于A2的高度h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F＝_______________________。④改变__________________，重复上述测量。⑤以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。⑵在验证牛顿第二定律的实验，实验装置如图所示，有一位同学通过实验测量作出右图的中A图线，试分析\nOAFa①A图线中不通过坐标原点的原因是_________________________②A图线上部弯曲的原因是________________________________(3)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0。②进行⑴中的各项测量。③计算与作图时用（h－h0）代替h。对此方案有以下几种评论意见：其中合理的意见是_______________(A)方案正确可行。(B)方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。(C)方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。\n例⒏如图所示的实验装置可以验证牛顿第二定律，小车上固定盒子，盒子内一个盛有沙子。(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力，将该力视为合外力F，对应的加速度则从打下的纸带中计算得出。多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中，桶内的沙子取自小车中。故系统的总质量不变。以合外力F为横轴，以加速度为纵轴，画出—F图像，图像是一条过原点的直线。①—F图像斜率的物理意义是________________________________________②你认为把沙桶的总重力，增当作合外力F是否合理?答：___________(填“合理”或“不合理”)③本次实验中，是否应该满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒内的砂)的总质量?答：____________(填“是”或“否”)；理由是_______________________________.(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比保持桶内沙子质量不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系。本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统的所受的合外力不变。用图像法处理数据时，以加速度为纵轴，应该以哪一个质量的倒数为横轴?(A)小车质量、盒子及盒内沙子质量之和(B)小车质量、盒子及盒内沙子与悬挂的沙桶(包括桶与桶内的沙)质量之和答：_____________(填“A”或“B”)\n参考答案：一、牛顿第一定律、牛顿第三定律：⒈D⒉ACD⒊B⒋C⒌D⒍ABC二、牛顿第二定律两类动力学问题：⒈D⒉C⒊AD⒋①不正确物体的加速度不在水平方向，而是垂直L1向下②正确，因弹簧弹力不能突变⒌①10N②8m/s2向左③0⒍101kg⒎①80N②③100三、牛顿定律的综合应用：⒈B⒉400N⒊B⒋D⒌D⒍B⒎AC⒏①0.3m/s2②0.5625m四、探究加速度与力、质量的关系：⒈①0.496②(1)CD(2)托盘天平③偏大存在其他阻力⒉①6m/s2不明显，可忽略②斜面高度M、h且Mh一定③滑动摩擦力arcsin0.60.3⒊A⒋①约3.0②a=③未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够⒌①m远小于M②③未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够④\n两小车及车中砝码的总质量不同⒍①滑行器能静止不动或轻推后能做匀速直线运动②D③⒎(1)②③(2)①未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够②未满足m远小于M(3)C⒏(1)①②合理③否理由是整个系统的合外力为mg(2)B