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1、2020届高考总复习第一轮牛顿运动定律教案高中物理第三章 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: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 _。意义:指出力不是_物体运动的缘故,而是_物体运动状态的缘故,即力是使产生 _的缘故。指出了一切物体_,因此牛顿第一定律又称_。惯性:定义:物体具有保持原先_状态或 _状态的性质。量度:_是物体惯性大小的唯独量度(在牛顿第一定律中没指出惯性大小如何量度)普遍性:惯性是物体的_属性,一切物体都有惯性。表现:物体的惯性总以保持原状或抵抗改变(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、如何样受力无关。
2、二、牛顿第三定律: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。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:牛顿第一定律演绎了力的概念:力是改变物体运动状态的缘故(运动状态指物体的速度),有速度变化就一定有加速度,因此能够讲:力是使物体产生加速度的缘故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,这确实是惯性。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独量度。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
3、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成效上是相当的,但依旧有一定的区不,因此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。惯性定律与惯性的不同: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先运动状态本领的大小,其大小只与质量有关。惯性定律(即牛顿第一定律)那么反映物体在一定条件下的运动规律。二、对牛顿第二定律的明白得:作用力与反作用力的关系:可总结为三同、三异、三无关三同:同大小同时产生、变化、消逝同性质三异:反向异体不同成效三无关:与物体的种类无关与相互作用的两物体的运
4、动状态无关与是否与另外物体相互作用无关相互作用力与平稳力的比较:力的名称相同点不同点大小方向受力物体作用成效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平稳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 16 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,开启了物理学进展的新纪元。在以下讲法中,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:这讲明,物体受的力越大,速度就越大(B)一个运动的物体,假如不再受力了,它总会逐步停下来,这讲明,静止状态才是物体长时刻不受力时的自然状态(C)两物
5、体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快(D)一个物体坚持匀速直线运动,不需要受力例 如下图,有人做过如此的实验,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 差 不 多 上B鸡蛋 被 撞 破,以 下 讲 法 正确 的 选 项 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 蛋碰撞瞬时,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,所受合力较小例 一汽车在路面情形相同的公路上直
6、线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的选项是-()(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,因此惯性越大例以下讲法正确的选项是-()(A)人走路时,地对脚的力大于脚蹬地的力,因此人才往前走(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,那么 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,石头没损害而鸡蛋破了,这是因为石头对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对石头的作用力例以下关
7、于力和运动关系的讲法中,正确的选项是-()(A)没有外力作用时,物体可不能运动,这是牛顿第一定律的表达(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,那么速度一定为零;物体所受合力不为零,那么其速度也一定不为零(D)物体所受的合力最大时,而速度却能够为零;物体所受的合力最小时,速度却能够最大例以下讲法中错误的选项是-()(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,是一对平稳力(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,讲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
8、于地面给运动员的支持力大于运动员所受的重力二 牛顿第二定律两类动力学咨询题【基础知识】一、牛顿第二定律: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。表达式:_ 适用范畴:牛顿第二定律只适用于_参考系(相关于地面静止或_运动的参考系)牛顿第二定律只适用于_物体(相关于分子、原子),低速运动(相关于光速)的情形。二、两类动力学咨询题:物体的受力情形,求物体的_。物体的运动情形,求物体的_。三、单位制:单位制:由_和导出单位一起组成了单位制。差不多单位:差不多物理量的单位,力学中的差不多量有三个,它们是_、_、_,它们的单位分不是_、_、_。导出单位:由_依照物理
9、关系推导出来的其他物理量的单位。国际单位制中的差不多物理量和差不多单位:【要点聚焦】一、对牛顿第二定律的明白得: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 时刻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 牛顿第二定律的四性:瞬时性:牛顿第二定律讲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。矢量性:牛顿第二定律公式是矢量式,任一瞬时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。
10、同一性:加速度相关于同一惯性系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重量也遵从牛顿第二定律关于瞬时加速度: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形及运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度,此类咨询题应注意两种差不多模型的建立刚性绳(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,弹力赶忙改变或消逝,不需要形变复原时刻,一样题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加专门讲明时,均按此模型
11、处理。弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,形变复原需要较长时刻,在瞬时咨询题中,其弹力的大小往往能够看成是不变的。二、解答两类动力学咨询题的差不多方法及步骤:解答两类动学咨询题的差不多方法:明确题目中给出的物理现象和物理过程的特点,假如是比较复杂的咨询题,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,再分不研究每一个过程。依照咨询题的要求和运算方法,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。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
12、物理量的表达式,然后将物理量的数值及单位代入,通过运算求结果。分析流程图:应用牛顿第二定律的解题步骤:明确研究对象,依照咨询题的需要和解题的方便,选出被研究的物体分析物体的受力情形和运动情形,画好受力分析图,明确物体的运动性质和运动过程。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。求合外力依照牛顿第二定律F=ma 列方程求解,必要时还要对结果进行讨论。F合=ma 加速度 a 受力情形运动情形V0、V、x、t【例题精解】例 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,当线被烧断的瞬时,物体A、B 的加速度分不为-()(A)aA
13、=0,aB=g(B)aA=g/2,aB=g/2(C)aA=2g,aB=2g(D)aA=2g,aB=g 例 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刻的关系-()例 如图,一辆有动力驱动的小车内有一水平放置的弹簧,其左端固定在小车内,右端与一小球相连,设在某一段时刻内小球与小车相对静止且弹簧处于压缩状态,假设忽略小球与小车间的摩擦力,那么在此段时刻内小车可能是-()(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)向左做减速运动例 如下图,一质量为
14、m 的物体系于长度分不为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,L2水平拉直,物体处于平稳状态。现将L2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。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稳,有T1cos mg,T1sin T2,T2mgtan剪断线的瞬时,T2突然消逝,物体即在T2反方向获得加速度。因为mg tan ma,因此加速度ag tan,方向在T2反方向。A B 你认为那个结果正确吗?请对该解法作出评判并讲明理由。假设将图中的细线L1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如下图,其他条件不变,求解的步骤和
15、结果与完全相同,即a g tan,你认为那个结果正确吗?请讲明理由。例 在动摩擦因素0.2 的水平面上有一个质量为kg 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,如下图.现在小球处于静止平稳状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬时,取g=10ms2。求.现在轻弹簧的弹力大小为多少?小球的加速度大小和方向?当剪断弹簧的瞬时小球的加速度为多少?例 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刻后,发觉气球漏气而下降,及时堵住 堵住时气球下降速度为l m/s,且做匀加速运动,45 内下降了12 m 为使气球安
16、全着陆,向舷外缓慢抛出一定的压舱物此后发觉气球做匀减速运动,下降速度在5 分钟内减少了3m/s假设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 在某一旅行景区,建有一山坡滑草运动项目.该山坡可看成倾角=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,在时刻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 位有效数字咨询:游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力F为多大?450 滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大?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
17、顿第二定律的综合应用【基础知识】一、超重和失重:超重:定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_物体所受重力的情形。产生条件:物体具有_的加速度失重:定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_物体所受重力的情形。产生条件:物体具有_的加速度完全失重:定义:物体对水平支持物的压力(或对竖直悬线的拉力)_的情形。产生条件:物体的加速度a=_ 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:整体法:当系统各物体的_相同时,我们能够把系统内的所有物体看成一个整体,那个整体的质量等
18、于_,当整体受到的外力时,可用_求出整体的加速度。隔离法:从研究的方便动身,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。外力和内力:假如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。假如把某物体隔离出来作为研究对象,那么内力将转换为隔离体的外力。例 如右图所示,滑轮质量不计,假如m1 m2m3,这时弹簧秤读数为T。假设把 m2 从右边移到左边的m1上,弹簧秤读数T 将-()(A)增大;(B)减小;(C)不变;(D)无法确定m1m2m3T 例 一个质量为50kg
19、 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,重物质量为5kg,g 取 10m/s2,求人对升降机地板的压力?例 如图,光滑水平面上放置质量分不为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mg。现用水平拉力F 拉其中一个质量为2 m 的木块,使四个木块以同一加速度运动,那么轻绳对m 的最大拉力为()(A)5mg3(B)4mg3(C)2mg3(D)mg3例以下关于 超重、失重现象 的描述中,正确 的选项是-()(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,车内的
20、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.一重 500 N 的木箱放在大磅秤上,木箱内有一个质量为50 kg 的人,站在小磅秤上.如下图,假如人用力推木箱顶部,那么小磅秤和大磅秤上的示数F1、F2的变化情形为()(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 如下图,在光滑水平面上有甲、乙两木块,质量分不为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
21、离是-()(A)kmmFmL)(212(B)kmmFmL)(211(C)kmFmL21(D)kmFmL12例 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刻段 s2.5 9 2.5 平均加速度m/s20.40 0 0.40 为此同学们在运算机上画出了专门多图象,请你依照上表数据和所学知识判定以下图象设F为手提拉力,g9.8m/s2中正确的选项是-()例 如下图,物体的质量m=4kg,与水平面间的动摩擦因数为=0.4,在倾角为37o、大小为 10N 的恒力
22、 F 的作用下,由静止开始加速运动,试求:物体运动的加速度大小a?假设 t1=5s 时,撤去恒力F,物体还能连续滑行的距离和时刻?四 探究加速度与力、质量的关系【基础知识】一、实验目的:学会用操纵变量法研究物理规律探究加速度与力、质量的关系把握灵活运用图象处理咨询题的方法二、实验原理:操纵变量法:在所研究的咨询题中,有两个以上的参量在发生牵连变化时,能够操纵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咨询题经常用的方法。本实验中,研究的参量为F、m、a,能够操纵参量m 一定,研究F 与 a 的关系,也可操纵参量 F 一定,研究m 与 a 的关系实验器材:打点计时
23、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】一、实验步骤:用天平测出小车和小桶的质量M0和 m0,把数据记录下来。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。平稳摩擦力: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,直至小车在斜面上能够保持匀速直线运动状态也能够从纸带上打的点是否平均来判定。在小车内加放砝码,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F 系在小车内并绕过滑轮悬挂小桶,接通
24、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。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。算出每条纸带对应的加速度的值。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,依照实验结果在坐标平面上描出相应的点,作图线。假设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。保持砂和小桶的质量不变,在小车内加放砝码,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,在坐标平面上依照实验结果描出相应的点,并作图线,假设图线为一条过原点的直
25、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:需要运算各种情形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aF图象,假如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a1/M 图象,假如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: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
26、差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。平稳摩擦力不准造成的误差。(注平稳摩擦力只需一次,以后的操作中无需再平稳摩擦力)四、本卷须知砂和小桶的总质量要远小于小车和砝码的总质量的在平稳摩擦力时,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,假如在纸带上打出的点的间隔是平均的,讲明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平稳。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,但如遇个不专门偏离的点可舍去。【例题精解】例 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
27、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 50 Hz.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.上图给出的是实验中猎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,计数点间的距离如下图.依照图中数据运算的加速度a=_m/s2(保留三位有效数字).回答以下两个咨询题:(1)为测量动摩擦因数,以下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
28、的质量m2(D)托盘和砝码的总质量m3(E)滑块运动的时刻t(2)测量(1)中所选定的物理量时需要的实验器材是_.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 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运算机上,经运算机处理后在屏幕上显示滑块A 的位移-时刻s-t图象和速率-时刻 v-t图象。整个装置置于高度可调剂的斜面上,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。现
29、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AC A B h l 图 a 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 v/(m s-1)t/s 图 b 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.3 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 s/m t/s 0.4 0.2 0.1 图 c 下滑时的加速度a=_m/s2,摩擦力对滑块A 运动的阻碍 _。填明显,不可忽略或不明显,可忽略此装置还可用来
30、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。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 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=_用反三角函数表示,滑块与滑板间的动摩擦因数=_。例 如下图,在研究牛顿第二定律的演示实验中,假设 1、2 两个相同的小车所受拉力分不为 F1、F2,车中所放砝码的质量分不为m1、m2,打开夹子后通过相同的时刻两车的位移分不为 x1、x2,那么在实验误差承诺的范畴内,有-()(A)当 m1=m2,F1=
31、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 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(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;F O a 图 d图(a)图(b)纸带运动方向 vB D A C 保持砂和砂桶
32、质量不变,改变小车质量m,分不得到小车加速度a 与质量 m 及对应的m1数据如表中所示,依照表中数据,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_;保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,该同学依照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畴,其要紧缘故是 _ 例.在探究加速度与力、质量的关系实验中,采纳如下图的实验装置,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运算出。当
33、M 与 m 的大小关系满足_时,才能够认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力。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,采纳图象法处理数据。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。如以下图(a),甲同学依照测量数据做出的a-F 图线,讲明实验存在的咨询题是_。次数1 2 3 4 5 6 7 8 小车加速度a/ms21.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 小车质量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 1
34、1/kgm4.00 3.50 3.00 2.5 2.00 1.40 1.00 0.60 乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F 图线如以下图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?_ 例 为了探究加速度与力的关系,使用如下图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,光束被遮挡的时刻 t1、t2都能够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回答以下咨询题:实 验开始应先调剂气垫导轨下 面的螺钉,使气垫导轨水平,在 不 增 加 其 它 仪 器
35、的 情况 下,如 何 判 定 调 剂 是 否 到 位?答:_ 假设取M=0 4kg,改变的值,进行多次实验,以下 m 的取值不合适的一个是_(A)m1=5 g(B)m2=15 g(C)m3=40g(D)m4=400 g 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 现要验证当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比这一物理规律。给定的器材如下:一倾角能够调剂的长斜面如图、小车、计时器一个、米尺。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阻碍: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
36、时刻t。用米尺测量A1与 A2之间的距离s,那么小车的加速度a_。用米尺测量A1相关于 A2的高度 h。设小车所受重力为mg,那么小车所受的合外力F _。改变 _,重复上述测量。以 h 为横坐标,1/t2为纵坐标,依照实验数据作图。如能得到一条过原点的直线,那么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。在验证牛顿第二定律的实验,实验装置如下图,有一位同学通过实验测量作出右图的中A1 A2 A 图线,试分析A 图线中不通过坐标原点的缘故是_ A 图线上部弯曲的缘故是_(3)在探究如何排除上述实验中摩擦阻力阻碍的过程中,某同学设计的方案是:调剂斜面倾角,使小车在斜面上匀速
37、下滑。测量现在A1点相关于斜面底端A2的高度h0。进行中的各项测量。运算与作图时用hh0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)方案的理论依据有咨询题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关。例 如下图的实验装置能够验证牛顿第二定律,小车内固定盒子,盒子内一个盛有沙子。(1)验证在质量不变的情形下,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mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a那么从打下的纸带中运算得出。多次改变合外力 F 的大小,每次都会得到一个
38、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a为纵轴,画出aF 图像,图像是一条过原点的直线。aF 图像斜率的物理意义是_ 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)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形下,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
39、加速度a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O A F a 答:_(填 A或 B)参考答案:一、牛顿第一定律、牛顿第三定律:D ACD B C D ABC 二、牛顿第二定律两类动力学咨询题:D C AD 不正确物体的加速度不在水平方向,而是垂直L1向下正确,因弹簧弹力不能突变 10N8m/s2向左0 101kg 80N 153 1003三、牛顿定律的综合应用:B 400N B D D B AC 0.3m/s20.5625m 四、探究加速度与力、质量的关系:0.496 (1)CD(2)托盘天平gmgmmgm2323)(偏大存在其他阻力 6m/s2不明显,可忽略斜面高度M、h 且 Mh 一定滑动摩擦力arcsin0.6 0.3 A 约 3.0 a=m21未平稳摩擦力或平稳摩擦力不够 m远小于 M M1未平稳摩擦力或平稳摩擦力不够两小车及车中砝码的总质量不同滑行器能静止不动或轻推后能做匀速直线运动D stDtD2)()(2122(1)22txxhmg(2)未平稳摩擦力或平稳摩擦力不够未满足m 远小于 M(3)C(1)Mm1合理否理由是整个系统的合外力为mg(2)B
限制150内