影响加速度的因数2
2022届高考物理一轮复习 第11讲 牛顿第二定律应用(一) 讲义(考点+经典例题)
第十一讲牛顿第二定律应用(一)一、动力学的两类基本问题1.基本思路2.基本步骤3.解题关键(1)两类分析——物体的受力分析和物体的运动过程分析。
(2)两个桥梁——加速度是联系运动和力的桥梁;速度是各物理过程间相互联系的桥梁。
4.常用方法(1)合成法:在物体受力个数较少(2个或3个)时一般采用合成法。
(2)正交分解法:若物体的受力个数较多(3个或3个以上)时,则采用正交分解法。
类型1已知物体受力情况,分析物体运动情况【典例1】如图甲所示,滑沙运动时,沙板相对沙地的速度大小会影响沙地对沙板的动摩擦因数。
假设滑沙者的速度超过8 m/s时,滑沙板与沙地间的动摩擦因数就会由μ1=0.5变为μ2=0.25。
如图乙所示,一滑沙者从倾角θ=37°的坡顶A 处由静止开始下滑,滑至坡底B (B 处为一平滑小圆弧)后又滑上一段水平地面,最后停在C 处。
已知沙板与水平地面间的动摩擦因数恒为μ3=0.4,AB 坡长L =20.5 m ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2,不计空气阻力,求:(1)滑沙者到B 处时的速度大小;(2)滑沙者在水平地面上运动的最大距离;(3)滑沙者在AB 段与BC 段运动的时间之比。
解析 (1)滑沙者在斜面上刚开始运动时速度较小,设经过t 1时间下滑速度达到8 m/s ,根据牛顿第二定律得mg sin θ-μ1mg cos θ=ma 1解得a 1=2 m/s 2所以t 1=v a 1=4 s 下滑的距离为x 1=12a 1t 21=16 m接下来下滑时的加速度a 2=g sin θ-μ2g cos θ=4 m/s 2下滑到B 点时,有v 2B -v 2=2a 2(L -x 1) 解得v B =10 m/s 。
(2)滑沙者在水平地面减速时的加速度大小a 3=μ3g =4 m/s 2所以能滑行的最远距离x 2=v 2B 2a 3=12.5 m 。
认识加速度计的关键指标
认识加速度计的关键指标根据某一具体应用选择加速度计最困难的地方就是真正理解加速度计规格参数的实际意义。
通常用户对其测试要求非常了解,但是如何选择合适的加速度计型号来满足这些测试要求却有些困难。
加速度计制造商常常专注于产品的所有规格参数,并力求产品性能是最好的。
本文对制造商对日常使用的加速度计规格参数做一个详细描述及解释。
灵敏度加速度计的灵敏度,有时候称作加速度计的“比例因子”,它是传感器电输出和机械输入之间的比率(注意:传感器通常定义为把一种能量转换成另外一种形式的能量的设备,加速度计就是一种把机械加速度转换成比例的电信号的传感器)。
通常使用mV/g或pC/g来表示这一比率,它仅仅在某一频率点下有效,按着惯例一般是100Hz。
由于大部分加速度计会或多或少受温度影响,灵敏度同样只在某一很窄的温度范围内有效,通常是25±5O C。
此外,灵敏度只在某一加速度幅值下有效,通常是5g或10g。
灵敏度有时被定义为一个带有允许误差范围的数值,通常是±5%或10%,这个保证了用户使用的加速度计灵敏度在灵敏度标称值的允许误差范围内。
几乎所有情况下,加速度计都会附带一份校准报告,列出了准确的灵敏度。
当谈到频率响应的百分比或dB允许误差范围时,灵敏度被称作为“参考灵敏度”。
详见下面的频率响应章节。
当讨论横向灵敏度时,灵敏度又被称作为“轴向灵敏度”。
详见下面的横向灵敏度章节。
尽管灵敏度有那么多的限制条件,但是在设置信号调理器或数据采集系统时,灵敏度数值是使用最频繁的。
信号调理器或数据采集使用这个数值来处理及解释加速度计的输出信号。
频率响应同灵敏度类似,频率响应也是告诉用户加速度计的“比例因子”,不过是在变化的频率。
频率响应是在传感器的整个频率范围内定义灵敏度的大小。
由于很少规定相位响应,因而称为“幅值响应”更为准确。
频率响应通常定义为相对于100Hz时的灵敏度(参考灵敏度)的一个允许误差范围。
这个误差范围可以定义为百分比或dB,典型的误差范围有±10%,±1dB及±3dB。
汽车动力性实验
六、注意事项
1.学生应严格遵守实验规则,服从指导教师的指导,实验前应认真预习实验教 材及有关教材的内容,熟悉本实验的目的、原理、方法及操作规程。 2.学生应按实验要求分组,明确分工,注意互相配合,并坚守岗位。在实验中, 要集中精力,注意观察实验现象,根据规定认真记录实验数据。 3.实验中应注意安全,遵守安全操作规程。要爱护实验仪器及设备,不得随意 驾驶实验车和乱动其它与本实验无关的仪器和设备。实验中出现异常情况,应冷 静对待并及时报告指导教师。 4.认真、准确的填写实验报告。要求文字清晰、文理通顺、图表清洁整齐,格 式统一。
2)汽车起步连续换档加速实验 实验前,应进行最佳换档时刻的选择。实验路段同上。 令换档时发动机转速分别为发动机额定转速的90%、95%、100%,实验车从起 点开始,油门全开,按上述一种发动机转速换挡,测定汽车通过同一500m路段的 加速时间。每种换档车速往返预试一次,取加速时间的算术平均值,加速时间最 短者,其换档车速最佳。 正式实验时,汽车停在加速实验路段起点(保险杠与标杆线重合),从起点开 始,油门全开,以选择的最佳换档车速(用发动机转速表控制)力求迅速无声地 换档(一般换档时间1~1.5s),换档后立即将油门踩到底,直到最高档,加速至 1000m终点。用五轮仪记录加速过程。实验往返各进行一次,往返实验的路程应 重合。
发动机出水温度 80~90℃ 发动机机油温度 50~95℃ 7)实验时的气候条件应是睛天或阴天,风速不超过3m/s;气温应在0~35℃;气 压应在99.32~102kPa(745~765mmHg)范围内。 8)实验道路最好选择专用试验跑道。如没有专用场地,可选择平直、干燥的硬路 面(沥青或水泥路面)进行。跑道长度2~3km,宽度不小于8m,纵向坡度在 0.1%以内。 2.准备工作 1)登记实验车的生产厂名、牌号、型号、发动机号、底盘号和出厂日期等; 2)检查车辆外部紧固件的紧固程度,各总成润滑油及润滑状态和密封状况; 3)检查油、电路,并按技术条件进行调整,使其达到最佳工作状态; 4)检查发动机风扇皮带张力,发动机气缸压力、机油压力及发动机怠速转速; 5)检查照明灯、信号灯等能否正常工作; 6)检查转向系、离合器、制动系统工作状况,使其保持良好技术状态; 7)对测试仪器进行校验。
牛顿第二定律课件
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解:
设汽车运动方向为正方向
关闭发动机后:
f阻
x
汽车水平受力如右图(1)
汽车初速 v0=100km/h=27.8m/s
图(1)减速时
汽车末速 v=0
汽车运动时间 t=70s
因有牛此顿,第汽二车定的律加得速汽度车受到a1 的 阻力v为tv0
v0 t
负号表f 阻 示 4 与m 速N 3 1 度 方 a 7 m 向t相0反 v 11 k7 0 g 2 s.0 8 0 m 7/s 4k 3 .m g 7 /s2
独立性
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讨论:从牛顿第二定律知道,无论怎样小的力都可以使
物体产生加速度。可是我们用力提一个很重的物体时却 提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?
答:没有矛盾,
(1)从平衡角度来看,因为提不动,所以静止,则合外力为 0,所以加速度也为0;
(2)从力的角度来看,物体受三个力,支持力、重力、向上
微观形变---可突变(轻绳中的拉力、支 持力、压力)
宏观形变---不可突变(弹簧的弹力、橡 皮绳的拉力)
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• 如图所示,质量均为m的A、B两球用轻弹簧 连接,A球用细线悬挂起来,两球均处于静 止状态,如果将悬挂A球的细线剪断,此时 A和B两球的瞬时加速度各是多少?
aA=2g,方向竖直向下
aB=0
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• (大纲全国Ⅰ高考·单选)如图所示,轻弹簧上端
与一质量为m的木块1相连,下端与另一质量为M的
木块2相连,整个系统置于水平放置的光滑木板上,
并处于静止状态。现将木板沿水平方向突然抽出,
设抽出木板的瞬间,木块1、2的加速度大小分别为
4.2实验探究加速度与力、质量的关系(共38张PPT)
反复移动薄木板的位置,直至小车在斜面上运动时可以保持匀速 运动状态(通过在纸带上打出的点迹是否均匀来判断),这时小 车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面方 向上的分力平衡。
请同学们自己确定探究方案,进行实验、作出图象,进行分析、 形成结论.
体的受力,分析加速度与力的关系
2、实验数据分析:设计表格,做a—F图像。
实验
数 据 处 理 : 加 速 0.75 a/m·s -2 度 与 0.60 力 0.45 的 0.30 关 0.15 系
0 0.1 0.2 0.3 0.4
次数 F/N a/m ·s -2 当小 1 车质 2 量不 3 变时 4
实
验
结
论 :
实验结论:物体所受合力不变时,
加 加速度与物体的质量成反比。
速
度 与
a 1
质
m
量
的
关
系
三、制定实验方案时的两个问题 1、怎样测量(或比较)物体的加速度?
其实,在这个实验中也可不测加速度的具体数值。
2、怎样提供和测量物体所受的恒力?
实验中的F应为物体所受的合力,如何处理小车所受的摩擦力?
影响加速度的因素
牛顿第一定律告诉我们,当物体受到外力作用时,物体的 速度会发生改变,但它无法解释速度会怎样改变。速度改变的 快慢由加速度来描述。因此探寻物体力与运动之间规律的出发 点,是应考虑加速度与什么因素有关。
列车起动时,速度 是缓慢增加的,加速度 较小。影响加速度的原 因是列车牵引力不够大 还是列车质量太大呢?
得多时,小车所受拉力才近似等于盘和砝码的总重 力。
案例二:
实验器材:
新教材高中物理第5章牛顿运动定律2科学探究:加速度与力质量的关系练习含解析鲁科版必修第一册
新教材高中物理含解析鲁科版必修第一册:第2节科学探究:加速度与力、质量的关系考点1加速度的测量1.(2019·山东临沂一中周测)(多选)如图5-2-1所示,在利用打点计时器和小车来做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时,下列说法中正确的是( )。
图5-2-1A.平衡摩擦力时,应将钩码通过细绳系在小车上B.连接钩码和小车的细绳应跟长木板保持平行C.每次改变小车质量,必须重新平衡摩擦D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接电源再释放小车答案:BD解析:平衡摩擦力时,不能将钩码通过细绳系在小车上,A错误;绳子不与长木板平行时,合外力会是绳子拉力的水平分力,B正确;平衡摩擦后,总满足(M+m)g sin θ=μ(M+m)g cos θ,不须重新平衡,C错误;先接通电源,使打点计时器稳定后才能释放小车,D正确。
2.(2019·山东平度一中月考)如图5-2-2所示,两个相同的小车放在光滑的水平桌面上,前端各系一条细绳,绳子的另一端跨过光滑的定滑轮挂个小吊盘,增减吊盘内的重物就可以改变小车受到的合外力。
两个小车后端各系一条细绳,用一块黑板擦把两条细绳同时压在桌面上,使小车静止,抬起黑板擦,两车同时开始运动,经过一小段时间,用黑板擦使两车同时停下。
某同学认为可以用此装置验证加速度a与合外力F的关系,下列关于实验原理、操作和数据处理正确的是( )。
图5-2-2A.因无法测量加速度,不能用此装置验证加速度a与合外力F的关系B.多次释放小车的位置应保持相同C.若吊盘及重物质量m与小车位移x之比相等,说明加速度a与合外力F成正比D.在坐标中作出吊盘和重物的质量m和小车位移x的图线,若图线是过原点的直线,说明加速度a与合外力F成正比答案:C解析:小车做匀加速直线运动,x=at2/2,a=2x/t2,两车运动时间相同,只要验证合外力(mg)与位移(x)关系即可,C正确;无法保证每次实验时小车运动的时间相等,D错误。
高一物理加速度三个公式
高一物理加速度三个公式匀变速直线运动1、速度vt=vo+at2.加速度s=vot+at?/2=v平t= vt/2t3.有用推论vt?-vo?=2as4.平均速度v平=s/t(定义式)5.中间时刻速度vt/2=v平=(vt+vo)/26.中间边线速度vs/2=√[(vo?+vt?)/2]7.加速度a=(vt-vo)/t {以vo为正方向,a与vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推断δs=at?{δs为已连续相连成正比时间(t)内加速度之差}9.主要物理量及单位:初速度(vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度小,加速度不一定小;(3)a=(vt-vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它有关内容:质点.加速度和路程.参考系.时间与时刻;速度与速率.瞬时速度。
自由落体运动1.初速度vo=02.末速度vt=gt3.行踪高度h=gt2/2(从vo边线向上排序)4.推论vt2=2gh备注: (1)自由落体运动就是初速度为零的坯快速直线运动,遵从坯变速箱直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
直角上甩运动1.位移s=vot-gt2/22.末速度vt=vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论vt2-vo2=-2gs4.下降最小高度hm=vo2/2g(抛出点算是起至)5.往返时间t=2vo/g (从抛出落回原位置的时间)备注: (1)全过程处置:就是坯失速直线运动,以向上为也已方向,加速度挑负值;(2)分段处置:向上为坯失速直线运动,向上为自由落体运动,具备对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
力1.重力g=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)2.胡克定律f=kx {方向沿恢复正常应力方向,k:劲度系数(n/m),x:形变量(m)}3.滑动摩擦力f=μfn {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,fn:正压力(n)}4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向恰好相反,fm为最小静摩擦力) 备注:(1)劲度系数k由弹簧自身同意;(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)其它有关内容:静摩擦力(大小、方向);力的合成与分解1.同一直线上力的制备同向:f=f1+f2,逆向:f=f1-f2 (f1>f2)2.互成角度力的合成:f=(f12+f22+2f1f2cosα)1/2(余弦定理) f1⊥f2时:f=(f12+f22)1/23.合力大小范围:|f1-f2|≤f≤|f1+f2|4.力的正交分解:fx=fcosβ,fy=fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=fy/fx)备注: (1)力(矢量)的制备与水解遵从平行四边形定则;(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;(3)除公式法外,也需用作图法解,此时必须挑选标度,严苛作图;(4)f1与f2的值一定时,f1与f2的夹角(α角)越大,合力越小;(5)同一直线上力的制备,可以沿直线取正方向,用正负号则表示力的方向,化简为代数运算。
2022-2023学年山东省青岛市曲阜师范大学附属中学高三物理联考试题含解析
2022-2023学年山东省青岛市曲阜师范大学附属中学高三物理联考试题含解析一、选择题:本题共5小题,每小题3分,共计15分.每小题只有一个选项符合题意1. (多选)物体沿直线运动的v-t关系如下图所示,第3秒末到第7秒末的图像为直线,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,加速度为2a,则()A.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WB.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WC.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75WD.从第3秒末到第7秒末合外力做功为零,加速度为-a参考答案:BCD试题分析:设第一秒末的速度为,第3秒到第7秒,根据对称性可得7秒末的速度也等于。
根据动能定理合外力做功等于动能变化量,即。
从第3秒末到第5秒末合外力做功选项A错。
第5秒末到第7秒末合外力做功,选项B对。
第4秒末的速度为,从第3秒末到第4秒末合外力做功为选项C对。
从第3秒末到第7秒末合外力做功为,根据第一秒加速度,从第3秒末到第7秒末加速度。
选项D对。
考点:速度时间图像动能定理2. 根据牛顿第三定律,下面说法正确的是( )A.跳高运动员起跳时,地对人的竖直支持力大于人对地的压力B.钢丝绳吊起货物加速上升时,钢丝绳给货物的力大于货物给钢丝绳的力C.篮球场上一个小个子运动员撞在大个子运动员身上,小个子运动员跌倒了,而大个子运动员只歪了一下,是因为大个子运动员对小个子运动员作用力大于小个撞大个的力D.子弹在枪膛中加速时,枪膛对子弹的作用力等于子弹对枪膛的作用力参考答案:D3. 2013年2月16日凌晨,2012DA14小行星与地球“擦肩而过”,距离地球最近约2.77万公里.据观测,它绕太阳公转的周期约为366天,比地球的公转周期多1天.假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道,对应的轨道半径分别为R1、R2,线速度大小分别为v1、v2,以下关系式正确的是A. B. C. D.参考答案:BD4. 如右图,一理想变压器原副线圈匝数之比为4:1 ,原线圈两端接入一正弦交流电源;副线圈电路中R为负载电阻,交流电压表和交流电流表都是理想电表.下列结论正确的是A.若电压表读数为6V,则输入电压的最大值为VB.若输入电压不变,副线圈匝数增加到原来的2倍,则电流表的读数减小到原来的一半C.若输入电压不变,负载电阻的阻值增加到原来的2倍,则输入功率也增加到原来的2倍D.若保持负载电阻的阻值不变.输入电压增加到原来的2倍,则输出功率增加到原来的4倍参考答案:AD5. (单选)下列说法中不正确的是▲。
北京市房山区2023—2024学年高一上学期期末检测物理检测试卷(有答案)
北京市房山区2023—2024学年高一上学期期末检测物理检测试卷本试卷共8页,共100分,考试时长90分钟。
考生务必将答案答在答题卡上,在试卷上作答无效。
考试结束后,将答题卡交回,试卷自行保存。
一、单项选择题(共20小题,每小题3分,共60分)请阅读下述文字,完成第1题、第2题、第3题、第4题、第5题。
高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,是一种极不文明的行为,由于落地速度很大,可能造成很大的危害。
若一个鸡蛋从15层楼的高处无初速下落,大约经过3s落到地面,不计空气阻力。
1.下列物理量中.属于矢量的是()A.路程B.加速度C.时间D.质量2.鸡蛋下落过程中速度大小()A.越来越大B.保持不变C.越来越小D.先变大后变小3.下列物理量中,用来描述鸡蛋速度变化快慢的是()A.位移B.时间C.速度D.加速度4.鸡蛋下落过程中加速度的大小()A.越来越小B.越来越大C.保持不变D.先变大后变小5.鸡蛋下落过程中所受的合力()A.越来越小B.越来越大C.保持不变D.先变大后变小请阅读下述文字,完成第6题、第7题、第8题。
如图所示为某小孩滑滑梯情景。
在3s时间内,该小孩从顶端沿滑梯匀速下滑至底端,滑梯斜面长度约为6.5m,水平跨度约为6m,不计空气阻力。
在此过程中,6.该小孩()A.受重力、支持力和摩擦力B.只受重力C.只受摩擦力D.只受支持力7.该小孩下滑的速度大小约为( )A.2.2m/sB.1m/sC.0.5m/sD.0.2m/s8.该小孩对滑梯的压力和滑梯对该小孩的支持力( )A.大小不等,方向相同B.大小相等,方向相同C.大小不等,方向相反D.大小相等,方向相反请阅读下述文字,完成第9题、第10题、第11题。
某同学先利用图2所示的装置研究木块由静止到匀速运动过程中与接触面之间的摩擦力大小。
再利用力传感器代替弹簧测力计做这个实验,如图3所示。
在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F -t 图像,如图4所示(细绳保持张紧状态且不断)。
物理《加速度》教案12篇
物理《加速度》教案12篇物理《加速度》教案1教学目标1、理解物体运动状态的变化的快慢,即加速度大小与力有关,也与质量有关。
2、通过实验探究加速度与力的定量关系。
3、指导学生定量的探究加速度和力、物体质量的关系、知道用控制变量法进行实验。
4、通过实验探究激发学生的求知欲和创新精神,培养学生的团队合作精神。
学情分析本节是人教版物理必修1第四章第二节牛顿运动定律的第一课时。
高中力学部分是由牛顿定律为基础所构建的体系,在牛顿三定律中,牛顿第二定律为核心内容,本节是一节实验探究课,通过探究加速度与力和质量的关系,得到这三个物理量之间的定量关系,为第二课时提出牛顿第二定律做铺垫。
本节中应用控制变量法来研究问题和用图像处理数据,这两种方法在高中物理学习中十分重要。
本节不论是从知识还是从培养学生能力的角度都很重要。
重点难点1、控制变量法的使用2、如何提出实验方案并使实验方案合理可行3、实验数据的分析与处理教学过程第一学时教学活动活动1【导入】复习引入牛顿第一定律:一切物体总保持_____状态或_____状态,直到有迫使它改变这种状态为止.物体保持_____的性质叫做惯性、惯性是物体的_____,与_____有关,与物体的运动情况或受力情况_____.活动2【活动】实验探究情景:用电吹风吹乒乓球实验1:用两个相同电吹风分别调节在不同的风力档上吹两个相同的乒乓球(在轨道上),现象为_____ 。
实验2:用一个电吹风,通过装置得到两股相同风力的风,吹两个质量不一样的乒乓球,现象为_____。
问题1:想想看,加速度的大小可能与什么因数有关?问题2:请同学们根据你的经验猜一猜加速度与力、质量有什么关系?问题3:能否就以上关系,从数学的角度做出函数关系的假设呢?力越大,加速度越大—— a∝F,a∝F2,a∝F3?质量越大,加速度越小—— a∝,a∝,a∝?活动3【活动】制定计划与设计实验问题1:研究一个量与多个量之间关系时,采用什么方法研究?问题2:控制变量法的具体步骤?问题3:在实验中需要测哪些物理量?需要用到什么器材?问题4:你能想出那些方案来进行实验?实验装置:问题1:实验对象是?问题1:如何得出小车的加速度?问题2:如何改变并测出小车的质量?问题3:如何提供并测出小车所受的外力?实验中要注意的几个问题1、当钩码的质量远小于小车的质量时,钩码的重力近似等于细线对小车的拉力即小车所受的合外力。
高中物理加速度与力的关系图像
高中物理加速度与力的关系图像1. 物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别为m A、m B,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB,用水平拉力F拉物体A、B,所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示,则有()A.μA=μB,m A>m BB.μA>μB,m A<m BC.可能有m A=m BD.μA<μB,m A>m B2. 如图甲所示,用一水平外力F推物体,使其静止在倾角为θ的光滑斜面上.逐渐增大F,物体开始做变加速运动,其加速度a随F变化的图像如图乙所示.取g= 10m/s2.根据图中所提供的信息不能计算出的是()A.物体的质量B.斜面的倾角C.使物体静止在斜面上时水平外力F的大小D.加速度为6m/s2时物体的速度3. 物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别为m A、m B,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB,用水平拉力F拉物体A、B,所得加速度a与拉力F关系图线如图中A、B所示,则()A.μA=μB,m A>m BB.μA>μB,m A<m BC.可能有m A=m B D.μA<μB,m A>m B。
4. 如图甲所示,一质量为M的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m的小滑块,木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时,用传感器测出其加速度a,得到如图乙所示的a−F图,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,则下列选项错误的是()A.滑块的质量m=4kgB.木板的质量M=2kgC.当F=8N时滑块加速度为2m/s2D.滑块与木板间动摩擦因数为0.15. 某人正通过定滑轮将质量为m的货物提升到高处,滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙。
下列判断正确的是()A.图线与纵轴的交点M的值a M=gB.图线与横轴的交点N的值T N=mgC.图线的斜率等于物体的质量mD.货物始终处于超重状态6. 地面上有一重物,用力F向上提它,力F的变化将引起物体加速度的变化.已知物体的加速度a随力F变化的函数图像如图所示,以下说法中错误的是()A.当F小于F0时,物体的重力大于作用力FB.重物的质量为m=−F0A′C.物体向上运动的加速度与作用力F成正比D.A′的绝对值等于该地的重力加速度g的大小7. 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,为直观判断加速度a和质量m之间的关系,应根据实验数据做出的图像是()A.a—m图像B.a—图像C.a—图像D.a—图像8. (15分)在探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验中,得到下边的图象,图线A的产生原因是________;图线B的产生原因是________。
2024高考物理一轮复习牛--顿三大定律(解析版)
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题14 牛顿三大定律导练目标导练内容目标1牛顿第一定律和惯性目标2牛顿第三定律目标3牛顿第二定律及瞬时加速度问题【知识导学与典例导练】一、牛顿第一定律和惯性1.牛顿第一定律: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。
(1)揭示了物体的惯性:不受力的作用时,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)揭示了力的作用对运动的影响:力是改变物体运动状态的原因。
2.对惯性的理解(1)保持“原状”:物体在不受力或所受合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态(静止或匀速直线运动)。
(2)反抗改变:物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态改变。
惯性越大,物体的运动状态越难以被改变。
(3)惯性的量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量越大,惯性越大,与物体的速度和受力情况无关。
3.牛顿第一、第二定律的关系(1)牛顿第一定律是以理解实验为基础,经过科学抽象、归纳推理总结出来的,牛顿第二定律是实验定律。
(2)牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特例,它揭示了物体运动的原因和力的作用对运动的影响;牛顿第二定律则定量指出了力和运动的联系。
【例1】如图所示,小华坐在一列正在行驶的火车车厢里,突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,假设桌面是光滑的,则下列说法错误..的是()A.小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B.小球所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变C .火车一定是在向前加速D .以火车为参考系,此时牛顿第一定律已经不能适用【答案】A【详解】A .小球在水平方向上没有施力物体,所以不受力。
A 错误,符合题意;B .小球水平方向不受力,所受的合力为零,以地面为参考系,小球的运动状态并没有改变。
B 正确,不符合题意;C .小球因为有惯性,要保持原来的匀速直线运动状态,若突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动,是小球相对于火车向后运动,说明火车正在向前做加速运动。
牛顿第二定律及两类基本问题-PPT课件
解析:(1)物体做初速度为零的匀加速直线运动,设其加速度为 a0.
则有
L=
1 2
a0
t02
由牛顿第二定律得 F-Ff=ma0,Ff=μmg
联立以上三式,并代入数据得:μ=0.5. (2)有力作用时,设物体的加速度大小为 a,由牛顿第二定律 得:Fcos 37°-μ(mg-Fsin 37°)=ma
二、动力学两类基本问题
1.由受力情况判断物体的运动情况:处理这类问题 的基本思路是:先求出几个力的合力,由牛顿第二定 律(F 合=ma)求出加速度,再由运动学的有关公式求 出速度或位移.
4
2.由运动情况判断物体的受力情况:处理这类问题的 基本思路是:已知加速度或根据运动规律求出加速度, 再由牛顿第二定律求出合力,从而确定未知力.
27
(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)求合力 F 合. (5)根据牛顿第二定律 F 合=ma 列方程求解, 必要时还要对结果进行讨论.
28
【例 3】(2013 菏泽模拟) 如图,质量 m=2 kg 的物体 静止于水平地面的 A 处,A、B 间距 L=20 m.用大小为 30 N,沿水平方向的外力拉此 物体,经 t0=2 s 拉至 B 处.(已知 cos 37°=0.8,sin 37°=0.6, 取 g=10 m/s2). (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)用大小为 30 N,与水平方向成 37°的力斜向上拉此物体, 使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处,求该力作用的最 短时间 t.
木块 2 根据牛顿第二定律可得(m+M)g=Ma2,即
mM
a2=
g,因此选项 C 正确,选项 A、B、D 错误.
实验四 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
1.称量质量——用天平测量小车的质量 .
2.安装器材——按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).
3.补偿阻力——在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块垫木,反复移动垫木的位置,直至小车在木板上运动时可以保持匀速直线运动状态.
4.让小车靠近打点计时器,挂上槽码,先接通电源,再让小车拖着纸带在木板上匀加速下滑,打出一条纸带.计算槽码的重力,即为小车所受的合力,由纸带计算出小车的加速度,并把力和对应的加速度填入表1中.
创新角度
实验装置图
创新解读
实验原理的创新
_
(1)利用力传感器可得轻绳上拉力大小(2)将探究加速度与合力的关系转化为探究加速度与力传感器的示数的关系
创新角度
实验装置图
创新解读
实验器材的创新
_
利用位移传感器与计算机相连,直接得出小车的加速度
_
(1)用光电门代替打点计时器,结合遮光条的宽度可测滑块的速度(2)利用气垫导轨代替长木板,无需平衡摩擦力(3)由力传感器测滑块的拉力,无需满足
(2)这些方案中,需要满足 的是____;必须倾斜轨道以平衡摩擦力的是________.
丙
甲、乙
[解析] 这些方案中,甲中有力传感器测量拉力,乙中有弹簧测力计测量拉力,则甲、乙不需要满足 ,但是丙图需要满足 的条件,丙图有气垫导轨,则不需要平衡摩擦力,但是甲、乙中必须倾斜轨道以平衡摩擦力.
(3)如图所示为一次记录小车运动情况的纸带,图中 、 、 、 、 、 、 为相邻的计数点,两个计数点间还有四个点未画出,小车运动的加速度为_____ (结果保留两位有效数字).
不需要
[解析] 本实验中小车所受拉力大小可以通过弹簧测力计直接读出,不需要用沙和沙桶的重力近似替代,所以不需要满足 .
2实验探究加速度与力、质量的关系
位移的比就可以表示加速度的比值关系,从而使实验数据
的处理变得简单、直观。
实验数据处理
1.加速度与力的关系(保持小车质量不变)
次数
x1 a1 x2 a2
F1 F2
1
2
3
4
x1/x2 0
F1/F2
2.加速度与质量的关系(保持拉力不变)
次数
x1 a1 x2 a2
2.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中备有下 列器材: A.打点计时器;B.天平;C.秒表;D.低压交流电源;E.电 池;F.纸带;G.细绳、砝码、小车、小盘;H.薄木板;I.装 有细砂的小桶 其中多余的器材是______________________________; 缺少的器材是__________________________________. 【解析】多余的器材是秒表、电池;缺少的是刻度尺、 一端带滑轮的长木板. 答案:C、E 刻度尺、一端带滑轮的长木板
6.如何来平衡摩擦力?
我们将长木板倾斜一定角度θ,θ应该等于 arctan ,
此时物体在斜面上受到的合外力为0。做实验时肯定无法 这么准确,我们只要把木板倾斜到物体在斜面上大致能够 匀速下滑(可以根据纸带上的点来判断)时即可.
【处理数据.探索结论】 1.用天平测出小车和砝码的总质 量M,小盘和砝码的总质量m,把数 值记录下来. 2.按如图所示把实验器材安装好, 只是不把悬挂小盘的细绳系在车 上,即不给小车施加牵引力.
解析:(1)a=
(x7
x6
x
5
397x
2m) /s2
(2)①要测动摩擦因数,就要测出滑块受的拉力和滑块质量;
②测质量就需要天平.
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—实验:探究加速度与力、质量的关系
高一物理(人教版)必修第一册精品讲义—实验:探究加速度与力、质量的关系课程标准课标解读1.明确影响物体加速度的两个因素——力和质量。
2.学会测量物体的质量、加速度和受到的力,通过实验探究加速度与力、质量的关系。
3.会运用图像法处理实验数据,得出实验结论。
4.体会“控制变量法”对研究问题的意义。
1、经历探究加速度与力、质量的关系的设计过程,能够依据要求进行实验设计,学会选择合理的实验方案进行探究实验。
2、经历用图像法处理数据的过程,从图像中发现物理规律,培养学生收集信息、获取证据的能力。
3、经历实验操作和测量的过程,知道如何平衡摩擦力、减小系统误差等操作方法,体会探究过程的科学性和严谨性,培养与人合作、学会分享的团队精神。
知识点01实验原理(1)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系.(2)保持合外力不变,探究加速度与质量的关系.(3)作出a-F图象和a-1m图象,确定a与F、m的关系.【即学即练1】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验步骤中,下列做法中正确的是()A.同时改变拉力F和小车质量m的大小B.先保持小车质量m不变,研究加速度a与拉力F的关系,再保持F不变,研究a与m的关系,最后导出a与m及F的关系C.只改变拉力F的大小,小车质量m的大小始终保持不变D.只改变小车质量m的大小,拉力F的大小始终保持不变解析:该实验采用的是“控制变量法”,即保持小车质量不变,研究加速度与力的关系;保持小车受力不变,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系,B选项正确,A、C、D选项错误.答案:B知识点02实验器材小车、槽码、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、学生电源、导线、纸带、天平、刻度尺、坐标纸.知识点03实验过程1、测量:用天平测量槽码的质量m′和小车的质量m.2、安装:按照如图所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂槽码的细绳系在小车上(即不给小车牵引力).3、平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑.4、操作:①槽码通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,断开电源,取下纸带,编号码.②保持小车的质量m不变,改变槽码的质量m′,重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,计算加速度a.④描点作图,作a-F的图象.⑤保持槽码的质量m′不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作a-1m图象.【即学即练2】几位同学在研究加速度a和力F、质量m的关系时,设小车质量和车上砝码质量之和为M,砂及砂桶的总质量为m,分别得出如图中四条图线,其中图A、B、C是a-F图线,图D是a-1M图线,其中没有平衡摩擦力的是()解析:分析图A可知,当拉力不为零时,加速度为零,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,A选项正确;图B中,图象不过坐标原点,在纵轴上有截距,说明木板垫起的太高,平衡摩擦力过度,B选项错误;图C中,随着拉力的增大,即砂和砂桶质量的增大,不再满足砂和砂桶远小于小车的质量时,图象上部会出现弯曲现象,C选项错误;同理,小车总质量M逐渐减小,不满足M远大于m,图象上部出现弯曲现象,D选项错误.答案:A知识点04数据处理1、利用逐差法或v-t图象法求a.2、)以a为纵坐标,F为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,说明a 与F 成正比.3、以a 为纵坐标,1m 为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,就能判定a 与m 成反比.【即学即练3】若已知两个物体间的某种力F 与两物体间距离r 的平方成反比,即F =kr 2(k 是与r 无关的常数).现要设计实验验证该关系,实验后利用得到的数据作图,利用图象研究F 与r 的关系,下列四种坐标系应选用的最佳坐标系是()解析:因为F 与两物体间的距离r 的平方成反比,即F =kr 2,所以F 与r 的关系在图象D 中应该是过原点的直线,故最佳坐标系应该是D 图.答案:D 知识点05注意事项1、开始实验前首先平衡摩擦阻力:适当垫高木板不带定滑轮的一端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力.在平衡摩擦阻力时,不要把悬挂槽码的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动.2、实验过程中不用重复平衡摩擦力.3、实验必须保证的条件:m ≫m ′.4、一先一后一按:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车.【即学即练4】用打点计时器测量加速度,探究加速度与力、质量的关系时,需要平衡摩擦力.平衡摩擦力时,应该让小车()A.挂上钩码,拖上纸带,开动打点计时器B.不挂钩码,拖上纸带,开动打点计时器C.挂上钩码,不拖纸带D.不挂钩码,不拖纸带解析:在调整小车是否能匀速运动时是不挂钩码,拖上纸带,打点来判定,点迹均匀等距离即可.答案:B知识点06误差分析1、实验原理不完善:本实验用槽码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于槽码的总重力.2、平衡摩擦阻力不准确、质量测量不准确、计数点间距离测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差.【即学即练5】某次“探究加速度a跟物体所受合力F和质量m的关系”实验过程是:(1)图甲所示为实验装置图。
福建省长汀第一中学2024届高三调研试题(一)物理试题
福建省长汀第一中学2024届高三调研试题(一)物理试题注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、下列说法中正确的是( )A .物体的温度升高时,其内部每个分子热运动的动能一定增大B .气体压强的产生是大量气体分子对器壁持续频繁的碰撞引起的C .物体的机械能增大,其内部每个分子的动能一定增大D .分子间距离减小,分子间的引力和斥力一定减小2、某同学釆用如图所示的装置来研究光电效应现象。
某单色光照射光电管的阴极K 时,会发生光电效应现象,闭合开关S ,在阳极A 和阴极K 之间加反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压, 直至电流计中电流恰为零,此时电压表显示的电压值U 称为反向截止电压。
现分别用频率为v 1和v 2的单色光照射阴极,测量到的反向截止电压分别为U 1和U 2设电子质量为m ,电荷量为e ,则下列关系 式中不正确的是A .频率为1v 的单色光照射阴极K 时光电子的最大初速度12m eUv m=B .阴极K 金属的极限频率2112021U v U v v U U -=-C .普朗克常量()2112e U U h v v -=-D .阴极K 金属的逸出功()122112e U v U v W v v -=-3、如图所示,质量为2kg 的物体A 静止于动摩擦因数为0.25的足够长的水平桌而上,左边通过劲度系数为100N/m的轻质弹簧与固定的竖直板P 拴接,右边物体A 由细线绕过光滑的定滑轮与质量为2.5kg 物体B 相连。
2022版高考物理一轮复习 第三章 牛顿运动定律 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题学案 新人教版
第2讲牛顿第二定律两类动力学问题授课提示:对应学生用书第44页一、牛顿第二定律及单位制1.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。
(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,即相对地面静止或做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)、低速运动(远小于光速)的情况。
2.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:基本量的单位。
力学中的基本量有三个,它们分别是质量、时间和长度,它们的国际单位分别是千克(kg)、秒(s)和米(m)。
(3)导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
二、动力学两类基本问题1.动力学的两类基本问题第一类:已知物体的受力情况求运动情况;第二类:已知物体的运动情况求受力情况。
2.解决两类基本问题的方法以加速度为“桥梁”,由运动学公式和牛顿运动定律列方程求解,具体逻辑关系如图:授课提示:对应学生用书第45页命题点一对牛顿第二定律的理解自主探究1.牛顿第二定律的5个性质及其局限性2.合力、加速度、速度间的决定关系(1)物体的加速度由所受合力决定,与速度无必然联系。
(2)合外力与速度同向,物体加速;合外力与速度反向,物体减速。
(3)a=ΔvΔt是加速度的定义式,a与v、Δv无直接关系;a=Fm是加速度的决定式。
1.(多选)下列说法正确的是( )A.对静止在光滑水平面上的物体施加一个水平力,当力刚作用瞬间,物体立即获得加速度B.物体由于做加速运动,所以才受合外力作用C .F =ma 是矢量式,a 的方向与F 的方向相同,与速度方向无关D .物体所受合外力减小,加速度一定减小,而速度不一定减小解析:由于物体的加速度与合外力是瞬时对应关系,因此当力作用瞬间,物体会立即产生加速度,选项A 正确;根据因果关系,合外力是产生加速度的原因,即物体由于受合外力作用,才会产生加速度,选项B 错误;牛顿第二定律F =ma 是矢量式,a 的方向与F 的方向相同,与速度方向无关,选项C 正确;由牛顿第二定律知物体所受合外力减小,加速度一定会减小,如果物体加速,其速度仍会增大,只是增大的慢一些,选项D 正确。
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第二节影响加速度的因素
麒麟中学林瑞金
一、学习目标
1、知识与技能
(1)定性探究加速度与物体所受合外力的关系
(2)定性探究加速度与物体质量的关系
(3)理解实验探究的思路、方法
2、过程与方法
(1)以生活常见现象作为教学引子调动学生的学习兴趣,建立影响加速度的因素概念。
(2)设计实验,探讨加速度的大小与合外力和质量的关系。
(3)仅定性分析、探讨即可,利用控制变量法。
3、情感、态度与价值观
(1)牛顿第二定律特别的重要,先定性分析,再逐步探讨,从根本上把握。
二、教学方法
控制变量法
三、教学重难点
重点:探究加速度的大小与合外力和质量的关系
难点:控制变量法的实验设计
四、教学过程
1、新课引入:在学习牛顿第一定律的时候,我们知道力是改变运动状态的原因。
提问:1运动状态的改变指的是什么改变?
2、影响加速度大小究竟有哪些因素?
2、新课教学:
(1)感性物理情景:①我们用较大的力扔粉笔头扔得比较远,而用较小的力就会扔得比较近。
②我们用较大的力扔粉笔头扔得比较远,而我们运动会的时候扔铅球却很难做到。
讨论:①物体质量m一定,力F不同,加速度a有什么不同?
②力F 大小相同,作用在不同质量的物体上,物体加速度a有什么不同?
小实验探究结论:①当物体质量m一定时,物体的加速度a应该随着力F的增大而增大。
②当力F大小相同时,物体的质量m越大,运动状态越难以改变,所以质量m越大,加速度a越小。
因此,影响加速度大小的因素包括:物体质量、所受合外力
(2)实验探究(控制变量法)
①加速度与物体所受合外力F的关系(实验器材、基本思路介绍)
实验结论:
当物体的质量保持不变,随着倾斜面的倾斜角度的增大,物体所受合外力逐渐增大时,加速度增大;所受合外力变小,加速度减小。
②加速度与物体质量m的关系(实验器材、实验步骤介绍)
1、把小车放在斜面上,用弹簧沿斜面拉小车,使小车保持静止状态,记下弹簧称的示数。
2、按相同的方法将不同质量的小车放在斜面上,通过调整斜面的倾斜度保证三辆小车所受合外力相等。
3、依次将小车从斜面同一高度释放,用秒表记录小车的运动时间,由公式a=2s/t2算出小车每次运动的加速度。
实验结论:
当物体所受合外力大小保持不变时,物体的质量越大,加速度越小;物体的质量越小,加速度越大。
(4)课堂练习1、典型例题剖析:
有人在飞机场的跑道上曾尝试过让战斗机和赛车比赛,结果战斗机在跑道上的加速度大于赛车的加速度,赛车的质量比战斗机的小,为什么其加速度反而不如战斗机的加速度大呢?
学以致用:飞行的歼击机在战斗前抛掉副油箱以减小质量,提高歼击机的灵活性。
(4) 作业:①整理这节课的两个实验设计思路和步骤
②实验中摩擦力对实验结果有影响吗?如果有应该如何减少摩擦力的影响? 影响加速度的因素 物体所受合外力F 探究内容:m 不变,a 与F 的关系 探究方法:控制变量法
探究结论:m 不变时,F 越大,a 越大 物体的质量m 探究内容:F 不变,a 与m 的关系 探究方法:控制变量法
探究结论:F 不变时,m 越大,a 越小
(3)本课小结。