2014年《步步高》高三物理一轮复习试题第三章第4讲实验三探究加速度与物体质量、物体受力的关系

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步步高高考物理一轮复习配套课件第三章专题三牛顿运动定律的综合应用

即 F＝kt，其中 k 为已知常数．若 A、B 之随着时间t 的增大,外力F增大, 间的滑动摩擦力 Ff 的大小等于最大静摩擦力，且 A、B 的质量相等，则下列图中可以定性地描述物块 A 的 v－t 图象的是 (
同时B给A的摩擦力Ff也变大当物块和木板之间的摩擦力大小达到最大静摩擦力时，物块 A与木板B发生相对运动
第三章
专题三
牛顿运动定律
牛顿运动定律的综合应用
题组扣点
题组答案
1.D
2.B
3.C
考点梳理答案
1、（1）大于 2、（1）小于（2）向上（2）向下
3、（1）等于零（2）g
课堂探究
考点一超重与失重现象
1．超重并不是重力增加了，失重并不是重力减小了，完全失重也不是重力完全消失了．在发生这些现象时，物体的重力依然存在，且不发生变化，只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)发生了变化(即“视重”发生变化)．
木板和地面没有摩擦小物块A不会从木板上滑下力F与时间成正比 v－t 图象的斜率表示加速度，加速度的变化规律决定v－t 图象的变化趋势
图3
课堂探究
详剖细解
F
【例 2】如图 3 甲所示，静止在光滑水平面上的长木板 B(长木板足够长)的左端放着小物块 A，某时刻，B 受到水平向左的外力 F 的作用， F 随时间 t 的变化规律如图乙所示，即 F＝kt，其中 k 为已知常数．若 A、B 之间的滑动摩擦力 Ff 的大小等于最大静摩擦力，且 A、B 的质量相等，则下列图中可以定性地描述物块 A 的 v－t 图象的是 ( )
此时有Ff＝ma，F－Ff＝ma，解得F＝2Ff，即kt＝2Ff 图3
2Ff 可见 t> k 后物块将在大小恒定的摩擦力的作用下做匀加速直线运动，其对应的 v－t 图线是倾斜的直线

2014年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用)第四章第4讲专题功能关系、能量转化和守恒定律

3 A．重力势能增加了 mgh 4 B．重力势能增加了 mgh C．动能损失了 mgh 1 D．机械能损失了 mgh 2
图4-4-2
考点解读
典例剖析
高考高分技巧
专题专练
解析
设物体受到的摩擦阻力为 Ff，
3 1 由牛顿运动定律得 Ff＋mgsin 30°＝ma＝ mg，解得 Ff＝ 4 4 mg. 重力势能的变化由重力做功决定，故ΔEp＝mgh，故 A 错、 B 对．动能的变化由合外力做功决定： 3 h 3 (Ff＋mgsin 30°)x＝max＝ mg ＝ mgh，故 C 错． 4 sin 30° 2 机械能的变化由重力或系统内弹力以外的其他力做功决定， 1 h 1 故ΔE 机械＝Ffx＝ mg· ＝ mgh，故 D 正确． 4 sin 30° 2
考点解读典例由动能定理：
WF－mgh－WFf＝ΔEk，故C对．由上式得：WF－WFf＝ΔEk＋mgh，故A错、D对．由重力做功与重力势能变化关系知B对，故B、C、
D对．
答案 BCD
考点解读
典例剖析
高考高分技巧
专题专练
【变式跟踪 1】(多选)如图 4－4－2 所示，质量为 m 的物体(可视为质点)以某一速度从 A 点冲上倾角为 30°的固定斜面， 3 其运动的加速度为 g，此物体在斜面上上升的最大高度为 4 h，则在这个过程中物体 ( )．
分析．
考点解读
典例剖析
高考高分技巧
专题专练
题型二
能量转化与守恒定律的应用
【典例2】如图4－4－3所示在水平地面上固定一个半径为R的半圆形轨道，其中圆弧部分光滑，水平段长为L，一质量为m的小物块紧靠一根被压缩的弹簧固定在水
图4-4-3

高中物理步步高

高中物理步步高篇一：2014年《步步高》高中物理(人教选修3-1)配套全册结综合检测卷(含解析) (1)综合检测卷(时间：90分钟，满分100分)一、单项选择题(共5小题，每小题4分，共20分)1．物理学的发展是许多物理学家奋斗的结果，下面关于一些物理学家的贡献说法正确的是( )A．安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力，首次揭示了电与磁的联系B．奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了著名的洛伦兹力公式C．库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律——库仑定律D．安培不仅提出了电场的概念，而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场答案 C解析奥斯特将通电导体放在小磁针上方时，小磁针发生了偏转，说明通电导体周围存在磁场，奥斯特是第一个发现了电与磁之间的联系的物理学家，故A错误；洛伦兹认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现，并提出了洛伦兹力公式，故B错误；真空中两个点电荷间存在相互的作用．库仑利用扭秤装置，研究出两个静止点电荷间的相互作用规律：点电荷间的相互作用力跟两个点电荷的电荷量有关，跟它们之间的距离有关，这个规律就是库仑定律，故C正确；19世纪30年代，法拉第提出电荷周围存在一种场，并且是最早提出用电场线描述电场的物理学家，故D错误．所以选C.2.如图1所示，在等量的异种点电荷形成的电场中，有A、B、C三点，A点为两点电荷连线的中点，B点为连线上距A点距离为d的一点，C点为连线中垂线距A点距离也为d 的一点，则下面关于三点电场强度的大小、电势高低的比较，正确的是()图1A．EA＝ECEB；φA＝φCφBB．EBEAEC；φA＝φCφBC．EA<EB，EA<EC；φAφB，φAφCD．因为零电势点未规定，所以无法判断电势的高低答案B解析电场线分布如图所示，电场线在B处最密集，在C 处最稀疏，故EBEAEC，中垂线为等势线，φA＝φC；沿电场线方向电势降低，φAφB.综上所述，选项B正确．3.如图2所示，B是一个螺线管，C是与螺线管相连接的金属线圈，在B的正上方用绝缘丝线悬挂一个金属圆环A，A的环面水平且与螺线管的横截面平行．若仅在金属线圈C 所处的空间加上与C环面垂直的变化磁场，发现在t1至t2时间段内金属圆环的面积有缩小的趋势，则金属线圈C处所加磁场的磁感应强度随时间变化的B－t图象可能是()图2答案D解析金属环A的面积有缩小的趋势，说明B产生的磁场在增强，即B中的电流在增大，C中产生的感应电动势在增大，故D正确．4.如图3所示，金属板M、N水平放置，相距为d，其左侧有一对竖直金属板P、Q，板P上小孔S正对板Q上的小孔O，M、N间有垂直纸面向里的匀强磁场，在小孔S处有一带负电粒子，其重力和初速度均不计，当变阻器的滑动触头在AB的中点时，带负电粒子恰能在M、N间做直线运动，当滑动变阻器滑片向A点滑动过程中()图3A．粒子在M、N间运动过程中，动能一定不变B．粒子在M、N间运动过程中，动能一定减小C．粒子在M、N间仍做直线运动D．粒子可能沿M板的右边缘飞出答案B解析滑动触头在中点时，粒子恰能做直线运动，此时M、N间为一速度选择器模型．当滑动触头滑向A点时，M、N 间电压减小，电场力变小，粒子向下偏，所以粒子在其间运动时电场力做负功，动能减小，B选项正确．因为粒子向下偏，所以不可能从M板的右边缘飞出．5.如图4所示，有一混合正离子束先后通过正交的电场、磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子流在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的()图4①速度②质量③电荷量④比荷A．①②B．①③C．①④D．②④答案CE解析离子束在区域Ⅰ中不偏转，一定有qE＝qvB1，v ＝，①正确．进入区域Ⅱ后，做匀B1mv速圆周运动的半径相同，由rv、B2相同，所以只能是比荷相同，故④正确，故qB2选C.6.如图5所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管与电源和滑动变阻器连接成如图所示的电路．若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是()图5A．线圈a中将产生俯视顺时针方向的感应电流B．穿过线圈a的磁通量变小C．线圈a有缩小的趋势D．线圈a对水平桌面的压力FN将减小答案C解析若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，螺线管b中的电流增大，根据楞次定律，线圈a中将产生俯视逆时针方向的感应电流，穿过线圈a的磁通量变大，线圈a有缩小的趋势，线圈a对水平桌面的压力FN将变大，选项C正确，D错误．二、不定项选择题(共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)7．一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则( )A．电动机消耗的总功率为UIU2B．电动机消耗的热功率为RC．电源的输出功率为EIIrD．电源的效率为1－E答案AD解析电动机消耗的总功率为UI，选项A正确；电动机消耗的热功率为I2R，选项B错误；Ir电源的总功率为EI，电源的输出功率为EI－I2r，所以电源的效率为1－，选项C错误，DE正确．8.如图6所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab＝Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知()图6A．三个等势面中，a的电势最高B．带电质点通过P点时的电势能较Q点大C．带电质点通过P点时的动能较Q点大D．带电质点通过P点时的加速度较Q点大答案ABD解析由于质点只受电场力作用，根据运动轨迹可知电场力指向运动轨迹的内侧即斜向右下方，由于质点带正电，因此电场线方向也指向右下方；电势能变化可以通过电场力做功情况判断；电场线和等势线垂直，且等势线密的地方电场线密，电场强度大．电荷所受电场力指向轨迹内侧，由于电荷带正电，因此电场线指向右下方，沿电场线电势降低，故a的电势最高，c 的电势最低，A正确．根据质点受力情况可知，从P到Q过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，故P点的电势能大于Q点的电势能，P点的动能小于Q点的动能，B正确，C错误．等势线密的地方电场线密，电场强度大，由题图可知P 点场强大于Q点场强，由牛顿第二定律可知，带电质点通过P点时的加速度较Q点大，D正确．故选A、B、D.9.在如图7所示的电路中，E为电源的电动势，r为电源的内电阻，R1、R2为可变电阻．在下列叙述的操作中，可以使灯泡L的亮度变暗的是()图7A．仅使R1的阻值增大B．仅使R1的阻值减小C．仅使R2的阻值增大D．仅使R2的阻值减小答案AD解析由“串反并同”可知要使灯泡变暗，则要求与其串联(包括间接串联)的器件阻值增大或与其并联(包括间接并联)的器件阻值减小，故A、D正确，B、C错误．10.如图8所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角(0<θ<90°)，其中MN和PQ平行且间距为L，导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计．金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触，(来自: 小龙文档网:高中物理步步高)如棒接入电路的电阻为R，当流过ab棒某一横截面的电荷量为q时，ab棒速度的大小为v，则金属棒ab在这一过程中()图8A．运动的平均速度大小为v/2B．下滑位移的大小为qR/BLC．产生的焦耳热为qBLvD．机械能转化为内能答案BD三、实验题(本题共2小题，共16分)11.(8分)如图9所示为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1 kΩ～3 kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：篇二：步步高2015高三物理(新课标)一轮讲义：4.3圆周运动第3课时圆周运动考纲解读 1.掌握描述圆周运动的物理量及其之间的关系.2.理解向心力公式并能应用；了解物体做离心运动的条件．1．[匀速圆周运动的条件和性质]质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )A．速度的大小和方向都改变B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动C．当物体所受合力全部用来提供向心力时，物体做匀速圆周运动D．向心加速度大小不变，方向时刻改变答案CD解析匀速圆周运动的速度的大小不变，方向时刻变化，A错；它的加速度大小不变，但方向时刻改变，不是匀变速曲线运动，B错，D对；由匀速圆周运动的条件可知，C对． 2．[圆周运动的相关公式]关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是( )v2A．由a＝a与r成反比rB．由a＝ω2r知，a与r成正比vC．由ω＝知，ω与r成反比rD．由ω＝2πn知，ω与转速n成正比答案Dv2解析由a＝v一定时，a才与r成反比，如果v不一定，则a与r不成r反比，同理，只有当ω一定时，a才与r成正比；v一定时，ω与r成反比；因2π是定值，故ω与n成正比．3．[向心力来源分析]如图1所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中()图1A．B对A的支持力越来越大B．B对A的支持力越来越小C．B对A的摩擦力越来越小D．B对A的摩擦力越来越大答案BC解析因做匀速圆周运动，所以其向心力大小不变，方向始终指向圆心，故对木块A，在a→b的过程中，竖直方向的分加速度向下且增大，而竖直方向的力是由A的重力减去B对A的支持力提供的，因重力不变，所以支持力越来越小，即A错，B对；在水平方向上A的加速度向左且减小，至b 时减为0，因水平方向的加速度是由摩擦力提供的，故B对A的摩擦力越来越小，所以C对，D错．4．[对离心现象的理解]下列关于离心现象的说法正确的是( )A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动答案 C解析物体只要受到力，必有施力物体，但“离心力”是没有施力物体的，故所谓的离心力是不存在的，只要物体所受合外力不足以提供其所需向心力，物体就做离心运动，故A 选项错；做匀速圆周运动的物体，当所受的一切力突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动，故B、D选项错，C选项对．一、描述圆周运动的物理量1．线速度：描述物体圆周运动快慢的物理量．Δs2πrv＝ΔtT2．角速度：描述物体绕圆心转动快慢的物理量．Δθ2πωΔtT32πr1TT＝.f4v24π2an＝rω＝ωv＝r.rT25Fn＝man. 2π6．相互关系：(1)v＝r＝.Tv24π22(2)an＝rω＝ωv＝＝4π2f2r.rTv24π22(3)Fn＝man＝m＝mω＝22.rT二、匀速圆周运动和非匀速圆周运动1．匀速圆周运动(1) .(2) (3)质点做匀速圆周运动的条件合力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心．2．非匀速圆周运动(1) (2)合力的作用①合力沿速度方向的分量Ft产生切向加速度，Ft＝mat，它只改变速度的方向．②合力沿半径方向的分量Fn产生向心加速度，Fn＝man，它只改变速度的大小．三、离心运动1 2．受力特点(如图2所示)图2(1)当F＝2时，物体做匀速圆周运动．(2)当F＝0(3)当F<2时，物体逐渐远离圆心，F为实际提供的向心力．(4)当Fmrω2时，物体逐渐向圆心靠近，做向心运动．考点一描述圆周运动的物理量的求解1．对公式v＝ωr的理解当r一定时，v与ω成正比．当ω一定时，v与r成正比．当v一定时，ω与r成反比．v22．对a＝ω2r＝ωv的理解r在v一定时，a与r成反比；在ω一定时，a与r成正比．特别提醒在讨论v、ω、r之间的关系时，应运用控制变量法．例1 如图3所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑．在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，求：图3(1)A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC；(2)A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC；(3)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC.解析(1)令vA＝v，由于皮带转动时不打滑，所以vB＝v.因ωA＝ωC，由公式v＝ωr知，1当角速度一定时，线速度跟半径成正比，故vC＝v，所以vA∶vB∶vC＝2∶2∶1.2v(2)令ωA＝ω，由于共轴转动，所以ωC＝ω.因vA＝vB，由公式ω＝知，当线速度一定r时，角速度跟半径成反比，故ωB＝2ω.所以ωA∶ωB∶ωC＝1∶2∶1.v2(3)令A点向心加速度为aA＝a，因vA＝vB，由公式a＝r 速度跟半径成反比，所以aB＝2a.又因为ωA＝ωC，由公式a＝ω2r知，当角速度一定时，1向心加速度跟半径成正比，故aC＝.所以aA∶aB∶aC＝2∶4∶1.2答案(1)2∶2∶1 (2)1∶2∶1 (3)2∶4∶11．高中阶段所接触的传动主要有：(1)皮带传动(线速度大小相等)；(2)同轴传动(角速度相等)；(3)齿轮传动(线速度大小相等)；(4)摩擦传动(线速度大小相等)．2．传动装置的特点：(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同；(2)皮带传动、齿轮传动和摩擦传动：皮带(或齿轮)传动和不打滑的摩擦传动的两轮边缘上各点线速度大小相等．突破训练1 如图4所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺表面上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是()图4A．a、b和c三点的线速度大小相等B．b、c两点的线速度始终相同C．b、c两点的角速度比a点的大D．b、c两点的加速度比a点的大答案 D解析当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，a、b和c三点的角速度相同，a半径小，线速度要比b、c的小，A、C错；b、c两点的线速度大小始终相同，但方向不相同，B错；由a＝ω2r可得b、c两点的加速度比a点的大，D对．考点二圆周运动中的动力学分析1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．2．向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．(2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力，就是向心力．图5例2 (2013·重庆·8)如图5所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合．转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°，重力加速度大小为g. (1)若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；篇三：步步高2015高三物理(新课标)一轮讲义：4.2平抛运动第2课时平抛运动考纲解读 1.掌握平抛运动的特点和性质.2.掌握研究平抛运动的方法，并能应用解题．1．[对平抛运动性质和特点的理解]关于平抛运动，下列说法错误的是( )A．平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动B．平抛运动的轨迹为抛物线，速度方向时刻变化，加速度方向也时刻变化C．做平抛运动的物体在Δt时间内速度变化量的方向可以是任意的D．做平抛运动的物体的初速度越大，在空中的运动时间越长答案BCD解析做平抛运动的物体只受重力作用，加速度为g恒定，任意时间内速度变化量的方向竖直向下(Δv＝gt)，运动时间由抛出时的高度决定，选项B、C、D错误．2．[斜抛运动的特点]做斜上抛运动的物体，到达最高点时( )A．速度为零，加速度向下B．速度为零，加速度为零C．具有水平方向的速度和竖直向下的加速度D．具有水平方向的速度和加速度答案 C解析斜上抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动．因物体只受重力，且方向竖直向下，所以水平方向的分速度不变，竖直方向上的加速度也不变，所以只有C选项正确．3．[用分解思想处理类平抛运动问题]如图1所示，两个足够大的倾角分别为30°、45°的光滑斜面放在同一水平面上，两斜面间距大于小球直径，斜面高度相等，有三个完全相同的小球a、b、c，开始均静止于斜面同一高度处，其中b小球在两斜面之间．若同时释放a、b、c小球到达该水平面的时间分别为t1、t2、t3.若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示，到达水平面的时间分别为t1′、t2′、t3′.下列关于时间的关系不正确的是()图1A．t1t3t2 B．t1＝t1′、t2＝t2′、t3＝t3′ C．t1′t3′t2′ D．t1<t1′、t2<t2′、t3<t3′ 答案Dh18h122解析由静止释放三个小球时对a：gsin 30°·t2.对b：h＝2，则1，则t1＝sin 30°2g22hh14h2t2.对c：＝gsin 45°·t2t1t3t2.当平抛三个小球时，小球b2＝3，则t3gsin 45°2g做平抛运动，小球a、c在斜面内做类平抛运动．沿斜面方向的运动同第一种情况，所以t1＝t1′，t2＝t2′，t3＝t3′.故选D.一、平抛运动1．性质：加速度为重力加速度g2．基本规律：以抛出点为原点，水平方向(初速度v0方向)为x轴，竖直向下方向为y轴，建立平面直角坐标系，则：(1)vxx1(2)vy＝gt，位移y＝gt2.2vygt(3)合速度：v＝vx＋vy，方向与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝＝. x0ygt(4)合位移：s＝x＋y，方向与水平方向的夹角为α，tan α＝x2v0二、斜抛运动1．运动性质加速度为g的匀变速曲线运动，轨迹为抛物线．2．基本规律(以斜向上抛为例说明，如图2所示)图2(1)水平方向：v0x＝vF合x＝0. (2)竖直方向：v0y＝v，F合y＝mg.考点一平抛运动的基本规律1．飞行时间：由t＝2．水平射程：x＝v0t＝v0素无关．h，与初速度v0无关．g，即水平射程由初速度v0和下落高度h共同决定，与其他因g3．落地速度：vt＝vx＋vyv0＋2gh，以θ表示落地速度与x轴正方向的夹角，有tan θvy2gh＝，所以落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关．x0 4．速度改变量：因为平抛运动的加速度为重力加速度g，所以做平抛运动的物体在任意相等时间间隔Δt内的速度改变量Δv＝gΔt相同，方向恒为竖直向下，如图3所示．图35．两个重要推论(1)做平抛(或类平抛)运动的物体任一时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图4中A点和B点所示．图4(2)做平抛(或类平抛)运动的物体在任意时刻任一位置处，设其速度方向与水平方向的夹角为α，位移与水平方向的夹角为θ，则tan α＝2tan θ.例 1 有一项人体飞镖项目，可将该运动简化为以下模型(如图5所示)：手握飞镖的小孩用一根不可伸长的细绳系于天花板下，在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处B时小孩松手，飞镖依靠惯性沿BC飞出命中竖直放置的圆形靶的靶心O，圆形靶的最高点C与B点在同一高度，A、B、C三点处在同一竖直平面内，且BC与圆形靶平面垂直．已知小孩质量为m，细绳长为L，B、C两点之间的距离为d，靶的半径为R，A、B 两点之间的高度差为h.不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点，重力加速度为g.图5(1)求小孩在A处被推出时的初速度大小；(2)如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v1，要让飞镖能够击中圆形靶，求v1的取值范围．解析(1)设飞镖从B点平抛运动到O点的时间为t，从B 点抛出的速度为v，则有d＝vt 1R＝gt22由机械能守恒定律得121mv0＋mgh＝v2 22联立以上三式解得v0＝－2gh 2R(2)因BC方向的速度不变，则从B到靶的时间t不变，竖直方向上的位移仍为R，则靶上的击中点一定与靶心O在同一高度上，则垂直于BC的水平位移一定小于R，因此有v1t<R 可得v1< 答案(1)22gh (2)v1< 2R2“化曲为直”思想——平抛运动的基本求解方法平抛运动的三种分解思路(1)分解速度：v合＝vx＋vy＝v0＋?gt?1y(2)分解位移：x＝v0t，y＝gt2，tan θ＝2x(3)分解加速度突破训练1 如图6，从半径为R＝1 m的半圆AB上的A 点水平抛出一个可视为质点的小球，经t＝0.4 s小球落到半圆上，已知当地的重力加速度g＝10 m/s2，则小球的初速度v0可能为( )图6A．1 m/s B．2 m/s C．3 m/s D．4 m/s 答案AD1解析由于小球经0.4 s落到半圆上，下落的高度h＝2＝0.8 m，位置可能有两处，如2图所示．第一种可能：小球落在半圆左侧，v0t＝RR－h＝0.4 m，v0＝1 m/s 第二种可能：小球落在半圆右侧，v0t＝RR－h，v0＝4 m/s，选项A、D正确．考点二斜面上的平抛运动问题斜面上的平抛运动问题是一种常见的题型，在解答这类问题时除要运用平抛运动的位移和速度规律，还要充分运用斜面倾角，找出斜面倾角同位移和速度与水平方向夹角的关系，从而使问题得到顺利解决．常见的模型如下：例2 如图7所示，一名跳台滑雪运动员经过一段时间的加速滑行后从O点水平飞出，经过3 s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ＝37°，运动员的质量m＝50 kg.不计空气阻力(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8；g取10 m/s2)．求：。

2014年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用)第四章第3讲机械能守恒定律及其应用

随堂基础演练
解析物体做平抛运动或沿光滑曲面自由运动时，不受摩擦力，在曲面上弹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，所以 A、C 项正确；匀速吊起的集装箱，绳的拉力对它做功， 4 不满足机械能守恒的条件，机械能不守恒；物体以 g 的加速 5 4 度向上做匀减速运动时，由牛顿第二定律 mg－F＝m× g， 5 1 1 有 F＝ mg，则物体受到竖直向上的大小为 mg 的外力作用， 5 5 该力对物体做了正功，机械能不守恒．
的速度 v＝ 2gH－4gR，小球离开 A 点后做平抛运动，则有 1 2 2R＝ gt ，水平位移 x＝vt，联立以上各式可得水平位移 x＝ 2 2 2RH－4R2，选项 A 错误、选项 B 正确．
答案
BC
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误区警示
1．对“只有重力或弹力做功”的理解 (1)在条件“只有重力或弹力做功”中的“弹力”指的是像弹簧一类发生弹性形变而产生的弹力，不包含像支持力、绳的拉力之类的弹力． (2)“只有重力或弹力做功”可能有以下三种情况： ①物体只受重力或弹力作用； ②除重力和弹力外，其他力不做功；
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(2)小球从开始释放到第一次到达最低点的过程中，设绳的拉 1 力对小球做功为 W，由动能定理得 mgL＋W＝ mv2，代入数 2 2 1 值得 W＝－ mgL，所以小球从释放到第一次到达最低点的过 2 1 程中，绳的拉力对小球做功的大小为 mgL. 2 1 答案 (1) gL gL (2) mgL 2
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解析
物体重力势能的大小与参考平面的选取有关，故C
错误；重力做正功时，物体由高处向低处运动，重力势能一定减少，反之，物体克服重力做功时，重力势能一定增加，故A、B正确；重力做多少功，物体的重力势能就变化多少，重力势能的变化与参考平面的选取无关，故D正确．答案 ABD

步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：第3章牛顿运动定律章末

第三章章末检测1.如图1所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的阻力恒定，则()．图1A．物体从A到O先加速后减速B．物体从A到O加速运动，从O到B减速运动C．物体运动到O点时所受合力为0D．物体从A到O的过程加速度逐渐减小解析首先有两个问题应搞清楚，①物体在A点所受弹簧的弹力大于物体与地面之间的摩擦力(因为物体能运动)．②物体在O点所受弹簧的弹力为0.所以在A、O之间有弹簧的弹力与摩擦力大小相等的位置，故物体在A、O之间的运动应该是先加速后减速，A选项正确、B选项不正确；O点所受弹簧的弹力为0，但摩擦力不是0，所以C选项不正确；从A到O的过程加速度先减小、后增大，故D选项错误．答案 A2．弹簧测力计挂在升降机的顶板上，下端挂一质量为2 kg的物体．当升降机在竖直方向运动时，弹簧测力计的示数始终是16 N．如果从升降机的速度为3 m/s时开始计时，则经过1 s，升降机的位移可能是(g取10 m/s2)()．A．2 m B．3 m C．4 m D．8 m解析对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得加速度为2 m/s2，方向竖直向下，由于初速度方向未知，所以应分两种情况进行计算，解得升降机的位移为2 m或4 m.答案AC3．如图2所示，电梯与水平地面成θ角，一人静止站在电梯水平梯板上，电梯以恒定加速度a启动过程中，水平梯板对人的支持力和摩擦力分别为F N和f.若电梯启动加速度减小为a2，则下面结论正确的是()．图2A．水平梯板对人的支持力变为F N 2B．水平梯板对人的摩擦力变为f 2C．电梯加速启动过程中，人处于失重状态D．水平梯板对人的摩擦力和支持力之比为f F N解析将人的加速度分解，水平方向a x＝a cos θ，竖直方向a y＝a sin θ.对于人根据牛顿第二定律，在水平方向有f＝ma x，在竖直方向有F N－mg＝ma y，人处于超重状态，C错误；当加速度由a变为a2时，摩擦力变为原来的一半，但支持力不为原来的一半，则它们的比值也发生变化，故A、D错误，B正确．答案 B2．如下图所示，将一台电视机静止放在水平桌面上，则以下说法中正确的是()A．桌面对它支持力的大小等于它所受的重力，这两个力是一对平衡力B．它所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C．它对桌面的压力就是它所受的重力，这两个力是同一种性质的力D．它对桌面的压力和桌面对它的支持力是一对平衡力解析电视机处于静止状态，桌面对它的支持力和它所受的重力的合力为零，是一对平衡力，故A正确，B错误；电视机对桌面的压力和桌面对它的支持力是作用力和反作用力，故D错误；压力和重力式两个性质不同的力，故C 错误。

2014年《步步高》高三物理一轮复习试题_第一章_第3讲_运动的图象_追及和相遇问题

第3讲运动的图象追及和相遇问题1．某同学为研究物体的运动情况，绘制了物体运动的x －t 图象，如图1－3－10所示．图中纵坐标表示物体的位移x ，横坐标表示时间t ，由此可知该物体做( )．A ．匀速直线运动B ．变速直线运动C ．匀速曲线运动D ．变速曲线运动答案 B2．(2013·大丰模拟)一辆汽车运动的v －t 图象如图1－3－11，则汽车在0～2 s 内和2～3 s 内相比( )．A ．位移大小相等B ．平均速度相等C ．速度变化量相同D ．加速度相同答案 B3．图1－3－12是甲、乙两物体做直线运动的v －t 图象，下列表述正确的是( )．A ．乙做匀加速直线运动B ．0～1 s 内甲和乙的位移相等C ．甲和乙的加速度方向相同D ．甲的加速度比乙的小答案 A4．一物体由静止开始沿直线运动，其加速度随时间变化规律如图1－3－13所示，取开始运动方向为正方向，则下图中物体运动的v －t 图象，正确的是( )．图1－3－11图1－3－12答案 C5．(2013·青岛质检)甲乙两辆汽车在平直公路上的同一地点，同时出发，分别向相反方向做如图1－3－14所示的运动，则下列关于汽车运动的描述正确的是()．A．前80 s，乙车平均速度是甲车平均速度的四倍B．70 s末，甲乙两车的加速度大小相等、方向相同C．60 s末，两车相距最远D．80 s末，两车相距最远答案 D6．如图1－3－15所示为物体做直线运动的v－t图象．若将该物体的运动过程用x－t图象表示出来(其中x为物体相对出发点的位移)，则下列四幅图中描述正确的是()．图1－3－14 图1－3－14 图1－3－15答案 C 二、多项选择题7．甲、乙两辆汽车从同一地点出发，向同一方向行驶，它们的v －t 图象如图1－3－16所示，下列判断正确的是( )．A ．在t 1时刻前，乙车始终在甲车的前面B ．在t 1时刻前，乙车的速度始终比甲车的大C ．在t 1时刻前，乙车的速度始终比甲车增加得快D ．在t 1时刻两车第一次相遇答案 AB8．(2013·江苏徐州调研)在军事演习中，某空降兵从飞机上跳下，先做自由落体运动，在t 1时刻，速度达较大值v 1时打开降落伞，做减速运动，在t 2时刻以较小速度v 2着地．他的速度图象如图1－3－17所示．下列关于该空降兵在0～t 1或t 1～t 2时间内的平均速度v －的结论正确的是( )． A ．0～t 1：v －＝v 12B ．t 1～t 2：v －＝v 1＋v 22C ．t 1～t 2：v －>v 1＋v 22D ．t 1～t 2：v －<v 1＋v 22解答案 AD图1－3－16图1－3－179．(单选)某物体做直线运动的v －t 图象如图1－3－18所示，据此判断下列四个选项中正确的是(F 表示物体所受合力，x 表示物体的位移)( )．图1－3－18答案 B10．斜面长度为4 m ，一个尺寸可以忽略不计的滑块以不同的初速度v 0从斜面顶端沿斜面下滑时，其下滑距离x 与初速度二次方v 20的关系图象(即x －v 20图象)如图1－3－19所示．(1)求滑块下滑的加速度大小．(2)若滑块下滑的初速度为5.0 m/s ，则滑块沿斜面下滑的时间为多长？答案 (1)2 m/s 2 (2)1 s11．酒后驾车严重威胁公众交通安全．若将驾驶员从视觉感知前方危险到汽车开始制动的时间称为反应时间，将反应时间和制动时间内汽车行驶的总距离称为感知制动距离．科学研究发现，反应时间和感知制动距离在驾驶员饮酒前后会发生明显变化．一驾驶员正常驾车和图1－3－19酒后驾车时，感知前方危险后汽车运动v－t图线分别如图1－3－20甲、乙所示．求：图1－3－20(1)正常驾驶时的感知制动距离x；(2)酒后驾驶时的感知制动距离比正常驾驶时增加的距离Δx.答案(1)75 m(2)30 m12．现有A、B两列火车在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度v A＝10 m/s，B车速度v B ＝30 m/s.因大雾能见度低，B车在距A车600 m时才发现前方有A车，此时B车立即刹车，但B车要减速1 800 m才能够停止．(1)B车刹车后减速运动的加速度多大？(2)若B车刹车8 s后，A车以加速度a1＝0.5 m/s2加速前进，问能否避免事故？若能够避免则两车最近时相距多远？答案(1)0.25 m/s2(2)可以避免事故232 m。

2014《步步高》物理大一轮复习讲义第四章章末限时练

(满分：100分时间：45分钟)一、单项选择题(每小题5分，共15分)1．一辆静止在水平地面上的汽车里有一个小球从高处自由下落，下落一半高度时汽车突然向右匀加速运动，站在车厢里的人观测到小球的运动轨迹是图中的( )答案 C解析开始时小球相对观察者是做自由落体运动，当车突然加速时，等效成小球相对汽车向左突然加速，刚开始加速时，水平方向的相对速度较小，随着时间的延长，水平方向的相对速度逐渐增大，故观察者看到小球的运动轨迹应该是C 图．2． (2012·安徽理综·14)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km ，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )A ．“天宫一号”比“神舟八号”速度大B ．“天宫一号”比“神舟八号”周期长C ．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D ．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大答案 B解析由题知“天宫一号”运行的轨道半径r 1大于“神舟八号”运行的轨道半径r 2，天体运行时由万有引力提供向心力．根据G Mmr 2＝m v 2r，得v ＝GMr.因为r 1>r 2，故“天宫一号”的运行速度较小，选项A 错误；根据G Mm r 2＝m (2πT )2r 得T ＝2πr 3GM，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B 正确；根据G Mmr2＝mω2r ，得ω＝GMr 3，故“天宫一号”的角速度较小，选项C 错误；根据G Mm r 2＝ma ，得a ＝GMr 2，故“天宫一号”的加速度较小，选项D 错误．3．到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据．如果已知万有引力常量为G ，根据下列测量数据，能够得出火星密度的是( )A ．发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r 和卫星的周期TB ．测出火星绕太阳做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径rC ．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的速度vD ．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的角速度ω 答案 D解析 A 项中只能测出火星的质量；B 项能测出太阳的质量，在C 、D 项中由T ＝2πω和ρ＝3πGT2知，C 错，D 对．二、多项选择题(每小题8分，共40分)4. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐项目之一．如图1所示，某人从高出水平地面h 的坡上水平击出一个质量为m 的球，由于恒定的水平风力的作用，球竖直地落入距击球点水平距离为L 的A 穴．则( )图1A ．球被击出后做平抛运动B ．球从被击出到落入A 穴所用的时间为 2h gC ．球被击出时的初速度大小为L2g hD ．球被击出后受到的水平风力的大小为mgh /L 答案 BC解析在竖直方向上h ＝12gt 2，所以t ＝2hg，在水平方向上，在时间t 内速度由v 0减至零，有v 0＝at ，且v 02t ＝L ，所以v 0＝L2g h ，a ＝gL h ，水平风力F ＝ma ＝mgL h，因此选项A 、D 错误，B 、C 正确．5. 在杂技表演中，猴子由静止开始沿竖直杆向上做加速度为a 的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度v 0水平匀速移动，经过时间t ，猴子沿杆向上移动的高度为h ，人顶杆沿水平地面移动的距离为x ，如图2所示．关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是( )图2A ．相对地面的运动轨迹为直线B ．相对地面做匀加速曲线运动C ．t 时刻猴子对地的速度大小为v 0＋atD ．t 时间内猴子对地的位移大小为x 2＋h 2 答案 BD解析猴子在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀加速直线运动，合力在竖直方向上，与合初速度不共线，所以相对地面做匀加速曲线运动，A 项错，B 项对；合位移为x 合＝x 2＋h 2，D 项对；t 时刻v ＝v 20＋(at )2，C 项错．6．以速度v 0水平抛出一小球后，不计空气阻力，某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是( )A ．此时小球的竖直分速度大小大于水平分速度大小B ．此时小球速度的方向与位移的方向相同C ．此时小球速度的方向与水平方向成45°角D ．从抛出到此时，小球运动的时间为2v 0g答案 AD解析平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动： x ＝v 0t竖直方向的自由落体运动： y ＝12gt 2，v y ＝gt ，tan α＝yx ，tan θ＝v y v 0 联立得：tan θ＝2tan α，t ＝2v 0g所以v y ＝2v 0，故B 、C 错误，A 、D 正确．7. 探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图3所示．若卫星的质量为m ，远月点Q 距月球表面的高度为h ，运行到Q 点时它的角速度为ω，加速度为a ，月球的质量为M 、半径为R ，月球表面的重力加速度为g ，引力常量为G ，则卫星在远月点Q 时对月球的万有引力大小为( )图3A ．maB ．G Mm R 2C.mgR 2(R ＋h )2D ．m (R ＋h )ω2答案 AC解析由F 万＝ma 知A 项正确，B 项中的R 不是Q 点到月心的距离，B 项错误；在Q 点，F 万＝GMm (R ＋h )2，而GM ＝gR 2，所以F 万＝mgR 2(R ＋h )2，C 项正确；由于Q 点是椭圆轨道的端点，不能用圆轨道的向心力公式m (R ＋h )ω2来求Q 点的万有引力，D 项错误． 8．如图4所示，长为l 的细绳一端固定在O 点，另一端拴住一个小球，在O 点的正下方与O 点相距l2的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子；把小球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子的瞬间，下列说法正确的是( )图4A ．小球的线速度不发生突变B ．小球的角速度不发生突变C ．小球的向心加速度突然增大到原来的2倍D ．绳子对小球的拉力突然增大到原来的2倍答案 AC解析由于惯性，小球的线速度不会发生突变，但由于继续做圆周运动的半径减小为原来的一半，则角速度ω＝v r 增为原来的2倍；向心加速度a ＝v 2r 也增为原来的2倍；对小球受力分析，由牛顿第二定律得F T －mg ＝m v 2r ，即F T ＝mg ＋m v 2r ，r 减为原来的一半，拉力增大，但不到原来的两倍．三、非选择题(共45分)9． (12分)已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，不考虑地球自转的影响．(1)推导第一宇宙速度v 1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h ，求卫星的运行周期T 的表达式．答案 (1)v 1＝gR (2)T ＝2πR(R ＋h )3g解析 (1)设卫星的质量为m ，地球的质量为M ，地球表面处的某物体质量为m ′ 不考虑地球自转的影响，在地球表面附近满足G Mm ′R 2＝m ′g则GM ＝R 2g ①卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力则m v 21R ＝G Mm R2②将①式代入②式得v 1＝gR(2)由①式可知，卫星受到的万有引力为 F ＝G Mm (R ＋h )2＝mgR 2(R ＋h )2③由牛顿第二定律得F ＝m 4π2T 2(R ＋h )④③④式联立解得T ＝2πR(R ＋h )3g10．(15分)在一足够长的倾角为θ＝37°的光滑斜面顶端，由静止释放小球A ，经过时间t 后，仍在斜面顶端水平抛出另一小球B ，为使抛出的小球B 能够刚好击中小球A ，小球B 应以多大速度抛出？(已知重力加速度为g .sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) 答案 gt解析设B 球平抛后经时间t 1落到斜面上其水平位移为x ＝v t 1① 其竖直位移为y ＝12gt 21②考虑到斜面倾角有y ＝x tan θ③ 根据①②③式可得t 1＝2v tan θg ＝3v2g ④B 球位移为s ＝xcos θ＝v t 1cos θ＝15v 28g⑤而在这段时间内A 球总位移为l ＝12g sin θ(t 1＋t )2⑥因为两球相碰，则s ＝l ⑦由⑤⑥⑦可得v ＝gt11．(18分) 如图5所示，半径R ＝0.2 m 的光滑四分之一圆轨道MN 竖直固定放置，末端N与一长L ＝0.8 m 的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮(轮半径很小)做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v 0运动．传送带离地面的高度h ＝1.25 m ，其右侧地面上有一直径D ＝0.5 m 的圆形洞，洞口最左端的A 点离传送带右端的水平距离s ＝1 m ，B 点在洞口的最右端．现使质量为m ＝0.5 kg 的小物块从M 点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数μ＝0.5，g 取10 m/s 2.求：图5(1)小物块到达圆轨道末端N 时对轨道的压力； (2)若v 0＝3 m/s ，求小物块在传送带上运动的时间； (3)若要使小物块能落入洞中，求v 0应满足的条件．答案 (1)15 N ，方向竖直向下 (2)0.3 s (3)2 m/s<v 0<3 m/s解析 (1)设小物块滑到圆轨道末端时速度为v 1，根据机械能守恒定律得：mgR ＝12m v 21设小物块在轨道末端所受支持力的大小为F N ，据牛顿第二定律得：F N －mg ＝m v 21R联立以上两式代入数据得：F N ＝15 N根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力为15 N ，方向竖直向下． (2)小物块在传送带上加速运动时，由μmg ＝ma ，得 a ＝μg ＝5 m/s 2加速到与传送带达到共同速度所需要的时间 t 1＝v 0－v 1a ＝0.2 s ，位移x ＝v 1＋v 02t 1＝0.5 m 匀速运动的时间t 2＝L －x v 0＝0.1 s故小物块在传送带上运动的时间t ＝t 1＋t 2＝0.3 s (3)小物块从传送带右端做平抛运动，有h ＝12gt 2恰好落在A 点s ＝v 2t ，得v 2＝2 m/s 恰好落在B 点D ＋s ＝v 3t ，得v 3＝3 m/s故v0应满足的条件是2 m/s<v0<3 m/s。

2014年《步步高》高三物理一轮复习试题_第一章_第2讲_匀变速直线运动的规律

第2讲匀变速直线运动的规律一、单项选择题1．在一次交通事故中，交通警察测量出肇事车辆的刹车痕迹是30 m ，该车辆最大刹车加速度是15 m/s 2，该路段的限速为60 km/h.则该车( )．A ．超速B ．不超速C ．无法判断D ．速度刚好是60 k答案 A2．(2013·苏北四市调研)如图1－2－5所示，一小球从A 点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B 点时速度为v ，到达C 点时速度为2v ，则x AB ∶x BC 等于( )． A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶4答案 C3．(2012·无锡模拟)以36 km/h 的速度沿平直公路行驶的汽车，遇障碍物刹车后获得大小为a ＝4 m/s 2的加速度，刹车后第3 s 内，汽车走过的路程为( )． A ．12.5 mB ．2 mC ．10 mD ．0.5 m解析由v ＝at 可得t ＝2.5 s ，则第3 s 内的位移，实质上就是2～2.5 s 内的位移，x ＝12at ′2＝0.5 m.答案 D4．运动着的汽车制动后做匀减速直线运动，经3.5 s 停止，则它在制动开始后的1 s 内、2 s 内、3 s 内通过的位移之比为( )．A ．1∶3∶5B ．1∶2∶3C ．3∶5∶6D ．1∶8∶16答案 C5．一个小石块从空中a 点自由落下，先后经过b 点和c 点，不计空气阻力．已知它经过b 点时的速度为v ，经过c 点时的速度为3v .则ab 段与ac 段位移之比为( )．A ．1∶3B ．1∶5C ．1∶8D ．1∶9答案 D 二、多项选择题图1－2－56．匀速运动的汽车从某时刻开始刹车，匀减速运动直至停止．若测得刹车时间为t ，刹车位移为x ，根据这些测量结果，可以求出( )．A ．汽车刹车过程的初速度B ．汽车刹车过程的加速度C ．汽车刹车过程的平均速度D ．汽车刹车过程的制动力答案 ABC8．目前，配置较高的汽车都安装了ABS(或EBS)制动装置，可保证车轮在制动时不会被抱死，使车轮仍有一定的滚动，安装了这种防抱死装置的汽车，在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小．假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为F ，驾驶员的反应时间为t ，汽车的质量为m ，刹车前匀速行驶的速度为v ，则A ．汽车刹车的加速度大小为a ＝v /tB ．汽车刹车时间t ′＝m v FC ．汽车的刹车距离为x ＝v t ＋m v 2FD ．汽车的刹车距离为x ＝v t ＋m v 22F答案 BD9．(单选)(2012·焦作高三检测)汽车以20 m/s 的速度做匀速直线运动，刹车后的加速度大小为5 m/s 2，那么开始刹车后2 s 内与开始刹车后6 s 内汽车通过的位移之比为( )．A ．1∶1B ．1∶3C ．3∶4D ．4∶3答案 C10．(多选)在一次救灾活动中，一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动，刚运动了8 s ，由于前方突然有巨石滚下，堵在路中央，所以又紧急刹车，匀减速运动经4 s 停在巨石前．则关于汽车的运动情况，下列说法正确的是( )． A ．加速、减速中的加速度大小之比为a 1∶a 2等于2∶1B ．加速、减速中的平均速度大小之比v －1∶v －2等于1∶1 C ．加速、减速中的位移大小之比x 1∶x 2等于2∶1D．加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2不等于1∶2答案BC11．某公共汽车的运行非常规则，先由静止开始匀加速启动，当速度达到v1＝10 m/s时再做匀速运动，进站前开始匀减速制动，在到达车站时刚好停住．公共汽车在每个车站停车时间均为Δt＝25 s，然后以同样的方式运行至下一站．已知公共汽车在加速启动和减速制动时加速度大小都为a＝1 m/s2，而所有相邻车站间的行程都为s＝600 m，有一次当公共汽车刚刚抵达某一个车站时，一辆速度大小恒定为v2＝6 m/s的电动车已经过该车站向前运动了t0＝60 s，已知该电动车行进路线、方向与公共汽车完全相同，不考虑其他交通状况的影响，试求：(1)公共汽车从车站出发至到达下一站所需的时间t是多少？(2)若从下一站开始计数，公共汽车在刚到达第n站时，电动车也恰好同时到达此车站，n为多少？答案(1)70 s(2)1212．(2012·杭州质检)温州机场大道某路口，有按倒计时显示的时间显示灯．有一辆汽车在平直路面上正以36 km/h的速度朝该路口停车线匀速前行，在车头前端离停车线70 m处司机看到前方绿灯刚好显示“5”．交通规则规定：绿灯结束时车头已越过停车线的汽车允许通过．(1)若不考虑该路段的限速，司机的反应时间为1 s，司机想在剩余时间内使汽车做匀加速直线运动以通过停车线，则汽车的加速度至少多大？(2)若该路段限速60 km/h，司机的反应时间为1 s，司机反应过来后汽车先以2 m/s2的加速度沿直线加速3 s，为了防止超速，司机在加速结束时立即踩刹车使汽车做匀减速直行，结果车头前端与停车线相齐时刚好停下，求刹车后汽车加速度的大小(结果保留两位有效数字)．答案(1)2.5 m/s2(2)6.1 m/s2。

《步步高》高中物理必修一

《步步高》高中物理必修一篇一：步步高必修一物理第三章第1节第三章相互作用第1节重力基本相互作用1．如图1中的甲、乙表示了力的作用效果，其中图甲表示力能使物体的____________；图乙表示力能使物体的______________．像这样人们把改变物体的__________或产生________的原因，即物体与物体之间的相互作用，称做力．图12．力的图示就是把一个力的________、________和________这三要素用一条带箭头的线段准确、形象地表示出来，线段的方向表示力的________，线段的长短表示力的________，用箭尾(或箭头)表示力的________．3．由于地球______而使物体受到的力叫重力，重力的方向________，质量为m的物体所受的重力G＝______.4．物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，可以认为各部分受到的重力作用______于一点，这一点叫物体的重心．形状规则、质量分布均匀的物体的重心在其__________上．5．目前，人们认识到自然界中存在四种相互作用，它们分别是：________________、________、________________、______________.6．下列关于力的说法错误的是( )A．力是物体与物体之间的相互作用B．力可以只有施力物体而没有受力物体C．力是矢量，它既有大小又有方向D．力可以用带箭头的线段表示7．关于重力，下列说法中正确的是( )A．只有静止的物体才受到重力的作用B．只有做自由落体运动的物体才受到重力的作用C．重力的方向总是与物体的运动方向相同D．重力的方向总是竖直向下的8．下列关于重心的说法中，正确的是( )A．物体所受重力的等效作用点叫物体的重心B．只有在物体的重心处才受到重力的作用C．质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心D．球体的重心总在球心【概念规律练】知识点一力的概念1．下列说法正确的是( )A．拳击手一拳击出，没有击中对方，这时只有施力物体，没有受力物体B．力离不开受力物体，但可以没有施力物体．例如：向上抛出的小球在上升过程中受到向上的力，但找不到施力物体C．只有相互接触的物体间才会有力的作用D．一个力必定联系着两个物体，其中任意一个物体既是受力物体，又是施力物体2．下列说法正确的是( )A．甲打乙一拳，乙感到痛，而甲未感到痛，说明甲对乙施加了力，而乙未对甲施加力B．“风吹草动”，草受到了力，但没有施力物体，说明没有施力物体的力也是存在的C．磁铁吸引铁钉时，磁铁不需要与铁钉接触，说明力可以脱离物体而存在D．网球运动员用力击球，网球受力飞出后，网球受力的施力物体不再是人知识点二力的图示和力的示意图3.图2如图2所示，物体A对物体B的压力是10 N，试画出这个力的图示和示意图．4．一个重20 N的物体沿着斜面下滑，如下图所示，关于物体所受重力的图示不正确的是()知识点三重力和重心5．关于重力的大小，下列说法中正确的是( )A．物体的重力大小总是恒定的B．同一地点，物体的重力与物体的质量成正比C．物体落向地面时，它受到的重力大于它静止时所受的重力D．物体的重力总等于它对竖直测力计的拉力6．下列说法正确的是( )A．自由下落的石块速度越来越大，说明石块所受重力越来越大B．在空中飞行的物体不受重力作用C．一抛出的石块轨迹是曲线，说明石块所受的重力方向始终在改变D．将一石块竖直向上抛出，在先上升后下降的整个过程中，石块所受重力的大小与方向都不变7．关于物体的重心，下列说法正确的是( )A．物体的重心一定在物体上B．用线竖直悬挂的物体静止时，线的方向一定通过重心C．一砖块平放、侧放或立放时，其重心在砖内的位置不变D．舞蹈演员在做各种优美的动作时，其重心在体内位置不变知识点四四种基本相互作用8．下列说法中正确的是( )A．自然界所有的相互作用力都可归纳为四种基本相互作用B．在四种基本相互作用中，万有引力是最强的C．四种基本相互作用的规律是完全独立的，不可能再统一了D．万有引力和电磁力是长程力，强相互作用和弱相互作用是短程力【方法技巧练】重心位置的确定方法9.图3如图3所示，一个被吊着的均匀球壳，其内部注满了水，在球的底部有一带阀门的细出水口．在打开阀门让水慢慢流出的过程中，球壳与其中的水的共同重心将会( )A．一直下降B．一直不变C．先下降后上升D．先上升后下降1．下列说法正确的是( )A．每个力都必有施力物体和受力物体，找不到施力物体或受力物体的力是不存在的B．网球运动员用力击球，网球受力后飞出，网球的施力物体是人C．两个力都是5 N，那么这两个力一定相同D．施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体2．下列说法中正确的是( )A．射出枪口的子弹，能打到很远的距离，是因为子弹离开枪口后受到一个推力的作用B．在奥运摔跤赛场上，甲用力把乙摔倒，说明甲对乙有力的作用，乙对甲没有力的作用C．只有有生命或有动力的物体才会施力，无生命或无动力的物体只会受到力，不会施力D．相互作用的任何一个物体，一定既是受力物体，也是施力物体3．下列关于力的作用效果的叙述中，错误的是( )A．物体的运动状态发生改变，则物体必定受到力的作用B．物体运动状态没有发生改变，物体也可能受到力的作用C．力的作用效果不仅取决于力的大小和方向，还与力的作用点有关D．力作用在物体上，必定同时出现形变和运动状态的改变4．下列有关力的说法正确的是( )A．竖直向上抛出的物体，物体竖直上升，是因为受到一个竖直向上的升力作用B．放在斜面上的物体会沿斜面下滑，是因为受到一个下滑力作用C．放在水中的木块会上浮，是因为受到了浮力的作用D．运动员跳远，腾空后能前进几米，是因为受到了空气的推力5．关于重心，下列说法中正确的是( )A．重心就是物体内最重的一点B．物体发生形变时，其重心位置一定不变C．物体升高时，其重心在空中的位置一定不变D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下6．下列说法正确的是( )A．用手压弹簧，手先给弹簧一个作用，弹簧压缩后再反过来给手一个作用B．运动员将垒球抛出后，垒球的运动状态仍在变化，垒球仍为受力物体，但施力物体不是运动员C．被运动员踢出的在水平草地上运动的足球受到沿运动方向的踢力的作用D．带正电的甲球吸引带负电的乙球，那么乙球也吸引甲球，但是磁铁吸引铁块，而铁块不会吸引磁铁7．如图4所示，“马踏飞燕”是汉代艺术家高度智慧、丰富想象、浪漫主义精神和高超的艺术技巧的结晶，是我国古代雕塑艺术的稀世之宝，飞奔的骏马之所以能用一只蹄稳稳地踏在飞燕上，是因为()图4A．马跑得快的缘故B．马蹄大的缘故C．马的重心在飞燕上的Q点，用与竖直方向成60°角斜向上的20 N的力把木块抵在墙壁上，试作出甲、乙两图中所给力的图示，并作出图丙中电灯所受重力和拉力的示意图．图59．物体竖直悬挂在弹簧秤下静止时，秤示数为29.4 N，则用天平测此物体质量时，示数为多少？当用弹簧秤拉着物体向上匀速运动时对物体所受的拉力而言，指出施力物体和受力物体，此时秤的示数是多少？(g取9.8 N/kg) 10．一个质量为60 kg的人，在地球上的重量为588 N，在月球上的重量为98 N．该人做摸高运动时，在地球上的触摸高度为0.5 m，那么在月球上的触摸高度为多少？第三章相互作用第1节重力基本相互作用课前预习练1．运动状态发生改变形状发生改变运动状态形变2．大小方向作用点方向大小作用点3．吸引竖直向下mg4．集中几何中心5．万有引力作用电磁相互作用强相互作用弱相互作用 6．B [力是物体与物体之间的相互作用，故一个力既有施力物体又有受力物体，B错误，其余都是正确的．]7．D8．AC [物体的各部分都受到重力作用，从效果上看，可以把物体所受的重力看做集中于一点，这一点叫物体的重心，并不是只有物体的重心处才受到重力的作用，A对，B错．质量分布均匀、形状对称的物体的重心在其几何对称中心，球体的质量分布不一定是均匀的，故球体的重心不一定在球心，C对，D错．]课堂探究练1．D [拳击手一拳击出，没有击中对方，表明拳击手对对方没有施力，没有力当然谈不上施力物体和受力物体，A错；力是相互的，受力物体受到的力必然是施力物体施加的，必须有施力物体，B错；力既可以是接触力，也可以是非接触力，例如，重力就可以存在于没有接触的物体之间，C错；所以D正确．]2．D [甲对乙施力的同时，乙对甲也施力，只不过甲的“拳头”比乙“被打的部位”——如肚子、脸部等更能承受击打罢了，所以乙感到痛而甲未感到痛，A错；“风吹草动”的施力物体是空气，B错；力不可以离开物体，磁铁对铁钉的作用是通过磁铁产生的磁场发生的，磁场离不开磁铁，故C错；网球飞出后受重力和阻力作用，施力物体是地球和空气，故D正确．] 点评①力的作用是相互的．若甲物体对乙物体施加某种力的作用，则乙物体必同时对甲物体施加相同性质的力的作用．施力物体同时也是受力物体，受力物体也必然是施力物体，这说明力是成对出现的．②力的产生和存在离不开物体．一个物体受到力的作用，一定有另外的物体施加这种作用．前者是受力物体(研究对象)，后者是施力物体，只要有力产生，就一定同时存在着受力物体和施力物体．力不能脱离物体而独立存在．分析力时，要弄清该力是谁对谁的作用．若找不到施力物体，则该力不存在．3．见解析解析画力的图示，要严格按照以下步骤进行．(1)选定标度：此题选2 mm长的线段表示2 N的力．(2)从力的作用点沿力的方向画一条线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如上图甲所示，也可以如上图乙所示，从O 点(用O点代替B物体)竖直向下画一段五倍于标度的线段；(3)在线段上加箭头表示力的方向．画力的示意图：从作用点或从B的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明FN＝10 N即可，如上图丙所示．点评作力的图示的具体步骤：(1)选定标度，即用某一长度的线段来表示一定大小的力，选标度应根据力的大小合理选取，一般情况下线段分2～5段，不能过多也不能太少．(2)从力的作用点沿力的方向画一线段，根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度，并在线段上加上刻度．(3)在线段上沿力的方向加上箭头．篇二：高中物理必修一知识点精讲[1]第一章.运动的描述考点五：运动图象的理解及应用由于图象能直观地表示出物理过程和各物理量之间的关系，所以在解题的过程中被广泛应用。

2014年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用)第四章第1讲功和功率

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解析
先确定人对车厢的作用力方向和力
的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示．其中F1 做正功，F2做负功．由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定．于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1′和车厢地板对人向左的静摩
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3．功的正负夹角 α<90° α＝90° 功的正负正功力对物体做_____ 不做功力对物体_______
α>90°
力对物体做_____或说成物体克服这个力做了功负功
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功率【思维驱动】
Ⅱ(考纲要求)
答案
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【变式跟踪2】 (多选)如图4－1－5所示，摆
球质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，则下列说法正确的是 ( )．
A．重力做功为 mgL B．绳的拉力做功为 0 C．空气阻力(F 阻 )做功为－mgL 1 D．空气阻力(F 阻 )做功为－ F 阻π L 2
正常工作最大 4．额定功率：机械_________时输出的_____功率．实际工作小于或 5．实际功率：机械________时输出的功率．要求_______
_____额定功率．等于
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【新步步高】(江苏专版)高考物理大一轮总复习配套实验专题实验三探究加速度与物体质量、物体受

实验三探究加速度与物体质量、物体受力的关系考纲解读 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.3.探究加速度与物体质量、物体受力的关系，并验证牛顿第二定律．基本实验要求1．实验原理(见实验原理图)(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，确定其关系． 2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．3．实验步骤(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m ′和小车的质量m .(2)安装：按照如实验原理图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．(3)平衡摩擦力：在长木板的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小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码． ②保持小车的质量m 不变，改变砝码和小盘的质量m ′，重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a .④描点作图，作a －F 的图象．⑤保持砝码和小盘的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤①和③，作a －1m图象．规律方法总结1．注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，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．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．(2)不重复平衡摩擦力．(3)实验条件：m ≫m ′.(4)一先一后一按：改变拉力和小车质量后，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．2．误差分析(1)因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力m ′g 代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．3．数据处理(1)利用Δx ＝aT 2及逐差法求a .(2)以a 为纵坐标，F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．(3)以a 为纵坐标，1m为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m 成反比．考点一实验原理与实验操作例1 (2013·天津·9(2))某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图1①下列做法正确的是________(填字母代号)A ．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B ．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C ．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D ．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”)图2③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图1所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a 与拉力F 的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m 甲、m 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图2可知，m 甲________m 乙，μ甲________μ乙．(选填“大于”、“小于”或“等于”)解析 ①在探究加速度与力、质量的关系的实验中，平衡摩擦力时木板不通过定滑轮挂砝码桶，而要挂纸带，并且改变质量时不需要重新平衡摩擦力；在实验时应先接通电源再放开木块，故选项A 、D 均正确，B 、C 均错误．②选木块(M )、砝码桶及桶内的砝码(m )为研究对象，则mg ＝(M ＋m )a ①选砝码桶及桶内的砝码为研究对象则mg －F T ＝ma ②联立①②得：F T ＝mg －m 2g M ＋m要使F T ＝mg 需要m 2g M ＋m―→0即M ≫m ③对木块由牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma即a ＝1mF －μg . 由上式与题图结合可知：1m 甲＞1m 乙，μ甲g ＞μ乙g . 即：m 甲＜m 乙，μ甲＞μ乙答案 ①AD ②远小于 ③小于大于变式题组1．[实验原理与操作](1)我们已经知道，物体的加速度a 同时跟合外力F 和质量m 两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是____________________________．(2)某同学的实验方案如图3所示，她想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F ，为了减小这种做法带来的实验误差，她先做了两方面的调整措施：图3a ．用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是______________________．b ．使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于________________．(3)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A ．利用公式a ＝2x t 2计算；B ．根据a ＝Δx T 2利用逐差法计算．两种方案中，你认为选择方案________比较合理．答案 (1)控制变量法 (2)a.平衡摩擦力 b ．砂桶的重力 (3)B解析要研究这三个物理量之间的定量关系的思想方法是控制变量法．用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力．想用砂桶的重力表示小车受到的合外力F ，为了减小这种做法带来的实验误差，应使砂桶的质量远小于小车的质量，目的是使拉小车的力近似等于砂桶的重力．利用实验中打出的纸带求加速度时，需要根据a ＝Δx T 2利用逐差法计算，方案B 比较合理．2．[实验操作与数据处理]如图4为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m ，小车和砝码的总质量为M .实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．图4(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是( )A ．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B ．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C ．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是做匀速运动(2)实验中要进行质量m 和M 的选取，以下最合理的一组是( )A ．M ＝200 g ，m ＝10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 gB ．M ＝200 g ，m ＝20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 gC ．M ＝400 g ，m ＝10 g 、15 g 、20 g 、25 g 、30 g 、40 gD ．M ＝400 g ，m ＝20 g 、40 g 、60 g 、80 g 、100 g 、120 g(3)图5是实验中得到的一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为：x AB ＝4.22 cm 、x BC ＝4.65 cm 、x CD ＝5.08 cm 、x DE ＝5.49 cm 、x EF ＝5.91 cm 、x FG ＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz ，则小车的加速度a ＝________m/s 2.(结果保留两位有效数字)图5答案 (1)B (2)C (3)0.42解析 (1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力、木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用．为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，因此应把木板的一端垫起适当的高度，以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零，即小车做匀速运动，因此在进行这一操作时，不应挂砂桶，小车应连接纸带，A 、C 项错误，B 项正确．(2)由于绳子的拉力不易测量，本实验中用砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力，而砂桶做加速运动，设加速度大小为a ，则F T ＝m (g －a )，当砂桶的加速度很小时，F T 近似等于mg ，因此实验中应控制实验条件，使砂桶的加速度很小．只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时，小车和砂桶的加速度才很小，绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力．C 项正确．(3)相邻两计数点间的时间T ＝0.1 s ，由Δx ＝aT 2可得a ＝x FG ＋x EF ＋x DE －x CD －x BC －x AB 9T 2，代入数据解得a ＝0.42 m/s 2.考点二数据处理与误差分析例2 (2014·新课标Ⅰ·22)某同学利用图6(a)所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a 与钩码的质量m 的对应关系图，如图(b)所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g ，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：图6(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________(填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图(b)可知，a—m图线不经过原点，可能的原因是________________________．(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是________________________，钩码的质量应满足的条件是________________．解析(1)由题图可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．(2)a—m图线不经过原点，在m轴上有截距，即挂上小钩码后小车加速度仍为零，可能的原因是存在摩擦力．(3)本实验直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则应采取的措施是调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量．答案(1)非线性(2)存在摩擦力(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量递进题组3．[对数据处理的考查]某同学设计了如图7所示的装置来探究加速度与力的关系，弹簧秤固定在一合适的木块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线P、Q，并测出间距d.开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t.图7(1)木块的加速度可以用d和t表示为a＝________.(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F的关系．下图中能表示该同学实验结果的是( )(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是( )A ．可以改变滑动摩擦力的大小B ．可以更方便地获取更多组实验数据C ．可以更精确地测出摩擦力的大小D ．可以获得更大的加速度以提高实验精度答案 (1)2d t 2 (2)C (3)BC 解析 (1)由d ＝12at 2可得：a ＝2d t 2. (2)由牛顿第二定律可知，F －F 0＝ma ，由a ＝1m F －F 0m，C 选项正确． (3)挂钩码的方法不能连续改变细绳的拉力大小，因此不能准确测出摩擦力的大小，也不利于获得多组测量数据，故B 、C 正确．4．[实验数据的处理与误差分析]某实验小组在实验室探究加速度与力、质量的关系．(1) 1.00 0.16 1.00图8a ．根据表中数据，在图甲所示的坐标系中描出相应的实验数据点，并作出a －1m图象． b ．由a －1m图象，可得出的结论为__________________________________________ ________________________________________________________________________.c ．小车受到的合外力大约为________．(结果保留两位有效数字)(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变对小车的拉力，由实验数据作出a －F 图象如图乙所示，图线不过原点的原因是________________，小车的质量为________kg.答案 (1)a.a －1m 图象如图所示 b ．在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比 c ．0.16 N(2)木板倾角过大 2解析 (1)c.由牛顿第二定律F ＝ma 得，a ＝Fm，即图线的斜率等于小车所受的合外力，大小为F ＝0.785.00N ≈0.16 N. (2)由图乙可知拉力等于零时，小车加速度不等于零，故木板倾角过大；由牛顿第二定律F ＝ma 得a ＝F ·1m ，即图线的斜率等于小车质量的倒数，小车质量大小为m ＝42.2－0.2kg ＝2 kg.考点三实验拓展与创新例3 某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图9所示．已知小车质量M ＝214.6 g ，砝码盘质量m 0＝7.8 g ，所使用的打点计时器交流电频率f ＝50 Hz.其实验步骤是：图9A ．按图中所示安装好实验装置；B ．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C ．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m ；D ．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a ；E ．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B —D 步骤，求得小车在不同合外力F 作用下的加速度．回答下列问题：(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填“是”或“否”)．(2)实验中打出的其中一条纸带如图10所示，由该纸带可求得小车的加速度a ＝________m/s 2图10(3)他根据表中的数据画出a －F 图象(如图11)．造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是________________________，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是__________________，其大小为________．图11答案 (1)否 (2)0.88 (3)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力(只要涉及“未考虑砝码质量的因素”就算正确) 砝码盘的重力 0.08 N解析 (1)取下砝码盘后，小车加速运动时所受的合外力即为砝码和砝码盘的总重力，而实验中的研究对象是小车，因此，实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量．(2)a ＝8.64＋7.75－6.87－6.004×0.12×10－2 m/s 2＝0.88 m/s 2 (3)实验中本应有(m 0＋m )g ＝Ma ，由于实验中未计入砝码盘的质量m 0，测得的图象与真实图象相比沿F 轴左移m 0g ，图象将不过原点．由图象及上述分析可知，m 0g ＝0.08 N.变式题组5．[动摩擦因数的测量](2013·新课标Ⅰ·22)图12为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：图12①用天平测量物块和遮光片的总质量M ，重物的质量m ，用游标卡尺测量遮光片的宽度d ，用米尺测量两光电门之间的距离s ；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ；④多次重复步骤③，求a 的平均值a ；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ.回答下列问题：(1) 测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图13所示．其读数为________ cm.图13(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________.(3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________.(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”)．答案见解析解析 (1)d ＝0.9 cm ＋12×0.05 mm ＝0.9 cm ＋0.060 cm ＝0.960 cm(2)因为v A ＝d Δt A ，v B ＝d Δt B，又由2as ＝v 2B －v 2A ，得a ＝12s [(d ΔtB )2－(d Δt A)2] (3)设细线上的拉力为F T ，则mg －F T ＝m a ，F T －μMg ＝M a 两式联立得μ＝mg －(M ＋m )a Mg(4)由实验装置引起的误差为系统误差．6．[实验创新]某实验小组应用如图14所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M ，砝码及砝码盘的总质量为m ，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.实验步骤如下：A ．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B ．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C ．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D ．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C ，求得小车在不同合力作用下的加速度．图14根据以上实验过程，回答以下问题：(1)对于上述实验，下列说法正确的是________．A ．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B ．实验过程中砝码盘处于超重状态C ．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D ．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E ．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量(2)实验中打出的一条纸带如图15所示，由该纸带可求得小车的加速度为________m/s 2.(结果保留2位有效数字)图15(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a 与弹簧测力计的示数F 的关系图象，与本实验相符合的是________．答案 (1)C (2)0.16 (3)A解析 (1)由实验装置可知当砝码下落的高度为h 时，小车沿木板下滑的距离为2h ，故加速度不同，即选项A 错误；由于砝码盘加速下落，处于失重状态，故选项B 错误；如果细绳不与木板平行，则木板方向是由细绳拉力的分力产生加速度，给实验带来误差，所以要求细绳一定沿木板方向，故选项C 正确；对于砝码和砝码盘，由受力分析知mg －2F T ＝ma ，解得F T ＝12(mg －ma )，故选项D 错误；由于本实验利用弹簧测力计可以直接读出细绳的拉力，所以不需要满足砝码和砝码盘的质量远小于小车质量，故选项E 错误．(2)由题意知时间间隔T ＝0.1 s ，根据纸带可知连续相等时间间隔内的位移差为Δx ＝0.001 6m ，由Δx ＝aT 2可知a ＝Δx T 2＝0.001 60.12 m/s 2＝0.16 m/s 2 (3)根据牛顿第二定律可知选项A 正确．。

【步步高】(新课标)高考物理大一轮复习第三章实验四探究加速度与力质量的关系(含解析)

实验四探究加速度与力、质量的关系考纲解读 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.学会灵活运用图象法处理物理问题的方法.3.探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律．考点一对实验原理与注意事项的考查例1 (2013·全国新课标Ⅰ·22)图1为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：图1①用天平测量物块和遮光片的总质量M ，重物的质量m ，用游标卡尺测量遮光片的宽度d ，用米尺测量两光电门之间的距离s ；②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ； ④多次重复步骤③，求a 的平均值a ；⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题：图2(1) 测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1 mm)的示数如图2所示．其读数为________ cm.(2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________.(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于____________(填“偶然误差”或“系统误差”)．解析 (1)0.9 cm ＋12×0.05 mm＝0.960 cm (2)因为v A ＝d Δt A ，v B ＝dΔt B ，又由2as ＝v 2B －v 2A ，得a ＝12s [(d Δt B )2－(d Δt A)2](3)设细线上的拉力为F T ，则mg －F T ＝m a ，F T －μMg ＝M a两式联立得μ＝mg －M ＋maMg(4)细线没有调整到水平，属于实验方法粗略，这样会引起系统误差．答案见解析考点二对实验步骤和数据处理的考查例2 某实验小组应用如图3所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M ，砝码及砝码盘的总质量为m ，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50 Hz.实验步骤如下：A ．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；B ．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；C ．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；D ．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C ，求得小车在不同合力作用下的加速度．图3根据以上实验过程，回答以下问题：(1)对于上述实验，下列说法正确的是________．A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等B．实验过程中砝码盘处于超重状态C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量(2)实验中打出的一条纸带如图4所示，由该纸带可求得小车的加速度为________m/s2.(结果保留2位有效数字)图4(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是________．答案(1)C (2)0.16 (3)A创新实验设计例3某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图5所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝7.8 g，所使用的打点计时器交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：图5A．按图中所示安装好实验装置；B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；D．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B－D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度．回答下列问题：(1)按上述方案做实验，是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________(填“是”或“否”)．(2)实验中打出的其中一条纸带如图6所示，由该纸带可求得小车的加速度a＝________ m/s2.图6(3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中，如下表，是________________________________________________________________________，从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是________________________，其大小为________．图7答案 (1)否 (2)0.88 (3)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力(只要涉及“未考虑砝码质量的因素”就算正确) 砝码盘的重力 0.08 N解析 (1)取下砝码盘后，小车加速运动时所受的合外力即为砝码和砝码盘的总重力，而实验中的研究对象是小车，因此，实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量． (2)a ＝＋－＋2×10－2 m/s 2＝0.88 m/s 2.(3)实验中本应有(m 0＋m )g ＝Ma ，由于实验中未计入砝码盘质量m 0，测得的图象与真实图象相比沿F 轴左移m 0g ，图象将不过原点．由图象及上述分析可知，m 0g ＝0.08 N.14.物理实验思想方法之近似法、控制变量法、平衡摩擦力法和化曲为直法1．近似法：在探究加速度与力、质量的关系实验中，近似法是指绳对小车的拉力近似等于绳另一端连接的小盘和砝码的总重力，近似法要在小盘和砝码的总重力远小于小车的重力的情况下才能用．2．控制变量法：控制变量法是指分别研究加速度与力、加速度与质量关系时用到的方法，在实验中的具体体现是：研究加速度与力的关系时，保持小车质量不变；研究加速度与质量的关系时，保持小盘和砝码的总重力不变．3．平衡摩擦力法：平衡摩擦力法是指通过调整斜面倾角，让小车重力沿斜面的分力与摩擦力抵消，使小车受到的合外力等于绳对小车的拉力，体现在实验中是让小车不挂小盘时能在斜面上匀速运动．4．化曲为直法：化曲为直法是指处理数据时，不作a －m 图象而作a －1m图象，反映在图象中就是把原来的曲线变成倾斜的直线．例4 某实验小组欲以图8所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A为小车，B 为装有砝码的小盘，C 为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m 1，小盘(及砝码)的质量为m 2.图8(1)下列说法正确的是( )A ．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源B ．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C ．本实验中应满足m 2远小于m 1的条件D ．在用图象探究小车加速度与受力的关系时，应作a －m 1图象(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图9所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T ，且间距x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6已量出，则打点计时器打下F 点时小车的瞬时速度的计算式为v F ＝________，小车加速度的计算式a ＝________.图9(3)某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a 与砝码重力F 的图象如图10所示．若牛顿第二定律成立，重力加速度g ＝10 m/s 2，则小车的质量为__________kg ，小盘的质量为________kg.图10(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为________m/s 2.解析 (1)实验时应先接通电源，再放开小车，A 项错；每次改变小车质量时，没必要重新平衡摩擦力，B 项错；实验要求m 2≪m 1，C 项对；D 项中应作a －m 2或a －F 图象，D 错．(2)v F ＝v t 2＝v ＝x 5＋x 62T ，由逐差法知a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T2.(3)由题图中的a －F 图线可知：a ＝F m＋0.3，即图线的斜率k ＝1m，可求解得m ＝2.0 kg.当F ＝0时，a ＝0.3 m/s 2，此时a ＝F 0m ＝m 0gm，所以m 0＝0.06 kg. (4)当砝码重力越来越大时，a ＝m ＋m 0gm ＋m 0＋M，即m 无限大时，a 趋向于g .答案 (1)C (2)x 5＋x 62T x 4＋x 5＋x 6－x 3－x 2－x 19T2(3)2.0 0.06 (4)101．用如图11所示装置探究影响加速度的因素，提供的器材有长木板、铁架台、米尺、计时仪器、小车(可视为质点)、砝码等，进行以下探究活动：图11(1)探究加速度与质量的关系①测量木板长度l ，将木板一端放在铁架台的支架上．②让小车从静止开始由顶端滑到底端，测出下滑时间t ，则小车运动的加速度可表示为a ＝________.③保持木板倾角不变，向小车内加入砝码，再使其从静止开始由顶端滑到底端，测出下滑时间t ′.④在实验误差允许范围内小车两次下滑的加速度a 与a ′的关系为a ____a ′(填“>”、“<”或“＝”)⑤据此能否得出加速度与质量的关系？______(填“能”或“不能”) (2)探究加速度与合外力的关系①若不计摩擦，小车质量为M ，木板长度为l ，木板两端高度差为h ，重力加速度为g ，则小车沿木板下滑受到的合外力为F ＝______.②改变木板倾角，测出每次木板两端的高度差h 和小车下滑的时间t .③为了寻求a 与F 的关系，可以作出与变量h 、t 相关的图象，当两坐标轴的物理量分别为________和________时，得到的图象才是直线．答案 (1)②2l t 2 ④＝ ⑤不能 (2)①Mg h l ③h 1t 2(或“t 21h”)2．“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图12所示．图12(1)在平衡摩擦力后，挂上砝码盘，打出了一条纸带如图13所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s ．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离(图中已标出)，该小车的加速度a ＝________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)图13(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a 与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：坐标原点，请说明主要原因是什么？答案 (1)0.17 m/s 2(2)未计入砝码盘的重力3．如图14为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置．图14(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持__________不变，用钩码所受的重力作为____________，用DIS 测小车的加速度．(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a －F 关系图线(如图15所示)．图15①分析此图线的OA 段可得出的实验结论是______________________________． ②此图线的AB 段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________． A ．小车与轨道之间存在摩擦 B ．导轨保持了水平状态 C ．所挂钩码的总质量太大 D ．所用小车的质量太大答案 (1)小车的总质量小车所受的外力(2)①在质量不变的情况下，加速度与外力成正比 ②C解析 (1)因为要探究“加速度和力的关系”，所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受的外力．(2)由于OA 段a －F 关系图线为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg ＝Ma 得：a ＝mg M ＝F M，而实际上a ′＝mgM ＋m，可见AB 段明显偏离直线是没有满足M ≫m 造成的．4．某课外实验小组设计了多种方案来测量滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数μ(滑块与斜面、水平面间的动摩擦因数相等)，其中一种方案所用的测量工具只使用了刻度尺，该方案的做法如下：图16(1)让滑块从如图16所示的斜面上的A 点由静止滑下，当滑块在水平面上滑行一段距离后停在C 点．(2)此时需要测量的物理量有：________________________.(所填物理量应用字母符号表示并说明字母符号的物理意义)(3)μ的表达式为：μ＝____________________.(用(2)中字母符号表示)(4)为了使测量尽可能精确，应改变__________________________进行多次测量，求μ的平均值．(5)考虑滑块滑至斜面底端B 时，因与水平面碰撞仅保留了水平分速度而进入水平轨道，则所测得的μ________.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)答案 (2)滑块A 在斜面上的位置与C 点的竖直高度h 和水平距离s (3)h /s (4)A 在斜面上的位置(或h 的大小) (5)偏大5．(2011·课标·23)利用图17所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t .改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s ，记下相应的t 值；所得数据如下表所示．图17(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________； (2)根据表中给出的数据，在图18给出的坐标纸上画出st－t 图线；图18(3)由所画出的s t－t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝__________m/s 2(保留2位有效数字)．答案 (1)s ＝v t t －12at 2或s t ＝v t －12at (2)见解析图(3)2.0解析可认为滑块从乙到甲做匀减速直线运动，根据运动学公式有s ＝v t t －12at 2，得st＝v t －12at ，根据所给数据描点并连线如图所示，图线的斜率为－12a ，根据图象得－12a ＝－1.0，则a ＝2.0 m/s 2(注意保留2位有效数字)．6．用如图19所示的实验装置可以探究加速度与力、质量的关系．小车上固定一个盒子(图中未画出)，盒子内盛有砂子，小车的总质量(包括车、盒子及盒内砂子)记为M ，砂桶的总质量(包括桶以及桶内砂子)记为m .图19(1)验证“在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比”．从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中，称量并记录砂桶的总重力mg ，将该力视为合外力F ，对应的加速度a 则从打点纸带中计算得到．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．以合外力F 为横轴、加速度a 为纵轴画出a －F 图象，图象是一条过原点的直线．①a －F 图象斜率的物理意义是________________________________________． ②你认为把砂桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理？答：________(填“合理”或“不合理”)．(2)验证“在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比”．本次实验中，保持桶内的砂子质量不变，故系统所受的合外力不变．用图象法处理数据时，以加速度a 为纵轴，以________为横轴，才能保证图象是一条过原点的直线．答案(1)①1m＋M ②合理(2)1m＋M解析(1)本题是对课本中已有的“验证牛顿第二定律”实验方案的创新．本题中“从盒子中取出一些砂子，装入砂桶中”说明小车的质量是变化的，而此项操作是要求验证“在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比”，显然研究对象不再是小车，仔细审题后不难发现，研究对象应该是小车与砂桶所组成的系统，是系统的总质量(m＋M)保持不变．a－F图象的斜率表示1m＋M，故把砂桶的总重力mg当作(系统所受的)合外力F是合理的．(2)此项操作中明确说明了“系统所受的合外力不变”，因此，应以系统总质量的倒数即1m＋M为横轴，以加速度a为纵轴，画出a－1m＋M图象，图象才是一条过原点的直线．。

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