高中物理第四章第三节探究加速度与力质量的定量关系教案1粤教版必修1

第3节探究物体运动与受力的关系
教学过程：
1、复习引入。

2、观察现象。

观看短片：一台小汽车与一台大货车从同一地点同时起动。

3、提出问题。

问题1：从运动性质来看，两车有什么不同？（两车加速度不同。

）
问题2：物体运动的加速度跟什么因素有关？（跟物体质量和受力有关。

）
问题3：物体的加速度与物体质量、受力之间有什么定性关系？
探究1：探究加速度与质量、受力之间的定性关系。

问：用什么方法可使探究三个物理量之间的关系变得比较简单？（引导学生回忆欧姆定律中的实验方法，进一步认识科学研究中常用的、重要的方法——控制变量法。

）
举例：骑自行车时，用不同的力踩踏板；同一人分别去拉空拖车和装满重物的拖车；
问：这些现象反映了加速度跟受力、质量之间有什么定性关系？
结论：物体质量一定时，受力越大，加速度越大；
物体受力一定时，质量越大，加速度越小。

探究2：物体的加速度与物体质量、受力之间有什么定量关系？
4、猜想与假设。

猜想与假设有时能起到重要的作用，它是科研过程中的一个重要的基本要素。

如在前面学过的《伽利略的理想实验》一节中，正因为伽利略有了合理而大胆的猜想，从而为后面的实验研究提供了一个指导性的作用。

（鼓励学生大胆猜想，建议学生借鉴伽利略对自由落体运动的性质的猜想方法：自然界是简单的，自然界的规律也是简单的。

并将猜想的几种可能结果归纳在屏幕上）。

孰是孰非，让事实说话。

5、制定计划与设计实验。

制定实验方案，实际上就是从操作的角度把探究的猜想或假设具体化、程序化。

根据探究假设来确定实验目的，根据实验目的来思考实验的原理，按照实验的原理，来设计实验的程序和步骤，这是构思实验方案的基本线索。

问：在实验室里利用常见的器材，要达到这个实验目的，比较可行的方案有哪些？
学生讨论，总结出方案。

方案一：直接测量出 a、F、m 的数值，从结果找出规律。

方案二：由于此实验是探究三者的比例关系，可不用测出具体数值，可以控制两车在受不同的拉力情
况下同时由静止运动，又同时停止，由位移之比得出加速度之比，然后分析加速度之比与受力之比有什么关系。

说明：考虑到操作性方面，本节课采用方案一。

问1：在用方案一进行实验时，需要哪些实验器材？
学生选器材。

教师演示方案一，目的是为了讲解实验中注意事项。

问2：小车质量不变时，如何给小车施加一个已知的拉力，又如何改变这拉力大小？（绳子下端挂物体，拉力可认为是物体的重力，改变物体的质量即可改变对小车的拉力。

）
说明：为了减小实验误差，所挂物体的质量应远小于小车的质量，有关这个问题的原因，鼓励学生课余去查阅相关资料。

教师提供该实验中关于质量如何改变的一些参考数据。

问3：有时加一个质量较小的砝码，小车不会动，这是为什么？（因为小车与木板间有摩擦力。

）问4：如何将这阻力对实验的影响减小或消除呢？（垫高木板一端，以此来平衡摩擦力。

）
问5：垫高一端为什么就能平衡摩擦力呢？（利用重力的分解解释）
教师演示。

强调：做该实验时，动手操作方面，数据计算方面比较繁琐，要求学生既要分工，又要合作，要发扬团队协作精神。

发挥各人所长，如可以两人动手操作，一人处理数据。

同时也应注意安全和保护实验器材。

6、进行实验。

（学生动手操作，教师调控。

）
7、分析与论证。

搜集；
请2~3个实验小组的代表上台将实验数据处理结果以及结论利用展示仪展现在屏幕上，并对数据处理的过程做简单陈述。

数据处理方法可能出现有：
A、计算列表法；优点：操作简单，数据间的简单数学关系一目了然。

B、图表法处理；做出 a-F 图象（直线）和 a -m 图象（双曲线）。

C、图表法处理；做出 a-F 图象（直线）和 a –1/m 图象（直线）。

教师点评，提出几点建议：
1、实验数据处理最好运用图表、图线及拟合线性方程。

2、应灵活运用数学工具处理非线性关系的数据。

如变 a -m 图象为 a –1/m 图象，即“变曲为直”，说明这种方法的好处。

3、可运用信息技术帮助处理数据。

（引导学生回忆第二章第一节课后的“做一做”，并请一位擅长电脑操作的学生上台运用 Excel 软件处理该组实验数据。

教师指出这方法的优点：准确、快捷。

并展示
为该实验“量身定做”的一份表格，只要输入每条纸带的六段位移数据，立即得出拟合线性方程，使学生进一步体会计算机的作用，认识信息技术的重要性，趁热鼓励学生有机会多掌握计算机应用技术。

）
8、评估。

科学探究除了实验探究，还包括理论探究。

从实验结果到科学理论的诞生，中间不是单纯的逻辑关系和简单的归纳关系。

评估就是经过分析、论证，形成探究结论后，还需要对结果与假设之间的差异作进一步思考与评价，寻找该差异的特征并判断其性质。

尝试让学生分析产生实验结果与假设之间的差异的原因。

问：该实验中，实验结果与理论结果之间有一定的差异，产生这一差异的原因可能是什么？
将原因做一个比较全面的介绍，使学生有所了解。

并且由差异的产生而激起学生对实验过程中的一些反思。

这是发现问题与提出问题的前奏，也是创造性思维的表现，这种反思能使对实验原理和方案进行改进有一个理论基础。

渗透科研的一些思想方法，强调科研的严谨性：下结论时既需要胆识和勇气，但一定要有严密的理论和充分的事实做依据，并希望这种严谨能影响日后的工作和生活。

返回猜想环节，肯定正确的猜想，并“发奖”。

小结：
提问：通过这堂课，你除了初步弄懂了加速度、力、质量之间的关系以外，你还学会了什么？（如技能、方法、感悟等）（控制变量法；数学工具的重要性；计算机处理数据；怎样正确下一个结论；理论探究的一些思想方法；……）
展现课堂小结：
物理实验很重要，科学探究离不了；
设计实验首件事，控制变量要知道；
数学、电脑灵活用，“变曲为直”就很妙，
团结协作不能少，讨论交流共提高。

板书设计
探究物体运动与受力的关系
物体运动的加速度跟什么因素有关：跟物体质量和受力有关
物体质量一定时，受力越大，加速度越大；
物体受力一定时，质量越大，加速度越小。

高考理综物理模拟试卷
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
1．如图所示，绝缘轻杆一端插入绝缘水平面固定，另一端与带正电的金属小球1连接，轻杆与水平面夹角为30°。

带电量为+q的金属小球2放在绝缘水平面上，1、2小球间的连线与水平面间的夹角也为30°，此时轻杆对小球1的弹力恰好沿杆方向。

现用与小球2完全相同的带电量为－3q小球3和小球2接触，稳定后再移走小球3．球1、2均看作点电荷。

则小球2电荷量变化前后，轻杆对小球1的弹力大小之比为
A．1︰B．2︰C．1︰2 D．︰2
2．一辆汽车刹车后做匀减速直线运动，初速度为10m/s，加速度的大小为2m/s2，则汽车在6s末的速度大小和6s内的位移大小分别是（）
A．2m/s和24m B．0和24m C．2m/s和25 m D．0和 25m
3．如图所示，一束由两种单色光组成的细光束沿PO方向由空气射向玻璃砖，通过玻璃砖后分成两条单色细光束A、B。

下列说法正确的是
A．若增大入射角i，则B光先消失
B．在玻璃中A光的速度比B光的小
C．通过狭缝时 A光比B光更容易发生衍射现象
D．用同一双缝干涉实验装置分别用A、B光做实验，A光的干涉条纹间距比B光的小
4．关于近代物理知识，下列说法中正确的是
A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定
B．汤姆孙发现了电子，并测量出了电子的电荷量
C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
D．在光电效应现象中，金属的逸出功随入射光频率的增大而增大
5．如图示，两段等长细线串接着两个质量相等的小球a、b，悬挂于 O 点。

现在两个小球上分别加上水平方向的外力，其中作用在 b 球上的力大小为 F、作用在 a 球上的力大小为3F，则此装置平衡时的位置可能是下列哪幅图：
A． B．
C． D．
6．如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的电阻，原、副线圈匝数比为2∶1。

假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。

则
A．副线圈的输出功率为110W
B．原线圈的输入功率为110W
C．电流表的读数为1A
D．副线圈输出的电流方向不变
二、多项选择题
7．下列说法中正确的是_________（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）。

A．第二类永动机无法制成是因为它违背了热力学第一定律
B．在绝热条件下压缩气体，气体内能一定增加
C．教室内看到透过窗子的“阳光柱”里粉尘颗粒杂乱无章的运动，这种运动是布朗运动
D．地面附近有一正在上升的空气团（视为理想气体），它与外界的热交换忽略不计。

已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中气团体积增大，温度降低
E.热量只能从高温物体向低温物体传递，不可能由低温物体传给高温物体
8．如图所示，质量为m的小物块初速度为v0，从底端沿足够长的均匀粗糙斜面向上运动，最后返回斜面底端。

已知小物块沿斜面下滑时间是上滑时间的2倍，下列说法正确的是
A．小物块沿斜面上滑加速度大小是下滑加速度大小的2倍
B．小物块沿斜面上滑加速度大小是下滑加速度大小的4倍
C．整个运动过程中重力对物块的冲量为零
D．整个运动过程中小物块的动量变化大小为
9．下列说法中正确的是（）
A．悬浮在液体中的固体颗粒越小，布朗运动就越明显
B．用气筒给自行车打气，越打越费劲，说明此时气体分子之间的分子力表现为斥力
C．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
D．一定质量的理想气体，温度升高，体积减小，气体的压强一定增大
E.内能全部转化为机械能的热机是不可能制成的
10．如图所示水平面上固定着倾角θ=30°的足够长的斜面，小球从A点无初速度释放，与斜面在B点发生碰撞。

小球与斜面碰撞反弹时，与斜面平行的分速度不变，与斜面垂直的分速度大小不变方向反向。

已知A、B两点之间的距离为5m，重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是
A．小球与斜面碰撞时的速率为10m/s
B．碰后小球可以运动至比B点高1.25m处
C．经过2s小球再次与斜面碰撞
D．小球在运动过程中机械能不守恒
三、实验题
11．如图所示，AB是一段粗糙的水平面，AB的长度L=3m，动摩擦因数μ=0.15。

BC是一段竖直放置的半圆形光滑导轨，半径R的大小可以调节，始终与水平面相切于B点。

一个可以看成质点的物体从A点出发，质量m=2kg，以初速度v0=5m/s向右运动，经过B点时速度大小不变，再经过半圆形导轨BC之后从C点水平抛出，最后落在水平面上，不计空气阻力。

（1）求物体到达B点时的速度大小v B；
（2）物体能从C水平抛出，半径R最大为多少；
（3）半径R为多少时，物体从C点平抛后的水平位移大小最大？并求出水平位移的最大值。

12．在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。

实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。

（1）实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列_______是正确的（填字母代号）。

A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
（2）同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是______（填字母代号）。

A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行
C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大
D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
（3）某小组得出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳套的结点。

图中_______是F1和F2合成的理论值；_________是F1和F2合成的实际值（填“F”或“F′”）。

（4）本实验采用的科学方法是（________）
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
四、解答题
13．如图所示，从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B 点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。

已知长木板的质量M＝4kg，A、B两点距C点的高度分别为H＝0.6m、h=0.15m，R＝0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1＝0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，g=10m/s2。

求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；
（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。

14．某校科技兴趣小组设计了如图所示的赛车轨道，轨道由水平直轨道 AB、圆轨道 BCD （B点与 D 点在同一水平面上但不重合）、水平直轨道 DE、圆弧轨道 EP 和管道式圆弧轨道 PF 组成，整个轨道处在同一竖直面内，AB 段粗糙，其他轨道均光滑，EO2 和 FO3均沿竖直方向。

已知 R1= 0.5 m，R2=1.2 m，θ =60°。

一遥控电动赛车（可视为质点）质量 m =1kg，其电动机额定输出功率 P=10W，静止放在 A 点。

通电后，赛车开始向 B 点运动，t0=5s 后关闭电源，赛车继续运动，到达 B 点时速度 v B=5m/s 。

求：
（1）赛车运动到 C 点时的速度及其对轨道的压力；
（2）赛车克服阻力所做的功；
（3）要使赛车沿轨道运动到达 F 点水平飞出，且对管道 F 处的上壁无压力，赛车的通电时间应满足的条件。

（假定赛车关闭电源时仍处于 AB 轨道上。

管道上下壁间距比小车自身高度略大）
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 A D C A C A
二、多项选择题
7．BD
8．BD
9．ADE
10．ABC
三、实验题
11．（1）4m/s（2）0.32m（3）R=0.2m，0.8m 12．BD BD F′ F B
四、解答题
13．（1）30W（2）22N,方向竖直向下（3）0.75m 14．（1）0 （2）37.5J （3）5s≤t≤5.55s
高考理综物理模拟试卷
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
1．如图所示，在竖直面内A点固定有一带电的小球，可视为点电荷。

在带电小球形成的电场中，有一带电粒子在水平面内绕O点做匀速圆周运动，下列说法正确的是
A．粒子运动的水平面为等势面
B．粒子运动的轨迹在一条等势线上
C．粒子运动过程中所受的电场力不变
D．粒子的重力可以忽略不计
2．2018年7月27日将发生火星冲日能量，那时火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，火星公转轨道半径约为地球的1.5倍，若将火星和地球的公转轨迹近似看成圆，取，则相邻两次火星冲日的时间间隔约为（）
A．0.8年B．1.6年
C．2.2年D．3.2年
3．如图所示，以速度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ．现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则图中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线可能是（）
A．B．
C．D．
4．如图所示是一种健身器材的简化图，一根不可伸长的足够长轻绳跨过两个定滑轮连接两个质量均为的重物。

两侧滑轮等高，以速度v竖直向下匀速拉动绳的中点，当滑轮中间两段绳的夹角为时，下列说法正确的是
A．重物的速度大小为
B．重物的速度大小为
C．重物正在匀速上升
D．重物正在减速上升
5．如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。

整个装置处在真空中，电子的重力不计。

在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转位移h变大的是
A．U1变大 B．U1变小 C．U2变大 D．U2变小
6．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（）
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题
7．一质点在0~6s内竖直向上运动，若取向上为止方向，g取10m/s2，其v-t图象如图所示。

下列说法正确的是
A．质点在0~2s内减小的动能大于在4~6s内减小的动能
B．在4~6s內，质点处于失重状态，且机槭能增加
C．质点在第2s末的机械能大于在第6s末的机械能
D．质点在第2s末的机械能小于在第6s末的机械能
8．如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为θ=600，则下列说法正确的是( )
A．小球重力与电场力的关系是mg=qE
B．小球在B点时，对圆弧的压力为2qE
C．小球在A点和B点的加速度大小相等
D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，不能沿AB圆弧而运动
9．某实验小组的同学在电梯的天花板上固定一根弹簧秤，使其测量挂钩向下，并在钩上悬挂一个重为10N 的钩码.在电梯运行过程中，弹簧秤弹力随时间变化的规律可通过一传感器直接得出，如图所示，则下列分析正确的是( )
A．从时刻t1到t2，钩码处于超重状态
B．从时刻t3到t4，钩码处于失重状态
C．电梯可能开始在25楼，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在1楼
D．电梯可能开始在1楼，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在25楼
10．2018年9月29日，我国在酒泉卫星发射中心用快舟一号甲固体运载火箭，成功将微厘空间一号S1
卫星送入预定轨道．整星质量97公斤，运行在高度700公里的圆轨道，该轨道为通过两极上空的圆轨道．查阅资料知地球的半径和重力加速度的值，则( )
A．卫星可能为地球同步卫星B．卫星线速度小于第一宇宙速度
C．卫星可能通过无锡的正上方 D．卫星的动能可以计算
三、实验题
11．在探究合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。

实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。

下列叙述正确的是______________
A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
D．若只增大某一个弹簧测力计的拉力的大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需要调整另一个弹簧测力计的拉力的大小即可
12．在做“验证动量守恒定律”的实验中，小球的落点情况如图所示，入射球A与被碰球B的质量之比为M A∶M B＝3∶2，则实验中碰撞结束时刻两球动量大小之比为p A∶p B＝________________..
四、解答题
13．空间三维直角坐标系o-xyz如图所示（重力沿轴负方向），同时存在与xoy平面平行的匀强电场和匀强磁场，它们的方向与x轴正方向的夹角均为。

（已知重力加速度为g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）
（1）若一电荷量为+q、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向的速度v0做匀速直线运动，求电场强度E和磁感应强度B的大小；
（2）若一电荷量为、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点P（0，h，0）时，调整电场使其方向沿x轴负方向、大小为E0。

适当调整磁场，则能使带电质点通过坐标Q（h，0，0.5h）点，问通过Q点时其速度大小；
（3）若一电荷量为、质量为m的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0通过y轴上的点P（0，0.6h，0）时，改变电场强度大小和方向，同时改变磁感应强度的大小，但不改变其方向，带电质点做匀速圆周运动能经过x轴上的某点M，问电场强度和磁感应强度的大小满足什么条件?并求出带电质点经过x轴M点的时间。

14．如图所示，质量M=0.3kg的小木块放在平台的右端，小木块与平台间的动摩擦因数μ=0.1，平台右侧的地面上有一只质量m=0.1kg的玩具青蛙，旋紧发条让玩具青蛙倾斜跳起，在速度水平时恰好到达木块处，青蛙立即抱住木块并趴在木块上，和木块一起滑行s=0.5m后停下，平台到地面的高度h=0.45m，重力加速度g取10m/s2(小木块和玩具青蛙可视为质点，青蛙抱住木块过程时间极短，不计空气阻力)。

求
(1)玩具青蛙抱住木块前瞬间的速度
(2)玩具青蛙的起跳速度。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B C A B B D
二、多项选择题
7．AD
8．CD
9．BC
10．BCD
三、实验题
11．AC
12．；
四、解答题
13．（1）（2）（3）t=。

（n=1、2、3）14．(1)4m/s (2)5m/s。