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文檔簡介

1、第3章 牛頓運動定律課標導航課程內容標準:1.通過實驗,探究加速度與物體質量、受力之間的關系。理解牛頓運動定律,用它解釋生活中的有關問題,通過實驗認識超重與失重現(xiàn)象 。2. 認識單位制在物理學中的物理意義。知道國際單位制中的力學單位。復習導航1.對研究對象的受力分析是解題的關鍵。要根據(jù)力的概念、力產生的條件去進行分析,更要注意結合物體的運動狀態(tài)去研究。2.選取適當?shù)淖鴺讼担瑫⒎匠毯颓蠼鈳矸奖?。無論是分解物體的受力還是分解物體的加速度,都要根據(jù)題目的具體條件和所求,靈活地建立直角坐標系。3.注意合外力與加速度的瞬時對應關系,牛頓運動定律是力學的核心,其物理過程的分析和理解能體現(xiàn)學生的綜合

2、分析能力、推理能力,是考查的重點。4.理解超重和失重的本質,然后靈活運用其知識去分析和解決問題。第1課時 牛頓運動定律1、高考解讀真題品析知識:牛頓第二、三定律 例1. (09年廣東理科基礎)4建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料。質量為70.0kg的工人站在地面上,通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0500ms2的加速度拉升,忽略繩子和定滑輪的質量及定滑輪的摩擦,則工人對地面的壓力大小為(g取lOms2)A510 N B490 N C890 N D910 N 解析:對建筑材料進行受力分析 根據(jù)牛頓第二定律有,得繩子的拉力大小等于F=210N,然后再對人受力分析由平衡的知識得,得FN=4

3、90N,根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面間的壓力為490N.B選項對。答案:B點評:此題為牛頓運動定律的基本應用。熱點關注知識:v-t圖象、牛頓第二定律例2. (09年山東卷)17某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據(jù)此判斷圖乙(F表示物體所受合力,x表示物體的位移)四個選項中正確的是解析:由圖甲可知前兩秒物體做初速度為零的勻加速直線運動,所以前兩秒受力恒定,2s-4s做正方向勻加速直線運動,所以受力為負,且恒定,4s-6s做負方向勻加速直線運動,所以受力為負,恒定,6s-8s做負方向勻減速直線運動,所以受力為正,恒定,綜上分析B正確。答案:B點評:在v-t圖象中傾斜的直線表示物體做勻變速直線

4、運動,加速度恒定,受力恒定速度時間圖象特點:因速度是矢量,故速度時間圖象上只能表示物體運動的兩個方向,t軸上方代表的“正方向”,t軸下方代表的是“負方向”,所以“速度時間”圖象只能描述物體做“直線運動”的情況,如果做曲線運動,則畫不出物體的“位移時間”圖象;“速度時間”圖象沒有時間t的“負軸”,因時間沒有負值,畫圖要注意這一點;“速度時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負表示加速度的方向;“速度時間”圖象上表示速度的圖線與時間軸所夾的“面積”表示物體的位移。 2、知識網(wǎng)絡考點1.牛頓第一定律(慣性定律)1. 內容:一切物體總保持靜止狀態(tài)或者勻速

5、直線運動狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。2. 意義:揭示了力與運動的關系:力不是使物體運動的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因,從而推翻了亞里士多德“沒有力物體不能運動”的錯誤觀點。揭示了任何物體都有保持靜止或運動直線運動的性質-慣性考點2.慣性1. 定義:物體所具有的保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質叫慣性。2. 說明:慣性是物體本身的固有屬性。與物體受力情況無關,與物體所處的地理位置無關,一切物體都具有慣性。質量是物體慣性大小的唯一量度,質量大慣性大。慣性不是一種力,慣性不是一種力,慣性的大小反映了改變物體運動狀態(tài)的難易程度??键c3.牛頓第二定律1.內容:物體的加速度與物體所受到的

6、合外力成正比,與物體的質量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同。2.公式:3.適用范圍:宏觀、低速運動的物體。考點4.牛頓第三定律1. 內容:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。2.表達式:3.說明:作用力與反作用力有“三同、三不同”。1 三同:大小相同、性質相同、同時存在消失具有同時性2 三不同:方向不同、作用對象不同、作用的效果不同。考點5:力學單位制在力學中,選用質量、時間、長度三個物理量的單位作為基本單位,選定基本單位后,由物理公式推導出的單位叫導出單位?;締挝缓蛯С鰡挝灰黄鸾M成國際單位制。3、復習方案基礎過關重難點: 牛頓第三定律(原創(chuàng))例3

7、.物體靜止在水平桌面上,則( )A. 桌面對物體的支持力的大小等于物體的重力,這兩個力是一對平衡力。B. 物體所受的重力和桌面對它的的支持力是一對作用力與反作用力。C. 物體對桌面的壓力就是物體的重力,這兩個力是同一種性質的力。D. 物體對桌面的壓力和桌面對物體的支持力是一對平衡力。解析: AB選項:受力分析可以得到A選項對BD選項錯。C選項:物體對桌面的壓力的性質是彈力所以C選項錯。答案:A點評:解決這類問題的關鍵:是對牛頓第三定律的全面理解,任何運動狀態(tài)下一對任何性質的作用力和反作用力大小相等、方向相反,要注意區(qū)分平衡力與作用力、反作用力。典型例題 例4物體A、B都靜止在同一水平面上,它們

8、的質量分別是mA和mB,與水平面之間的動摩擦因數(shù)分別為A和B.用平行于水平面的力F分別拉物體A、B,得到加速度a和拉力F的關系圖象分別如圖中A、B所示(1)利用圖象求出兩個物體的質量mA 和mB.甲同學分析的過程是:從圖象中得到F=12N時,A物體的加速度aA=4m/s2,B物體的加速度aB=2m/s2,根據(jù)牛頓定律導出:;乙同學的分析過程是:從圖象中得出直線A、B的斜率為:kAtan45°=1,kB=tan26°34=0.5,而 . 請判斷甲、乙兩個同學結論的對和錯,并分析錯誤的原因.如果兩個同學都錯,分析各自的錯誤原因后再計算正確的結果.(2)根據(jù)圖象計算A、B兩物體與

9、水平面之間動摩擦因數(shù)A和B的數(shù)值.解析:(1)甲同學的解法是錯誤,因為其忽略了滑動摩擦力;乙同學的解法也是錯誤的,因為坐標系的縱橫坐標的單位長度表示數(shù)值不同。正確的解法:對A其斜率為 因此 對B其斜率為 因此 (2)對A和B當拉力為4N時,加速度為0 對A有 F=AmAg 得 對B有 F=BmBg 得 點評:受力分析是學好高中物理的奠基石,同學們要培養(yǎng)正確受力的習慣。第2課時 牛頓運動定律的應用(一):兩類基本問題1、高考解讀真題品析知識:牛頓運動定律中的兩類基本問題:已知受力求運動和已知運動求受力 例1. (09年江蘇卷)13.(15分)航模興趣小組設計出一架遙控飛行器,其質量m =2,動力

10、系統(tǒng)提供的恒定升力F =28 N 。試飛時,飛行器從地面由靜止開始豎直上升。設飛行器飛行時所受的阻力大小不變,g取10m/s2。 (1)第一次試飛,飛行器飛行t1 = 8 s 時到達高度H = 64 m。求飛行器所阻力f的大?。?(2)第二次試飛,飛行器飛行t2 = 6 s 時遙控器出現(xiàn)故障,飛行器立即失去升力。求飛行器能達到的最大高度h;(3)為了使飛行器不致墜落到地面,求飛行器從開始下落到恢復升力的最長時間t3 。解析:(1)第一次飛行中,設加速度為勻加速運動由牛頓第二定律解得(2)第二次飛行中,設失去升力時的速度為,上升的高度為勻加速運動 設失去升力后的速度為,上升的高度為由牛頓第二定律

11、 解得(3)設失去升力下降階段加速度為;恢復升力后加速度為,恢復升力時速度為由牛頓第二定律 F+f-mg=ma4且V3=a3t3解得t3=(s)(或2.1s)答案:4N 42m 2.1S點評:牛頓運動定律兩類基本問題解題的一般步驟由物體所受的力的情況推斷出物體運動的情況:確定研究對象,對研究對象進行受力分析,并畫出物體的受力圖根據(jù)力的合成或分解求出合外力(大小、方向)根據(jù)牛頓第二定律列方程,并求出物體的加速度結合題中所給的物體運動的初始條件,選擇運動學公式求出說需要的運動學量。由物體運動的情況推斷出物體所受的未知力的情況:確定研究對象根據(jù)運動情況,利用運動學公式求出物體的加速度對研究對象進行受

12、力分析根據(jù)牛頓第二定律確定物體所受的合外力從而求出未知力。熱點關注知識: 受力分析、過程分析、牛頓第二定律例2. (14分)“神舟”六號飛船完成了預定空間科學和技術試驗任務后,返回艙于2005年10月17日4時11分開始從太空向地球表面按預定軌道返回,在離地10km的高度打開阻力降落傘減速下降,這一過程中若返回艙所受阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,設返回艙總質量M=3000kg,所受空氣浮力恒定不變,且認為豎直降落。從某時刻開始計時,返回艙的運動v-t圖象如圖中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點的切線,切線交于橫軸一點B的坐標為(8,0),CD是平行橫軸的直線,交縱軸于

13、C點C的坐標為(0,8)。G=10m/s2,請解決下列問題:(1)在初始時刻v0=160m/s時,它的加速度多大?(2)推證空氣阻力系數(shù)k 的表達式并算出其數(shù)值。(3)返回艙在距離高度h=1m時,飛船底部的4個反推力小火箭點火工作,使其速度由8m/s迅速減至1m/s后落在地面上,若忽略燃料質量的減少對返回艙總質量的影響,并忽略此階段速度變化而引起空氣阻力的變化,試估算每支小火箭的平均推力(計算結果取兩位有效數(shù)字) 2、知識網(wǎng)絡考點1.兩類動力學問題1. 已知物體的受力情況,求物體的運動情況。2. 已知物體的運動情況,求物體的受力情況。 考點2.分析兩類問題的基本方法1. 抓住受力情況和運動情況

14、之間的聯(lián)系的橋梁-加速度。2. 分析流程圖3、復習方案基礎過關重難點:受力分析+過程分析 例3. (09年安徽卷)17. 為了節(jié)省能量,某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時,扶梯運轉得很慢;有人站上扶梯時,它會先慢慢加速,再勻速運轉。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這兩個過程,如圖所示。那么下列說法中正確的是A. 顧客始終受到三個力的作用B. 顧客始終處于超重狀態(tài)FNmgfaC. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下D. 顧客對扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下解析:在慢慢加速的過程中顧客受到的摩擦力水平向左,電梯對其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,由牛頓第三定律,它的反作用

15、力即人對電梯的作用方向指向向左下;在勻速運動的過程中,顧客與電梯間的摩擦力等于零,顧客對扶梯的作用僅剩下壓力,方向沿豎直向下。 答案:C點評:運動狀態(tài)的改變取決于受力情況,準確的受力分析是解決好運動情景的基礎。典型例題例4(15分) 如圖所示,長,高,質量的長方體木箱,在水平面上向右做直線運動當木箱的速度時,對木箱施加一個方向水平向左的恒力,并同時將一個質量的小球輕放在距木箱右端的P點(小球可視為質點,放在P點時相對于地面的速度為零),經(jīng)過一段時間,小球脫離木箱落到地面木箱與地面的動摩擦因數(shù)為0.2,其他摩擦均不計取求:(1)小球從離開木箱開始至落到地面所用的時間;(2)小球放上P點后,木箱向

16、右運動的最大位移;(3)小球離開木箱時木箱的速度 解析: 第3課時 牛頓運動定律的應用(二):共點力的平衡 超重和失重1、高考解讀真題品析知識:V-t圖;超、失重 例1. (09年廣東物理)8.某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內稱其體重,至時間段內,彈簧秤的示數(shù)如圖所示,電梯運行的v-t圖可能是(取電梯向上運動的方向為正)解析:由圖可知,在t0- t1時間內,彈簧秤的示數(shù)小于實際重量,則處于失重狀態(tài),此時具有向下的加速度,在t1-t2階段彈簧秤示數(shù)等于實際重量,則既不超重也不失重,在t2-t3階段,彈簧秤示數(shù)大于實際重量,則處于超重狀態(tài),具有向上的加速度,若電梯向下運

17、動,則t0-t1時間內向下加速, t1-t2階段勻速運動,t2-t3階段減速下降,A正確;BD不能實現(xiàn)人進入電梯由靜止開始運動,C項t0-t1內超重,不符合題意。答案:A點評:正確識圖、用圖理解好物理情景。對超重、失重的理解:超重并不是說重力增加了,失重并不是說重力減小了,完全失重也不是說重力完全消失了。在發(fā)生這些現(xiàn)象時,物體的重力依然存在,且不發(fā)生變化,只是物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)發(fā)生變化。在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產生向下的壓強等。熱點關注知識:失重的理解 例2. 科學研究發(fā)現(xiàn),在月

18、球表面:沒有空氣;重力加速度約為地球表面的1/6;沒有磁場。若宇航員登上月球后,在空中同時釋放氫氣球和鉛球,忽略地球和其他星球對月球的影響,以下說法正確的有( )A、氫氣球和鉛球都處于超重狀態(tài)B、氫氣球將向上加速上升,鉛球加速下落C、氫氣球和鉛球都將下落,但鉛球先落到地面D、氫氣球和鉛球都將下落,且同時落地解析:沒有空氣,說明物體不受浮力B選項錯。重力加速度約為地球表面的1/6,說明物體要下落且同時落地D選項對。答案:D 2、知識網(wǎng)絡考點。1.超重:當物體具有向上的加速度時,物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大于物體本身重力的現(xiàn)象。 2. 失重:當物體具 有向下的加速度時,物體對支持物的壓

19、力(或對懸掛物的拉力)小于物體本身重力的現(xiàn)象。3. 完全失重:當物體的以加速度a=g豎直向下加速或豎直向上減速時(自由落體運動、豎直上拋運動),物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)等于零的現(xiàn)象。3、復習方案基礎過關重難點:牛頓運動定律、受力分析、過程分析、能量問題 例3. (09年江蘇物理)9.如圖所示,兩質量相等的物塊A、B通過一輕質彈簧連接,B足夠長、放置在水平面上,所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長,運動過程中始終處在彈性限度內。在物塊A上施加一個水平恒力,A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中,下列說法中正確的有A當A、B加速度相等時,系統(tǒng)的機械能最大B當A、B加速度相等時,

20、A、B的速度差最大C當A、B的速度相等時,A的速度達到最大D當A、B的速度相等時,彈簧的彈性勢能最大 解析:對A、B在水平方向受力分析如圖,F(xiàn)1為彈簧的拉力;當加速度大小相同為a時,對有,對有,得,在整個過程中的合力(加速度)一直減小而的合力(加速度)一直增大,在達到共同加速度之前A的合力(加速度)一直大于的合力(加速度),之后A的合力(加速度)一直小于的合力(加速度)。兩物體運動的v-t圖象如圖,tl時刻,兩物體加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2時刻兩物體的速度相等,速度達到最大值,兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大,彈簧被拉到最長;除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功,系

21、統(tǒng)機械能增加,tl時刻之后拉力依然做正功,即加速度相等時,系統(tǒng)機械能并非最大值。 答案:BCD點評:處理本題的關鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析,使用圖象處理則可以使問題大大簡化。典型例題 例4(09年安徽卷)22(14分)在2008年北京殘奧會開幕式上,運動員手拉繩索向上攀登,最終點燃了主火炬,體現(xiàn)了殘疾運動員堅忍不拔的意志和自強不息的精神。為了探究上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡化。一根不可伸縮的輕 繩跨過輕質的定滑輪,一端掛一吊椅,另一端被坐在吊椅上的運動員拉住,如圖所示。設運動員的質量為65kg,吊椅的質量為15kg,不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取。當運動員

22、與吊椅一起正以加速度上升時,試求 (1)運動員豎直向下拉繩的力; (2)運動員對吊椅的壓力。解析:解法一:(1)設運動員受到繩向上的拉力為F,由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等,吊椅受到繩的拉力也是F。對運動員和吊椅整體進行受力分析如圖所示,則有:FF(m人+m椅)ga 由牛頓第三定律,運動員豎直向下拉繩的力(2)設吊椅對運動員的支持力為FN,對運動員進行受力分析如圖所示,則有:Fm人g a FN 由牛頓第三定律,運動員對吊椅的壓力也為275N解法二:設運動員和吊椅的質量分別為M和m;運動員豎直向下的拉力為F,對吊椅的壓力大小為FN。根據(jù)牛頓第三定律,繩對運動員的拉力大小為F,吊椅對運動員的支持

23、力為FN。分別以運動員和吊椅為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律 由得 答案:440N,275N點評:連接體問題的處理方法整體法:連接體和各物體如果有共同的加速度,求加速度可把連接體作為一個整體,運用牛頓第二定律列方程求解。隔離法:如果要求連接體之間的相互作用力,必須隔離出其中一個物體,對該物體應用牛頓第二定律求解。第4課時 實驗(4) 驗證牛頓運動定律1、高考解讀真題品析知識:研究牛頓第二定律 例1. (09年上海物理)17(6分)如圖為“用DIS(位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機)研究加速度和力的關系”的實驗裝置。(1)在該實驗中必須采用控制變量法,應保持_不變,用鉤碼所受的重力作為_,用DIS測小

24、車的加速度。(2)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關系圖線(如圖所示)。分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是_。(單選題)此圖線的 AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是A小車與軌道之間存在摩擦B導軌保持了水平狀態(tài)C所掛鉤碼的總質量太大D所用小車的質量太大解析:(1)因為要探索“加速度和力的關系”所以應保持小車的總質量不變,鉤碼所受的重力作為小車所受外力;(2)由于OA段a-F關系為一傾斜的直線,所以在質量不變的條件下,加速度與外力成正比;由實驗原理:得,而實際上,可見AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M>>m造成的。答案:(1)小車的

25、總質量,小車所受外力(2)在質量不變的條件下,加速度與外力成正比C點評:知曉研究思路、會分析實驗誤差產生的原因。熱點關注知識: 勻變速直線運動、探究加速度與物體質量、物體受力的關系例2. 09年江蘇物理)11.(10分)“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”的實驗裝置如圖甲所示。(1)在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中,打出了一條紙袋如圖乙所示。計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起,每5個點取一個計數(shù)點,量出相鄰計數(shù)點之間的距離。該小車的加速度a=_m/s2.(結果保留兩位有效數(shù)字)www.ks5u (2)平衡摩擦力后,將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤,然后每次從小車上

26、取一個砝碼添加到砝碼盤中,測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表:砝碼盤中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m·s-2)0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F的關系圖像. (3)根據(jù)提供的試驗數(shù)據(jù)作出的-F圖線不通過原點,請說明主要原因。解析:(1), t=0.1s,(3.68-3.52)m,帶入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.(2)如圖所示。(3)與縱坐標相交而不過原點,該交點說明當不掛砝碼時,小車仍由加速度,即繩對

27、小車仍有拉力,從此拉力的來源考慮很容易得到答案,是因為砝碼盤的重力,而在(2)問的圖表中只給出了砝碼的總重力,而沒有考慮砝碼盤的重力。答案:(1) 0.16 (0.15也算對) ;(2)(見圖);(3)未計入砝碼盤的重力。點評:處理勻變速直線運動中所打出的紙帶,求解加速度用公式,關鍵弄清公式中各個量的物理意義,為連續(xù)相等時間內的位移差,t為連需相等的時間間隔(2)根據(jù)圖中的數(shù)據(jù),合理的設計橫縱坐標的刻度值,使圖線傾斜程度太小也不能太大,以與水平方向夾角45°左右為宜。由此確定F的范圍從0設置到1N較合適,而a則從0到3m/s2較合適。設好刻度,根據(jù)數(shù)據(jù)確定個點的位置,將個點用一條直線

28、連起來,延長交與坐標軸某一點。(3)處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點、拐點、面積等意義,能正確理解這些量的意義則很多問題將會迎刃而解。2、知識網(wǎng)絡一、實驗目的驗證牛頓第二定律二、實驗原理1如圖所示裝置,保持小車質量M不變,改變小桶內砂的質量m,從而改變細線對小車的牽引力F(當m<<M時,F(xiàn)=mg近似v成立),測出小車的對應加速度a,由多組a、F數(shù)據(jù)作出加速度和力的關系a-F圖線,驗證加速度是否與外力成正比。2保持小桶和砂的質量不變, 在小車上加減砝碼, 改變小車的質量M,測出小車的對應加速度a, 由多組a、M數(shù)據(jù)作出加速度和質量倒數(shù)的關系a-M-1圖線, 驗證加速度是否與質量成反

29、比。 三、實驗器材 小車,砝碼,小桶,砂, 細線,附有定滑輪的長木板,墊塊,打點計時器,低壓交流電源, 導線兩根, 紙帶,托盤天平及砝碼,米尺。 四、實驗步驟1用調整好的天平測出小車和小桶的質量M和m ,把數(shù)據(jù)記錄下來。2按如圖裝置把實驗器材安裝好,只是不把掛小桶用的細線系在小車上,即不給小車加牽引力。3平衡摩擦力:在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊上墊塊,反復移動墊塊的位置,直至小車在斜面上運動時可以保持勻速直線運動狀態(tài)(可以從紙帶上打的點是否均勻來判斷)。4在小車上加放砝碼,小桶里放入適量的砂,把砝碼和砂的質量M'和m'記錄下來。把細線系在小車上并繞過滑輪懸掛小桶,接通電源,

30、放開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點,取下紙帶,在紙帶上寫上編號.5.保持小車的質量不變,改變砂的質量(要用天平稱量),按步驟4再做5次實驗。6.算出每條紙帶對應的加速度的值。7.用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示作用力F,即砂和桶的總重力(m+m')g,根據(jù)實驗結果在坐標平面上描出相應的點,作圖線。若圖線為一條過原點的直線,就證明了研究對象質量不變時其加速度與它所受作用力成正比。8.保持砂和小桶的質量不變,在小車上加放砝碼,重復上面的實驗,并做好記錄,求出相應的加速度,用縱坐標表示加速度a,橫坐標表示小車和車內砝碼總質量的倒數(shù) ,在坐標平面上根據(jù)實驗v結果描出相應的點并作圖線,若圖

31、線為一條過原點的直線,就證明了研究對象所受作用力不變時其加速度與它的質量成反比。 五、注意事項1砂和小桶的總質量v不要超過小車和砝碼的總質量的1/10。2在平衡摩擦力時,不要懸掛小桶,但小車應連著紙帶且接通電源。用手給小車一個初速度,如果在紙帶上打出的點的間隔是均勻的,表明小車受到的阻力跟它的重力沿斜面向下的分力平衡。3作圖時應該使所作的直線通過盡可能多的點,不在直線上的點也要盡可能對稱地分布在直線的兩側,但如遇個別特別偏離的點可舍去。3、復習方案基礎過關重難點:探究加速度與物體質量、物體受力的關系 (改編)例3.在探究加速度與物體質量、物體受力的關系實驗中,實驗裝置如圖乙所示:一木塊放在水平

32、光滑長木板上,左側拴有一不可伸長的細軟線,跨過固定在木板邊緣的滑輪與一重物相連,重物的質量為m .木塊右側與穿過打點計時器的紙帶相連,在重物牽引下,木塊在木板上向左做勻加速運動.圖甲給出了打點計時器在紙帶上打出的一些連續(xù)的點,它們之間的距離分別為S1、S2 、S3、S4、S5、S6,打點計時器所用交流電周期為T0. 根據(jù)給以上數(shù)據(jù)求:(1)木塊的加速度a= .(2)細線對木塊的拉力T= .(3)為了減少誤差,你認為應采取什么措施?答案:,v 木塊的質量應遠大于重物的質量 ;實驗前將木板右端稍墊高,直至木塊在細線未掛上重物時能沿木板勻速下滑 。 典型例題 例4在探究加速度與物體所受合外力和質量間

33、的關系時,采用如圖所示的實驗裝置,小車及車中的砝碼質量用M表示,盤及盤中的砝碼質量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶由打點計數(shù)器打上的點計算出: (1)當M與m的大小關系滿足時,才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力。 (2)一組同學在先保持盤及盤中的砝碼質量一定,探究做加速度與質量的關系,以下做法錯誤的是:( ) A平衡摩擦力時,應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上 B每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力 C實驗時,先放開小車,再接通打點計時器電源 D小車運動的加速度可用天平測出m以及小車質量M,直接用公式 amg/M求出。(3)在保持小車及車中的砝碼質量質量

34、M一定,探究加速度與所受合外力的關系時,由于平衡摩擦力時操作不當,二位同學得到的aF關系 分別如下圖C、D所示(a是小車的加速度.F是細線作用于小車的拉力)。其原因分別是: C圖: ,D圖: 。答案:m<<M ACD C圖平衡摩擦力時,長木板的傾角過大了,D圖沒有平衡摩擦力或木板的傾角過小v第5課時 牛頓運動定律單元測試1如圖所示,小車向右做勻加速運動的加速度大小為a,bc為固定在小車上的水平橫桿,物塊M串在桿上,M通過細線懸吊著一小鐵球m, M、m均相對小車靜止,細線與豎直方向的夾角為若小車的加速度逐漸增大到2a時,M仍與小車保持相對靜止,則 ( )A橫桿對M的作用力增

35、加到原來的2倍     B細線的拉力增加到原來的2倍C細線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍D細線與豎直方向夾角的正切值增加到原來的2倍BCA2如圖,A為螺線管,B為鐵芯,C為套在鐵芯B上的絕緣磁環(huán),現(xiàn)將A、B、C放置在天平的左盤上,當A中通有電流I時,C懸停在A的上方,天平保持平衡;當調節(jié)滑動變阻器,使A中的電流增大時,絕緣磁環(huán)C將向上運動,在絕緣磁環(huán)C上升到最高點的過程中,若不考慮摩擦及空氣阻力的影響,下列說法中正確的是( )(A)天平仍然保持平衡。(B)天平左盤先下降后上升。(C)天平左盤先上升后下降。(D)絕緣磁環(huán)速度最大時,加速度也最大。3.某物

36、體在外力F作用下,由靜止開始做直線運動,外力F隨時間t變化的規(guī)律如圖所示,則( )A.物體的速度方向保持不變B.物體的加速度方向保持不變C.4s末,物體的速度為零D.6s末,物體的位移為零4.一輛運送沙子的自卸卡車裝滿沙子,沙粒之間的動摩擦因數(shù)為,沙子與車廂底部材料的動摩擦因數(shù)為(已知),車廂的傾角用表示,下列說法正確的是( )A.要順利地卸干凈全部沙子,應滿足tanB.要順利地卸干凈全部沙子,應滿足sinC.只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應 滿足tanD. 只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應滿足tan5放在水平地而上的一物塊,受到方向不變的水平推力F的作用。 F的大小與時間t的

37、關系和物塊速度v與時間t的關系如圖3-5所示,取重力加速度g=lOms2由兩圖像可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)分別為 ( )A B. C D 6如圖所示,一輕繩通過一光滑定滑輪,兩端各系一質量為m1和m2的物體,m1放在地面上,當m2的質量發(fā)生變化時,m1的加速度a的大小與m2的關系大致如下圖中的圖().7如圖所示,一物體A置于光滑的水平面上,一彈簧下端固定在物體上,上端固定在天花板上,此時彈簧處于豎直且為自然長度現(xiàn)對物體施加一水平拉力,使物體沿水平面向右緩慢運動,運動過程中物體沒有離開水平面,則關于此運動過程中物體的受力情況,下列說法正確的是( )A物體所受拉力F一定增大B

38、物體所受彈簧的拉力一定增大C地面對物體的支持力一定增大D物體所受的合力一定增大8如圖所示,四根相同的輕質彈簧連著相同的物體,在外力作用下做不同的運動: (1)在光滑水平面上做加速度大小為g的勻加速直線運動;(2)在光滑斜面上沿斜面向上的勻速直線運動;(3)做豎直向下的勻速直線運動;(4)做豎直向上的加速度大小為g的勻加速直線運動。設四根彈簧伸長量分別為l1、l2、l3、l4,不計空氣阻力,g為重力加速度,則( )Al1>l2Bl3<l4 Cl1>l4 Dl2>l39如圖所示,質量m=20kg的物體,在粗糙水平面上向左運動,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)=0.1,物體同時還受

39、到大小為10N,方向向右的水平拉力F的作用,則水平面對物體的摩擦力(g取10m/s2)( )A大小是10N,方向水平向左B大小是20N,方向水平向左C大小是20N,方向水平向右D大小是30N,方向水平向右1017世紀,意大利物理學家伽利略根據(jù)實驗指出:在水平面上運動的物體之所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故。這里的實驗是指“伽利略斜面實驗”,關于該實驗,你認為下列陳述正確的是( )A該實驗是一理想實驗,是在思維中進行的,無真實的實驗基礎,故其結果是不可信的B該實驗是以可靠的事實為基礎,經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,從而更深刻地反映自然規(guī)律C該實驗否定了亞里士多德“力是維持物體運

40、動的原因”的錯誤概念D該實驗為牛頓第一定律的提出提供了有力的實驗依據(jù)11如圖所示,一水平的淺色長傳送帶上放置一質量為m的煤塊(可視為質點),煤塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時,傳送帶與煤塊都是靜止的。現(xiàn)讓傳送帶以恒定的加速度a開始運動,當其速度達到v后,便以此速度作勻速運動。經(jīng)過一段時間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對于傳送帶不再滑動,關于上述過程,以下判斷正確的是(重力加速度為g)( )A與a之間一定滿足關系B黑色痕跡的長度為C煤塊從開始運動到相對于傳送帶靜止經(jīng)歷的時間為D煤塊與傳送帶由于摩擦而產生的熱量的mv2/212如圖所示,質量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放,傳送

41、帶由電動機帶動,始終保持以速度v勻速運動,物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,物體過一會兒能保持與傳送帶相對靜止,對于物體從靜止釋放到剛相對靜止這一過程下列說法正確的是:( )A電動機多做的功為 B摩擦力對物體做的功為C物體克服摩擦力做功為 D電動機增加的功率為13如圖所示,一粗糙的水平傳送帶以恒定的速度v1向右運動,傳送帶的左右兩端皆有一與傳送帶等高的光滑水平面,一物體以恒定的速率v2沿水平面分別從左右兩端滑上傳送帶,下列說法正確的是( )A物體從右端滑到左端所須的時間一定大于物體從左端滑到右端的時間B若v2< v1,物體從左端滑上傳送帶必然先做加速運動,再做勻速運動C若v2< v1,

42、物體從右端滑上傳送帶,則物體可能到達左端D若v2< v1,物體從右端滑上傳送帶又回到右端在此過程中物體先做減速運動,再做加速運動14一個質量為2kg的物體,在5個共點力作用下處于勻速直線運動狀態(tài)現(xiàn)同時撤去大小分別為10N和15N的兩個力,其余的力保持不變,關于此后該物體運動的說法中正確的是 ( )A可能做勻減速直線運動,加速度大小是10m/s2B可能做勻速圓周運動,向心加速度大小是5m/s2C可能做勻變速曲線運動,加速度大小可能是5m/s2D一定做勻變速直線運動,加速度大小可能是10m/s215一位蹦床運動員僅在豎直方向上運動,彈簧床對運動員的彈力F隨時間的變化規(guī)律通過傳感器用計算機繪制

43、出來,如圖所示。不計空氣阻力,取重力加速度g=10m/s2,則結合圖像可推算出:( )A運動員的質量為40kgB運動員的質量為200 kg C運動員跳起的最大高度為20mD運動員跳起的最大高度為5m16如圖所示,兩個物體中間用一個不計質量的輕桿相連。A、B兩物體質量分別為,它們和斜面間的滑動摩擦因數(shù)分別為。當它們在斜面上加速下滑時,關于桿的受力情況,以下說法正確的是( )A若,則桿一定受到壓力 B若,則桿受到壓力C若 ,則桿受到拉力D只要,則桿的兩端既不受拉力也沒有壓力17一斜劈被兩個小樁A和B固定在光滑的水平地面上,然后在斜面上放一物體,如圖所示。以下判斷正確的是( )A若物體靜止在斜面上,

44、則B受到擠壓B若物體勻速下滑,則B受到擠壓C若物體加速下滑,則A受到擠壓D若物體減速下滑,則A受到擠壓18輕質彈簧的上端固定在電梯的天花板上,彈簧下端懸掛一個小鐵球,電梯中有質量為50kg的乘客,如圖所示,在電梯運行時乘客發(fā)現(xiàn)輕質彈簧的伸長量是電梯靜止時輕質彈簧的伸長量的一半,這一現(xiàn)象表明(g=10m/s2)( )A電梯此時可能正以1m/s2的加速度大小加速上升,也可能是以1m/s2的加速度大小減速下降B電梯此時不可能是以1m/s2的加速度大小減速上升,只能是以5m/s2的加速度大小加速下降C電梯此時正以5m/s2的加速度大小加速上升,也可以是以5m/s2的加速度大小減速下降D不論電梯此時是上

45、升還是下降,也不論電梯是加速還是減速,乘客對電梯地板的壓力大小一定是250N 19如圖所示,小車上有固定支架,支架上用細線拴一個小球,線長為L(小球可看作質點),小車與小球一起以速度v0沿水平方向向左勻速運動。當小車突然碰到矮墻后車立即停止運動,此后小球升高的最大高度可能是(線未被拉斷)( )A大于v2/2gB小于v2/2gC等于 v2/2gD等于2L20. 如圖甲所示裝置中,光滑的定滑輪固定在高處,用細線跨過該滑輪,細線兩端各拴一個質量相等的砝碼m1和m2.在鐵架上a處固定環(huán)狀支架z,它的孔能讓m1通過。在m1上加一個槽碼m,由O點釋放向下做勻加速直線運動。當它們到達A時槽碼m被支架Z托住,

46、m1繼續(xù)下降。在圖乙中能正確表示m1運動速度v與時間t和位移s 與時間t關系圖象的是( )直線部分直線部分拋物線部分拋物線部分21.如圖甲所示,質量為m1kg的物體置于傾角為37°固定斜面上,對物體施以平行于斜面向上的拉力F,t11s時撤去拉力,物體運動的部分vt圖像如圖乙,v/m·s-1t/s21020甲乙F10試求(1)拉力F的平均功率;(2)t4s時物體的速度v。22.如圖所示,一平板車以某一速度v0勻速行駛,某時刻一貨箱(可視為質點)無初速度地放置于平板車上,貨箱離車后端的距離為l=3m,貨箱放入車上的同時,平板車開始剎車,剎車過程可視為做a=4m/s2的勻減速直線運動。已知貨箱與平板車之間的摩擦因數(shù)為=0.2,g=10m/s2。為使貨箱不從平板上掉下來,平板車勻速行駛的速度v0應滿

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