专题03 牛顿运动定律【考点清单】--2024-2025学年高一物理上学期期末考点大串讲（粤教版2019）

专题03 牛顿运动定律 考点01牛顿第一定律和惯性 考点02牛顿第二定律 考点03 力学单位制 考点04超重和失重 考点05 动力学两类问题 考点06实验：探究加速度与力、质量的关系 ▉考点01牛顿第一定律和惯性 一、牛顿第一定律 1．内容：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。 2．理想实验：它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能(填“不能”或“可以”)由实际的实验来验证。 3．物理意义 (1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律。 (2)提出了一切物体都具有惯性，即物体维持其原有运动状态的特性。 (3)揭示了力与运动的关系，说明力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。 注意：运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因。 二、惯性 1．定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 2．惯性大小的量度 质量是物体惯性大小的唯一量度。物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小。 3．对惯性的理解 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)物体惯性的大小只取决于物体的质量，与物体的受力情况、速度大小及所处位置无关。 (3)物体惯性表现形式： ①形式一：“保持原状”。物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 ②形式二：“反抗改变”。物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难改变。 ▉考点02牛顿第二定律 一、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．对牛顿第二定律的理解 4．加速度两个表达式的对比理解 (1)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系； (2)a＝是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝。 二、力的单位 1．比例系数k的意义 (1)在F＝kma中，k的数值取决于F、m、a的单位的选取． (2)在国际单位制中k＝1，牛顿第二定律的数学表达式为F＝ma，式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2． 2．国际单位：力的单位是牛顿，简称牛，符号N． 3．1 N的定义：将使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N＝1_kg·m/s2． 三、对牛顿第二定律的理解 1．对表达式F＝ma的理解 (1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位． (2)F的含义：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度． 2．牛顿第二定律的六个性质 性质 理解 因果性 力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度 矢量性 F＝ma是一个矢量式，物体的加速度方向由它受到的合力方向决定，且总与合力的方向相同 瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失 同体性 F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的 独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和 相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 3.两个加速度公式的区别 (1)a＝是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法定义的公式． (2)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素． 4．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 5．常用方法 合成法 (1)确定研究对象，画出受力分析图，将各个力按照力的平行四边形定则在加速度方向上合成，直接求出合力 (2)根据牛顿第二定律列式求解 分解法 (1)确定研究对象，画出受力分析图，根据力的实际效果，将某一个力分解成两个分力 (2)根据牛顿第二定律列式求解，应用此法时要求对力的作用效果有清楚的认识，要按照力的实际效果进行分解 正交分解法 当物体受到多个力的作用时，利用正交分解法较为简单，利用正交分解法需要建立直角坐标系，建系原则是尽可能少分解矢量，因此建系有两种情况： (1)沿加速度的方向建一坐标轴，沿垂直加速度方向建一坐标轴，这种方法不需要分解加速度 (2)沿某特定方向建立坐标系，这样可能少分解力，但需要分解加速度，此时应用：Fx＝max，Fy＝may ▉考点03力学单位制 一、基本单位 1．物理公式功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系． 2．基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的一些量． 3．基本单位：基本量的单位． 4．导出量：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量． 5．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、国际单位制 1．单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制． 2．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，简称SI. 3．国际单位制中的基本单位 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(公斤) kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n，(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I，(IV) 坎[德拉] cd 4.力学中三个基本物理量及单位 (1)三个基本物理量：长度、质量和时间． (2)国际单位制中三个基本单位：米、千克和秒． ▉考点04超重和失重 一、重力的测量 1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg. 2．另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量． 二、超重和失重 1．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度． 2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度． 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态． (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下． 三、超重和失重的理解 1．视重 当将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”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 2．超重、失重的分析 特征 状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a) ＞mg 向上加速或向下减速 失重 向下 F＝m(g－a) ＜mg 向下加速或向上减速 完全失重 向下a＝g F＝0 由落体运动、抛体运动、自卫星的运动等 ▉考点05动力学两类问题 一、从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来． 2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况． 3．由物体的受力情况确定其运动的思路 →→→→ 4．解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； (2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)； (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度； (4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量． 二、从运动情况确定受力 　如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力． 1．基本思路 分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力．流程图如下所示： 2．解题的一般步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力． ▉考点06实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1．学会用控制变量法探究物理规律． 2．探究加速度与力、质量的关系． 3．掌握利用图像处理数据的方法． 二、实验原理 采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，先让其中一个量保持不变来探究其他两个量之间的关系． 1．控制小车的质量M不变，分析加速度a与力F的关系． 2．控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，分析加速度a与M的关系． 三、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、重物、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺． 四、实验步骤 1．测质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0. 2．安装器材：按如图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)． 3．平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动(纸带上相邻点的间距相等)． 4．测a、F (1)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，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，纸带记录了小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘和砝码的总重力m1g. (2)保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，重复步骤(1)，多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和砝码的总重力m2g，m3g，… 5．测a、M (1)保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，接通电源后放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1. (2)继续在小车上增加砝码，重复步骤(1)，多做几次实验，在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M2，M3，… 6．用公式Δx＝aT2或a＝求得小车的加速度a，将得到的数据填入相应表格中，以便进行数据验证． 五、数据处理 1．把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中． 物理量 1 2 3 4 5 6 作用力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a－F图像，找出规律，分析a与F的关系． 2．把不同质量的小车(小车和砝码)在相同力的作用下产生的加速度大小填在表中． 物理量 1 2 3 4 5 6 质量M 加速度a 以a为纵坐标，分别以M和为横坐标，根据数据作a－M图像和a－图像，分析a与M的关系． 3．实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力F成正比． (2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比． 六、误差分析 1．系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg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．小盘和砝码的总质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小．因此，要求小盘和砝码的总质量远小于小车的质量是为了减小因实验原理不完善而引起的误差． 2．偶然误差：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． 七、注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂重物．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力． 2．实验中必须使小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量． 3．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，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车． 4．作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧． 一、单选题 1．足球是青少年喜爱的一项体育运动。如图所示是一次精彩的传球、头球攻门、进球的过程（虚线代表足球的飞行路径），下列说法正确的是（　　） A．静止在场地上的足球受到的弹力就是它的重力 B．运动员用力蹬地，身体却向上跃起，说明力的作用是相互的 C．传球过程中，足球受到平衡力的作用 D．运动员用头顶球时，力只改变了球的运动状态 【答案】B 【解析】A．静止在场地上的足球受力平衡，此时重力大小等于足球受到的弹力大小，但是不能说足球受到的弹力就是它的重力，故A错误； B．运动员用力蹬地，身体却向上跃起，说明力的作用是相互的，故B正确； C．传球过程中，足球的运动状态改变，足球不是受到平衡力的作用，故C错误； D．运动员用头顶球时，力即改变了足球的运动状态，也改让足球发生了形变，故D错误。 故选B。 2．对一些生活中的现象，某人试图从牛顿运动定律角度加以分析，其中正确的是（　　） A．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为强弩的惯性减小了 B．汽车匀速直线运动时，所受合力为零，其惯性也为零 C．人乘坐电梯加速上升时，电梯对人的支持力等于人对电梯的压力 D．“以卵击石”，石头对鸡蛋的作用力大小大于鸡蛋对石头的作用力大小 【答案】C 【解析】A．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为强弩的速度减小了，强弩的惯性只与质量有关，与速度无关。故A错误； B．汽车匀速直线运动时，所受合力为零，由牛顿第二定律可知，其加速度是零，其惯性与运动的状态无关。故B错误； C．人乘坐电梯加速上升时，电梯对人的支持力与人对电梯的压力是一对相互作用力，大小相等，方向相反。故D正确； D．“以卵击石”，石头对鸡蛋的作用力与鸡蛋对石头的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反。故D错误。 故选C。 3．如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端到将弹簧压缩到最短的过程中，下列图线中关于小球的加速度a与时间t、弹簧形变量x关系正确的是（不计空气阻力，以向下为正方向）（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】小球刚接触弹簧的一段时间内，重力大于弹力，则 加速度向下，即小球加速向下运动，随向下位移的增加，弹力变大，当弹力等于重力时，加速度为零，此时速度最大；以后弹力大于重力，加速度向上，则 即小球向下做减速运动，随弹力的增加，加速度逐渐变大，到达最低点时加速度向上最大，则小球的速度先增加后减小，加速度先减小后增加，且加速度a随位移x呈线性关系，但是随时间t不是线性关系。 故选D。 4．如图所示，物块M左侧贴着一竖直墙面，物块N置于物块M上。现将竖直向上的恒力F作用在M上，M、N一起向上做匀减速直线运动。M、N之间相对静止，物块N的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．物块M与墙面之间有滑动摩擦力 B．物块N可能只受到2个力 C．物块M与N之间可能没有摩擦力，但一定有弹力 D．物块N对物块M的作用力一定小于mg 【答案】D 【解析】A．对MN的整体，水平方向合力为零，则M与墙壁之间无压力，则物块M与墙面之间一定没有摩擦力，故A错误； BC．对物体N受力分析，重力向下、斜面M对N的弹力斜向右上方，因N受合力竖直向下，可知M一定对N有沿斜面向上的摩擦力，N受3个力作用，故BC错误； D．设物块M对物块N的作用力是F，根据牛顿第二定律 mg-F=ma 可知 F<mg 根据牛顿第三定律，物块N对物块M的作用力小于mg，故D正确。 故选D。 5．下列物理量，哪个不是国际制单位中的基本单位（　　） A．m B．s C．kg D．N 【答案】D 【解析】国际单位制中力学中的基本单位是m、kg、s，N不是国际单位制中的基本单位，是导出单位。 故选D。 6．深圳大疆公司是全球知名的无人机生产商，其生产的无人机在各行业中得到广泛应用。某同学应用大疆无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图a为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图b的三个维度的a-t（加速度-时间）图像，可以推断0s~4s的时间内无人机（    ） A．沿向x方向一直加速 B．沿y方向的飞行速度有可能先减小再增大 C．加速下降 D．处于超重状态 【答案】B 【解析】A．由图可知，0~2s无人机有沿x轴负方向的速度，2s~4s的时间内沿x轴的加速度为正，则沿向x方向速度会减小，故A错误； B．无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0~4s的时间内沿y轴的加速度为负，速度有可能先减小再反向增大，故B正确； CD．0~2s的时间内沿z轴的加速度向上，飞机加速上升，处于超重状态，2s~4s的时间内沿z轴的加速度向下，由图像面积可知速度还是向上，处于失重状态，故CD错误。 故选B。 7．如图所示，倾角为37°的传送带以恒定4m/s的速度沿顺时针方向转动。一煤块以m/s从底部冲上传送带向上运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，煤块到达传送带顶端时速度恰好为零，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A．煤块经2s速度减为4m/s B．传送带底端到顶端的距离为14m C．煤块相对传送带的位移为2m D．煤块所受摩擦力方向一直与其运动方向相反 【答案】C 【解析】AD．煤块速度大于传送带速度时，煤块受到的摩擦力沿传送带向下，与煤块的运动方向相反，煤块根据牛顿第二定律有 解得 故经时间 与皮带共速，之后继续减速运动，速度小于传送到的速度，传送带对煤块的摩擦力沿传送带向上，与煤块的运动方向相同，到达传送带顶端时速度恰好为零， 根据牛顿第二定律有 解得 这段时间 故到2s时煤块的速度为零，故A错误，D错误； B．1s时，煤块的速度为，则在前1s内煤块的位移大小为 在时间 内，煤块的位移为 故传送带底端到顶端的距离为10m，故B错误， C．传送带在两秒内向上运动的距离为 故煤块相对传送带的位移为 故C正确。 故选C。 8．看作球体的雨滴在无风的环境中从静止开始下落，受到的空气阻力与速度大小的关系满足（k为阻力系数，取0.47；为空气密度，约等于；S为雨滴的横截面积，），开始下落位置足够高，则半径的雨滴下落的最大速度约为（球体积公式，水密度）（　　） A．0.2m/s B．4.6m/s C．6.6m/s D．200m/s 【答案】C 【解析】当雨滴达到最大速度时，有 代入数据解得 故选C。 二、多选题 9．某赛车在平直路面上从静止突然加速启动时，下列描述正确的是（　　） A．若是前驱车，则车尾下沉 B．若是前驱车，则车头下沉 C．若是后驱车，则车头下沉 D．若是后驱车，则车尾下沉 【答案】AD 【解析】设后轮驱动，加速度为，则如下图所示 对前轮的力矩之和等于0，即 对后轮的力矩之和等于0，则 由得 ， 可知当汽车匀加速前进时 同理前轮驱动亦可证明 则无论是前轮驱动还是后轮驱动，都是车尾下沉。 故选AD。 10．如图所示，将轻弹簧上端固定在铁架台上，竖直悬挂的轻弹簧下端可悬挂钩码，在弹簧右侧竖直固定一把直尺，使弹簧A点指针所指示数为弹簧的长度。不挂钩码时指针在30cm，挂一个钩码静止时指针指在40cm位置。某同学竖直向下拉钩码，使钩码在竖直方向上下振动，该同学欲将直尺的不同刻度对应的加速度标在直尺上。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g（轻弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（    ） A．刻度尺40cm处对应的加速度为g B．刻度尺50cm处对应的加速度为g C．刻度尺30cm处对应的加速度为 D．各刻度对应的加速度值是线性关系 【答案】BD 【解析】由题知，不挂砝码时，弹簧下端指针位于直尺30cm刻度处，则弹簧的原长；下端悬挂砝码，静止时指针位于直尺40cm刻度处，则根据受力平衡有 可计算出 A．由分析可知，在40cm刻度时，根据牛顿第二定律有 可得 故A错误； B．在50cm刻度时，有 故B正确； C．在30cm刻度时，根据牛顿第二定律有 故C错误； D．设刻度对应值为，根据牛顿第二定律可得 可知加速度与刻度对应值为成线性关系，故D正确。 故选BD。 11．太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为30°，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小 的匀加速直线运动时，取 ，人与轿厢底面的动摩擦因数μ=0.5， 则下列说法正确的是 （　　） A．游客处于超重状态 B．轿厢对游客的支持力约为600N C．游客对轿厢的作用力竖直向下 D．游客受到的摩擦力大小为，方向水平向右 【答案】ABD 【解析】由题可知，游客相对轿厢静止，故游客的加速度与轿厢的加速度相同，即为a=4m/s2，将游客的加速度分解到水平方向和竖直方向，则有 ， AB．竖直方向上，游客受到向上的支持力，根据牛顿第二定律 代入数据可得支持力大小为 比重力500N更大，故物体处于超重状态，故AB 正确； D．由于游客水平方向加速度向右，可知游客受到水平向右的摩擦力，大小为 故D正确； C．对游客受力分析，可知游客受轿厢竖直向上的支持力和水平向右的摩擦力作用，根据牛顿第三定律，可知游客对轿厢的压力竖直向下，摩擦力水平向左，根据平行四边形定则，可知游客对轿厢的作用力斜向左下方，故C错误。 故选 ABD。 12．汽车在斜坡上无动力减速上坡过程可视为匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：x＝（24t－4t2） m（t的单位是s），已知斜坡与水平方向的夹角为30°，当地重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是（　　） A．汽车的加速度大小为4m/s2 B．汽车的加速度大小为8m/s2 C．汽车无动力减速上坡过程中，所受阻力与其对坡面的压力之比为0.8 D．汽车无动力减速上坡过程中，所受阻力与其对坡面的压力之比为 【答案】BD 【解析】AB．汽车在斜坡上无动力减速上坡过程，其位移与时间的关系为 结合匀减速直线运动位移时间公式 可知汽车的加速度大小为 故A错误，B正确； CD．汽车无动力减速上坡过程中，根据牛顿第二定律可得 解得 则所受阻力与其对坡面的压力之比为 故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题 13．某同学用如图甲所示装置来验证铁块沿斜面向下做匀加速直线运动的牛顿第二定律，已知实验时打点计时器的周期为T，铁块与斜面间的滑动摩擦因数为，斜面的倾角为，铁块做匀加速直线运动对应的打点计时器打出的纸带如图乙所示，回答下列问题： （1）本实验 （填“需要”或“不需要”）测量铁块的质量； （2）铁块的加速度 （用、、、T表示）； （3）当表达式 成立时，牛顿第二定律得到验证。 【答案】 不需要 【解析】（1）[1]在验证牛顿第二定律时，可以把铁块的质量消去，所以不需要测量铁块的质量： （2）[2]由纸带公式 可得 （3）[3]对铁块受力分析，根据题中所给的条件，铁块的合力 若 成立,即 成立，牛顿第二定律得到验证。 14．如图甲所示，在研究弹力和弹簧伸长量的关系时，把弹簧上端固定在横梁上，下端悬吊不同重力的砝码，用刻度尺测量弹簧的长度，把弹簧的伸长和弹簧弹力F的关系在坐标系中描点如图乙所示。 (1)根据坐标系中的描点，绘制图像 ； (2)从坐标系中的实验数据可知，该弹簧的劲度系数是 （精确到两位有效数字）： (3)关于实验注意事项，以下哪项是没有必要的？（填入字母序号）______。 A．悬吊砝码后，在砝码静止后再读数 B．尽量减小弹簧和横梁之间的摩擦 C．弹簧的受力不超过它的弹性限度 【答案】(1) (2) (3)B 【解析】（1）根据坐标系中的描点，绘制图像如图所示 （2）根据图像，可得弹簧的劲度系数为 （3）A．弹簧悬吊砝码后，当砝码静止后，处于平衡状态，这时读数才是准确的，故A有必要，不符合题意； B．弹簧和横梁之间的摩擦大小不影响弹簧读数，对于该实验没有影响，故B没有必要，符合题意； C．当弹簧受力超过它的弹性限度时，胡克定律不再成立，造成大的实验误差，故C有必要，不符合题意。 本题选没有必要的，故选B。 四、解答题 15．如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角，小球和车厢相对静止，小球的质量为（取）。求： (1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。 (2)悬线对小球的拉力大小。 【答案】(1)车厢运动的加速度为，方向向右，车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动 (2) 【解析】（1）由于车厢沿水平方向运动，所以小球有水平方向的加速度，所受合力F沿水平方向，选小球为研究对象，受力分析如图所示 由几何关系可得 小球的加速度 方向向右，则车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。 （2）以水平向右为x轴正方向建立坐标系，并将悬线对小球的拉力正交分解，如图所示 则沿水平方向有 竖直方向有 联立解得 ， 且加速度方向向右，故车厢做向右的匀加速直线运动或向左的匀减速直线运动。 16．升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20 kg的物体（g＝10 m/s2），则： （1）当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？ （2）当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ （3）当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ （4）当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？ 【答案】（1）200 N；（2）超重，220 N；（3）失重，100 N；（4）0 【解析】（1）当升降机匀速上升时，根据 FN＝mg＝200 N 根据牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为200 N。 （2）当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，加速度方向向上，物体处于超重状态，根据牛顿第二定律 FN′－mg＝ma1 解得 FN′＝220 N 由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为220 N。 （3）当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，加速度方向向下，物体处于失重状态，根据牛顿第二定律 mg－FN″＝ma2 解得 FN″＝100 N 由牛顿第三定律，物体对台秤的压力大小为100 N。 （4）当升降机自由下落时，加速度等于重力加速度，则物体处于完全失重状态，则物体对台秤的压力为0。 17．如图，一长木板静止在水平地面上，一物块叠放在长木板上，整个系统处于静止状态，长木板的质量为，物块的质量为，物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面之间的动摩擦因数为，对长木板施加一个水平向右的拉力，拉力，作用后将力撤去，之后长木板和物块继续运动，最终物块没有从长木板上掉下来。物块可看作质点，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取 ，求∶ (1)刚开始运动时物块与长木板的加速度大小分别为多大； (2)撤去拉力后，和运动的时间分别为多少； (3)长木板的最短长度。 【答案】(1)， (2)1.1s，0.5s (3)0.6m 【解析】（1）假设物块与长木板一起运动，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 当物块与长木板之间相对滑动时，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 由于，则物块与长木板之间发生相对滑动。以长木板为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 （2）作用时间s过程中，物块做匀加速直线运动，物块速度的大小为 长木板做匀加速直线运动，长木板速度的大小为 撤去拉力时长木板的速度大于物块速度，则撤去拉力之后物块与长木板之间继续发生相对滑动，设再经二者共速，物块继续做匀加速运动，加速度为 长木板做匀减速直线运动，以长木板为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 设经过时间物块与长木板达到共同速度v，根据运动学公式 解得 s， 当两者速度相等之后，假设物块与长木板一起运动，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 此时物块与长木板之间的摩擦力为 N 物块与长木板之间的最大静摩擦力为 N 由于，则物块与长木板两者速度相等之后不会一起做减速运动，物块相对于长木板向前滑动，物块的加速度 停止的时间 s 物块运动的时间为 以长木板为研究对象，根据牛顿第二定律有 解得 停止的时间 长木板运动的时间为 （3）作用s时间过程中，物块的位移 m 长木板的位移 m 撤去拉力后0.1s，此过程中物块的位移为 m 长木板的位移 m 在s和s时间内物块相对于长木板向左滑动的距离为 m 当两者速度相等之后，物块减速过程运动位移为 长木板减速过程运动位移为 m 此过程中物块相对于长木板向前滑动的位移为 m 则，则长木板的最小长度为 m 18．如图，在一座高楼顶端悬挂一个空心金属管，金属管长，在金属管的正下方地面上有一小球，该球距离金属管底部。时，给小球一竖直向上、大小为的初速度，小球向上做匀减速直线运动，同时切断连接金属管的细绳，若小球和金属管始终在同一竖直线上运动，且小球的直径远小于金属管的内径，小球落地后不反弹，重力加速度大小取，不计空气阻力。 (1)求小球刚进入金属管的底端的时刻； (2)求小球在金属管内的时间； (3)若改变小球的初速度的大小，在金属管落地前，要使小球在上升阶段进入管内，则初速度必须满足什么条件；反之，要使小球在下落阶段进入管内，则初速度必须满足什么条件？ 【答案】(1) (2) (3)， 【解析】（1）当小球刚进入金属管的底端时，由匀变速直线运动规律分别得到金属管和小球位移大小分别为 由因为 联立解得 （2）设小球刚穿过金属管的上端的时刻为，则由匀变速直线运动规律分别得到金属管和小球在该过程位移大小分别为 又因为 解得 小球在金属管内的时间 （3）当小球刚进入金属管的底端时，则由匀变速直线运动规律分别得到金属管和小球在该过程位移大小分别为 又因为 解得 小球上升到最高点用时为 ①要使小球在上升阶段进入管内，则 得 （或） ②要使小球在下落阶段进入管内，小球抛出到落地用时 则 得 （或） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 牛顿运动定律 考点01牛顿第一定律和惯性 考点02牛顿第二定律 考点03 力学单位制 考点04超重和失重 考点05 动力学两类问题 考点06实验：探究加速度与力、质量的关系 ▉考点01牛顿第一定律和惯性 一、牛顿第一定律 1．内容：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。 2．理想实验：它是在经验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验，是人们在思想上塑造的理想过程。牛顿第一定律是通过理想斜面实验得出的，它不能(填“不能”或“可以”)由实际的实验来验证。 3．物理意义 (1)揭示了物体在不受外力或所受合外力为零时的运动规律。 (2)提出了一切物体都具有惯性，即物体维持其原有运动状态的特性。 (3)揭示了力与运动的关系，说明力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。 注意：运动状态的改变指速度的改变，速度改变则必有加速度，故力是物体产生加速度的原因。 二、惯性 1．定义：物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫作惯性。 2．惯性大小的量度 质量是物体惯性大小的唯一量度。物体的质量越大，惯性越大；物体的质量越小，惯性越小。 3．对惯性的理解 (1)惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性。 (2)物体惯性的大小只取决于物体的质量，与物体的受力情况、速度大小及所处位置无关。 (3)物体惯性表现形式： ①形式一：“保持原状”。物体不受外力或所受的合外力为零时，惯性表现为物体保持匀速直线运动状态或静止状态。 ②形式二：“反抗改变”。物体受到外力且合外力不为零时，惯性表现为物体运动状态改变的难易程度。惯性越大，物体的运动状态越难改变。 ▉考点02牛顿第二定律 一、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．对牛顿第二定律的理解 4．加速度两个表达式的对比理解 (1)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系； (2)a＝是加速度的决定式，a的大小由合外力F和质量m决定，且a∝F，a∝。 二、力的单位 1．比例系数k的意义 (1)在F＝kma中，k的数值取决于F、m、a的单位的选取． (2)在国际单位制中k＝1，牛顿第二定律的数学表达式为F＝ma，式中F、m、a的单位分别为N、kg、m/s2． 2．国际单位：力的单位是牛顿，简称牛，符号N． 3．1 N的定义：将使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力规定为1 N，即1 N＝1_kg·m/s2． 三、对牛顿第二定律的理解 1．对表达式F＝ma的理解 (1)单位统一：表达式中F、m、a三个物理量的单位都必须是国际单位． (2)F的含义：F是合力时，加速度a指的是合加速度，即物体的加速度；F是某个力时，加速度a是该力产生的加速度． 2．牛顿第二定律的六个性质 性质 理解 因果性 力是产生加速度的原因，只要物体所受的合力不为0，物体就具有加速度 矢量性 F＝ma是一个矢量式，物体的加速度方向由它受到的合力方向决定，且总与合力的方向相同 瞬时性 加速度与合外力是瞬时对应关系，同时产生，同时变化，同时消失 同体性 F＝ma中F、m、a都是对同一物体而言的 独立性 作用在物体上的每一个力都产生加速度，物体的实际加速度是这些加速度的矢量和 相对性 物体的加速度是相对于惯性参考系而言的，即牛顿第二定律只适用于惯性参考系 3.两个加速度公式的区别 (1)a＝是加速度的定义式，它给出了测量物体的加速度的方法，这是物理上用比值定义物理量的方法定义的公式． (2)a＝是加速度的决定式，它揭示了物体产生加速度的原因及影响物体加速度的因素． 4．应用牛顿第二定律解题的一般步骤 5．常用方法 合成法 (1)确定研究对象，画出受力分析图，将各个力按照力的平行四边形定则在加速度方向上合成，直接求出合力 (2)根据牛顿第二定律列式求解 分解法 (1)确定研究对象，画出受力分析图，根据力的实际效果，将某一个力分解成两个分力 (2)根据牛顿第二定律列式求解，应用此法时要求对力的作用效果有清楚的认识，要按照力的实际效果进行分解 正交分解法 当物体受到多个力的作用时，利用正交分解法较为简单，利用正交分解法需要建立直角坐标系，建系原则是尽可能少分解矢量，因此建系有两种情况： (1)沿加速度的方向建一坐标轴，沿垂直加速度方向建一坐标轴，这种方法不需要分解加速度 (2)沿某特定方向建立坐标系，这样可能少分解力，但需要分解加速度，此时应用：Fx＝max，Fy＝may ▉考点03力学单位制 一、基本单位 1．物理公式功能：物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时，也确定了物理量的单位之间的关系． 2．基本量：被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的一些量． 3．基本单位：基本量的单位． 4．导出量：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量． 5．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、国际单位制 1．单位制：基本单位和导出单位一起组成单位制． 2．国际单位制：1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，简称SI. 3．国际单位制中的基本单位 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(公斤) kg 时间 t 秒 s 电流 I 安[培] A 热力学温度 T 开[尔文] K 物质的量 n，(ν) 摩[尔] mol 发光强度 I，(IV) 坎[德拉] cd 4.力学中三个基本物理量及单位 (1)三个基本物理量：长度、质量和时间． (2)国际单位制中三个基本单位：米、千克和秒． ▉考点04超重和失重 一、重力的测量 1．一种方法是，先测量物体做自由落体运动的加速度g，再用天平测量物体的质量，利用牛顿第二定律可得：G＝mg. 2．另一种方法是，利用力的平衡条件对重力进行测量． 二、超重和失重 1．超重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向上的加速度． 2．失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象． (2)产生条件：物体具有竖直向下的加速度． 3．完全失重 (1)定义：物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)等于零的状态． (2)产生条件：a＝g，方向竖直向下． 三、超重和失重的理解 1．视重 当将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”，大小等于弹簧测力计所受的拉力或台秤所受的压力． 2．超重、失重的分析 特征 状态 加速度 视重(F)与重力的关系 运动情况 受力图 平衡 a＝0 F＝mg 静止或匀速直线运动 超重 向上 F＝m(g＋a) ＞mg 向上加速或向下减速 失重 向下 F＝m(g－a) ＜mg 向下加速或向上减速 完全失重 向下a＝g F＝0 由落体运动、抛体运动、自卫星的运动等 ▉考点05动力学两类问题 一、从受力确定运动情况 1．牛顿第二定律确定了运动和力的关系，使我们能够把物体的运动情况与受力情况联系起来． 2．如果已知物体的受力情况，可以由牛顿第二定律求出物体的加速度，再通过运动学的规律确定物体的运动情况． 3．由物体的受力情况确定其运动的思路 →→→→ 4．解题步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图； (2)根据力的合成与分解的方法，求出物体所受的合外力(包括大小和方向)； (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体的加速度； (4)结合给定的物体运动的初始条件，选择运动学公式，求出所需的运动参量． 二、从运动情况确定受力 　如果已知物体的运动情况，根据运动学规律求出物体的加速度，结合受力分析，再根据牛顿第二定律求出力． 1．基本思路 分析物体的运动情况，由运动学公式求出物体的加速度，再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力，进而可以求出物体所受的其他力．流程图如下所示： 2．解题的一般步骤 (1)确定研究对象，对研究对象进行受力分析和运动分析，并画出物体的受力示意图． (2)选择合适的运动学公式，求出物体的加速度． (3)根据牛顿第二定律列方程，求出物体所受的合力． (4)根据力的合成与分解的方法，由合力和已知力求出未知力． ▉考点06实验：探究加速度与力、质量的关系 一、实验目的 1．学会用控制变量法探究物理规律． 2．探究加速度与力、质量的关系． 3．掌握利用图像处理数据的方法． 二、实验原理 采用控制变量法，在探究加速度与力、质量三者关系时，先让其中一个量保持不变来探究其他两个量之间的关系． 1．控制小车的质量M不变，分析加速度a与力F的关系． 2．控制砝码和小盘的质量不变，即力F不变，改变小车的质量M，分析加速度a与M的关系． 三、实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘、重物、夹子、细绳、交流电源、导线、天平(带有一套砝码)、刻度尺． 四、实验步骤 1．测质量：用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0. 2．安装器材：按如图所示将实验器材安装好(小车上不系绳)． 3．平衡摩擦力：把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板，反复移动其位置，使小车在不挂小盘和砝码的情况下，能沿木板做匀速直线运动(纸带上相邻点的间距相等)． 4．测a、F (1)把小车停在打点计时器处，挂上小盘和砝码，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，纸带记录了小车的运动情况，取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂小盘和砝码的总重力m1g. (2)保持小车的质量不变，改变小盘中砝码的质量，重复步骤(1)，多做几次实验，并记录好相应纸带的编号及所挂小盘和砝码的总重力m2g，m3g，… 5．测a、M (1)保持小车所受的合外力不变，在小车上加砝码，接通电源后放开小车，用纸带记录小车的运动情况，取下纸带，并在纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M1. (2)继续在小车上增加砝码，重复步骤(1)，多做几次实验，在每次实验得到的纸带上标上号码及小车和砝码的总质量M2，M3，… 6．用公式Δx＝aT2或a＝求得小车的加速度a，将得到的数据填入相应表格中，以便进行数据验证． 五、数据处理 1．把小车在不同力作用下产生的加速度填在表中． 物理量 1 2 3 4 5 6 作用力F 加速度a 以a为纵坐标、F为横坐标，根据数据作a－F图像，找出规律，分析a与F的关系． 2．把不同质量的小车(小车和砝码)在相同力的作用下产生的加速度大小填在表中． 物理量 1 2 3 4 5 6 质量M 加速度a 以a为纵坐标，分别以M和为横坐标，根据数据作a－M图像和a－图像，分析a与M的关系． 3．实验结论 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所受力F成正比． (2)在力F不变时，物体的加速度a与质量M成反比． 六、误差分析 1．系统误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg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．小盘和砝码的总质量越接近于小车的质量，误差越大；反之，小盘和砝码的总质量越小于小车的质量，由此引起的误差就越小．因此，要求小盘和砝码的总质量远小于小车的质量是为了减小因实验原理不完善而引起的误差． 2．偶然误差：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． 七、注意事项 1．平衡摩擦力时不要挂重物．整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的质量还是改变小车和砝码的质量，都不需要重新平衡摩擦力． 2．实验中必须使小车和砝码的总质量远大于小盘和砝码的总质量． 3．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，再放开小车，且应在小车到达滑轮前按住小车． 4．作图像时，要使尽可能多的点在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线两侧． 一、单选题 1．足球是青少年喜爱的一项体育运动。如图所示是一次精彩的传球、头球攻门、进球的过程（虚线代表足球的飞行路径），下列说法正确的是（　　） A．静止在场地上的足球受到的弹力就是它的重力 B．运动员用力蹬地，身体却向上跃起，说明力的作用是相互的 C．传球过程中，足球受到平衡力的作用 D．运动员用头顶球时，力只改变了球的运动状态 2．对一些生活中的现象，某人试图从牛顿运动定律角度加以分析，其中正确的是（　　） A．“强弩之末，势不能穿鲁缟”，是因为强弩的惯性减小了 B．汽车匀速直线运动时，所受合力为零，其惯性也为零 C．人乘坐电梯加速上升时，电梯对人的支持力等于人对电梯的压力 D．“以卵击石”，石头对鸡蛋的作用力大小大于鸡蛋对石头的作用力大小 3．如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端到将弹簧压缩到最短的过程中，下列图线中关于小球的加速度a与时间t、弹簧形变量x关系正确的是（不计空气阻力，以向下为正方向）（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，物块M左侧贴着一竖直墙面，物块N置于物块M上。现将竖直向上的恒力F作用在M上，M、N一起向上做匀减速直线运动。M、N之间相对静止，物块N的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．物块M与墙面之间有滑动摩擦力 B．物块N可能只受到2个力 C．物块M与N之间可能没有摩擦力，但一定有弹力 D．物块N对物块M的作用力一定小于mg 5．下列物理量，哪个不是国际制单位中的基本单位（　　） A．m B．s C．kg D．N 6．深圳大疆公司是全球知名的无人机生产商，其生产的无人机在各行业中得到广泛应用。某同学应用大疆无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图a为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图b的三个维度的a-t（加速度-时间）图像，可以推断0s~4s的时间内无人机（    ） A．沿向x方向一直加速 B．沿y方向的飞行速度有可能先减小再增大 C．加速下降 D．处于超重状态 7．如图所示，倾角为37°的传送带以恒定4m/s的速度沿顺时针方向转动。一煤块以m/s从底部冲上传送带向上运动，煤块与传送带间的动摩擦因数为0.25，煤块到达传送带顶端时速度恰好为零，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则（　　） A．煤块经2s速度减为4m/s B．传送带底端到顶端的距离为14m C．煤块相对传送带的位移为2m D．煤块所受摩擦力方向一直与其运动方向相反 8．看作球体的雨滴在无风的环境中从静止开始下落，受到的空气阻力与速度大小的关系满足（k为阻力系数，取0.47；为空气密度，约等于；S为雨滴的横截面积，），开始下落位置足够高，则半径的雨滴下落的最大速度约为（球体积公式，水密度）（　　） A．0.2m/s B．4.6m/s C．6.6m/s D．200m/s 二、多选题 9．某赛车在平直路面上从静止突然加速启动时，下列描述正确的是（　　） A．若是前驱车，则车尾下沉 B．若是前驱车，则车头下沉 C．若是后驱车，则车头下沉 D．若是后驱车，则车尾下沉 10．如图所示，将轻弹簧上端固定在铁架台上，竖直悬挂的轻弹簧下端可悬挂钩码，在弹簧右侧竖直固定一把直尺，使弹簧A点指针所指示数为弹簧的长度。不挂钩码时指针在30cm，挂一个钩码静止时指针指在40cm位置。某同学竖直向下拉钩码，使钩码在竖直方向上下振动，该同学欲将直尺的不同刻度对应的加速度标在直尺上。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g（轻弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（    ） A．刻度尺40cm处对应的加速度为g B．刻度尺50cm处对应的加速度为g C．刻度尺30cm处对应的加速度为 D．各刻度对应的加速度值是线性关系 11．太白山是陕西避暑胜地之一。如图是太白山索道的抽象物理模型，已知体重约为50kg的游客站立于轿厢底面，倾斜索道与水平面的夹角为30°，当载人轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小 的匀加速直线运动时，取 ，人与轿厢底面的动摩擦因数μ=0.5， 则下列说法正确的是 （　　） A．游客处于超重状态 B．轿厢对游客的支持力约为600N C．游客对轿厢的作用力竖直向下 D．游客受到的摩擦力大小为，方向水平向右 12．汽车在斜坡上无动力减速上坡过程可视为匀减速直线运动，其位移与时间的关系是：x＝（24t－4t2） m（t的单位是s），已知斜坡与水平方向的夹角为30°，当地重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是（　　） A．汽车的加速度大小为4m/s2 B．汽车的加速度大小为8m/s2 C．汽车无动力减速上坡过程中，所受阻力与其对坡面的压力之比为0.8 D．汽车无动力减速上坡过程中，所受阻力与其对坡面的压力之比为 三、实验题 13．某同学用如图甲所示装置来验证铁块沿斜面向下做匀加速直线运动的牛顿第二定律，已知实验时打点计时器的周期为T，铁块与斜面间的滑动摩擦因数为，斜面的倾角为，铁块做匀加速直线运动对应的打点计时器打出的纸带如图乙所示，回答下列问题： （1）本实验 （填“需要”或“不需要”）测量铁块的质量； （2）铁块的加速度 （用、、、T表示）； （3）当表达式 成立时，牛顿第二定律得到验证。 14．如图甲所示，在研究弹力和弹簧伸长量的关系时，把弹簧上端固定在横梁上，下端悬吊不同重力的砝码，用刻度尺测量弹簧的长度，把弹簧的伸长和弹簧弹力F的关系在坐标系中描点如图乙所示。 (1)根据坐标系中的描点，绘制图像 ； (2)从坐标系中的实验数据可知，该弹簧的劲度系数是 （精确到两位有效数字）： (3)关于实验注意事项，以下哪项是没有必要的？（填入字母序号）______。 A．悬吊砝码后，在砝码静止后再读数 B．尽量减小弹簧和横梁之间的摩擦 C．弹簧的受力不超过它的弹性限度 四、解答题 15．如图所示，沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角，小球和车厢相对静止，小球的质量为（取）。求： (1)车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况。 (2)悬线对小球的拉力大小。 16．升降机地板上放一个弹簧式台秤，秤盘放一个质量为20 kg的物体（g＝10 m/s2），则： （1）当升降机匀速上升时，物体对台秤的压力大小是多少？ （2）当升降机以1 m/s2的加速度竖直上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ （3）当升降机以5 m/s2的加速度减速上升时，物体处于超重状态还是失重状态？物体对台秤的压力大小是多少？ （4）当升降机自由下落时，物体对台秤的压力为多少？ 17．如图，一长木板静止在水平地面上，一物块叠放在长木板上，整个系统处于静止状态，长木板的质量为，物块的质量为，物块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面之间的动摩擦因数为，对长木板施加一个水平向右的拉力，拉力，作用后将力撤去，之后长木板和物块继续运动，最终物块没有从长木板上掉下来。物块可看作质点，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取 ，求∶ (1)刚开始运动时物块与长木板的加速度大小分别为多大； (2)撤去拉力后，和运动的时间分别为多少； (3)长木板的最短长度。 18．如图，在一座高楼顶端悬挂一个空心金属管，金属管长，在金属管的正下方地面上有一小球，该球距离金属管底部。时，给小球一竖直向上、大小为的初速度，小球向上做匀减速直线运动，同时切断连接金属管的细绳，若小球和金属管始终在同一竖直线上运动，且小球的直径远小于金属管的内径，小球落地后不反弹，重力加速度大小取，不计空气阻力。 (1)求小球刚进入金属管的底端的时刻； (2)求小球在金属管内的时间； (3)若改变小球的初速度的大小，在金属管落地前，要使小球在上升阶段进入管内，则初速度必须满足什么条件；反之，要使小球在下落阶段进入管内，则初速度必须满足什么条件？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！8 学科网（北京）股份有限公司 $$