第4章 2 实验：探究加速度与力、质量的关系-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第一册同步辅导与测试(人教版)

FN2 0 mg 0 a b 将重力mg、力F2沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平 衡条件可得F=mgsin0+F,FN=mgcos0,Fn=uF1,F2cos0 =mgsin 0-F,FN2 =mgcos 0+F2 sin 0,Fp=uFN2 F= F=cos 0- mgsin 0t uangcos 0,F2-s cos o-usin fsin0,B正确。 「答案B 「典例6] 「解析 以a、b为整体，整体受重力 F 2ng、细线OA的拉力FT及拉力F三个力而平 衡，如图所示，在三个力构成的失量三角形中，当 力F垂直于细线OA的拉力FT时有最小值，且最 小值F-2 ngsin0-mg,B项正确。 答案]B [典例7丁[解析]对A球受力分析可知，因O、A2mg 间绳竖直，则A、B间绳上的拉力为0。对B球受力分析如图所 示，则可知当F与O、B间绳垂直时F最小，Fmm=Gsin0,由几何 关系可知sin0=7=,则Fm=2G,故选项A正确。 0F" B G [答案]A 第四章 运动和力的关系 牛顿第一定律 必备知识·自主梳理 1.力静止 2.(1)增大相同 永远运动下去(2)不是 3.不会停下来 1.匀速直线运动静止改变 2.匀速直线运动静止惯性 质量质量无 即学即用 1.(1)/(2)×(3)×(4)×(5)×(6)× 2.前原来位置 关键能力·合作探究 要点1 探究导入 提示：(1)不等于h,小于h。 (2)等于h。 (3)能，通过的距离变大。 (4)不能，永远运动下去 探究归纳 [典例1]「解析]理想实验的思想方法，即在实验事实的基础上 经过合理的想象，获取结论。针对题目所述的实验步骤，正确的 排列顺序是②③①④，步骤②属于可靠的实验事实。 [答案](1)②③①④(2)可靠的实验事实 针对训练 1.BC「伽利略的理想实验是在实验基础上假想的，A错误：伽利略 的理想实验虽然是假想的，但是，是在实验基础上，抓住主要因 素，忽略次要因素，合理推理得到的，它得出的结论是可靠的，B正 确：理想实验是一种科学方法，C正确：理想实验是一种以可靠的 事实为依据，忽略次要因素，并把实验的情况合理外推到理想状 态，从而揭示自然现象本质的假想实验，不能用实验验证，D 错误。 2.D[完全没有摩擦阻力的斜面实际上是不存在的，故实验不可能 实际完成，故A错误：图1的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得 出物体的运动不需要力来维持，故B错误：伽利略设想物体下落 的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以 伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时 间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的 较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲 淡”重力的作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直 下落的加速度小得多，所用时间长得多，所以容易测量。伽利略 21 做了上百次实验，并通过抽象思雏在实验结果上做了合理外推， 故C错误，D正确。 要点2 探究导入 提示：(1)不是。因为木箱受到阻力的作用 (2)如果没有摩擦阻力，也不受其他任何力的作用，木箱将保持这 个速度沿直线永远运动下去。 探究归纳 「典例2] 「解析]根据牛顿第一定律的内容可以判断力是改变物 体运动状态的原因，不受力的物体将保持静止或匀速直线运动状 态，故A错误，B正确：若物体向正北方向做匀速直线运动，则物 体不受力或所受合外力为零，C错误：物体受到力的作用，若合外 力为零，则物体也可以保持运动状态不变，故D错误。 答案 B 针对训练 3.ABD [牛顿第一定律描述的是物体不受外力作用时的运动规 律，总保持匀速直线运动状态或静止状态，A、B正确：牛顿第一定 律还揭示了力和运动的关系，力是改变物体运动状态的原因，而 不是维持物体运动状态的原因。在水平地面上滑动的木块最终 停下来，是由于摩擦力的作用改变了其运动状态；奔跑的运动员 遇到障碍而被绊倒，是因为他受到外力作用而改变了运动状态，C 错误，D正确。] 要点3 探究导入 提示：(1)第一幅图片是车启动的时候，人由于惯性向后仰，第二 幅图片是刹车的时候，人由于惯性向前倾 (2)加速运动时，人的上半身还保持原来的静止状态，而下半身与 车一起加速前进，于是由于惯性人向后仰 减速运动时，人的上半身还保持原来的运动状态，而下半身与车 起减速前进，于是由于惯性人向前倾。 探究归纳 典例3 解析若汽车做匀速直线运动，则摆锤不会从实线位 置摆到虚线位置，故选项A、B均错误；由题图可知摆锤向右摆动， 裉据惯性知识可推知，汽车可能向左加速或向右减速，故选项C 正确，选项D错误。 答案] C 针对训练 4.ACD「惯性是物体固有的属性，惯性越大的物体，保持原来运动 状态的性质越强，即它的运动状态越难改变，A正确；质量是惯性 大小的唯一量度，惯性大小与运动状态无关，错误：“嫦峨四号 卫星在地球上的质量与它绕月球飞行时的质量相同，惯性相同，C 正确；质量大的物体惯性大，各种机床和发电机的底座做得很笨 重，目的是增大惯性，D正确。 5.C 「物体的惯性大小只由质量决定，与物体的速度大小无关，A 错误；一切物体均有惯性，不论物体处于加速、减速还是匀速运动 状态，B错误：同样大小的力作用于物体上，运动状态越雄改变，说 明物体保持原来运动状态的本领越大，惯性也越大，C正确：人向 上跳起后，人在水平方向不受外力作用，由于惯性，人在水平方向 的速度不变，与车速相同，因此人落下后仍落在车厢内原处，D 错误。] 素养演练·提升技能 [亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，伽利略运用逻辑 推理和实验相结合的方法推翻了亚里士多德的观点，认为力不是 雏持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因：牛顿提出 了物体的运动定律，其中牛顿第一定律即为惯性定律，故A正确， B、C、D错误。 2.ACD 「牛顿第一定律有三层含义：不受力时物体将保持静止状 态或匀速直线运动状态，这是由于一切物体都具有惯性：受到力 的作用物体的运动状态就要发生变化，从而揭示出力是改变物体 运动状态的原因：指出了物体在不受力时的运动状态，故选项A、 C、D正确：牛顿第一定律并不是惯性，惯性是物体的一种性质，而 牛顿第一定律是物体的运动规律，两者是不同的概念，不可混为 谈，选项B错误。 3.C [骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下是为了增大人和自行车整 体的速度，惯性是物体的固有属性，只与物体本身质量有关，与物 体的运动状态和受力情况无关，故A、B、D项错误，C项正确。 4.B [骑车人与车原来处于运动状态，车前轮陷入水坑时，前轮静 止，但人与车的后半部分由于具有惯性仍保持向前运动，因此摔 倒，故B正确，A、C、D错误。 5.B 一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，羽 毛球筒在力的作用下向下运动，而羽毛球由于惯性而保持静止， 所以羽毛球会从筒的上端出来，是在利用羽毛球的惯性，故B 正确。] 2 实验：探究加速度与力、质量的关系 实验研析·创新学习 典例1 解析] (1)由于小车运动受到摩擦阻力，所以要进行平 衡摩擦力，以减小实验误差，称为平衡摩擦力法： (2)在探究加速度、力与质量三者关系时，先保持其中一个量不 变，来探究其他两个量之间的关系，称为控制变量法； (3)当小车质量M*≥m糖时，细绳对小车的拉力大小近似等于槽 码的重力排g,称为近似法； (4)通过图像研究实验的结果，称为图像法： 2 (⑤)在作图时，由a-M车图像转化为a图像，使图线由曲线 转化为直线，称为化曲为直法 「答案](1)平衡摩擦力法(2)控制变量法 (3)近似法(4)图像法(5)化曲为直法 「典例2]解析(1)由逐差法可得小车加速度大小为 a=西十十）-(x十十西) 9T2 (8.67+11.08+13.49)×0.01-(1.50+3.88+6.26)×0.01 0.09 m/s? =2.4m/s2 打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为 =x,=0.51m/s. 2T (2)满足n>mo的条件时F=mog,F=ma 得a="s=mg· 图像是过原点的直线：不满足n>的条件时g一F=a,F 联立nog=(n十no)a 则a= m干mm+1 mo 随着增大，小车质堂减小，不满足mm,的条件，加速度不可 能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，最后趋近于定 值g,故选D。 (3)开始当小车挂上某一质量槽码时，加速度却为零，线性图像不 通过坐标原，点，故导致图像不过原，点的原因是木板倾角偏小。即 说明操作过程中没有阻力补偿或者阻力补偿不足，所以将不带滑 轮的木板一端适当垫高，在不挂槽码的情况下使小车恰好做匀速 运动，故C正确，A、B、D错误 答案(1)2.40.51(2)D(3)C [奥例3][解析]（)=是=品根据2-2-2r得a d d △t1 `△t 2.x (2)通过计算6组实验数据中n与α的来积会发现，这些乘积在 误差免许的范固内相等，故实验结论是在合外力一定的情况下， 滑块的加速度与质量成反比。 (3)根据题中表格换算出工的值如下表】 m/g 250 300 350 400 500 800 a/(m·s-2) 2.02 1.65 1.33 1.25 1.00 0.63 1 n /kg-1 4.00 3.33 2.862.50 2.00 1.25 由表中口，的数据在坐标系中遮择合造的刻度，进行描点，连 线，连线时使尽可能多的点在直线上或分布在直线的两侧，同时 舍弃误差较大的，点。 d) [答案](1)1 d △tg (2)在外力一定的情况下，滑块的加速度与质量成反比 (3)如图所示 4a/(ms2) 2.00 1.00 用 0 1.002.003.004.0021kg9 素养演练·提升技能 1.BD[在补偿阻力时，应将细绳从小车上拿去，垫高长木板远离滑 轮的一端，让小车的重力沿木板方向的分力与小车受到的阻力平 衡，故A错误：若连接槽码和小车的细绳与长木板不保持平行，则 绳子拉力的一个分力等于小车所受的外力，这样导致误差增大 故B正确：补偿阻力后长木板的位置不能移动，但每次改变小车 的质量时，小车的重力沿木板方向的分力和小车受到的阻力仍能 21 平衡，不需要重新补偿阻力，故C错误：实验时，若先放开小车，再 接通打，点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的，点 很少，不利于数据的采集和处理，而且刚接通电源时打，点不稳定 因此要求小车释放前靠近打点计时器，且应先接通电源，再释放 小车，故D正确。 2.AD [由图甲可知，当F=0时，a≠0，表示没有拉力作用时，小车 已经有了加速度，原因可能是平衡摩擦力时长木板倾角过大，故 选项A正确：图乙中图线在a轴上有裁距，这是平衡摩擦力时长 木板的倾角过大造成，故远项B错误；由图丙可知，当F≠0时，@ 一0，原因可能是平衡摩擦力时长木板的倾角过小，故选项C错 误：图像在1轴上有截距，这是平衡摩擦力时，长木板的倾角过小 造成的，故选项D正确。门 3.解析(1)由图像可知，当F≠0时，加速度仍然为零，说明没有平 衡摩擦力或平衡摩擦力不够 (2)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将细沙 和桶的重力作为小车的拉力，故不需要满足细沙和桶的总质量远 小于小车和传感器的质量。 答案(1)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(2)否 4.解析(1)根据匀变速直线运动的推论可知，一段过程中间时刻 的瞬时速度等于这段过程的平均速度，所以P点速度为纸带上第 四段位移的平均速度，p一了 7.72×10 -m/s=1.93m/s。 4×10-2 Ax 各段相邻位移的差值均为0.51cm,所以加速度为a一 0.51×10-9 (4×102ym/s=3.19m/s2。 (2)①根据表格数据作图，略。 ②由图线可知纵裁距大于0，表明当拉力为0N时，小车就有加速 度，说明木板倾角偏大 ③小车所受拉力可由力传感器直接读出，不需用砝码和砝码盘的 重力来近似代替，所以不需要对砝码和砝码盘的重力提要求。 答案(1)1.933.19(2)①作图略②偏大③否 5.解析 (1)题图乙中①是电磁打点计时器，使用工作电压约为8V 的交流电源 (2)本实验需要平衡摩擦力，而且细绳要与长木板保持平行，目的 都是让小车受到的合力等于细绳对其拉力，A、B正确：先接通打 点计时器的电源再释放小车，是为了充分利用纸带，C正确；改变 小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，D错误」 (3)由实验原理可知砝码桶及桶内砝码总质量应远小于小车和车 上砝码的总质量。为消除实验误差，可采用以下实验方案 方案1：保持系统总质量一定，每次增加外力时，可以从小车中取 得砝码加入砝码桶中： 方案2：在小车上安装拉力传感器，直接测出小车所受的拉力。 答案 )8 (2)ABC (3)远小于 方案1：保持系统总质量一定，每次增加外力时，可以从小车中取 得砝码加入砝码桶中 方案2：在小车上安装拉力传感器，直接测出小车所受的拉力 6.解析 (1)本题中轻绳上的拉力可以由力传感器测出，因此不需 要用天平测出砂和砂桶的总质量，也不需要使砂和砂桶的总质量 远小于小车的质量，A、D错误；实验时需将长木板右端垫高，以补 偿阻力，B正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再 释放小车，并记录力传感器的示数，C正确 (2)相邻两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s,根据匀 变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于该段时间的平 均速度可得4，=（3.77十4.15)×10 一m/3=0.396m/$,括AT 2×0.1 =aT严，运用逐差法可得小车的加速度a= (4.53+4.15)-(3.77+3.39)×10- m/s2=0.380m/s2。 (2×0.1)2 (3)由像可知，当a=0时，F不等于0，故乙同学没有补偿阻力或 者补偿阻力不够 答案(1)BC(2)0.3960.380(3)没有补偿阻力或者补偿阻 力不够 3 牛顿第二定律 必备知识·自主梳理 1.正比反比相同 2.ma合外力 11 2.1kg·m/s 即学即用 1.(1)/ (2)、/ (3)×(4)/ 2.20 关键能力·合作探究 要点1 探究导入 提示：乙同学的说法正确，物体的加速度大小是由物体所受的合 力的大小和物体的质量共同决定的，与速度变化量及所用的时间 无关。 3第四章运动和力的关系 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.在物理学史上，正确认识运动和力的关系且推 翻“力是维持物体运动的原因”这个观点的物理： 学家和建立惯性定律的物理学家分别是( A.伽利略、牛顿 A.这是因为水坑里的水对自行车前轮的阻力 B.伽利略、爱因斯坦 C.亚里士多德、伽利略 太大，而使人和车一起倒地的 D.伽利略、亚里土多德 B.骑车人与自行车原来处于运动状态，车前轮 2.(多选)关于牛顿第一定律，下列说法正确的是 陷入水坑后前轮立刻静止，但人与车的后半 ( 部分由于惯性仍保持原来的运动状态，因此 A.牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时： 摔倒 的运动规律 C.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车还能 B.牛顿第一定律就是惯性 加速运动，所以人和车一起倒地了 C.不受外力作用时，物体的运动状态保持不变： D.因为自行车的前轮陷入水坑后，自行车的惯 是由于物体具有惯性 性立即消失，而人由于惯性将保持原有的运 D.物体的运动状态发生变化时，物体必定受到： 动状态，故人向原来的运动方向倒下了 外力的作用 3.关于物体的惯性，下列说法中正确的是()5.某同学为了取出如图所示羽毛球 F A.骑自行车的人，上坡前要紧蹬几下，是为了 筒中的羽毛球，一手拿着球筒的 羽毛球筒 增大惯性冲上坡 中部，另一手用力击打羽毛球筒 一羽毛球 B.子弹从枪膛中射出后，在空中飞行速度逐渐： 的上端，则 ( 减小，因此惯性也减小 A.此同学无法取出羽毛球 C.物体惯性的大小由物体质量大小决定 B.该同学是在利用羽毛球的惯性 D.物体由静止开始运动的瞬间，它的惯性最大 C.羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上 4.如图所示照片记录了一名骑车人因自行车前轮： 的摩擦力才会从上端出来 突然陷入一较深的水坑而倒地的过程。下面是 D.羽毛球会从筒的下端出来 从物理的角度去解释此情境的，其中正确的是 温馨提示 请做课时分层检测（十八） 2实验：探究加速度与力、质量的关系 实验必备·自主探究 一、实验思路一控制变量法 :2.加速度的测量 1.探究加速度与力的关系 (1)方法1：让小车做初速度为0的匀加速直线 保持小车质量不变，通过改变槽码的个数改变： 运动，用刻度尺测量小车移动的位移x,用秒表 小车所受的拉力，测得不同拉力下小车运动的 加速度，分析加速度与拉力的定量关系。 测量发生这段位移所用的时间1，然后由a=2是 2.探究加速度与质量的关系 计算出加速度a。 保持小车所受的拉力不变，通过在小车上增加： (2)方法2：由纸带上打出的点，根据公式△x= 重物改变小车的质量，测得不同质量的小车对： 应的加速度，分析加速度与质量的定量关系。 aT2,结合逐差法计算出小车的加速度。 二、物理量的测量 (3)方法3：不直接测量加速度，求加速度之比， 1.质量的测量：用天平测量。在小车中增减砝码 例如，让两个做初速度为0的匀加速直线运动 的数量可改变小车的质量。 的物体的运动时间t相等，测出各自的位移x1、 95 物理必修第一册 x2,则=三，把加速度的测量转换成位移的 表2小车所受的拉力一定 a2 T2 质量m/kg 测量。 3.力的测量 加速度a/(m·s2) 在阻力得到补偿的情况下，小车受到的拉力等 五、数据处理与分析 于小车所受的合力。 1.分析加速度a与力F的定量关系 (1)在槽码的质量比小车的质量小得多时，可认： 由表1中记录的数据，以加速 为小车所受的拉力近似等于槽码所受的重力。 度a为纵坐标，力F为横坐 (2)使用力传感器可以直接测量拉力的大小，不： 标，根据测量数据描点，然后 需要使槽码的质量远小于小车的质量。 作出αF图像，如图所示。若 三、实验器材 图像是一条过原点的直线，就能说明a与F成 小车、砝码、槽码、细线、一端附有定滑轮的长木 正比。 板，垫木，打点计时器、交流电源，纸带、刻度尺、2.分析加速度α与质量m的定量关系 天平。 由表2中记录的数据，以a为 A 四、进行实验（以参考案例1为例） 1.用天平测出小车的质量m,并把数值记录下来。 纵坐标，以二为横坐标，根据测 772 2.按如图所示的装置把实验器材安装好（小车上 、 先不系细线)。 量数据描点，然后作出π加图 小车 打点计时器 纸带 像，如图所示。若c1图像是一条过原点的直 线，说明a与一成正比，即a与m成反比 3.实验结论 槽码 (1)保持物体质量不变时，物体的加速度a与所 3.补偿阻力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫 、 受拉力F成正比。 上垫木，反复移动垫木位置，启动打点计时器， (2)保持拉力F不变时，物体的加速度a与质量 直到轻推小车使小车在斜面上运动时可保持匀 m成反比。 速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等），此；六、注意事项 时小车重力沿斜面方向的分力等于打点计时器1.打点前小车应靠近打点计时器且应先启动打点 对小车的阻力和长木板的摩擦阻力及其他阻力： 计时器后放开小车。 之和。 :2.在补偿阻力时，不要悬挂槽码，但小车应连着纸 4.把细线绕过定滑轮系在小车上，另一端挂上槽 带且启动打点计时器。用手轻轻地给小车一个 码。保持小车质量不变，改变槽码的个数，以改： 初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表 变小车所受的拉力。处理纸带，测出加速度，将 明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下 结果填入表1中。 的分力平衡。 表1 小车质量一定 3.改变槽码质量的过程中，要始终保证槽码的质 拉力F/N 量远小于小车的质量。 加速度a/(m·s2) 4.作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不 5.保持槽码个数不变，即保持小车所受的拉力不 在直线上的点也要尽可能地均匀分布在直线的 变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出 两侧，个别偏离较远的点应舍去。 相应的加速度，把数据记录在表2中。 96 第四章 运动和力的关系 实验研析·创新学习 题型1实验原理与操作 .A B [典例1]在“探究加速度与力、质量的关系”的 1.503.886.268.67 11.08 13.49单位：cm 实验中，渗透了研究问题的多种科学方法： 图2 (1)实验环境的等效法： (2)实验条件设计的科学方法： (2)如果实验由于没有注意始终满足小车质量 m远大于槽码质量m。的条件，结果得到的图像 应是图中 (3)实验原理的简化： 即当小车质量M车>m槽时，细绳对小车的拉 力大小近似等于槽码的重力m糟g; (4)实验数据处理的科学方法： (5)由a-M车图像转化为aM军 图像，所用的 科学方法： (以上各题均选填“理想实验法”“图像法”“平衡 摩擦力法”“化曲为直法”“控制变量法”或“近 似法”) 0 [听课记录] (3)某同学作出的a-1线性图像不通过坐标原 点，挂某一质量槽码时加速度仍为零，那么开始 实验前他应采取的做法是 A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使安装了 纸带的小车在槽码拉动下恰好做匀速运动 B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使未安装 题型2数据处理与误差分析 纸带的小车在槽码拉动下恰好做匀速运动 [典例2]某实验小组用如图1所示的实验装置， C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂槽 做“探究加速度与质量的关系”的实验。 码的情况下使安装了纸带的小车恰好做匀 (1)如果某次实验打点计时器打出的一条记录 速运动 小车运动的纸带如图2所示，取计数点A、B、 D.将木板带滑轮的一端适当垫高，在不挂槽码 C、D、E、F、G,纸带上两相邻计数点间的时间间 的情况下使安装了纸带的小车恰好做匀速 隔为T=0.10s,用刻度尺测量出各相邻计数点 运动 间的距离如图2中所示（单位：cm),则小车运动 [听课记录] 的加速度大小a= m/s2,打纸带上C 点时小车的瞬时速度大小vC= m/s (结果保留2位有效数字)。 纸带电源插头 图1 97 物理必修第一册 题型3实验拓展与创新 m/g 250 300 350 400 500 800 [典例3]某实验小组利用如图甲所示的实验装 a/(m·s-2) 2.02 1.65 1.33 1.25 1.00 0.63 i, 置来探究当外力一定时，物体运动的加速度与 (3)现需通过图像进一步验证你的结论，请利用 其质量之间的关系。 表格数据，在图乙坐标系中描点作出相应图像。 数字计时器 光电门2可光电门1 气垫导轨一 滑块遮光条 钩码 甲 (1)已知两个光电门中心之间的距离为x,遮光： 条的宽度为d。该实验小组在做实验时，将滑 块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器 [听课记录] 可以读出遮光条通过光电门1的时间△1，遮光 条通过光电门2的时间△12，则滑块经过光电门 1时的瞬时速度的表达式1= ,滑块 经过光电门2时的瞬时速度的表达式2= ,则滑块的加速度的表达式a= (以上表达式均用字母表示) (2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量： 总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据。 通过分析表中数据后，你得出的结论是 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.(多选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实： C.形成图丙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角 验中，下列说法正确的是 ( ) 过大 A.在补偿阻力时，应将槽码通过定滑轮用细绳 D.形成图丁的原因是平衡摩擦力时长木板倾 拴在小车上 角过小 B.连接槽码和小车的细绳应与长木板平行 3.某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的 C.补偿阻力后，长木板的位置不能移动，每次改： 一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车 变小车质量时，应重新补偿阻力 的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加 D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通 速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在 电源，再释放小车 坐标系中作出如图所示的αF图像。 2.(多选)如图是某些同学根据实验数据画出的图 传感器纸带 接电源 像。下列说法中正确的是 小车 装细沙的桶 4a/(ms-2) 0.6 0.5 A.形成图甲的原因是平衡摩擦力时长木板倾： 0.4 角过大 0.3 0.2 B.形成图乙的原因是平衡摩擦力时长木板倾角！ 0.1 过小 0 0.10.20.3040.506F/N 98 第四章 运动和力的关系 (1)图线不过坐标原点的原因是 小车 打点计时器 (2)本实验中是否仍需要细沙和桶的总质量远 力传感器 小于小车和传感器的总质量？答： (选 填“是”或“否”)。 (c) 4.某同学设计了一个探究小车加速度a与所受合 :5.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究 力F及质量M关系的实验，如图(a)所示（交流 加速度与力、质量的关系”的实验。 电的频率为50Hz)。 小车 打点计时器 ①② 甲 器 砝码和盘合 (1)在实验准备过程中，发现实验室有两种打点 (a) 计时器，如图乙所示，则①的工作电压约为 (1)图(b)为某次实验得到的纸带，根据纸带可： V。 求出小车在P点速度为 m/s,小车的 (2)下列做法正确的是 (填字母代号)。 加速度大小为 m/s2。(结果均保留 A.调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木 3位有效数字) 板保持平行 纸带运动方向 B.适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码 P 的小车恰能拖着纸带匀速下滑 6.196.707.21 7.72 C.实验时，先接通打点计时器的电源再放小车 (b) 单位：cm D.通过增减小车上的砝码改变质量时，需要每 (2)实验中把砝码和砝码盘的重力mg作为拉： 次都重新调节长木板倾斜度 力F,改变其重力重复实验四次，列表记录四组 (3)在探究加速度与外力关系时，为使砝码桶及 数据。 桶内砝码的总重力在数值上近似等于小车运动 a/(m·s-2) 2.01 2.98 4.02 5.02 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 （选填“远大于”“远小 F/N 1.00 2.00 3.00 4.00 于”或“近似等于”)小车和小车上砝码的总质 ①在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关： 量。如果以上条件不满足则会导致实验误差， 系图线： 为了消除实验误差又不受上述条件限制，请你 a/(m:s2) 提出一种改进的方案（若要增加仪器，请写出仪 6.0 器的名称) 4.0 6.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系 甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置，其中 2.0 M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，滑 轮固定在车上，质量为mo=0.1kg。力传感器 F/N 可测出轻绳上的拉力F的大小，不计滑轮与轻 1.0 2.0 3.0 4.0 绳之间的摩擦。 ②从所得图线分析该实验中木板倾角 ;(选填“合适”“偏大”或“偏小”) M ③如图(c),在砝码盘的上方安装了力传感器测： 力传感器 纸带打点计时器 出拉力F,是否需要满足m<M这样的条件？ 答： (选填“是”或“否”)。 99 物理必修第一册 (1)实验时，一定要进行的操作是 时小车的速度为 m/s,小车的加速度 (填写选项前的字母) 为 m/s2(结果保留3位有效数字)。 A.用天平测出砂和砂桶的总质量 B.将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力 -3.39- 3.77 —4.15→ -4.53 C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小 单位：cm 车，打出一条纸带，同时记录力传感器的 (3)乙同学根据测量数据作出如图所示的a-F 示数 图线，该同学做实验时存在的问题是 D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的 总质量m远小于小车的质量M (2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带 a/(ms-2) (相邻两计数点间还有四个点没有画出)，已知 打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，： 根据纸带可求出打点计时器打下标号为2的点： F/N 3牛顿第二定律 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.核心素养 1.掌握牛顿第二定律的内容及数学表达式。 能对动力学问题进行分析和推理，获得结论：能利用牛 2.理解公式中各物理量的意义及相互因果关系。 顿第二定律相关的证据表达自己的观点。 3.会用牛顿第二定律公式进行有关计算。 2.关键能力 分析推理能力。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 一、牛顿第二定律的表达式 (2)任何情况下，物体的加速度的方向始终与它 1.内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成 所受的合力方向一致。 、跟它的质量成 ,加速度的方 向跟作用力的方向 (3)物体的运动方向一定与它所受合力的方向 2.表达式：F= ,其中力F为物体受到的 一致。 () (4)使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度 二、力的单位 1.力的国际单位：牛顿，符号为 的力叫作1N。 2.“牛顿"的定义：使质量为1kg的物体产生1m/s2 2.光滑水平桌面上有A、B两个相距较远的物体， 的加速度的力叫作1N,即1N= 己知mA=2mB。当用F=10N的水平力作用 即学即用 在A上时，能使A产生5m/s2的加速度，当用 1.判断下列说法的正误。 2F的水平力作用在B上时，能使B产生的加 (1)公式F=kma中，各物理量的单位都为国际 单位时，k=1。 速度为 m/s2。 100