第3节 牛顿第二定律(专项训练)物理粤教版必修第一册
2026-08-04
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摘要:
**基本信息**
以“概念理解-公式应用-特殊情境-实验验证”为逻辑主线,通过四题型模块化设计,系统提炼牛顿第二定律的理解要点、计算流程、瞬时性处理及图像实验方法,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|题型01|3题|四特性对照+反例法|从矢量性等本质属性建立概念认知,辨析因果关系与常见错误|
|题型02|4题|定对象-画受力-列方程-联运动学|公式F=ma与运动学公式衔接,构建“力-加速度-运动”关系链|
|题型03|4题|绳断力立变/弹簧断力不变+三步法|通过轻绳轻弹簧模型对比,深化力的瞬时性理解|
|题型04|3题|v-t斜率求a+逐差法处理纸带|实验数据与理论结合,验证牛二定律,培养科学探究能力|
内容正文:
第3节 牛顿第二定律(题型突破)
题型01 牛顿第二定律的理解与辨析
题型02 F=ma 的计算与运动学的衔接
题型03 瞬时性:剪断绳与弹簧
题型04 图像分析与实验中的牛顿第二定律
▌题型01 牛顿第二定律的理解与辨析
1.四个特性对照检查:矢量性(a与合力同向)、瞬时性(同时产生、同时变化、同时消失)、同体性(F、m、a属于同一物体)、独立性(各力各自产生加速度)。
2.高频错误说法:合力方向就是运动方向;速度为零则加速度为零;加速度不变速度就不变;质量大加速度一定小。
3.因果关系:力是产生加速度的原因,质量是物体的固有属性;不能说“质量与合力成正比”或“加速度大速度就大”。
4.答题要领:见到“一定”“就”“必然”这类绝对化表述,先想反例(竖直上抛最高点、匀速圆周运动等)。
1.下列关于牛顿第二定律的说法正确的是( )
A.加速度与合力的关系是瞬时对应关系,即a与F同时产生、同时变化、同时消失
B.加速度方向总是与速度方向一致
C.同一物体的运动速度变化越大,受到的合外力也越大
D.物体的质量与它所受的合外力成正比,与它的加速度成反比
解析:A.加速度与力的关系是瞬时对应关系,即a与F是同时产生,同时变化,同时消失,故A正确;
B.根据牛顿第二定律得知,加速度的方向总是与合外力的方向相同,不一定与速度方向相同,故B错误;
C.速度变化大,加速度不一定大,则合力不一定大,故C错误;
D.质量是物体的固有属性,不随合力、加速度的变化而变化,故D错误。
故选A。
答案:A
2.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第二定律的表达式中,a与F的方向可能不同
B.物体某一瞬间的加速度,由这一瞬间的合外力决定
C.公式中若F为合力,a等于每一个分力单独作用在该物体上产生加速度的矢量和
D.物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同
解析:ABC.牛顿第二定律的表达式为
a与F的方向相同,公式中若F为合力,a等于每一个分力单独作用在该物体上产生加速度的矢量和;物体某一瞬间的加速度,由这一瞬间的合外力决定,故A错误,BC正确;
D.物体的运动方向与加速度方向不一定相同,物体的运动方向一定与物体所受合力的方向不一定相同,故D错误。
故选BC。
答案:BC
3.下列描述符合事实的是( )
A.速度越大的物体惯性越大
B.加速度越大的物体惯性越大
C.牛顿第二定律成立的条件是宏观、低速运动的物体
D.伽利略根据理想实验,提出力是维持物体运动的原因
解析:AB.物体惯性的大小仅与物体的质量有关,质量越大,惯性越大,而物体运动速度、加速度无关,故AB错误;
C.牛顿第二定律成立的条件是宏观、低速运动的物体,故C正确;
D.伽利略根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因,故D错误。
故选C。
答案:C
▌题型02 F=ma 的计算与运动学的衔接
1.通用流程:定研究对象 → 画受力图 → 取加速度方向为正方向 → 列F合=ma → 需要时与运动学公式联立。
2.三类常见情形:水平面带摩擦F-μmg=ma;竖直升降F-mg=ma(或mg-F=ma);光滑斜面a=gsinα。
3.衔接运动学:给“由静止经t前进s”就先用s=at²/2 求a;给v-t图像就用斜率求a;再回到F=ma。
4.易错点:漏掉某个力;合力方向判断反导致符号错;单位不统一;把瞬时速度当加速度用。
1.如图所示,质量的长方体铁箱在水平恒力F作用下沿光滑水平面向右匀加速运动,铁箱内一个质量为的木块(可视为质点)恰好能相对铁箱左侧壁静止。木块与铁箱内壁间动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。求:
(1)铁箱侧壁对木块的支持力大小;
(2)水平恒力F的大小;
(3)已知木块距箱底,铁箱左右内壁间距。某时刻撤去拉力F,同时对铁箱施加一水平向左的推力,为使木块第一次落到箱底时没有与右侧壁相碰,求的取值范围。
解析:(1)木块在竖直方向
又因
解得
(2)在水平方向上,对木块由牛顿第二定律可知
以整体为对象,由牛顿第二定律
解得
(3)撤去外力施加时,假设此时二者的速度为,木块开始做平抛运动,竖直方向有
水平方向有
铁箱水平方向开始减速,其加速度为
铁箱位移为
若木块恰好没有到达铁箱右侧,则有
解得
的范围为0-60N。
答案:(1)
(2)
(3)的范围为0-60N
2.如图为某索道的简化图,已知索道与水平面的夹角为,体重约为的游客站立于轿厢底面,假定轿厢底部始终保持水平。当轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小为的匀加速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.游客受到水平向左的摩擦力
B.游客受到的摩擦力大小约为
C.游客对轿厢的作用力竖直向下
D.轿厢对游客的支持力约为
解析:将加速度分解到水平方向和竖直方向,可得,
AB.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AB错误;
D.竖直方向上,游客受到向上的支持力,根据牛顿第二定律可得
支持力大小为,故D正确;
C.游客对轿厢的压力竖直向下,摩擦力水平向左,因此游客对轿厢的作用力斜向左下方,故C错误。
故选D。
答案:D
3.如图所示,升降机内用轻弹簧悬挂一物体,开始时升降机与物体一起匀速上升;一段时间后升降机和物体一起向上做匀减速运动,匀减速时的弹簧的长度与匀速时相比(弹簧始终在弹性限度内)( )
A.保持不变 B.变短
C.变长 D.以上三种情况都有可能
解析:设物体的质量为,根据题意可知初始状态时物体匀速上升,处于平衡状态,则弹簧拉力
向上做匀减速运动时,物体加速度方向向下,则设物体加速度为,有
可知若弹簧依旧处于伸长状态,则
根据胡克定律可知,此时弹簧的伸长量减小,弹簧的长度与刚开始时相比变短,若弹簧处于原长或压缩状态,则长度也肯定比刚开始时短。
故选B。
答案:B
4.近年来,蹦极这一挑战性娱乐活动备受年轻人的喜爱,一项关于蹦极加速度的学术研究表明,在实际蹦极过程中,弹性绳在绷紧后,人体承受的最大理论加速度范围在2.67g至3.33g之间。某重力为G的同学在游乐园体验蹦极,其脚部系有弹性绳,弹性绳上安装有传感器,随后他从高台下落,记录弹性绳中的拉力随时间变化的关系,其中传感器记录下的最大拉力为F,忽略空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.在该同学蹦极下降的过程中,弹性绳的拉力先变大后减小
B.绳子刚开始绷紧的时刻,该同学开始做减速运动
C.根据对蹦极加速度的学术研究结果,传感器记录的F不能超过重力G的3.33倍
D.根据理论研究,人体所受拉力可为重力G的3.67倍
解析:A.在蹦极下降的过程中,弹性绳的伸长量逐渐增大,根据胡克定律可知,弹性绳的拉力持续增大,故A错误;
B.绳子刚开始绷紧时,弹性绳拉力小于重力,根据牛顿第二定律可知,合力向下,加速度向下,速度仍在增加,当弹性绳的拉力等于重力时,速度达到最大,加速度为零,当弹性绳的拉力大于重力时,加速度向上,速度才开始减小,故B错误;
C.当同学下降到最低点时,绳拉力达到最大,根据牛顿第二定律可得
若加速度达到最大值3.33g,所以
即传感器记录的F不能超过重力G的4.33倍,故C错误;
D.同理,若加速度为2.67g时,则
即人体所受拉力可为重力G的倍,故D正确。
故选D。
答案:D
▌题型03 瞬时性:剪断绳与弹簧
1.一句话结论:绳(杆)断力立变,弹簧断力不变——绳与杆形变极小,力可以突变;弹簧要靠形变改变弹力,形变来不及变,故弹力保持原值。
2.标准三步:剪断前用平衡条件求出弹簧弹力 → 剪断瞬间重新分析(绳力消失、弹簧力照旧)→ 求合力后由a=F合/m得瞬时加速度。
3.常考模型:绳上弹簧下、弹簧上绳下、水平细线配弹簧、斜面上两球用弹簧连接、轻杆与弹簧的对照。
4.易错点:把弹簧弹力也当作立即消失;剪断的若是弹簧本身则弹力当然消失,两种情形要分清;忘记先求剪断前的弹力。
1.如图所示,A、B两小球连在轻质弹簧两端质量为m和2m,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,斜面是固定的,开始时A、B处于静止状态,若不计弹簧质量。下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹力大小为mg
B.B球受到细线的拉力为2mg
C.当剪断细线瞬间,A球的加速度为0,B球的加速度为
D.当剪断细线瞬间,A球的加速度为,B球的加速度为g
解析:AB.开始A、B都静止,对A、B整体有
对A有,故AB错误;
CD.剪断细线的瞬间,弹簧弹力不变,小球A的受力情况不变,所受合力为零,加速度为零;对小球B,由牛顿第二定律得
解得,故C正确,D错误。
故选C。
答案:C
2.如图所示,A、B两木块间连接一轻质弹簧,A的质量为2m、B的质量为m,一起静止放置在一块木板上。若突然将此木板抽去,在抽离瞬间,忽略接触面摩擦力的影响,重力加速度为g,A、B两木块的加速度分别是( )
A., B.,
C., D.,
解析:A、B整体受力分析可知,未抽去木板时,木板对B的作用力的大小为
突然抽去木板后,由于弹簧来不及恢复形变,故A的受力情况不变,依然处于平衡状态,故
此时B受到的合外力恰好大小等于,方向与相反,根据牛顿第二定律,可得B的加速度大小为
故选C。
答案:C
3.如图所示,水平天花板上用轻绳竖直悬挂小球A,再用轻质弹簧连接A、B两球,初始时整个装置处于竖直静止状态,已知小球A的质量为,小球B的质量为,重力加速度为g.则剪断轻绳的瞬间,小球A、B加速度大小的差值等于( )
A. B.g C. D.0
解析:开始时弹簧的弹力
F=2mg
剪断细线的瞬时弹簧的弹力不变,可知B的加速度仍为0,A的加速度
可知小球A、B加速度大小的差值等于。
故选A。
答案:A
4.如图所示,用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连,B的上端通过轻绳悬挂于天花板,处于静止状态。重力加速度为g,若将轻绳剪断,则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为( )
A.g,g B.0,2g C.3g,0 D.0,3g
解析:剪断轻绳前,对A分析,由平衡可知
若将轻绳剪断,由于弹簧的弹力不发生突变,A还是处于平衡状态,所以剪断瞬间A的加速度大小为零,对B根据牛顿第二定律
解得
故选D。
答案:D
▌题型04 图像分析与实验中的牛顿第二定律
1.v-t图像:斜率即加速度,分段读图、分段列式;由a反求阻力、推力或动摩擦因数。
2.纸带类实验:用逐差法由相邻相等时间内的位移差求a,再由F=ma求未知量(如当地重力加速度、动摩擦因数)。
3.常见落点:测重力加速度g、测滑块与桌面间的动摩擦因数 μ、验证斜面上匀加速运动是否满足牛二。
4.易错点:把斜率当速度;忽略图线转折处合力已改变;纸带处理时时间间隔取错(每 5 个计时间隔为 0.1 s)。
1.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。
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。
答案:不需要
2.(1)某实验小组利用图甲装置测量当地的重力加速度,已知打点计时器打点频率为50,打出的部分纸带如图乙所示,测得的重力加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。
(2)该小组自制的“竖直加速度测量仪”构造如图丙,竖直刻度尺的最小刻度为1,轻质弹簧上端固定在支架横梁上,当下端悬吊重力为2.0N的小球静止时指针指在A刻度,悬吊重力为2.4N的小球静止时指针指在B刻度,则该弹簧的劲度系数为________。
(3)结合(1)(2)测得的数据,换0.2的小球悬吊在弹簧下端,利用图丙装置测量电梯运行的加速度,当指针指在刻度为D的位置时电梯的加速度大小为________,方向是竖直________(选填“向上”或“向下”)。
解析:(1)打点计时器打点频率为50,则相邻计数点时间间隔为,由逐差法得加速度为
(2)由胡克定律可得
(3)[1] [2]当指针指在刻度为D的位置时弹力为
小球重力
由牛顿第二定律可得
解得,方向竖直向上。
答案:(1)9.8
(2)40
(3) 3.2 向上
3.为了测量滑块与桌面间的动摩擦因数,一同学设计了如图所示的实验装置。A为带滑轮的滑块,B为盛有砂的砂桶。
(1)实验时,必须要进行的操作是________
A.用天平测量出砂和砂桶的质量
B.将桌面右侧垫高,平衡摩擦力
C.要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
D.滑块靠近打点计时器,先接通电源,再释放滑块
(2)该同学实验中得到如图2所示的一条纸带,打点计时器的交流电源频率为50Hz,根据纸带可以求出滑块的加速度________(保留两位有效数字)。
(3)通过改变砂的质量,可以得到滑块加速度a和力传感器示数F的多组数据。为了处理数据,做出了的图像,如图3所示,直线的斜率为k,纵轴截距为b,已知当地的重力加速度为g,则滑块的质量________,滑块和桌面间的动摩擦因数________(用k、b、g表示)。
(4)动摩擦因数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
解析:(1)AC.滑块A受到绳的拉力可由力传感器读出,故砂和砂桶的质量可以不用测量,也不需要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量,故AC错误;
B.本实验是测量动摩擦因数,需要考虑摩擦力,不能平衡摩擦力,故B错误;
D.滑块靠近打点计时器,先接通电源,再释放滑块,故D正确。
故选D。
(2)依题意可知,相邻计数点时间间隔为
根据逐差法,可得滑块的加速度
(3)[1][2]对滑块受力分析,根据牛顿第二定律有
变形得
则图像的斜率为
解得
纵截距为
解得
(4)由于实验过程中,打点计时器与纸带之间存在摩擦力,故的测量值比真实值偏大。
答案:(1)D
(2)0.88
(3) 2k
(4)偏大
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第3节 牛顿第二定律(题型突破)
题型01 牛顿第二定律的理解与辨析
题型02 F=ma 的计算与运动学的衔接
题型03 瞬时性:剪断绳与弹簧
题型04 图像分析与实验中的牛顿第二定律
▌题型01 牛顿第二定律的理解与辨析
1.四个特性对照检查:矢量性(a与合力同向)、瞬时性(同时产生、同时变化、同时消失)、同体性(F、m、a属于同一物体)、独立性(各力各自产生加速度)。
2.高频错误说法:合力方向就是运动方向;速度为零则加速度为零;加速度不变速度就不变;质量大加速度一定小。
3.因果关系:力是产生加速度的原因,质量是物体的固有属性;不能说“质量与合力成正比”或“加速度大速度就大”。
4.答题要领:见到“一定”“就”“必然”这类绝对化表述,先想反例(竖直上抛最高点、匀速圆周运动等)。
1.下列关于牛顿第二定律的说法正确的是( )
A.加速度与合力的关系是瞬时对应关系,即a与F同时产生、同时变化、同时消失
B.加速度方向总是与速度方向一致
C.同一物体的运动速度变化越大,受到的合外力也越大
D.物体的质量与它所受的合外力成正比,与它的加速度成反比
2.(多选)关于牛顿第二定律,下列说法正确的是( )
A.牛顿第二定律的表达式中,a与F的方向可能不同
B.物体某一瞬间的加速度,由这一瞬间的合外力决定
C.公式中若F为合力,a等于每一个分力单独作用在该物体上产生加速度的矢量和
D.物体的运动方向一定与物体所受合力的方向相同
3.下列描述符合事实的是( )
A.速度越大的物体惯性越大
B.加速度越大的物体惯性越大
C.牛顿第二定律成立的条件是宏观、低速运动的物体
D.伽利略根据理想实验,提出力是维持物体运动的原因
▌题型02 F=ma 的计算与运动学的衔接
1.通用流程:定研究对象 → 画受力图 → 取加速度方向为正方向 → 列F合=ma → 需要时与运动学公式联立。
2.三类常见情形:水平面带摩擦F-μmg=ma;竖直升降F-mg=ma(或mg-F=ma);光滑斜面a=gsinα。
3.衔接运动学:给“由静止经t前进s”就先用s=at²/2 求a;给v-t图像就用斜率求a;再回到F=ma。
4.易错点:漏掉某个力;合力方向判断反导致符号错;单位不统一;把瞬时速度当加速度用。
1.如图所示,质量的长方体铁箱在水平恒力F作用下沿光滑水平面向右匀加速运动,铁箱内一个质量为的木块(可视为质点)恰好能相对铁箱左侧壁静止。木块与铁箱内壁间动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取。求:
(1)铁箱侧壁对木块的支持力大小;
(2)水平恒力F的大小;
(3)已知木块距箱底,铁箱左右内壁间距。某时刻撤去拉力F,同时对铁箱施加一水平向左的推力,为使木块第一次落到箱底时没有与右侧壁相碰,求的取值范围。
2.如图为某索道的简化图,已知索道与水平面的夹角为,体重约为的游客站立于轿厢底面,假定轿厢底部始终保持水平。当轿厢沿钢索斜向右上做加速度大小为的匀加速直线运动时,下列说法正确的是( )
A.游客受到水平向左的摩擦力
B.游客受到的摩擦力大小约为
C.游客对轿厢的作用力竖直向下
D.轿厢对游客的支持力约为
3.如图所示,升降机内用轻弹簧悬挂一物体,开始时升降机与物体一起匀速上升;一段时间后升降机和物体一起向上做匀减速运动,匀减速时的弹簧的长度与匀速时相比(弹簧始终在弹性限度内)( )
A.保持不变 B.变短
C.变长 D.以上三种情况都有可能
4.近年来,蹦极这一挑战性娱乐活动备受年轻人的喜爱,一项关于蹦极加速度的学术研究表明,在实际蹦极过程中,弹性绳在绷紧后,人体承受的最大理论加速度范围在2.67g至3.33g之间。某重力为G的同学在游乐园体验蹦极,其脚部系有弹性绳,弹性绳上安装有传感器,随后他从高台下落,记录弹性绳中的拉力随时间变化的关系,其中传感器记录下的最大拉力为F,忽略空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.在该同学蹦极下降的过程中,弹性绳的拉力先变大后减小
B.绳子刚开始绷紧的时刻,该同学开始做减速运动
C.根据对蹦极加速度的学术研究结果,传感器记录的F不能超过重力G的3.33倍
D.根据理论研究,人体所受拉力可为重力G的3.67倍
▌题型03 瞬时性:剪断绳与弹簧
1.一句话结论:绳(杆)断力立变,弹簧断力不变——绳与杆形变极小,力可以突变;弹簧要靠形变改变弹力,形变来不及变,故弹力保持原值。
2.标准三步:剪断前用平衡条件求出弹簧弹力 → 剪断瞬间重新分析(绳力消失、弹簧力照旧)→ 求合力后由a=F合/m得瞬时加速度。
3.常考模型:绳上弹簧下、弹簧上绳下、水平细线配弹簧、斜面上两球用弹簧连接、轻杆与弹簧的对照。
4.易错点:把弹簧弹力也当作立即消失;剪断的若是弹簧本身则弹力当然消失,两种情形要分清;忘记先求剪断前的弹力。
1.如图所示,A、B两小球连在轻质弹簧两端质量为m和2m,B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,斜面是固定的,开始时A、B处于静止状态,若不计弹簧质量。下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹力大小为mg
B.B球受到细线的拉力为2mg
C.当剪断细线瞬间,A球的加速度为0,B球的加速度为
D.当剪断细线瞬间,A球的加速度为,B球的加速度为g
2.如图所示,A、B两木块间连接一轻质弹簧,A的质量为2m、B的质量为m,一起静止放置在一块木板上。若突然将此木板抽去,在抽离瞬间,忽略接触面摩擦力的影响,重力加速度为g,A、B两木块的加速度分别是( )
A., B.,
C., D.,
3.如图所示,水平天花板上用轻绳竖直悬挂小球A,再用轻质弹簧连接A、B两球,初始时整个装置处于竖直静止状态,已知小球A的质量为,小球B的质量为,重力加速度为g.则剪断轻绳的瞬间,小球A、B加速度大小的差值等于( )
A. B.g C. D.0
4.如图所示,用轻弹簧将质量为4m和2m的A、B两个小球相连,B的上端通过轻绳悬挂于天花板,处于静止状态。重力加速度为g,若将轻绳剪断,则剪断瞬间A和B的加速度大小分别为( )
A.g,g B.0,2g C.3g,0 D.0,3g
▌题型04 图像分析与实验中的牛顿第二定律
1.v-t图像:斜率即加速度,分段读图、分段列式;由a反求阻力、推力或动摩擦因数。
2.纸带类实验:用逐差法由相邻相等时间内的位移差求a,再由F=ma求未知量(如当地重力加速度、动摩擦因数)。
3.常见落点:测重力加速度g、测滑块与桌面间的动摩擦因数 μ、验证斜面上匀加速运动是否满足牛二。
4.易错点:把斜率当速度;忽略图线转折处合力已改变;纸带处理时时间间隔取错(每 5 个计时间隔为 0.1 s)。
1.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。
2.(1)某实验小组利用图甲装置测量当地的重力加速度,已知打点计时器打点频率为50,打出的部分纸带如图乙所示,测得的重力加速度大小为________(结果保留两位有效数字)。
(2)该小组自制的“竖直加速度测量仪”构造如图丙,竖直刻度尺的最小刻度为1,轻质弹簧上端固定在支架横梁上,当下端悬吊重力为2.0N的小球静止时指针指在A刻度,悬吊重力为2.4N的小球静止时指针指在B刻度,则该弹簧的劲度系数为________。
(3)结合(1)(2)测得的数据,换0.2的小球悬吊在弹簧下端,利用图丙装置测量电梯运行的加速度,当指针指在刻度为D的位置时电梯的加速度大小为________,方向是竖直________(选填“向上”或“向下”)。
3.为了测量滑块与桌面间的动摩擦因数,一同学设计了如图所示的实验装置。A为带滑轮的滑块,B为盛有砂的砂桶。
(1)实验时,必须要进行的操作是________
A.用天平测量出砂和砂桶的质量
B.将桌面右侧垫高,平衡摩擦力
C.要保证砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
D.滑块靠近打点计时器,先接通电源,再释放滑块
(2)该同学实验中得到如图2所示的一条纸带,打点计时器的交流电源频率为50Hz,根据纸带可以求出滑块的加速度________(保留两位有效数字)。
(3)通过改变砂的质量,可以得到滑块加速度a和力传感器示数F的多组数据。为了处理数据,做出了的图像,如图3所示,直线的斜率为k,纵轴截距为b,已知当地的重力加速度为g,则滑块的质量________,滑块和桌面间的动摩擦因数________(用k、b、g表示)。
(4)动摩擦因数的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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