专题07 牛顿运动定律的基本问题 重难点讲义 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理讲义通过知识框架系统梳理牛顿运动定律知识体系，涵盖牛顿第一、二定律，惯性，瞬时加速度模型及实验探究，用思维导图呈现定律内涵、公式、性质及应用场景，突出重难点如惯性理解、瞬时加速度分析、实验误差处理的内在联系。 讲义亮点在于“模型建构+科学探究”的练习设计，如伽利略理想斜面实验题培养科学推理能力，瞬时加速度题对比刚性绳与弹簧模型差异，实验题分析平衡摩擦力误差，帮助基础学生巩固概念，优秀学生提升科学论证能力，为教师实施精准分层教学和学生自主复习提供有力支持。

专题07 牛顿运动定律的基本问题——重难点 1、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）意义：①揭示了物体的固有属性：一切物体都有惯性，因此牛顿第一定律又叫惯性定律； ②揭示了力与运动的关系：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。 2、惯性 （1）定义：物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。 （2）量度：质量是惯性大小的唯一量度，质量大的物体惯性大，质量小的物体惯性小。 （3）普遍性：惯性是物体的固有属性，一切物体都具有惯性，与物体的运动情况和受力情况无关。 3、对惯性的理解： ①一切物体都具有惯性，惯性是物体的固有属性。 ②惯性的表现：物体的惯性总是以保持“原状”或反抗“改变”两种形式表现出来。 ③惯性的量度：质量是物体惯性大小的唯一量度，质量越大，惯性越大，与物体的速度和受力情况无关。 ④惯性不是力。 例 1．伽利略在研究力和运动的关系时，为了阐明自己的观点，设计了如图所示的实验：让一个小球沿斜面从静止状态开始运动，小球将“冲”上另一个斜面。如果没有摩擦，小球将到达原来的高度。如果第二个斜面倾角减小，小球仍将到达原来的高度，但是运动的距离更长。由此可以推断，当斜面最终变为水平面时，小球要到达原有高度将永远运动下去。下列说法中正确的是（　　） A．该实验充分证实了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点 B．伽利略设计的无摩擦的斜面可以通过改进实验装置制作工艺实现 C．“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验现象 D．这种理想实验是依据逻辑推理把实际实验理想化，从而揭示现象本质的研究方法 例 2．关于牛顿第一定律，下列说法中正确的是（　　） A．静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体静止时的惯性大 B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质 C．由牛顿第一定律可知：物体受外力时，运动状态一定改变 D．牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律 例 3．司机驾驶一辆新能源汽车行驶的过程中，下列分析正确的是（　　） A．汽车静止时没有惯性 B．汽车加速时惯性不变 C．安全带可以减小汽车突然加速时对人的伤害 D．刹车时，汽车不能立即停下来，是因为汽车受到惯性作用 变式 4．如图所示，伽利略用两个对接的斜面A、B，斜面A固定，让小球从固定斜面上某一位置由静止滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面B，如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度，减小斜面B的倾角重复实验，直到斜面B的倾角为零。伽利略设计这个实验是为了说明（　　） A．日常生活中，不存在摩擦时物体的运动情形 B．物体做匀速直线运动需要力的作用 C．运动的物体如果不受力的作用，物体也会继续运动 D．运动的物体如果受到力的作用，物体就会继续运动 变式 5．人们对运动与力的关系的认识经历了漫长的历史过程，这也是物理学发展的史诗。下列有关物体运动与力的表述正确的是（    ） A．牛顿第一定律是由实验直接得到的结论 B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地 C．汽车速度越大，刹车后越难停下来，表明物体速度越大，其惯性越大 D．向上抛出的物体，在空中向上运动时，肯定受到了向上的作用力 变式 6．下列生活现象中，利用物体惯性的是（　　） A．汽车行驶时，司机和乘客都要系好安全带 B．运动员跑到终点后不能立刻停下来 C．锤头松了，把锤柄的一端在硬地上撞击几下，锤头就紧套在锤柄上 D．子弹离开枪膛后仍能继续飞行一段距离 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、“五个”性质 例 7．关于牛顿第二定律的理解，回答下列问题： (1)公式中，各物理量的单位是可以任意选取还是有特定的单位？是哪些？ (2)根据牛顿第二定律可知某一时刻的加速度只由什么物理量来决定？与这一时刻之前或之后有没有关系？ (3)公式中，如果F是合力，则a实际上是什么加速度？可不可以对某一个分力应用牛顿第二定律呢？ (4)物体的运动方向一定与它所受合力的方向一致吗？加速度的方向一定与所受合力方向一致吗？ 例 8．车厢中用细线悬挂小球，通过细线的倾斜程度来检测车辆在行进过程中的加速度。如图所示，质量相同的两个光滑小球通过轻质细线分别系于车的顶部，左侧小球与车厢左侧壁接触，两细线与竖直方向的夹角相同，拉力大小分别为FT1和FT2。下列说法正确的是（　　） A．车正在向右做加速运动 B．两细线的拉力FT1＝FT2 C．当汽车加速度增大时，FT1变小 D．当汽车加速度减小时，FT2增大 变式 9．一个物体在几个共点力作用下静止在光滑的水平面上，当其中一个向东的力逐渐减小为零，随后突然恢复原值的过程中，以下对物体运动情况的判断正确的是（　　） A．速度逐渐增大，加速度逐渐减小到零时，速度达到最大值 B．速度逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度达到最大时突变为零 C．最后，物体将以全过程中的最大速度做匀速直线运动 D．物体始终向西运动，最后一定停止不动 变式 10．截至2025年6月，重庆轨道交通已形成14条线路、575公里的全球最大山地轨道网络。列车进站过程可视为匀减速直线运动，下列说法正确的是（　　） A．列车的加速度方向与速度方向相同 B．列车的加速度随时间均匀减小 C．列车所受合力逐渐减小 D．相同时间内，列车速度的变化量相同 1、刚性绳（或接触面）：不发生明显形变就能产生弹力的物体剪断（或脱离）后，弹力立即消失或改变，不需要形变恢复时间，一般题目中所给的细线、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理。 2、弹簧（或橡皮绳）：此类物体的特点是形变量大，形变恢复需要较长时间，在瞬时其弹力的大小往往来不及发生改变。 3、在求解瞬时加速度时应注意的问题 ①物体的受力情况和运动情况是时刻对应的，当外界因素发生变化时，需要重新进行受力分析和运动分析。 ②加速度可以随着力的突变而突变，而速度的变化需要一个积累的过程，不会发生突变。 例 11．如图所示，A、B两球质量相等，光滑斜面的倾角为。图甲中A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻杆相连。系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，重力加速度为g。在突然撤去挡板的瞬间，则下列说法中正确的是（　　） A．图甲中B球的加速度为 B．图甲中A球的加速度为 C．图乙中AB两球间杆的作用力不为零 D．图乙中A球的加速度为零 例 12．如图所示，两小球1和2之间用轻弹簧B相连，弹簧B与水平方向的夹角为30°，小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上，轻绳A与竖直方向的夹角为30°，小球2的右边用轻绳C沿水平方向固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。已知重力加速度为，则（　　） A．球1和球2的质量之比为 B．球1和球2的质量之比为 C．在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为 D．在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小为 例 13．如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，B和C分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计。整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间（    ） A．物体B的加速度大小为g B．物体C与吊篮A间的弹力大小为0.5mg C．物体C的加速度大小为2g D．吊篮A的加速度大小为g 变式 14．如图甲、乙所示，细绳拴着一个质量为的小球，小球分别用固定在墙上的轻质铰链杆和轻质弹簧支撑，平衡时细绳与竖直方向的夹角均为，轻杆和轻弹簧均水平。已知重力加速度为，，。下列结论正确的是（　　） A．甲、乙两种情境中，小球静止时，细绳的拉力大小均为 B．甲图所示的情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为 C．乙图所示的情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小为 D．甲、乙两种情境中，细绳烧断瞬间小球的加速度大小均为 变式 15．如图所示，轻弹簧L1的一端固定，另一端连着小球A，小球A的下面用另一根相同的轻弹簧L2连着小球B，一根轻质细绳一端连接小球A，另一端固定在墙上，平衡时细绳水平，弹簧L1与竖直方向的夹角为60°，弹簧L1的形变量为弹簧L2形变量的3倍，重力加速度大小为g。将细绳剪断的瞬间，下列说法正确的是（　　） A．小球A的加速度大小为 B．小球A的加速度大小为 C．小球B的加速度大小为 D．小球B的加速度大小为 变式 16．如图所示，用轻绳a将质量为m的小球A悬挂于质量为M的木箱顶部，小球A通过一根轻质弹簧与质量同为m的小球B相连，小球B底端与木箱接触而不挤压，木箱通过轻绳b悬挂于天花板。已知重力加速度为g，现仅剪断其中一根轻绳，下列说法正确的是（　　） A．剪断轻绳a瞬间，小球A的加速度大小为g B．剪断轻绳a瞬间，轻绳b的拉力为 C．剪断轻绳b瞬间，小球A的加速度大小为g D．剪断轻绳b瞬间，小球A的加速度大小为 数据处理与误差分析 本实验的偶然误差主要由质量的测量、计数点间距测量引起，可通过多次测量取平均值减小误差。本实验的系统误差主要由两个因素产生，分析如下： 1、平衡摩擦力不准造成的误差 图线不通过原点，分两种情况： （1）当平衡摩擦力不够时，F≠0，a=0。 （2）当平衡摩擦力过度时，F=0，a≠0。 2、由于不满足M≫m引起的误差 图线和都向下弯曲，分析： （1）在a­F图像中，根据a=mg，M一定，当满足M≫m时，图线斜率视为不变，图线为直线。不满足M≫m时，随着m增大，图线斜率减小，图线向下弯曲。 （2）在图像中，根据，m一定，当满足M≫m时，图线斜率视为mg不变，图线为直线，不满足M≫m时，随着M减小，图线斜率减小，图线向下弯曲。 例 17．在探究“加速度与力、质量关系的实验”中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。 (1)利用该装置进行实验时，需要满足托盘与砝码总质量远小于小车质量的条件，这样做的目的是________________。 (2)利用该装置进行实验时，要平衡小车受到的阻力。平衡阻力的方法是：调整长木板的倾斜度，使小车在________（填“挂上”或“不挂”）托盘且________（填“连接”或“不连接”）纸带的条件下，做匀速运动。 (3)某次实验获得的纸带如图乙所示，相邻计数点间均有4个点未画出，打点计时器电源频率为，则小车的加速度大小为________（结果保留3位有效数字）。 (4)因实验中未满足托盘与砝码总质量远小于小车质量的条件，为了得到托盘的质量，利用该实验装置先按照（2）中的步骤进行规范操作，再按照以下步骤完成实验： ①将N个砝码全部放入小车中； ②将n（依次取）个砝码放入托盘内，其余个砝码仍留在小车内，依次释放小车，测量出小车相应的加速度； ③根据测量数据画出小车加速度a随托盘中砝码个数n变化的图像如图所示。若每个砝码质量均为，图像中直线的截距为b、斜率为k，则托盘的质量________（用表示）。 例 18．某同学用如图3所示的装置验证牛顿第二定律。回答下列问题： (1)实验开始前，___________（选填“需要”或“不需要”）垫起长木板的一端以平衡阻力。 (2)某次实验时，得到的纸带如图4所示，选出五个计数点。已知打点计时器所用交流电的频率为，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，测得，则小车运动的加速度大小为___________（结果保留3位有效数字）。 (3)改变重物的质量，多次实验，记录力传感器的示数并求得对应的加速度大小，作出图线，若图线近似为一条过原点的倾斜直线，则说明___________。 例 19．某同学要探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示，小车的质量为M。 (1)下列实验操作，不需要的是 ； A．将长木板的右端适当垫高补偿阻力 B．调节定滑轮和弹簧测力计的高度，使动滑轮两边的轻绳与长木板平行 C．要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量 D．让小车靠近打点计时器，先接通打点计时器的电源，后释放小车 (2)某次实验，补偿阻力后，弹簧测力计的示数如图乙所示，则此次实验中小车受到的合外力大小_______N； (3)根据打出的纸带，在纸带上取计数点，求出打每个计数点时小车的速度，将计数点A作为计时的起点，作出图像如图丙所示，则小车运动的加速度大小_______（保留两位有效数字）。保持小车质量不变，多次改变砂桶中砂的质量重复实验，测得多组弹簧测力计的示数F及小车运动的加速度a，作出图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且直线的斜率等于_______（填“”、“”、“”或“”），则表明小车的加速度与受到的合外力成正比。 例 20．某小组利用如图所示的气垫导轨实验装置探究“物体受力一定时加速度与物体质量的关系”。已知滑块（包括拉力传感器、遮光条）的质量。请回答下列问题： (1)不挂托盘，开启气源，反复调节导轨下方的螺丝，直至推动滑块后，遮光条通过光电门1的挡光时间__________（选填“大于”“等于”或“小于”）通过光电门2的挡光时间。 (2)挂上托盘，调节定滑轮的高度，使导轨上方细线与导轨平行。移动滑块，让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放，滑块向左滑动，拉力传感器的示数为0.42N，记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间，__________（选填“需要”或“不需要”）满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。 (3)在滑块上添加已知质量的钩码，在托盘中应适当__________（选填“增大”或“减小”）砝码质量，重新让遮光条从光电门1的右侧恰好不遮光的位置由静止释放，运动过程中拉力传感器的示数应保持为__________N，记录遮光条从光电门1运动到光电门2的时间。 (4)保持光电门1到光电门2的距离L不变，多次实验，可获得多组遮光条从光电门1运动到光电门2的时间t、滑块及钩码的总质量M的数据，作出t2−M图像如图所示，根据如图可以得出结论：物体受力一定时，加速度与物体质量成反比。还可以求出两个光电门之间的距离L=__________m。 变式 21．用如图所示装置“验证牛顿第二定律”，保持小车质量一定，验证小车加速度a与合力F的关系。 (1)为使细线对小车的拉力等于小车所受的合力，以下操作正确的是______ A．本实验需要调节滑轮高度使细线与长木板平行 B．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上 C．在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上 (2)某同学得到如图所示的纸带，每5个点取一个计数点，测得相邻计数点间的距离如图所示（单位cm）。由此可得小车加速度的大小a ＝______m/s2（保留三位有效数字）。 (3)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，已知三位同学利用实验数据做出的a－F图像如图丁中的1、2、3所示。下列分析正确的是_____（选填选项前的字母）。 A．出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力 B．出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适 C．出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大 (4)在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是______（选填“系统误差”或“偶然误差”）。设拉力的真实值为，小车的质量为M，为了使，应当满足的条件是______。 变式 22．某同学利用如图甲所示的实验装置进行了“探究加速度与力、质量的关系”的实验，该同学在钩码上方加装了一个力传感器，可以显示上方细线拉力的大小。图乙是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点A、B、C、D、E，且相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，计数点间的距离如图乙所示，电源的频率为50Hz。 ①实验中________（选填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码的质量m远小于小车的质量M； ②由图乙可求得C点的瞬时速度大小________m/s，小车运动的加速度大小________（结果均保留3位有效数字）； ③该同学在实验前，没有测量小车的质量M，也忘记平衡摩擦力，在保持小车的质量不变的情况下，进行了多次实验，得到了如图丙所示的图像，则根据图像可求得小车的质量M=________kg。 变式 23．如图所示，某同学设计了探究加速度与力、质量关系的实验装置，装有定滑轮的长木板固定在水平实验台上，木板上有一滑块，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳与小车相连，放开钩码，小车在长木板上做匀加速直线运动。    （1）以下说法正确的是________。 A.此实验不需要将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动。 B．此实验需要将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动，但每改变一次小车的质量需重新补偿阻力。 C．此实验不需要满足小车的质量M远大于钩码质量m D.实验中小车的加速度越大越好 （2）在实验中，得到一条如图所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度_______ m/s2（结果保留两位有效数字）    变式 24．某物理实验小组用如图1所示装置“探究加速度与力、质量的关系”，长木板置于水平桌面上，光电门A、B固定在长木板上，调节滑轮使细线与长木板平行。 (1)为了使物块受到的合力与细线的拉力大小相等，还应进行的操作是__________ (2)测得遮光条的宽度为d，两光电门之间的距离为x，遮光条通过光电门A、B的遮光时间分别为和，则物块加速度的表达式为__________。 (3)改变物块的质量m，保持物块受到的拉力不变，经过多次测量后，为了便于研究力一定时，加速度与质量的关系，应画出加速度a与__________的图线。 A．所挂钩码质量 B．遮光条和物块总质量的倒数 C．遮光条和物块总质量 D．所挂钩码的重力 (4)在质量一定时，探究加速度与力的关系得到的图像如图2所示，其原因是__________。 A．平衡阻力不足 B．平衡阻力过度 C．物块质量过小 D．物块质量过大 试卷第1页（共3页） 试卷第1页（共3页） 学科网（北京）股份有限公司 《专题07 牛顿运动定律的基本问题——重难点》参考答案： 1．D 【详解】A．当右侧斜面倾角变为时，忽略摩擦力的影响，小球将一直运动下去，伽利略的结论是“力不是维持物体运动的原因”，故A错误； B．没有摩擦，绝对光滑的轨道，无论通过什么工艺都不能实现，故B错误； C．由于没有绝对光滑的轨道，故“小球沿右侧斜面向上运动时，如果没有摩擦，小球将到达原来的高度”，这是实际实验观察不到的现象，故C错误； D．伽利略理想实验的本质是想象着把实际存在，影响物体运动的摩擦力去掉，抓住事物的本质，这种依据逻辑推理把实际实验理想化的思想，也是揭示现象本质的重要研究方法之一，故D正确。 故选D。 2．B 【详解】A．静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体的加速度小，故A错误； B．惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质，故B正确； C．由牛顿第一定律可知：物体运动状态改变时，物体一定受到外力的作用，但物体受到外力作用时，运动状态不一定改变，比如物体受到平衡力作用时，运动状态就保持不变，故C错误； D．牛顿第一定律反映的是物体不受外力或者合外力为零时的运动规律，故D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．惯性是物体固有属性，无论静止或运动均有惯性，故A错误； B．惯性大小仅由质量决定，汽车加速时质量未变，故惯性不变，故B正确； C．安全带主要防止汽车急减速（如刹车）时人因惯性前冲受伤，故C错误； D．刹车后汽车不能立即停下是因惯性使物体保持原运动状态，但惯性是属性而非作用力，表述错误，故D错误。 故选B。 4．C 【详解】在伽利略理想斜面实验中，当斜面倾角为零时，小球将永远运动下去，不再需要什么力去推动，伽利略设计这个实验的目的是为了说明运动的物体如果不受力的作用，物体也会继续运动。 故选C。 5．B 【详解】A．牛顿第一定律不能由实验直接得到结论，故A错误； B．地球自西向东自转，人向上跳起来后，还会落到原地，因为人具有惯性，相对地面静止，故B正确； C．惯性只与质量有关，与速度无关，故C错误； D．向上抛出的物体，在空中继续向上运动，是由于惯性作用，而不是受到了向上的作用力，故D错误。 故选B。 6．C 【详解】A．系安全带是为了防止惯性带来的危害（如急刹车时人因惯性前冲），属于防范措施，并非利用惯性，故A不符合题意； B．运动员到终点无法立刻停下是惯性现象的表现，但题目要求的是“利用”惯性，此处未体现主动应用，故B不符合题意； C．锤头因惯性在锤柄停止运动后继续向下运动，从而紧套在锤柄上，这是主动利用惯性解决问题，故C符合题意； D．子弹离开枪膛后因惯性继续飞行是惯性维持运动状态的体现，但属于惯性自然结果，并非主动利用惯性达成目的，故D不符合题意。 故选C。 7．(1)特定的，kg、m/s2、N (2)这一时刻的合外力，没有 (3)合加速度，可以 (4)不一定，一定 【详解】（1）公式 中各物理量的单位都是特定的，都必须采用国际单位，m的单位是kg，a的单位是m/s2，由 可得到力的单位 1N1kg•m/s2 （2）对于同一物体，根据牛顿第二定律可知，某一时刻的加速度只由这一时刻所受的合力来决定，与这一时刻之前或之后的合力没有关系。 （3）公式 中，如果F是合力，则a实际上是合加速度，也即实际加速度，牛顿第二定律是一个矢量式，因此可以对某一个分力应用牛顿第二定律。 （4）根据牛顿第二定律知，加速度的方向一定与所受合力方向一致，但运动方向不一定与加速度方向一致，故物体的运动方向不一定与它所受合力的方向一致。 8．B 【详解】A．因小车沿水平方向运动，故小车的加速度一定沿水平方向，又因小球受竖直向下的重力和斜向右上方的拉力，故小球所受合力一定水平向右，加速度也水平向右，则小车可能向右加速，或者向左减速，故A错误； B．因两细线与竖直方向的夹角相同，由两球竖直方向受力平衡可知，两细线的拉力FT1＝FT2，故B正确； C．根据上面选项的分析，可知当汽车加速度增大时，FT1不变，故C错误； D．对悬挂小球2的细线与竖直方向的夹角为，则有， 得， 可知当汽车加速度减小时，变小，FT2变小，故D错误。 故选B。 9．BC 【详解】AB．物体在几个共点力作用下静止在光滑的水平面上，根据平衡条件可知，这几个力的合力为0，当其中一个向东的力逐渐减小为零过程中，这几个力的合力逐渐增大，物体的加速度逐渐增大，加速度方向向西，物体开始向西做加速度增大的变加速运动，当向东的力突然恢复原值时，物体所受合力为0，加速度也变为0，物体开始向西做匀速直线运动，故A错误，B正确； CD．结合上述可知物体先向西做加速度增大的变加速直线运动，后向西做匀速直线运动，故C正确，D错误。 故选BC。 10．D 【详解】A．匀减速直线运动中，加速度方向与速度方向相反，故A错误； B．匀减速的加速度大小和方向均不变，故B错误； C．根据牛顿第二定律 ，加速度恒定则合力不变，故C错误； D．匀变速运动中速度变化量 ，相同时间 内 相同，故D正确。 故选D。 11．A 【详解】AB．撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mgsinθ，因弹簧弹力不能突变，而杆的弹力会突变，所以撤去挡板瞬间，图甲中A球所受合力为零，加速度为零，B球所受合力为2mgsinθ，加速度为2gsinθ；故A正确B错误； CD．图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mgsinθ，加速度均为gsinθ，故CD错误。 故选A。 12．AD 【详解】AB．以球2为对象，根据平衡条件可得， 解得， 以球1为对象，根据平衡条件可得， 解得， 则球1和球2的质量之比为，故A正确，B错误； CD．在轻绳A突然断裂的瞬间，弹簧弹力保持不变，则球2受力保持不变，所以球2的加速度为0；球1受到重力和弹簧弹力的合力大小等于断裂前轻绳A的拉力大小，则球1的加速度大小为，故C错误，D正确。 故选AD。 13．B 【详解】A．在轻绳刚断的瞬间，弹簧的弹力不能突变，则物体B受力情况不变，故物体B的加速度大小为零，故A错误； BCD．假设A、C间的弹力为零，C的加速度为2g，A的加速度为g，可见C超前运动，即C和A实际为一个整体，根据牛顿第二定律得 其中 解得 对A受力分析，由牛顿第二定律可得 物体C与吊篮A间的弹力大小为 故CD错误，B正确。 故选B。 14．AB 【详解】A．甲、乙两种情境中，小球静止时，轻杆对小球与轻弹簧对小球的作用力都是水平向右，如图所示    由平衡条件得细绳的拉力大小都为，故A正确； BCD．甲图所示情境中，细绳烧断瞬间，小球即将做圆周运动，所以小球的加速度大小为 乙图所示情境中，细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为，故B正确，CD错误。 故选AB。 15．A 【详解】AB．对A、B和弹簧L2整体受力分析，可得弹簧L1的弹力 绳上的拉力为 单独对B受力分析有弹簧L2的弹力大小为 根据题干信息 可得 切断绳后，两个弹簧的弹力不变，A球合力与绳拉力等大反向，所以，故A正确，B错误； CD．对小球B，受力分析不变，加速度依然为0，故CD错误。 故选A。 16．D 【详解】A．剪断前，对小球B分析，由平衡条件知 在剪断绳a的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，A受到重力mg和弹簧向下的拉力mg，A的合力为向下的2mg，由牛顿第二定律有 可得剪断轻绳a瞬间，小球A的加速度大小为 故A错误； B．剪断轻绳a瞬间，轻绳a对小球A向上的拉力减为零，弹簧形变不变，小球A所受合力向下，具有向下的加速度2g，在剪断绳a的瞬间，弹簧的弹力没有来得及变化，B的受力情况没有变化，则B所受合力为零，小球B的加速度大小为零，对系统，应用牛顿第二定律 解得轻绳b的拉力为 故B错误； CD．剪断轻绳b瞬间，轻绳b的拉力突变为零，若轻绳a松弛，则木箱只受重力作用开始以加速度g加速下落，对小球A，根据牛顿第二定律 解得 加速下落，则轻绳a未松弛，木箱与小球A同步，根据系统牛顿第二定律 解得小球A的加速度大小为 故C错误，D正确。 故选D。 17．(1)用托盘与砝码总重力替代绳的拉力 (2) 不挂 连接 (3)8.20 (4) 【详解】（1）设绳的拉力为，根据牛顿第二定律，对砝码和托盘有 对小车有 联立解得 当时，即满足托盘与砝码总质量远小于小车质量时，托盘与砝码总重力才可以替代绳的拉力。 （2）[1][2]平衡阻力的目的是让小车受到的合力等于托盘与砝码的拉力，则在实验中，平衡阻力时不能挂上托盘，否则会引入额外的力。同时，纸带运动时会受到打点计时器的阻力，所以平衡阻力时需要连接纸带，并通过纸带上的点间距来判断小车是否做匀速直线，从而判断是否平衡了阻力。 （3）由题知，交流电的频率为50Hz，且相邻计数点间均有4个点未画出，故相邻计数点的时间为 根据逐差法，可得小车的加速度大小为 （4）设小车的质量为M，托盘的质量为m，重力加速度为g。当托盘中有n个砝码时，根据牛顿第二定律有 解得 则图像的斜率为 纵截距为 联立解得 18．(1)需要 (2)1.01 (3)在质量一定时，物体的加速度与所受合外力成正比 【详解】（1）为了使实验过程中小车受到的合外力等于细线的拉力，实验前需要将木板的一端垫起以平衡阻力。 （2）由题可知，相邻计数点之间的时间间隔为 由逐差法可知，小车的加速度大小为 （3）根据牛顿第二定律可知 解得 即物体质量一定时，物体的加速度与所受合外力成正比。 19．(1)C (2) (3) 【详解】（1）A.为了使小车受到的合力是绳子拉力的2倍，实验过程中需要将长木板的右端适当垫高补偿阻力，故A不符合题意； B．为了保证小车运动过程中所受合力不变，实验过程中需要调节定滑轮和弹簧测力计的高度，使动滑轮两边的轻绳与长木板平行，故B不符合题意； C．由于小车受到的合外力是弹簧测力计示数的2倍，可以直接测出，因此不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故C符合题意； D．实验过程中需要让小车靠近打点计时器，先接通打点计时器的电源，后释放小车，故D不符合题意。 故选C。 （2）由图乙可知，弹簧测力计的读数为，因此小车受到的合力为。 （3）[1]由图像求得小车的加速度大小 [2]根据题意，由牛顿第二定律有 解得 由此可知，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且直线的斜率等于，则表明小车的加速度与受到的合外力成正比。 20．(1)等于 (2)不需要 (3) 减小 0.42 (4)0.63 【详解】（1）不挂托盘的情况下，开启气源，反复调节导轨下方的螺丝，推动滑块后遮光条通过两个光电门的遮光时间相等，说明导轨水平。 （2）由于细线的拉力大小是通过拉力传感器测出的，不需要满足托盘及砝码的总质量远小于滑块的质量。 （3）[1][2]由于本实验的目的是探究物体受力一定时加速度与物体质量的关系，所以应保证滑块受到的合力恒定，即应保证拉力传感器的示数仍为0.42N。若在滑块上添加已知质量的钩码后，托盘及砝码的加速度减小，细线的拉力将变大，所以应减小托盘中的砝码质量。 （4）由牛顿第二定律可得 又由运动学公式有 联立可得 结合题图得 又 解得两个光电门之间的距离为 21．(1)AC (2)1.21 (3)B (4) 系统误差 【详解】（1）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，不挂砝码，而应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上，调整长木板的倾斜度，让小车拖着纸带做匀速直线运动，同时要调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行。故选AC。 （2）相邻计数点间的时间间隔为 根据逐差法，可得 （3）A．根据图线1可知，当没有挂砝码、砝码盘时，小车产生了加速度，因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大，故A错误； B．根据图线2可知，随着F的增大，即砝码、砝码盘的质量增大，不再满足砝码、砝码盘质量远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象，故B正确； C．根据图线3可知，当挂上砝码、砝码盘时，小车的加速度还是为零，说明没有平衡摩擦力或平衡的不够，故C错误。 故选B。 （4）[1]在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是系统误差。 [2]对小车，根据牛顿第二定律得 对整体，根据牛顿第二定律得 又 解得 22． 不需要 0.507 2.36 2 【详解】①[1]因为实验中使用了力传感器，可以直接测量出细线的拉力大小，所以不需要满足所挂钩码的质量m远小于小车的质量M。 ②[2]相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，所以相邻计数点的时间间隔 根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，C点的瞬时速度等于B、D两点间的平均速度，则 [3]逐差法可知加速度 ③[4]对小车有 整理得 结合图丙可知 解得 23． C 0.34 【详解】（1）[1]AB．平衡摩擦力时，小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分离等于小车所受的摩擦力，所以平衡时应为：此实验需要将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在不挂砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动，改变小车的质量后不需重新补偿阻力，AB错误； C．弹簧测力计可以直接测出绳子的拉力，不需要满足满足小车的质量M远大于钩码质量m，C正确； D．加速度不是越大越好，加速度越大，纸带上打的点越少，不利于测量，D错误。 故选C。 （2）[2]根据逐差法可得加速度 代入数据解得 24．(1)将木板无滑轮的一端垫高，以达到补偿阻力（平衡摩擦力）的目的 (2) (3)B (4)B 【详解】（1）为了使物块受到的合力与细线的拉力大小相等，还应将木板无滑轮的一端垫高，以达到补偿阻力（平衡摩擦力）的目的。 （2）物块通过光电门B时的速度表达式为 物块通过光电门A时的速度表达式为 根据匀变速直线运动速度与位移关系，可得 联立解得物块加速度的表达式为 （3）根据牛顿第二定律有，为了便于研究力一定时，加速度与质量的关系，应画出加速度与遮光条和物块总质量的倒数的图像。 故选B。 （4）图2中，时，原因是平衡阻力过度。 故选B。 答案第1页（共2页） 答案第1页（共2页） 学科网（北京）股份有限公司 $