高中物理 第3章 牛顿运动定律 3 牛顿第二定律学业分层测评 教科版必修1

第三章牛顿运动定律(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．对下列现象解释正确的是( )A．在一定拉力作用下，车沿水平面匀速前进，没有这个拉力，小车就会停下来，所以力是物体运动的原因B．向上抛出的物体由于惯性，所以向上运动，以后由于重力作用，惯性变小，所以速度也越来越小C．急刹车时，车上的乘客由于惯性一样大，所以都会向前倾倒D．质量大的物体运动状态不容易改变是由于物体的质量大，惯性也就大的缘故2．下列关于力和运动关系的几种说法，正确的是( )A．物体所受的合力不为零时，其速度不可能为零B．物体所受的合力的方向，就是物体运动的方向C．物体所受的合力与物体运动速度无直接联系D．物体所受的合力不为零，则加速度一定不为零3. 用计算机辅助实验系统做验证牛顿第三定律的实验：用一辆电动玩具汽车拖动另一辆无动力的玩具汽车，在两车挂接处装上传感器探头，并把它们的挂钩连在一起．当电动玩具汽车通电后拉着另一辆车向前运动时，可以在显示器屏幕上出现相互作用力随时间变化的图像，如图1所示，观察分析两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线，可以得到以下实验结论，其中正确的是( )图1A．作用力与反作用力的大小时刻相等B．作用力与反作用力作用在同一物体上C．作用力消失后反作用力可以慢慢消失D．作用力与反作用力方向相同4．在以加速度a匀加速上升的电梯中，有一质量为m的人，下列说法中正确的是( ) A．此人对地板的压力大小为m(g＋a)B．此人对地板的压力大小为m(g－a)C．此人受到的重力大小为m(g＋a)D．此人受到的合力大小为m(g－a)5．下列说法正确的是( )A．起重机用钢索加速吊起货物时，钢索对货物的力大于货物对钢索的力B．子弹能射入木块是因为子弹对木块的力大于木块对子弹的阻力C．大人与小孩相撞时，大人对小孩的撞击力大于小孩对大人的撞击力D．将图钉按入木板，图钉对木板的力和木板对图钉的力大小是相等的6. 如图2所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态．现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有( )图2A ．a 1＝0，a 2＝gB ．a 1＝g ，a 2＝gC ．a 1＝0，a 1＝m ＋MMgD ．a 1＝g ，a 2＝m ＋MMg7. 在小车中的悬线上挂一个小球，实验表明，当小球随小车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图3所示．若在小车底板上还有一个跟其相对静止的物体M ，则关于小车的运动情况和物体M 的受力情况，以下分析正确的是( )图3A ．小车一定向右做加速运动B ．小车一定向左做加速运动C ．M 除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力作用D ．M 除受到重力、底板的支持力作用处，还可能受到向左的摩擦力作用8．一个物体在水平恒力F 的作用下，由静止开始在一个粗糙的水平面上运动，经过时间t ，速度变为v ，如果要使物体的速度变为2v ，下列方法正确的是( )A ．将水平恒力增加到2F ，其他条件不变B ．将物体质量减小一半，其他条件不变C ．物体质量不变，水平恒力和作用时间都增为原来的两倍D ．将时间增加到原来的2倍，其他条件不变9. 一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于图4所示状态．设斜面对小球的支持力为N ，细绳对小球的拉力为T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是( )图4A ．若小车向左运动，N 可能为零B ．若小车向左运动，T 可能为零C ．若小车向右运动，N 不可能为零D ．若小车向右运动，T 不可能为零10. 如图5所示，A 、B 两条直线是在A 、B 两地分别用竖直向上的力F 拉质量分别为m A和m B 的物体，实验得出的两个加速度a 与力F 的关系图线，由图分析可知( )图5A ．两地重力加速度是g A >gB B ．m A <m BC ．两地重力加速度是g A ＝g BD ．m A >m B11．(8分) 有一个同学用如下方法测定动摩擦因数μ，如图6所示，物块m与斜面AB 和平面BD都是由同种材料做成的，斜面长为L1，A点距平面高为h，BD是一足够长的平面，现让m从A处由静止开始滑下，达到B点后顺利进入水平面，最后停止在水平面上，经多次实验，测出物块m静止点的平均位置在C处，并测得BC＝L2，通过以上数据可求得物块与水平面间的动摩擦因数μ＝____________.图612．(8分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图7甲所示．图7(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝______m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．三、计算题(本题共4个小题，满分44分)13．(10分)太空是一个微重力、高真空、强辐射的环境，人类可以利用这样的天然实验室制造出没有内部缺陷的晶体，生产出能承受强大拉力的细如蚕丝的金属丝．假如未来的某天你乘坐“神舟n号”飞船进行“微重力的体验”行动，飞船由6 000 m的高空静止下落，可以获得持续的25 s之久的失重状态，你在这段时间里可以进行关于微重力影响的实验．已知下落的过程中飞船受到的空气阻力为重力的0.04倍，重力加速度g取10 m/s2，试求：(1)飞船在失重状态下的加速度；(2)飞船在微重力状态中下落的距离．14．(10分)某一旅游景区，建有一山坡滑草运动项目．该山坡可看成倾角θ＝30°的斜面，一名游客连同滑草装置总质量m＝80 kg，他从静止开始匀加速下滑，在时间t＝5 s 内沿斜面滑下的位移x＝50 m．(不计空气阻力，取g＝10 m/s2，结果保留2位有效数字)问：(1)游客连同滑草装置在下滑过程中受到的摩擦力f为多大？(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数μ为多大？15. (12分)如图8所示，放在水平面上的物体质量m＝2 kg，受到一个斜向下的与水平方向成θ＝37°角的推力F＝10 N的作用，从静止开始运动．已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.25，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.问：图8(1)物体10 s末的速度是多大？物体10 s内的位移是多少？(2)若10 s末撤去推力，物体在水平面上运动的总位移是多少？16. (12分)物体静止在一水平面上，它的质量为m ，物体与水平面之间的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用平行于水平面的力F 拉物体，得到加速度a 和拉力F 的关系图像如图9所示．图9(1)根据图像可以求出物体的质量m .王敏同学分析的过程是：从图像中得到F ＝12 N 时，物体的加速度a ＝4 m/s 2，根据牛顿第二定律F ＝ma ，求得质量m ＝3 kg.请判断王敏同学的分析过程是否正确，并分析原因；若不正确，请给出正确的结果．(2)根据图像计算物体与水平面之间的动摩擦因数μ的数值．(g ＝10 m/s 2)第三章 牛顿运动定律答案1．D2．CD [本题考查物体所受的合力、加速度和速度的关系，同时理解掌握牛顿第二定律F ＝ma .当物体所受合力不为零时，加速度一定不为零；但在某一时刻瞬时速度可能为零，所以选项D 是对的，A 是错的．物体所受合力的方向就是加速度的方向，但不一定是速度的方向(运动的方向)，合力与运动速度无直接联系．所以选项B 是错误的，C 是对的．]3．A 4.A5．D [起重机钢索对货物的拉力和货物对钢索的拉力、子弹对木块的力与木块对子弹的力、大人对小孩的撞击力与小孩对大人的撞击力、图钉对木板的力和木板对图钉的力都是作用力和反作用力；作用力与反作用力总是大小相等的，故A 、B 、C 选项不正确，D 选项正确．]6．C [木板未抽出时，木块1受重力和弹簧弹力两个力并且处于平衡状态，弹簧弹力大小等于木块1的重力，N ＝mg ；木块2受重力、弹簧向下的压力和木板的支持力作用，由平衡条件可知，木板对木块2的支持力等于两木块的总重力．撤去木板瞬间，弹簧形变量不变，故产生的弹力不变，因此木块1所受重力和弹簧弹力均不变，故木块1仍处于平衡状态，即加速度a 1＝0，B 、D 错误；而木块2不再受木板支持力作用，只受重力和弹簧弹力作用，N ＋Mg ＝Ma 2，解得a 2＝M ＋mMg ，C 正确．]7．C [对小球进行受力分析可知，小球有水平向右的加速度，但小车的初速度可能向右也可能向左，所以小车的具体运动情况不能确定；M 和小球、小车都保持相对静止，也有向右的加速度，根据牛顿运动定律可以分析，物体M 一定受到向右的摩擦力作用．]8．D [由牛顿第二定律得F －μmg ＝ma ，所以a ＝F m－μg ，对比A 、B 、C 三项，均不能满足要求，故选项A 、B 、C 均错，由v ＝at 可得选项D 对．] 9．AB [本题考查牛顿运动定律，对小球受力分析，当N 为零时，小球的合外力水平向右，加速度向右，故小车可以向右加速运动或向左减速运动，A 对、C 错；当T 为零时，小球的合外力水平向左，加速度向左，故小车可能向右减速运动或向左加速运动，B 对，D 错．]10．BC11.hL 21－h 2＋L 212．(1)0.16(0.15也可) (2)如图所示(3)未计入砝码盘的重力解析 本题主要考查“探究加速度与力、质量的关系”这一探究性实验，题中用到的知识点有纸带的处理、表格数据的处理以及图像问题．意在考查考生对实验的探究能力．以及熟练运用学过知识处理问题、分析问题的能力及绘图的能力，根据Δx ＝aT 2可计算小车的加速度，a ＝0.16 m/s 2，运用表格中绘出的数据可绘出图像，图像不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力．13．(1)9.6 m/s 2(2)3 000 m解析 (1)设飞船在失重的状态下的加速度为a ，由牛顿第二定律得 mg －f ＝ma 又f ＝0.04mg即mg －0.04mg ＝ma解得a ＝9.6 m/s 2(2)由x ＝12at 2得x ＝12×9.6×252 m ＝3 000 m. 14．(1)80 N (2)0.12解析 (1)由位移公式x ＝12at 2沿斜面方向，由牛顿第二定律得：mg sin θ－f ＝ma ， 联立并代入数值后，得f ＝m (g sin θ－2xt2)＝80 N(2)在垂直斜面方向上， N －mg cos θ＝0， 又f ＝μN联立并代入数值后，得μ＝fmg cos θ＝2330＝0.12.15．(1)7.5 m/s 37.5 m (2)48.75 m解析 (1)物体在F 的作用下做匀加速运动， 设加速度为a 1F cos 37°－f ＝ma 1， N －F sin 37°＝mg ， f ＝μN ，联立并代入数据解得 a 1＝0.75 m/s 2.此时速度v ＝a 1t ＝0.75×10 m/s ＝7.5 m/s ，加速位移x 1＝12a 1t 2＝12×0.75×100 m＝37.5 m.(2)F 撤去后物体做匀减速运动，设加速度为a 2，μmg ＝ma 2，a 2＝μg ＝2.5 m/s 2，减速位移x 2＝0－v 2－2a 2＝－7.5×7.5－2×2.5m ＝11.25 m ，所以总位移x ＝x 1＋x 2＝48.75 m. 16．(1)见解析 (2)0.2解析 (1)王敏同学的分析和解答是错误的，王敏错在把水平力F 当作合外力． 正确的求解过程是：由图像可知，物体在水平方向受拉力F ＝12 N 时，物体的加速度a ＝4 m/s 2，摩擦力的大小f ＝4 N ，由牛顿第二定律F 合＝ma ，得m ＝F －f a ＝12－44kg ＝2 kg(2)因为f ＝4 N ，f ＝μN ，N ＝mg ＝20 N.所以μ＝f N＝0.2.。

2020--2021教科版物理必修一第3章牛顿运动定律练习含答案2020--2021教科版物理必修一第3章牛顿运动定律练习含答案教科版必修一第三章牛顿运动定律1、关于惯性和牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A．静止的物体可能没有惯性B．速度越大的物体惯性越大C．同一物体在地球上和月球上惯性不同D．伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起2、关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是()A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致3、关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是() A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力B．作用力与反作用力的性质一定相同C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D．只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是()A．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2B．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2C．v＝4.5 m/s，a＝0D．v＝7.5 m/s，a＝05、(双选)原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现在发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断此时升降机的运动可能是()A．加速上升B．减速上升C．加速下降D．减速下降6、(双选)在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法，正确的是()A．k的数值由F、m、a的数值决定B．k的数值由F、m、a的单位决定C．在国际单位制中k＝1D．在任何情况下k都等于17、人站在地面上，先将两脚弯曲，再用力蹬地，向上跳离地面．人能跳离地面的原因是()A．人对地面的作用力大于地面对人的作用力B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力C．地面对人的作用力大于人的重力D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力8、如图所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F1＝5 N，水平向左的力F2＝10 N，当F2由10 N逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小是()A．逐渐减小B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小9、如图所示，在台秤的托盘上放一个支架，支架上固定一电磁铁A，电磁铁A的正下方有一铁块B，电磁铁A不通电时，台秤的示数为G.某时刻接通电源，在铁块B被吸引起来的过程中，台秤的示数将() A．不变B．变大C．变小D．忽大忽小10、在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如图甲)．又如为了不使自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板(如图乙)．这些现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”？甲乙11、如图所示，一质量为1 kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上，小球与杆间的动摩擦因数μ＝0.5，直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在竖直向上的拉力F＝15 N 作用下从A点由静止出发沿杆向上运动．g取10 m/s2.试求小球的加速度的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)2020--2021教科版物理必修一第3章牛顿运动定律练习含答案教科版必修一第三章牛顿运动定律1、关于惯性和牛顿第一定律，下列说法中正确的是()A．静止的物体可能没有惯性B．速度越大的物体惯性越大C．同一物体在地球上和月球上惯性不同D．伽利略的斜槽实验以可靠的事实为基础并把实验探究和逻辑推理和谐地结合在一起D[惯性是物体的固有属性，它的大小只取决于质量，与运动状态，是否受力、地理位置无关，故A、B、C错误；伽利略的斜槽实验是在实验探究的基础上加以科学推理，故D正确．]2、关于牛顿第二定律，以下说法中正确的是()A．由牛顿第二定律可知，加速度大的物体，所受的合外力一定大B．牛顿第二定律说明了，质量大的物体，其加速度一定小C．由F＝ma可知，物体所受到的合外力与物体的质量成正比D．对同一物体而言，物体的加速度与物体所受到的合外力成正比，而且在任何情况下，加速度的方向始终与物体所受的合外力方向一致【答案】D[由F＝ma知，只有当m一定时，a与F成正比，故选项A错误；同理当F一定时，m越大，a越小，故选项B错误；物体所受的合外力与其质量无关，故选项C错误；由牛顿第二定律内容知选项D正确．]3、关于两个物体间作用力与反作用力的下列说法中，正确的是() A．有作用力才有反作用力，因此先有作用力后产生反作用力B．作用力与反作用力的性质一定相同C．作用力与反作用力只存在于相互接触的两个物体之间D．只有两个物体处于平衡状态中，作用力与反作用力才大小相等【答案】B[作用力与反作用力总是大小相等、方向相反，同时产生、同时消失，是同一性质的力，两个物体不相互接触也可以产生作用力与反作用力，两个物体处于平衡状态和非平衡状态，作用力与反作用力大小均相等，故选项B正确．] 4、用30 N的水平外力F拉一静止在光滑的水平面上质量为20 kg的物体，力F 作用3秒后消失，则第5秒末物体的速度和加速度分别是()A．v＝7.5 m/s，a＝1.5 m/s2B．v＝4.5 m/s，a＝1.5 m/s2C．v＝4.5 m/s，a＝0D．v＝7.5 m/s，a＝0【答案】C[由牛顿第二定律知前3秒内F＝ma1即a1＝Fm＝3020m/s2＝1.5 m/s2；3秒末物体速度v＝a1·t＝1.5 m/s2×3 s＝4.5 m/s；3秒后F消失，物体所受合外力为零，则a2＝0；物体做匀速直线运动，故选项C 正确．]5、(双选)原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现在发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断此时升降机的运动可能是()A．加速上升B．减速上升C．加速下降D．减速下降【答案】BC[物体A原来静止，说明物体在水平方向和竖直方向都受力平衡，水平方向摩擦力与弹簧的弹力相平衡，竖直方向支持力与重力相平衡．现在发现物体A被拉向右方，说明滑动摩擦力小于弹簧的拉力，而滑动摩擦力又与正压力(或支持力)成正比，所以是支持力减小了，从而得出结论：物体A处于失重状态，即有向下的加速度，故做向上减速或向下加速运动，所以A、D不正确．]6、(双选)在牛顿第二定律的数学表达式F＝kma中，有关比例系数k的说法，正确的是()A．k的数值由F、m、a的数值决定B．k的数值由F、m、a的单位决定C．在国际单位制中k＝1D．在任何情况下k都等于1【答案】BC[物理公式在确定物理量之间的数量关系的同时也确定了物理量的单位关系．在F＝kma中，只有m的单位取kg，a的单位取m/s2，F的单位取N 时，k才等于1.即在国际单位制中k＝1，故B、C正确．]7、人站在地面上，先将两脚弯曲，再用力蹬地，向上跳离地面．人能跳离地面的原因是()A．人对地面的作用力大于地面对人的作用力B．地面对人的作用力大于人对地面的作用力C．地面对人的作用力大于人的重力D．人除受地面的弹力外，还受到一个向上的力【答案】C[人用力蹬地时，人对地面的作用力和地面对人的作用力是一对作用力与反作用力，大小相等、方向相反．之所以会跳离地面是因为地面对人的作用力大于人的重力，故C正确．]8、如图所示，放在光滑水平面上的一个物体，同时受到两个水平方向力的作用，其中水平向右的力F1＝5 N，水平向左的力F2＝10 N，当F2由10 N逐渐减小到零的过程中，物体的加速度大小是()A．逐渐减小B．逐渐增大C．先减小后增大D．先增大后减小【答案】C[F2由10 N减到5 N的过程中F合＝F2－F1＝ma，a 方向沿F2方向且逐渐减小；当F2<5 N后，F合＝F1－F2＝ma，a方向沿F1方向且逐渐增大；故加速度先减小后反向增大，选项C正确．]9、如图所示，在台秤的托盘上放一个支架，支架上固定一电磁铁A，电磁铁A 的正下方有一铁块B，电磁铁A不通电时，台秤的示数为G.某时刻接通电源，在铁块B被吸引起来的过程中，台秤的示数将()A．不变B．变大C．变小D．忽大忽小【答案】B[很多同学认为，当铁块B被吸起时脱离台秤，所以对台秤的压力消失，台秤的示数减小，从而错选C.其实，铁块B被吸起的过程是铁块B加速上升的过程，处于超重状态，即整体处于超重状态，所以整体对托盘的压力大于整体的重力．故选项B正确．]10、在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球(如图甲)．又如为了不使自行车减速，总要不断地用力蹬脚踏板(如图乙)．这些现象不正说明了运动需要力来维持吗？那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”？甲乙[解析]如果足球不是在草地上滚动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上滚动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说明了由于阻力的存在才导致足球的运动状态发生了改变，足球在草地上滚动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在水泥地面上滚动时所受阻力小，运动状态改变得慢，但终究还是要停下来．在盘带足球时，人对足球施加力的作用，是克服摩擦阻力对足球产生的作用．自行车的例子也是同样的道理．[答案]见解析11、如图所示，一质量为1 kg的小球套在一根固定的足够长的直杆上，小球与杆间的动摩擦因数μ＝0.5，直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在竖直向上的拉力F＝15 N 作用下从A点由静止出发沿杆向上运动．g取10 m/s2.试求小球的加速度的大小．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)[解析]对小球受力分析：Fcos 37°＝N＋mgcos 37°Fsin 37°－mgsin 37°－f＝maf＝μN解得：a＝1 m/s2.[答案] 1 m/s2。

牛顿第二定律(建议用时：45分钟)[学业达标]1．在光滑的水平桌面上，有一个静止的物体，给物体施以水平作用力，在力作用到物体上的瞬间，则( )A．物体同时具有加速度和速度B．物体立即获得加速度，速度仍为零C．物体立即获得速度，加速度仍为零D．物体的速度和加速度均为零【解析】合外力与加速度是瞬时对应关系，所以在力作用到物体上的瞬间，物体立即获得加速度，但物体的速度还得从零开始增大，不可能立即具有速度，故B正确．【答案】 B2．力F作用于甲物体m1时产生的加速度为a1，此力F作用于乙物体m2时产生的加速度为a2，若将甲、乙两个物体合在一起，仍受此力的作用，产生的加速度则是下列选项中的哪一个( )A.a1＋a22B.|a1－a2|2C.a1a2a1＋a2D.a1＋a2a1a2【解析】力F作用于m1时，F＝m1a1①力F作用于m2时，F＝m2a2②力F作用于m1＋m2时，F＝(m1＋m2)a3③解①②③得a3＝a1a2a1＋a2，故选项C正确．【答案】 C3．如图4­3­7所示，静止在光滑水平面上的物体A，一端靠着处于自然状态的弹簧．现对物体施一水平恒力，在弹簧被压缩到最短这一过程中，物体的速度和加速度变化的情况是( ) 【导学号：16190179】图4­3­7A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度减小C．速度先增大后减小，加速度先减小后增大D．速度先增大后减小，加速度先增大后减小【解析】 力F 作用在A 上的开始阶段，弹簧弹力kx 较小，合力与速度方向同向，物体速度增大，而合力(F —kx )随x 增大而减小，加速度减小，当F ＝kx 以后，随物体A 向左运动，弹力kx 大于F ，合力方向与速度反向，速度减小，而加速度a 随x 的增大而增大．综上所述，只有C 正确．【答案】 C4．(2016·南京高一检测)如图4­3­8所示，轻弹簧下端固定在水平面上．一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落，接触弹簧，把弹簧压缩到一定程度后停止下落．在小球下落的这一全过程中，下列说法中正确的是( )图4­3­8A ．小球刚接触弹簧瞬间速度最大B ．从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上C ．从小球接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小D ．从小球接触弹簧至到达最低点，小球的加速度先增大后减小【解析】 小球从接触弹簧开始，在向下运动过程中受到重力和弹簧弹力的作用，但开始时由于弹簧的压缩量较小，弹力小于重力，合力方向竖直向下，且逐渐减小，小球将继续向下做加速度逐渐减小的变加速运动，直到重力与弹簧弹力相等；重力与弹簧弹力相等后，小球再向下运动，则弹簧弹力将大于重力，合力方向变为竖直向上，且不断增大，小球将做加速度逐渐增大的变减速运动，直到速度为零，故从接触弹簧至到达最低点，小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大．故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．【答案】 C5．将一个物体以某一速度从地面竖直向上抛出又落回原处，设物体在运动过程中所受空气阻力大小不变，则物体( ) 【导学号：16190180】A ．刚抛出时的速度最大B ．在最高点的加速度为零C ．上升时间大于下落时间D ．上升时的加速度等于下落时的加速度【解析】 由牛顿第二定律得：a 上＝g ＋f m ，a 下＝g －f m，所以上升时的加速度大于下落时的加速度，D 错误；根据h ＝12at 2，上升时间小于下落时间，C 错误；在最高点的加速度向下，不为零，B 错误；由v ＝at 可知物体刚抛出时的速度最大，A 正确．【答案】 A6．如图4­3­9所示，位于水平地面上的质量为M 的小木块，在大小为F 、方向与水平方向成α角的拉力作用下沿地面做加速运动．若木块与地面之间的动摩擦因数为μ，则木块的加速度为( )图4­3­9A.F MB.F cos αMC.F cos α－μMg MD.F cos α－μMg －F sin αM 【解析】 取M 为研究对象，其受力情况如图所示．在竖直方向合力为零，即F sin α＋F N ＝Mg 在水平方向由牛顿第二定律得F cos α－μF N＝Ma .由以上两式可得a ＝F cos α－μMg －F sin αM ，D 项正确．【答案】 D7．(2016·衢州高一检测)如图4­3­10所示，在质量为m 的物体上加一个竖直向上的拉力F ，使物体以加速度a 竖直向上做匀加速运动，若不计阻力，下面说法正确的是( ) 【导学号：16190181】图4­3­10A ．若拉力改为2F ，物体加速度为2aB ．若质量改为m 2，物体加速度为2a C ．若质量改为2m ，物体加速度为a 2D ．若质量改为m 2，拉力改为F 2，物体加速度不变 【解析】 根据题意得：F －mg ＝ma ，解得：a ＝F －mg m ＝F m－g 若拉力改为2F ，物体加速度a 1＝2F －mg m ＝2F m－g >2a ，故A 错误； 若质量改为m 2，物体加速度a 2＝F －12mg 12m ＝2F m －g >2a ，故B 错误；若质量改为2m ，物体加速度a 3＝F －2mg 2m ＝F 2m －g <a 2，故C 错误； 若质量改为m 2，拉力改为F 2，物体加速度a 4＝12F －12mg 12m ＝F m －g ＝a ，故D 正确． 【答案】 D8.质量为m 的木块，以一定的初速度沿倾角为θ的斜面向上滑动，斜面静止不动，木块与斜面间的动摩擦因数为μ，如图4­3­11所示．图4­3­11(1)求向上滑动时木块的加速度的大小和方向；(2)若此木块滑到最大高度后，能沿斜面下滑，求下滑时木块的加速度的大小和方向．【解析】 (1)以木块为研究对象，因木块受到三个力的作用，故采用正交分解法求解，建立坐标系时，以加速度的方向为x 轴的正方向．木块上滑时其受力分析如图甲所示，根据题意，加速度的方向沿斜面向下，将各个力沿斜面和垂直斜面方向正交分解．根据牛顿第二定律有mg sin θ＋f ＝ma ，N －mg cos θ＝0又f ＝μN ，联立解得a ＝g (sin θ＋μcos θ)，方向沿斜面向下．(2)木块下滑时其受力分析如图乙所示，由题意知，木块的加速度方向沿斜面向下．根据牛顿第二定律有mg sin θ－f ′＝ma ′，N ′－mg cos θ＝0又f ′＝μN ′，联立解得a ′＝g (sin θ－μcos θ)，方向沿斜面向下．【答案】 (1)g (sin θ＋μcos θ)，方向沿斜面向下(2)g (sin θ－μcos θ)，方向沿斜面向下[能力提升]9．(2016·浙江大学附中高一检测)如图4­3­12所示，A 、B 两小球分别连在弹簧两端，B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上．A 、B 两小球的质量分别为m A 、m B ，重力加速度为g ，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A 、B 两球的加速度分别为( )图4­3­12A ．都等于B ．和0 C.m A ＋m B 2g 和0 D ．0和m A ＋m B 2m Bg 【解析】 对A 球分析，开始处于静止，则弹簧的弹力F ＝m A g sin 30°，剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对A ，所受的合力为零，则A 的加速度为0，对B ，根据牛顿第二定律得，a B ＝F ＋m B g sin 30°m B ＝m A g sin 30＋m B g sin 30°m B ＝m A ＋m B 2m Bg .故选D. 【答案】 D10．(多选)如图4­3­13甲所示，地面上有一质量为M 的重物，用力F 向上提它，力F 变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，则以下说法中正确的是( ) 【导学号：16190182】甲 乙图4­3­13A ．当F 小于图中A 点值时，物体的重力Mg >F ，物体不动B ．图中A 点值即为物体的重力值C ．物体向上运动的加速度和力F 成正比D ．图线延长和纵轴的交点B 的数值绝对值等于该地的重力加速度【解析】 当0≤F ≤Mg 时，物体静止，即A 正确；当F >Mg 时，即能将物体提离地面，此时，F －Mg ＝Ma ，a ＝F －Mg M ，A 点表示的意义即为F ＝Mg ，所以B 正确；直线的斜率为1M ，故B 点数值绝对值为g ，故D 选项正确．【答案】 ABD11．如图4­3­14所示，质量m ＝1 kg 的球穿在斜杆上，斜杆与水平方向成30°角，球与杆之间的动摩擦因数μ＝36，球受到竖直向上的拉力，F ＝20 N ，则球的加速度多大？(取g ＝10 m/s 2)图4­3­14【解析】球受到重力mg 、杆的支持力F N 、杆的摩擦力F f 和竖直向上的拉力F 四个力的作用(如图所示)，建立直角坐标系，由牛顿第二定律得F sin 30°－mg sin 30°－F f ＝maF cos 30°＝mg cos 30°＋F NF f ＝μF N联立以上各式解得a ＝2.5 m/s 2.【答案】 2.5 m/s 212．自制一个加速度计，其构造是：一根轻杆，下端固定一个小球，上端装在水平轴O 上，杆可在竖直平面内左右摆动，用白硬纸作为表面，放在杆摆动的平面上，并刻上刻度，可以直接读出加速度的大小和方向．使用时，加速度计右端朝汽车前进的方向，如图4­3­15所示. 【导学号：16190183】图4­3­15(1)硬纸上刻度线b 在经过O 点的竖直线上，则在b 处应标的加速度数值是多少？(2)刻度线c 和O 点的连线与O b 的夹角为30°，则c 处应标的加速度数值是多少？(3)刻度线d 和O 点的连线与O b 的夹角为45°.在汽车前进时，若轻杆稳定地指在d 处，则0.5 s 内汽车速度变化了多少？【解析】 (1)当轻杆与O b 重合时，小球所受合力为0，其加速度为0，车的加速度亦为0，故b 处应标的加速度数值为 0.(2)当轻杆与O c 重合时，以小球为研究对象，受力分析如图所示．根据力合成的平行四边形定则和牛顿第二定律得mg tan θ＝ma 1，解得a 1＝g tan θ＝9.8×33m/s 2≈5.66 m/s 2. (3)若轻杆与O d 重合，同理可得 mg tan 45°＝ma 2，解得a2＝g tan 45°＝9.8 m/s2，方向水平向左，与速度方向相反．所以在0.5 s内汽车速度应减少，减少量Δv＝a2Δt＝9.8×0.5 m/s＝4.9 m/s. 【答案】(1)0 (2)5.66 m/s2(3)减少了4.9 m/s4 力学单位制。

3 牛顿第二定律
学习目标
重点难点
1．掌握牛顿第二定律的语言叙述和数学表达式，并理解公式中各物理量的意义及相互关系．
2．知道在国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的．
3．会用牛顿第二定律的公式进行有关的计算．
4．知道基本单位、导出单位、单位制等概念能在物理运算过程中规范使用和表示单位．
重点：1．对牛顿第二定律的理解． 2．理解国际单位制中的基本单位和导出单位．
难点：1．应用牛顿第二定律分析物体运动状态的变化．
2．理解在牛顿第二定律的表达式中k ＝1的条件．
1．牛顿第二定律
（1）内容：物体加速度的大小跟合力成______，跟物体的质量成______，加速度的方向跟合力的方向______．
（2）表达式：______． 2．力学单位制
（1）在物理学中，先选定几个物理量的单位作为______单位．根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系，导出其他物理量的单位叫做________．______和________一起组成了单位制．
（2）力学单位制：
物理量 长度 ______ 时间 国际制单位 米 千克 ____ 符号表示
____
kg
s
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我的学困点
我的学疑点。

学业分层测评(六)(建议用时：45分钟)1．下列说法中正确的是( )A．物体竖直向下的运动就叫做自由落体运动B．人打开降落伞从空中由静止下落的运动是自由落体运动C．一羽毛在没有空气的环境中从静止下落的运动是自由落体运动D．用力向下扔一石子，石子的运动是自由落体运动【解析】自由落体运动体现的不仅仅是竖直方向的运动，物体还必须只受重力，且初速度为零的、竖直向下的运动，A错；人的初速度为零，但降落伞打开后，所受阻力很大，不能忽略，B错；羽毛轻，但羽毛在没空气的环境中不受阻力，只受重力，C正确；用力扔石子，虽然石子所受的阻力相对于重力很小，可忽略，但它有初速度，所以也不是自由落体运动，D错．故选C.【答案】 C2．(多选)小红同学在探究自由落体运动规律时，从生活情景中选出下列四种运动情况进行探究，你认为哪一个选项中的物体所做的运动符合自由落体运动规律( )【导学号：21862062】【解析】月球上为真空，羽毛和铁锤下落过程中只受重力作用，v0＝0，故它们的运动符合自由落体运动，A对；B、C两项中运动员在运动过程中所受空气阻力和水的阻力都不能忽略，故其运动不符合自由落体运动规律，B、C错；D项中瀑布从山涧下落时空气阻力可以忽略，v0近似认为为零，故可看做自由落体运动，D对．【答案】AD3．请你回顾伽利略探究物体自由下落规律的过程，判定下列哪个过程是伽利略的探究过程 ( )A．猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论B．问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论C．问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论D．猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论【解析】伽利略探究物体下落规律的过程是：质疑——大、小石块捆在一起下落得出矛盾的结论；猜想——落体运动是最简单的运动，速度与时间成正比；数学推理——如果v ∝t，则有x∝t2；实验验证——设计出斜面实验并进行探究，得出光滑斜面上滑下的物体的运动规律x∝t2；合理外推——将光滑斜面上滑下的物体的运动规律x∝t2推广到落体运动．从探究的过程看，C正确．【答案】 C4．下面能正确表示做自由落体运动的物体下落的速度v随时间t变化的图象的是( )【解析】自由落体运动的速度随时间的变化规律满足公式v＝gt，其中加速度g是常数，则速度v与时间t成正比，其速度­时间图象应该是一条过原点的倾斜直线，选项B正确，其他选项均错．【答案】 B5．唐代诗人李白的“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景，如果三尺为1 m，则水落地时的速度约为(设初速度为0)( )【导学号：21862063】A．100 m/s B．100 2 m/sC ．200 m/sD ．200 2 m/s【解析】 水下落高度h ＝1 000 m ，g 取10 m/s 2，由v 2t ＝2gh 得v t ＝2gh ＝2×10×1 000 m/s ＝100 2 m/s ，B 项正确．【答案】 B6．一物体从离地H 高处自由下落，经过时间t 落地，则当它下落t2时，离地的高度为( )A.14H B.12H C.34H D.45H 【解析】 根据自由落体运动的位移规律可得：H ＝12gt 2，它下落t 2的位移为h ＝12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 22，此时，物体离地的高度H 0＝H －h ＝34H ，选项C 正确．【答案】 C7．(多选)关于自由落体运动，下列说法正确的是( )【导学号：21862064】A ．自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动B ．竖直方向上的位移只要满足s 1∶s 2∶s 3∶…＝1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动C ．自由落体运动在开始连续的三个2 s 内的路程之比为1∶3∶5D ．自由落体运动在开始连续的三个1 s 末的速度之比为1∶3∶5【解析】 自由落体运动是竖直方向上的匀加速直线运动，A 正确；自由落体运动从开始下落起，位移之比s 1∶s 2∶s 3∶…＝1∶4∶9∶…，但位移之比是1∶4∶9∶…的运动不一定是自由落体运动，所以B 不正确；自由落体运动适用于初速度为零的匀加速直线运动的所有规律，所以C 正确，D 不正确．【答案】 AC8．一个物体从20米高处由静止开始做自由落体运动，已知g ＝10 m/s 2，求： (1)物体的下落时间； (2)物体着地时的速度大小；(3)物体下落高度的一半时的速度大小． 【解析】 (1)由s ＝12gt 2得t ＝2s g＝2×2010s ＝2 s. (2)v ＝gt ＝10×2 m/s＝20 m/s.(3)v ′2＝2g s2得v ′＝gs ＝20×10 m/s ＝10 2 m/s.【答案】 (1)2 s (2)20 m/s (3)10 2 m/s9．从一高塔上释放一个小铁球，经过1 s 再从同一位置释放另一个小铁球，不计空气阻力，则在两球落地之前( )【导学号：21862065】A ．两球之间的距离保持不变，速度之差保持不变B ．两球之间的距离不断增大，速度之差保持不变C ．两球之间的距离不断增大，速度之差也越来越大D ．两球之间的距离不断减小，速度之差也越来越小【解析】 设先释放的小铁球运动时间为t ，则后释放的小铁球的运动时间为t －1，两小球的位移分别为x 1，x 2.则【答案】 B10．(多选)如图3­3­3所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图示照片，图中1、2、3、4、5表示小球运动过程中每次曝光的位置．连续两次曝光的时间间隔均为T ，每块砖的厚度为d .根据图中的信息，下列判断正确的是( )【导学号：21862066】图3­3­3A ．位置“1”是小球释放的初始位置B ．小球做匀加速直线运动C ．小球下落的加速度为dT2D ．小球在位置“3”的速度为7d2T【解析】 由题图可知相邻时间间隔内通过的位移分别为2d 、3d 、4d 、5d ，所以小球做匀加速直线运动，位置“1”不是小球释放的初始位置，由位移差Δx ＝aT 2得小球下落的加速度为a ＝dT 2，小球在位置“3”的速度为v ＝3d ＋4d 2T ＝7d2T. 【答案】 BCD11．每隔一定时间就有一滴水从屋檐滴下，当第5滴正欲滴下时，第1滴刚好落到地面，而第3滴与第2滴分别位于高1 m 的窗户的上下沿，如图3­3­4所示．(取g ＝10 m/s 2)试求：图3­3­4(1)滴水的时间间隔是多少？ (2)此屋檐离地面多高？【解析】 解法一：利用基本规律求解 (1)设屋檐离地面高为h ，滴水的时间间隔为T . 由h ＝12gt 2得第2滴水的位移h 2＝12g (3T )2①第3滴水的位移h 3＝12g (2T )2②又h 2－h 3＝1 m ③联立①②③三式，解得T ＝0.2 s (2)屋檐离地高度h ＝12g (4T )2＝12×10×(4×0.2)2 m＝3.2 m.解法二：用比例法求解由于水滴下落的时间间隔相等，则相邻两水滴之间的间距从上到下依次可设为h 0、3h 0、5h 0、7h 0，如图所示显然，窗高为5h 0，即5h 0＝1 m ，得h 0＝0.2 m ，屋檐离地高度h ＝h 0＋3h 0＋5h 0＋7h 0＝3.2 m.由h ＝12gt 2知，滴水的时间间隔为T ＝2h 0g＝2×0.210s ＝0.2 s. 【答案】 (1)0.2 s (2)3.2 m12．一根长直细杆长l ＝1.7 m ，从某一高处做自由落体运动，在下落过程中细杆通过一个h 1＝1.75 m 高的窗口用时Δt ＝0.3 s ，求细杆刚下落时其下端到窗口上边缘的高度(g 取10 m/s 2，窗口下边缘到地面的高度大于细杆的长度)．【解析】 设杆的下端到窗口上沿的时间为t 1，杆的上端到窗口下沿的时间为t 2，则有12gt 21＝h ，12gt 22＝l ＋h ＋h 1 又t 2－t 1＝Δt联立以上三式可得h ＝5 m. 【答案】 5 m。

2探究加速度与力、质量的关系[学习目标] 1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a－F、a－1m图像.3.通过实验探究加速度与力、质量的定量关系．一、实验器材小车、砝码、砝码盘、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平．二、实验原理实验的基本思想——控制变量法1．保持研究对象即小车的质量不变，改变砝码盘内砝码的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力．2．保持砝码盘中砝码的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量．三、实验方案的设计1．三个物理量的测量方法——近似法本实验的研究对象：小车(装置如图1所示)．图1(1)小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量．(2)拉力的测量：当砝码盘和砝码的质量远小于小车质量的情况下，可以认为砝码盘和砝码的重力近似等于小车所受的拉力(合外力)．(3)加速度的测量：由纸带根据公式Δx＝aT2，结合逐差法计算出小车的加速度．2．实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法(1)研究加速度a和力F的关系以加速度a为纵坐标，力F为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图像，如图2所示，若图像是一条通过原点的直线，就能说明a与F成正比．图2(2)研究加速度a与质量m的关系如图3所示，因为a－m图像是曲线，检查a－m图像是不是双曲线，就能判断它们之间是不是成反比关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难．若a和m成反比，则a与1m必成正比．我们采取“化曲为直”的方法，以a为纵坐标，以1m为横坐标，作出a－1m图像，若a－1m图像是一条过原点的直线，说明a与1m成正比，即a与m成反比．图3四、实验步骤1．用天平测出小车的质量M，并把数值记录下来．2．按如图4所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳)．图43．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块位置，直到轻推小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止(纸带上相邻点间距相等)．4．在砝码盘里放入适量的砝码，用细绳绕过定滑轮系在小车上，在小车上加放适量的砝码，用天平测出砝码盘和砝码的质量m，记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带，并设计表格如下.5.保持小车的质量不变，改变砝码和砝码盘的质量，按步骤4再做5次实验．6．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值，填入表格中．7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的a－F图像，从而得出a、F之间的关系．8．保持砝码和砝码盘的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小车运动的a－1M图像，从而得出a、M之间的关系.次数12345 6小车加速度a/(m·s－2)小车质量M/kg1M/kg－19.整理实验器材，结束实验．五、注意事项1．打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车．2．在平衡摩擦力时，不要(填“要”或“不要”)悬挂砝码盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改变砝码的质量的过程中，要始终保证砝码和砝码盘的质量远小于小车的质量．4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去.一、实验数据处理例1在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某次实验测得如下数据：当m一定时，a与F的关系如表一所示；当F一定时，a与1m的关系如表二所示．表一F/N 1.00 2.00 3.00 4.00a/(m·s－2) 1.90 3.95 5.857.62 表二1m/kg－10.520.670.80 1.00a/(m·s－2) 1.53 2.10 2.49 3.10(1)在如图5所示的相应坐标系中，根据表一、表二所给数据作出图像．图5(2)由图像可以判定：当m 一定时，a 与F 的关系为________；当F 一定时，a 与m 的关系为________．(3)在研究a 与m 的关系时，作了a －1m 图像，而没作a －m 图像，那么作a －1m 图像有何优点？答案 (1)作出图像如图所示(2)正比 反比(3)a －m 图像是曲线，难以找出规律；a －1m 图像是直线，容易找出规律．二、实验注意事项及误差分析例2 某实验小组利用图6所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图6(1)下列做法正确的是________(填字母代号)．A ．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B ．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C ．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D ．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度 (2)图7是甲、乙两同学根据实验数据画出的图像．图7形成图线甲的原因是__________________________． 形成图线乙的原因是__________________________．答案 (1)AD (2)长木板倾角过大 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够解析 (1)实验中细绳要与长木板保持平行，A 项正确；平衡摩擦力时不能将装有砝码的砝码桶通过细绳绕过滑轮拴在木块上，这样无法平衡摩擦力，B 项错误；实验时应先接通打点计时器的电源再放开木块，C 项错误；平衡摩擦力后，改变木块上的砝码的质量后不需要再重新平衡摩擦力，D 项正确．(2)图线甲中F ＝0时，木块就有了加速度，可见是长木板倾角过大．图线乙中，有了拉力时，加速度仍为0，说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够． 三、对实验方法的探究例3 两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上，小车前端系上细线，线的另一端跨过定滑轮各挂一个砝码盘，砝码盘里分别放有不同质量的砝码(图8甲)．小车所受的水平拉力F 的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小．小车后端也系有细线，用一只夹子夹住两根细线(图乙)，控制两辆小车同时开始运动和结束运动．图8由于两个小车初速度都是零，运动时间又相同，因为x ＝at 22，即x ∝a ，所以只要测出两小车位移x 之比就等于测出它们的加速度a 之比．实验结果是：当两小车质量相同时，________________________；当拉力F 相等时，________________________.实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力G ＝mg 的大小作为小车所受拉力F 的大小，这样做会引起实验误差，为了减小这个误差，G 与小车所受重力Mg 之间需要满足的关系是：______.答案 加速度与拉力成正比 加速度与质量成反比 G ≪Mg解析 实验过程中，当两小车质量相同时，砝码(包括砝码盘)重力越大，相同时间内位移越大，则加速度越大，进行实验时会发现，加速度与所受拉力成正比；若砝码重力不变，即拉力不变时，质量越大的小车，相同时间内位移越小，即加速度越小，进行测量分析知，加速度与质量成反比．如果砝码(包括砝码盘)的重力G远小于小车的重力Mg时，G近似等于拉力F.1．控制变量法：当研究多个物理量的变化规律时，为了简便，可设计保持其他物理量不变，只研究剩余两个变化物理量的关系，这种方法叫做控制变量法．两个相同的小车放在光滑水平面上，前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中各放数目不等的砝码，就可以验证质量一定的条件下，加速度与力的关系．2．对比实验法：对比实验法在物理实验中经常用到．两小车后端各系一条细绳，一起被一个夹子夹着而使小车静止(如图9所示)．打开夹子，两小车同时开始运动，关上夹子，两小车同时停下来．用刻度尺测出两小车通过的位移，位移之比就等于它们的加速度之比．图91．(实验的数据处理)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图10甲所示．图10(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02 s，从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，测量并标出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________ m/s2.(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：请根据实验数据在图11所示坐标系中作出a－F的关系图像．图11(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．答案(1)0.16(2)见解析图(3)计算F时忘记加入砝码盘的重力解析(1)由题意可知计数间隔T＝5T0＝0.1 s.由题图乙可知Δx＝0.16 cm＝1.6×10－3 m，由Δx＝aT2可得a＝0.16 m/s2.(2)a－F图线如图所示．(3)平衡小车与桌面之间的摩擦力后，a－F图像仍不通过原点，可能是在计算F时忘记加入砝码盘的重力，使作出的图像向左平移．2．(实验的误差分析)甲、乙、丙、丁四位同学在做“探究加速度与物体质量和合力的关系”的实验时(使用图12所示的装置)，设小车和车上砝码的总质量为M，小盘及盘中砝码的总质量为m，分别得出如图中甲、乙、丙、丁四个图像，其中甲、乙、丙是a－F图像，丁是a－1M图像，则下列说法正确的是()图12A ．甲和乙没有把握好实验条件M 远大于mB ．丙和丁没有把握好实验条件M 远大于mC ．甲中长木板的倾角太小，乙中长木板的倾角太大D ．甲、乙、丙三位同学中，丙同学较好地完成了平衡摩擦力的操作 答案 BCD解析 图像甲和乙都是直线，说明满足小车和车上砝码的总质量M 远大于小盘及盘中砝码的总质量m ，而丙和丁没有把握好此条件．故图线出现弯曲，A 错误，B 正确；甲、乙、丙中只有丙图经过原点，说明只有丙较好地完成了平衡摩擦力的操作，D 正确；图像甲中图线在横轴上有截距，即F 为某一值时才开始有加速度，说明长木板倾角太小，没有很好地平衡摩擦力，而图像乙中图线在纵轴上有截距，说明长木板倾角太大，平衡摩擦力过度，C 正确． 3．(创新实验)为了探究加速度与力的关系，使用如图13所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间Δt 1、Δt 2都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为D ，光电门间距离为x ，牵引砝码的质量为m .回答下列问题：图13(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？(2)若取M ＝0.4 kg ，改变m 的值，进行多次实验，以下m 的取值不合适的一个是________． A ．m 1＝5 g B ．m 2＝15 g C ．m 3＝40 gD ．m 4＝400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度a 的表达式为：____________.(用Δt 1、Δt 2、D 、x 表示) 答案 (1)见解析 (2)D (3)a ＝(D Δt 2)2－(DΔt 1)22x解析 (1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动，或取下牵引砝码，轻推滑行器，数字计时器记录每一个光电门的光束被遮挡的时间Δt 都相等．(2)本实验只有在满足m ≪M 的条件下，才可以用牵引砝码的重力近似等于对滑行器的拉力，所以D是不合适的．(3)由于挡光片通过光电门的时间很短，所以可以认为挡光片通过光电门这段时间内的平均速度等于瞬时速度，即有v1＝DΔt1，v2＝DΔt2，再根据运动学公式v22－v21＝2ax得：a＝(DΔt2)2－(DΔt1)22x.课时作业一、选择题(1～3为单选题)1．利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系，下列说法中正确的是()图1A．保持小车所受拉力不变，只改变小车的质量，就可以探究加速度与力、质量的关系B．保持小车质量不变，只改变小车的拉力，就可以探究加速度与力、质量之间的关系C．先保持小车所受拉力不变，研究加速度与力的关系；再保持小车质量不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系答案 D解析该实验采用的是控制变量法，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系．在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，在探究加速度与力的关系时，应保持质量不变，最后归纳出加速度与力、质量的关系，A、B、C错误，D正确．2．如图2所示是某同学探究加速度与力、质量的关系实验时安装完毕后，准备释放小车时的装置示意图．另一同学指出了图中的几处错误，其中不正确的是()图2A．实验前没有平衡摩擦力B．拉小车的细线应与长木板平行C．实验中所用电源应为交流电源D．小车应靠近打点计时器且打点计时器应距右端较远些答案 D解析小车应靠近打点计时器且打点计时器应距左端较远些，选项D错误．3．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，为了消除打点计时器和木板对小车阻力的影响，关于该操作环节，下列四种装置图中正确的是()答案 B解析依靠重力来平衡阻力，同时阻力包含纸带与打点计时器之间的摩擦，故操作为：需要连上纸带，但是不能挂重物，把打点计时器所在的一端垫高．故B正确，A、C、D错误．二、非选择题4．用图3甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系．图3(1)完成平衡摩擦力的相关内容：①取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高；②接通打点计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图乙所示，则应________(填“增大”“减小”或“不改变”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出________的点迹为止．(2)某同学实验时得到如图丙所示的a－F图像(砂和砂桶总质量远小于小车质量)，则该同学探究的是：在小车质量一定的条件下，________________成正比．(3)上题中若砂和砂桶总质量过大，不能远小于小车质量，则可能会出现下列图像中的()答案(1)减小间隔相等(2)小车的加速度与所受拉力(3)B解析(1)由图乙所示纸带可知，小车在运动过程中在相等时间内的位移越来越大，小车做加速运动，平衡摩擦力太过，木板倾角太大，应减小木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔相等为止．(2)由图丙可知，纵轴表示加速度，横轴表示力，探究的是加速度与力的关系，应控制小车质量不变，由图像可知：在小车质量一定的条件下，小车的加速度与所受的拉力成正比．(3)若砂和砂桶总质量过大，不能远小于小车质量，小车加速度与力不成正比，a－F图像不是直线，a－F图像向下弯曲，由图像可知，会出现B所示情况．5．某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图4甲所示．图4(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为________ m/s2.(2)该实验小组以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F为横轴，作出的图像如丙图中图线1所示，发现图像不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F′，作a－F′图如丙图中图线2所示，则图像不过原点的原因是____________________，对于图像上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是________________________；(3)该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F和传感器测得的F′为横轴作图像，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案：________________________________________.答案(1)0.195(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足钩码的质量未远小于小车的质量(3)将n 个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动解析 (1)根据Δx ＝aT 2，运用逐差法得：a ＝x BD －x OB 4T 2＝(4.04－1.63－1.63)×10－24×0.01 m /s 2＝0.195 m/s 2.(2)由图线可知，F 不等于零时，a 仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．力传感器可以直接得出绳子拉力的大小，用钩码的重力表示绳子的拉力，必须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力．所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，原因是钩码的质量未远小于小车的质量．(3)要使两个图线基本重合，只要满足钩码的质量远小于小车的质量即可．6．如图5所示为用拉力传感器(能测量拉力的仪器)和速度传感器(能测量瞬时速度的仪器)探究“加速度与物体受力的关系”的实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L ＝48.0 cm 的A 、B 两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A 、B 时的速率．图5(1)实验主要步骤如下：①将拉力传感器固定在小车上．②平衡摩擦力，让小车在不受拉力时做________运动．③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；为保证细线的拉力不变，必须调节滑轮的高度使_______________________________________________________． ④接通电源后自C 点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F 的大小及小车分别到达A 、B 时的速率v A 、v B .⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．(2)下表中记录了实验测得的几组数据，v 2B －v 2A 是两个速度传感器记录速度的平方差，则加速度的表达式a ＝________，请将表中第4次的实验数据填写完整(结果保留三位有效数字).(3)由表中数据，在图6坐标纸上作出a －F 关系图线．图6(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因除了拉力传感器读数可能偏大外，还可能是___________________________________________． 答案 (1)②匀速直线 ③细线与长木板平行(2)v 2B －v 2A 2L4.84 (3)见解析图 (4)没有完全平衡摩擦力 解析 (1)②平衡摩擦力完成的依据是小车在不受拉力作用时恰好做匀速直线运动．③为保证细线的拉力不变，细线必须与长木板平行．(2)由匀变速直线运动速度与时间的关系v 2B －v 2A ＝2aL 可得，a ＝v 2B －v 2A 2L .将v 2B －v 2A ＝4.65 m 2/s 2，L ＝0.48 m 代入后可得a ≈4.84 m/s 2.(3)如图所示(4)由作出的a －F 图像可知，当拉力F 已经大于0时，小车的加速度仍然为0，故可能的原因是没有完全平衡摩擦力．。

学业分层测评(十九)(建议用时：45分钟)1．关于作用力和反作用力，下列说法中正确的是( )A．物体相互作用时，先有作用力而后才有反作用力B．作用力和反作用力大小相等、方向相反、在一条直线上，因此它们的合力为零C．弹力的反作用力一定是弹力D．马能将车拉动，是因为马拉车的力大于车拉马的力【解析】作用力和反作用力是同时产生、同时变化、同时消失的，没有先后之分，A 错误；作用力和反作用力大小相等、方向相反，在一条直线上，作用在两个相互作用的物体上，不能求合力，B错误；作用力和反作用力是同一性质的力，C正确；马拉车的力和车拉马的力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，D错误．【答案】 C2．汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶．根据牛顿运动定律可知( )A．汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B．汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C．汽车拉拖车的力小于拖车受到的阻力D．汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力【解析】汽车拉拖车的力与拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力，它们始终等大反向，故A错误，B正确；由于拖车加速前进，故汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力，C、D错误．【答案】 B3．吊在大厅天花板上的电扇所受重力为G，静止时固定杆对它的拉力为F，扇叶水平转动起来后，杆对它的拉力为F′，则( )【导学号：96332118】A．F＝G，F′＝F B．F＝G，F′＞FC ．F ＝G ，F ′＜FD ．F ′＝G ，F ′＞F【解析】 电扇静止时只受竖直向下的重力和杆对它的拉力F ，由二力平衡可得：F ＝G ，扇叶水平转动后，对空气有向下的作用力，而空气对扇叶则有向上的反作用力，设为F ″，则由二力平衡可得：F ′＋F ″＝G ，故F ′＜G ＝F ，只有C 正确．【答案】 C4．马车在我国古代是主要交通工具，现在一些地方还在使用．如图3­4­7所示，已知拖车的质量为500 kg ，马匹的质量为400 kg ，拖车受到马的拉力为1 000 N 、阻力为500 N ，则马匹的加速度和拖车对马匹的拉力各为( )【导学号：96332119】图3­4­7A ．1.25 m/s 2、1 000 NB ．1.25 m/s 2、500 NC ．1.00 m/s 2、1 000 ND ．1.00 m/s 2、500 N【解析】 根据牛顿第二定律得： a ＝F －f m ＝1000－500500 m/s 2＝1 m/s 2拖车对马匹的拉力与马对拖车的拉力是一对作用力与反作用力关系，大小相等，所以拖车对马匹的拉力为1000 N故选C.【答案】 C5．(多选)将一铁块A 放在水平放置的磁板B 上，A 被B 吸住并处于静止状态(如图3­4­8所示)，关于铁块A 的受力情况，下列叙述正确的是( )【导学号：96332120】图3­4­8A．铁块共受三个力的作用，其中有两个力的施力物体是磁板B．铁块所受的重力与铁块所受磁板的支持力是一对平衡力C．磁板所受铁块的压力等于铁块的重力D．磁板对铁块的吸引力与铁块对磁板的吸引力大小相等、方向相反【解析】铁块A受重力、B对A的支持力、B对A的吸引力，支持力与吸引力的施力物体都是磁板B，故A正确；铁块A的重力与其所受磁板的支持力大小不相等，不是一对平衡力，B错误；磁板所受的压力等于A所受的支持力，大于铁块的重力，C错误；B对A的吸引力与A对B的吸引力是相互作用力，大小相等、方向相反，D正确．【答案】AD6．(多选)随着计算机技术的发展与传感器技术的有机结合，就可以把看不见、摸不到的作用力与反作用力显示在计算机屏幕上．现把两个相互作用的弹簧挂钩与传感器接在计算机屏幕上出现的结果如图3­4­9所示，通过观察分析两个力传感器的变化曲线，可得结论( )图3­4­9A．作用力与反作用力大小始终相等，因此物体受力平衡B．作用力与反作用力大小始终相等、方向相反，作用在同一条直线上C．作用力与反作用力始终作用在一个物体上，合力为0D．牛顿第三定律研究的是物体间的相互作用，因此不论物体如何运动，物体间相互作用的关系相同【解析】作用力与反作用力是物体间的相互作用力同时产生、同时变化、同时消失、性质相同、作用在两个物体上不能求合力，故选项B、D正确．【答案】BD。

1牛顿第必定律( 建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ]1．伽利略理想实验揭露了()A．若物体运动，那么它必定受力B．力不是保持物体运动的原由C．只有受力才能使物体处于静止状态D．只有受力才能使物体运动【分析】伽利略理想实验指出：假如水平面没有摩擦，那么在水平面上的物体一旦获得某一速度，物体将保持这一速度向来运动下去，而不需要外力来保持，故A、 D 错误；运动和静止都不需要力来保持，故 B 正确， C 错误．【答案】B2．以下对于惯性的说法中正确的选项是()A．同一物体运动速度大比速度小时难以停下来，所以物体运动速度大时拥有较大的惯性B．同一物体受的力越大，停下来就越困难，所以物体受的推力越大，则惯性越大C．不一样物体比较，体积越大，惯性越大D．不一样物体比较，质量越大，惯性越大【分析】惯性是物体的固有属性，它的大小只由质量大小决定，与其余要素没关，质量越大，惯性越大，A、 B、 C 错误， D 正确．【答案】D3．对于牛顿第必定律，以下说法正确的选项是()A．牛顿第必定律是一条实验定律B．牛顿第必定律说明力是保持物体运动状态的原由C．惯性定律和惯性的本质是相同的D．物体的运动不需要力来保持【分析】牛顿第必定律反应的是物体在不受力的状况下所按照的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，所以它是理想条件下的运动定律，但不是实验定律，它根源于大批真切的科学实验，但不可以用真切的实验来考证，A错误；由牛顿第必定律可知，物体的运动不需要力来保持，力的本质是使物体发生形变的原由、是改变物体运动状态的原由、是使物体产生加快度的原由， B 错误， D 正确；惯性是物体的固有属性，惯性定律是在必定条件下物体运动按照的规律，两者本质不一样， C 错误．【答案】D它将()A．立刻停止 B.作匀速直线运动C．惯性改变D．惯性不变【分析】因为物体在运动，当物体所受的全部外力都消逝时，物体将保持本来的速度做匀速直线运动，故 A 错误， B 正确；惯性只与质量相关，质量不变，惯性不变，与受力情况没关，故 C 错误， D正确．【答案】BD5．(2016 ·白银高一期末) 对于惯性和牛顿第必定律，以下说法中正确的选项是() 【导学号：】A．静止的物体可能没有惯性B．速度越大的物体惯性越大C．同一物体在地球上和月球上惯性不一样D．伽利略的斜槽实验以靠谱的事实为基础并把实验研究和逻辑推理和睦地联合在一同【分析】惯性是物体的固有属性，与运动状态没关，故 A 错误；质量是惯性大小的唯一量度，与速度、环境等要素没关，故B、C 错误；伽利略的斜槽实验以靠谱的事实为基础并把实验研究和逻辑推理和睦地联合在一同，故D正确．【答案】D6.如图 3-1-5 ，冰壶在冰面运动时遇到的阻力很小，能够在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们能够说冰壶有较强的抵挡运动状态变化的“本事”．这里所指的“本领”是冰壶的惯性，则惯性的大小取决于()图 3-1-5A．冰壶的速度B．冰壶的质量C．冰壶遇到的推力D．冰壶遇到的阻力【分析】质量是物体惯性大小的独一量度，故冰壶的惯性大小取决于冰壶的质量，B正确．【答案】B7．2013 年 1 月 1 日起实行的新交通法例中规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸前系上安全带，这主假如为了减少在以下哪一种状况出现时可能对人造成的损害() 【导学号：】- 让每一个人同等地提高自我图 3-1-6A．车速太快B．车速太慢C．紧迫刹车D．忽然启动【分析】小汽车车速不论快慢，若车速不变，则车、人相对静止，所以不会令人受伤，故 A、B 选项不合题意；当紧迫刹车时，车停止而人因为惯性向前冲，安全带能够防备人冲向前而受伤，故 C 选项切合题意；忽然启动时，人会向后仰，有靠背支撑，安全带不起作用，故 D 不合题意．【答案】C8．在足球场上，为了不使足球停下来，运动员带球行进一定不停用脚轻轻地踢拨足球( 如图 3-1-7 甲 ) ．又如为了不使自行车减速，总要不停地使劲蹬脚踏板( 如图 3-1-7乙)．这些现象不正说了然运动需要力来保持吗？那为何又说“力不是保持物体运动的原由”？甲乙图 3-1- 7【分析】对于这一问题，我们能够这样思虑：假如足球不是在草地上转动，而是以相同的初速度在水平的水泥地板上转动，它将会滚出比草地上远得多的距离，这说了然因为阻力的存在才致使足球的运动状态发生了改变，足球在草地上转动时所受阻力大，运动状态很快发生改变；足球在水泥地面上转动时所受阻力小，运动状态改变得慢，但终归仍是要停下来．在盘带足球时，人对足球施加力的作用，是战胜摩擦阻力对足球产生的作用．自行车的例子也是相同的道理．【答案】看法析[ 能力提高 ]9．如图 3-1-8 所示，一个劈形物体M，各面均圆滑，放在固定的斜面上，上表面水平，在上表面放一个圆滑小球m.劈形物体由静止开始开释，则小球在遇到斜眼前的运动轨迹是()图 3-1-8A．沿斜面向下的直线B．竖直向下的直线C．无规则的曲线D．抛物线【分析】因为小球处在物体M上，接触面圆滑，在 M滑下过程中，因为小球水平方向上不受外力作用，该方向上运动状态不会改变，本来静止，则下滑过程中，小球在水平方向上没有位移，故 B 正确．【答案】B10．如图 3-1-9 所示，一个盛水的容器固定在一个小车上，在容器中分别悬挂和拴住一个铁球和一个乒乓球．容器中的水、铁球和乒乓球都处于静止状态．当容器随小车忽然向右运动时，两球的运动状况是( 以小车为参照系)()图 3-1-9A．铁球向左B．铁球向右C．乒乓球向左D．乒乓球向右【分析】因为小车忽然向右运动，铁球和乒乓球都有向右运动的趋向，但因为与同体积的“水球”对比，铁球质量大、惯性大，铁球的运动状态难改变，即速度变化慢，而同体积的水球的运动状态简单改变，即速度变化快，并且水和车一同加快运动，所以小车加快运动时，铁球相对小车向左运动， A 正确；同理，因为乒乓球与同体积的“水球”对比，质量小，惯性小，乒乓球相对小车向右运动， D 正确．【答案】AD11．如图 3-1-10所示，重球系于DC绳下端，重球下再系一根相同的BA绳，回答以下问题：图 3-1-10(1)在绳的 A 端慢慢增添拉力时，哪根绳先断？为何？(2)在绳的 A 端忽然使劲一拉时，哪根绳先断？为何？【分析】(1) 当拉力迟缓增大时，AB 绳的张力等于拉力，而DC重球重力的协力，DC绳蒙受的拉力大，故 DC绳先断．(2) 瞬时使劲拉A 端，因为重球拥有保持本来静止状态的性质，对绳的拉力来不及变DC化时， AB绳因为不可以蒙受巨大的拉力而先断裂．【答案】看法析12．在做匀速直线运动的小车上水平搁置一密闭的装有水的瓶子，瓶内有一气泡，如图3-1-11 所示，当小车忽然停止运动时，气泡相对于瓶子如何运动？图 3-1-11【分析】第一确立本题应当用惯性知识来剖析，但本题波及的不只是是气泡，还有水，因为惯性的大小与质量相关，而水的质量远大于同体积气泡质量，所以水的惯性远大于气泡的惯性，当小车忽然停止时，水保持向前运动的趋向远大于气泡向前运动的趋向，当水相对于瓶子向前运动时，水将挤压气泡，负气泡相对于瓶子向后运动．【答案】看法析。

学习资料章末综合测评(三）牛顿运动定律(时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 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及建立惯性定律的物理学家分别是（)A．亚里士多德、伽利略B．伽利略、牛顿C．伽利略、爱因斯坦D．亚里士多德、牛顿B[伽利略正确认识了运动和力的关系并推翻了亚里士多德关于“力是维持物体运动的原因”的观点；牛顿提出了惯性定律，故选项B正确．]2．如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长．如果m B＝3m A，则绳子对物体A的拉力大小为（）A．m B g B.错误!m A gC．3m A g D.错误!m B gB[对A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得m B g＝（m A＋m B）a，对物体A，设绳的拉力为F，由牛顿第二定律得F＝m A a，解得F＝错误!m A g,故B正确．] 3．如图所示,有一箱装得很满的土豆,以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动,不计其他外力及空气阻力，则其中一个质量为m的土豆A受其他土豆对它的总作用力大小应是（)A．mg B．μmgC．mg错误!D．mg错误!C[土豆A受周围土豆的力的作用无法一一分析．对整体由牛顿第二定律得：μMg＝Ma，解得a＝μg。

（方向水平向左)对土豆A受力分析如图所示，所以F其他＝错误!＝mg错误!，C选项正确．]4．如图所示，x、y、z为三个物块,K为轻质弹簧，L为轻线,系统处于平衡状态．现若将L突然剪断，用a x、a y分别表示刚剪断时x、y的加速度，则有( ）A．a x＝0、a y＝0 B．a x＝0、a y≠0C．a x≠0、a y≠0 D．a x≠0、a y＝0B[将L突然剪断后瞬间,线的拉力立即就没有了，所以y原来受到的线的拉力没有了，而上面受到的弹簧的拉力不变，所以y就有了合力,产生了加速度，所以a y≠0，对于物体x,由于上下的弹簧的拉力都没发生变化，x的受力不变,加速度为0，故B选项正确．] 5．放在固定粗糙斜面上的滑块A以加速度a1沿斜面匀加速下滑，如图甲．在滑块A上放一物体B，物体B始终与A保持相对静止,以加速度a2沿斜面匀加速下滑,如图乙．在滑块A 上施加一竖直向下的恒力F，滑块A以加速度a3沿斜面匀加速下滑，如图丙．则 ( )甲乙丙A．a1＝a2＝a3B．a1＝a2〈a3C．a1<a2＝a3D．a1〈a2<a3B［对物体进行受力分析：加速度方向:mg sin θ－μmg cos θ＝ma，所以a＝g sin θ－μg cos θ＝g（sin θ－μcos θ）可以看出a与质量无关，a1＝a2，选项C、D错误；对于竖直向下的力F,(mg＋F）sin θ－μ（mg＋F)cos θ＝ma3，a3错误!(sin θ－μcos θ）得a1＝a2〈a3，选项B正确．］6．如图所示，A、B两球质量相等,光滑斜面的倾角为θ，图甲中，A、B两球用轻弹簧相连，图乙中A、B两球用轻质杆相连，系统静止时，挡板C与斜面垂直，弹簧、轻杆均与斜面平行，则在突然撤去挡板的瞬间有( ）甲乙A．两图中两球加速度均为g sin θB．两图中A球的加速度均为零C．图乙中轻杆的作用力一定不为零D．图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍D［撤去挡板前，挡板对B球的弹力大小为2mg sin θ，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2mg sin θ,加速度为2g sin θ；图乙中杆的弹力突变为零，A、B球所受合力均为mg sin θ，加速度均为g sin θ，故图甲中B球的加速度是图乙中B球加速度的2倍；故A、B、C错误,D 正确．]7．为了让乘客乘车更为舒适，研究人员设计了一种新型交通工具,乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅始终保持水平，如图所示．当此车减速上坡时，乘客( ）A．处于失重状态B．处于超重状态C．受到水平向左的摩擦力作用D．所受力的合力沿斜面向上AC[当此车减速上坡时，整体的加速度沿斜面向下,乘客具有向下的分加速度，所以根据牛顿运动定律可知乘客处于失重状态，故A正确，B错误;对乘客进行受力分析，乘客受重力、支持力，由于乘客加速度沿斜面向下，而静摩擦力必沿水平方向，由于乘客有水平向左的分加速度，所以受到向后（水平向左）的摩擦力作用，故C正确．由于乘客加速度沿斜面向下，根据牛顿第二定律得所受力的合力沿斜面向下，故D错误．］8．如图所示,一小球从空中自由落下，在与正下方的直立轻质弹簧接触直至速度为零的过程中，关于小球的运动状态，下列说法中正确的是( ）A．接触后,小球做减速运动，加速度的绝对值越来越大,速度越来越小，最后等于零B．接触后，小球先做加速运动，后做减速运动，其速度先增大后减小直到为零C．接触后，速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处，加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D．接触后，小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方BD[从小球下落到与弹簧接触开始，一直到把弹簧压缩到最短的过程中,弹簧弹力与小球重力相等的位置是转折点，之前重力大于弹力,之后重力小于弹力,而随着小球向下运动，弹力越来越大,重力恒定,所以之前重力与弹力的合力越来越小，之后重力与弹力的合力越来越大，且反向（竖直向上)．由牛顿第二定律知，加速度的变化趋势和合力的变化趋势一样,而在此过程中速度方向一直向下．]9．如图所示，质量为m的木块在水平向右的力F作用下在质量为M的木板上滑行，木板长度为L,保持静止．木块与木板、木板与地面间的动摩擦因数均为μ，下列说法正确的是( ）A．木板受到地面的摩擦力大小是μmgB．木板受到地面的摩擦力大小是μ（m＋M)gC．当F＞μ(m＋M)g时，木板便会开始运动D．木块滑过木板过程中,受到的摩擦力方向与F方向相反AD［由于木板保持静止，木板水平方向上受到m施加的向右的滑动摩擦力和地面向左的静摩擦力而平衡，所以木板受到地面的摩擦力大小是μmg,A正确，B错误；以M为研究对象，由于μmg＜μ(M＋m）g,故无论F多大，木板都不会运动,C错误；木块滑过木板过程中，所受摩擦力方向与F方向相反,D正确．]10．如图所示为运送粮袋的传送装置，已知AB间长度为L,传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）,以下说法正确的是（)A．粮袋到达B点的速度可能大于、等于或小于vB．粮袋开始运动的加速度为g(sin θ－cos θ)，若L足够大，则以后将以速度v做匀速运动C．若μ<tan θ，则粮袋从A到B一直做加速运动D．不论μ大小如何，粮袋从A到B一直做匀加速运动，且a〉g sin θAC[粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动,到达B点时的速度小于v;可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动,到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v；故A正确．粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力,大小为μmg cos θ，根据牛顿第二定律得，加速度a＝g（sin θ＋μcos θ），故B错误．若μ〈tan θ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a的方向一直向下,粮袋从A到B一直是做加速运动，可能是一直以g（sin θ＋μcos θ)的加速度匀加速；也可能先以g（sin θ＋μcos θ)的加速度匀加速,后以g(sin θ－μcos θ)匀加速，故C正确．由以上分析可知，粮袋从A到B不一定一直做匀加速运动，故D错误．］二、非选择题（本题共6小题，共60分）11．（6分)某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出）．(1)该实验中小车所受的合力________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？________（选填“需要”或“不需要”）．（2）实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l,光电门1和光电门2的中心距离为x.某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地),已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是______________．［解析］（1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．（2)由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度v1＝lt1，在光电门2处的速度为v2＝错误!，由v错误!－v错误!＝2ax，得a＝错误!＝错误!错误!。

（答题时间：20分钟）1. 质量为m 1和m 2的两个物体，分别以v 1和v 2的速度在光滑水平面上做匀速直线运动，且21v v ，如图所示。

如果用相同的水平力F 同时作用在两个物体上，则能使它们的速度在某时刻相等的条件是 （ ）A. 力F 与v 1、v 2同向，且m 1>m 2B. 力F 与v 1、v 2同向，且m 1<m 2C. 力F 与v 1、v 2反向，且m 1>m 2D. 力F 与v 1、v 2反向，且m 1<m 22. 将一小球由静止释放，小球下落与水平地面碰撞后竖直向上弹起，小球与地面碰撞的时间极短，忽略不计。

若小球与地面碰撞时，没有机械能损失，且运动过程中小球所受空气阻力大小不变，以竖直向下为正方向，能正确反映小球运动情况的速度图象是（ ）3. 惯性制导系统已广泛应用于弹道式导弹工程中，这个系统的重要元件之一是加速度计。

加速度计的构造原理的示意图如图所示：沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块，滑块两侧分别与劲度系数均为k 的弹簧相连；两弹簧的另一端与固定壁相连。

滑块原来静止，弹簧处于自然长度，滑块上有指针，可通过标尺测出滑块的位移，然后通过控制系统进行制导。

设某段时间内导弹沿水平方向运动，指针向左偏离O 点的距离为x ，则这段时间内导弹的加速度（ ）A. 方向向左，大小为mkx B. 方向向右，大小为m kx C. 方向向左，大小为m kx 2 D. 方向向右，大小为m kx 2 **4. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。

现用竖直向上的拉力F 作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F 与物体位移x 的关系如图乙所示（g ＝10 m/s 2），则下列结论正确的是（ ）A. 物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B. 弹簧的劲度系数为7.5 N/cmC. 物体的质量为3 kgD. 物体的加速度大小为5 m/s 2**5. 如图所示，水平板上有质量 1.0m kg =的物块，受到随时间t 变化的水平拉力F 作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力f F 的大小。