2018高考物理一轮复习讲解第三章牛顿运动定律

第1讲　牛顿运动定律的理解必备知识·自主排查一、牛顿第一定律　惯性1．牛顿第一定律(1)内容：一切物体总保持________________运动状态或________________，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态．(2)适应条件．①宏观、________运动的物体．②物体处于惯性参考系中．2．牛顿第一定律的意义(1)指出了一切物体都有________．(2)指出力不是________物体运动状态的原因，而是________物体运动状态的原因，即产生________的原因．3．惯性(1)特点：惯性是一切________都具有的性质，是物体的固有属性，与物体的运动情况和受力情况无关．(2)表现形式①在物体不受外力时，惯性表现为保持原来的运动状态．②在物体受力时，惯性表现为运动状态改变的难易程度，质量越大，惯性越大，运动状态越难改变．二、牛顿第二定律　力学单位制1．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________，跟它的质量成________，加速度的方向跟作用力的方向________．(2)表达式：F＝________．(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即相对于地面________或____________的参考系．②牛顿第二定律只适用于________物体(相对于分子、原子等)、________运动(远小于光速)的情况．2．力学单位制(1)单位制：由________单位和________单位一起组成了单位制．(2)基本单位：基本物理量的单位．基本物理量共七个，其中力学有三个，是________、________、________，其国际制单位分别是________、________、________．(3)导出单位：由基本物理量根据______________推导出来的其他物理量的单位．三、牛顿第三定律1．作用力和反作用力：两个物体之间的作用总是________的，一个物体对另一个物体施加了力，后一个物体同时对前一个物体也施加力．2．内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向________、作用在_ _______________．3．表达式：F＝－F′.,生活情境1.一辆货车在公路上行驶，司机突然发现前面有异常情况，紧急刹车，货车在公路上行驶一段距离后安全停车，则(1)货车刹车后还要行驶一段距离，是因为货车具有惯性．( )(2)货车刹车后，运动一段距离停了下来，是因为没有牵引力维持其运动．( )(3)货车运动过程中，路面对车轮的摩擦力与车轮对路面的摩擦力等大反向．( )(4)在结冰的路面上，货车的刹车距离变长，是因为车轮与路面间的摩擦力变小了．( )(5)货车所受重力与水平路面对货车的支持力，是一对平衡力．( )(6)货车加速运动时，牵引力大于阻力，若牵引力变小，则货车速度可能继续增加．( )教材拓展2.[人教版必修1P70科学漫步](多选)小华坐在一列正在行驶的火车车厢里，突然看到原来静止在水平桌面上的小球向后滚动，假设桌面是光滑的，则下列说法正确的是 ( )A．作用力与反作用力大小时刻相等B．作用力与反作用力作用在同一物体上C．作用力与反作用力大小同时变化D．作用力与反作用力方向相反关键能力·分层突破考点一　牛顿第一定律的理解与应用1．牛顿第一定律不是实验定律，是在可靠的实验事实(如伽利略斜面实验)基础上采用科学的逻辑推理得出的结论．2．惯性是物体保持原来运动状态的性质，与物体是否受力、是否运动及所处的位置无关，物体的惯性只与其质量有关，物体的质量越大则其惯性越大；牛顿第一定律揭示了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．跟进训练1.漫画中的情景在公交车急刹时常会出现．为提醒乘客注意，公交公司征集到几条友情提示语，其中对惯性的理解正确的是( )A.站稳扶好，克服惯性　B．稳步慢行，避免惯性C．当心急刹，失去惯性D．谨防意外，惯性恒在2．(多选)下列各图所示现象中，利用了惯性的是( )A．自行车滑行 B．使锤子套紧C．系好安全带D．跳远助跑3．(多选)“复兴号”高铁在某段水平轨道上匀速行驶，假设高铁上固定着盛满水的纸杯．若突然发现纸杯中的水向右洒出，如图所示，则关于高铁在此种情况下的运动，下列描述正确的是( )A．高铁匀速向左运动B．高铁可能突然向左加速运动C．高铁可能突然向左减速运动D．高铁可能突然向右减速运动考点二　牛顿第三定律的理解及应用1．作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”2．相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生，同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消，不可叠加，不可求合力两力作用效果可相互抵消，可叠加，可求合力，合力为零力的性质一定是同性质的力性质不一定相同相同点大小、方向,大小相等，方向相反，作用在同一条直线上跟进训练4.如图所示，有两个穿着溜冰鞋的人站在冰面上，当其中一个人A从背后轻轻推另一个人B 时，两个人都会向相反方向运动，这是因为A 推B 时 ( )A ．A 与B 之间有相互作用力B ．A 对B 的作用在先，B 对A 的作用在后C ．B 对A 的作用力小于A 对B 的作用力D ．A 对B 的作用力和B 对A 的作用力是一对平衡力5．[2022·浙江大学附属中学高三模拟]以下对课本中的图片描述正确的是( )A ．图甲中是在静止状态下用传感器探究作用力与反作用力的关系，加速状态不行B ．图乙中运动员顶球时，运动员对球的力与球本身重力大小是相等的C ．图丙中电梯加速上升，此时人对体重计的压力大于体重计对他的支持力D ．图丁中汽车车轮受到的摩擦力与地面受到的摩擦力是一对作用力与反作用力6．如图所示，人站在船上撑竿使船离岸，在此过程中 ( )A ．竿对岸的作用力大于岸对竿的作用力B ．人与船之间存在着相互作用的摩擦力C ．岸对竿的作用力使船的运动状态发生改变D ．人受到的重力和竿对人的作用力是一对平衡力考点三　对牛顿第二定律的理解1．牛顿第二定律的性质2．动力学中的三个决定关系(1)力与物体的质量决定加速度．(2)加速度与时间决定速度变化量．(3)速度方向与加速度方向(或合力方向)决定物体的运动性质．角度1对加速度、合力关系的理解例1 (多选)关于速度、加速度、合力的关系，下列说法正确的是( )A．原来静止在光滑水平面上的物体，受到水平推力的瞬间，物体立刻获得加速度B．加速度的方向与合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同C．在初速度为0的匀加速直线运动中，速度、加速度与合力的方向总是一致的D．合力变小，物体的速度一定变小解题心得： 角度2牛顿第二定律的应用例2. [2021·沈阳市质监]如图所示，一只雪橇在水平拉力F的作用下沿水平面向右做直线运动，若水平面粗糙程度相同，则下列几种运动中拉力最大的是( )A．以3 m/s的速度匀速运动B．以4 m/s的速度匀速运动C．以1 m/s2的加速度匀加速运动D．以2 m/s2的加速度匀加速运动解题心得： 跟进训练7．如图，载货车厢通过悬臂固定在缆绳上，缆绳与水平方向夹角为θ，当缆绳带动车厢以加速度a斜向上做匀加速运动时，货物在车厢中与车厢相对静止，则货物与车厢间的动摩擦因数至少为(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g)( )A．a sinθg+a cosθB．a cosθg+a sinθC．a sinθg−a cosθD．a cosθg−a sinθ第三章　牛顿运动定律第1讲　牛顿运动定律的理解必备知识·自主排查一、1．(1)匀速直线　静止状态(2)低速2．(1)惯性　(2)维持　改变　加速度3．(1)物体二、1．(1)正比　反比　相同　(2)ma(3)①静止　匀速直线运动　②宏观　低速2．(1)基本　导出(2)长度　质量　时间　米　千克　秒(3)物理关系三、1．相互2．相反　同一条直线上生活情境1．(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)√教材拓展2．答案：ACD关键能力·分层突破1．解析：惯性是物体具有的保持原来运动状态的性质，是物体固有的属性，不能被克服或避免，也不会失去，故A、B、C错误，D正确．答案：D2．解析：自行车原来处于运动状态，当不再蹬自行车时，由于惯性，自行车仍然能滑行一段距离，该现象是利用惯性，故选项A正确；锤头和锤柄一起向下运动，当锤柄撞在地上静止时，锤头由于惯性继续向下运动，可以紧套在锤柄上，该现象利用了锤头的惯性，故选项B正确；汽车高速行驶时，如果遇到紧急情况刹车，人由于惯性还要保持原来的高速运动，会撞到前面物体造成损伤，所以驾驶员要使用安全带，这是防止惯性带来的伤害，故选项C错误；跳远运动员助跑是为了起跳前使自己处于运动状态，起跳后，人由于惯性会跳的更远，该现象是利用惯性，故选项D正确．答案：ABD3．解析：若高铁正在向左匀速运动，突然加速，则碗中的水由于惯性仍保持原有的速度，就会向右洒出，B正确；如果小车正向右匀速运动，突然减速，则碗中的水由于惯性仍保持原来的速度，就会向右洒出，D正确．答案：BD4．解析：A推B时A与B之间有相互作用力，作用力与反作用力同时产生，大小相等，分别作用在不同的物体上，选项A正确，B、C、D错误．答案：A5．答案：D6．解析：竿对岸的作用力与岸对竿的作用力是一对作用力与反作用力，则大小相等，选项A错误；人与船之间有相对运动的趋势，可知人与船之间存在着相互作用的摩擦力，选项B正确；人对船的作用力使船的运动状态发生改变，选项C错误；人受到的重力与竿对人的作用力不在同一直线上，不是一对平衡力，选项D错误．答案：B例1　解析：加速度与力同时产生、同时消失、同时变化，选项A正确；加速度的方向由合力方向决定，但与速度方向无关，选项B正确；在初速度为0的匀加速直线运动中，合力方向决定加速度方向，加速度方向决定末速度方向，选项C正确；合力变小，物体的加速度一定变小，但速度不一定变小，选项D错误．答案：ABC例2　解析：当匀速拉动雪橇时，F＝μmg；当雪橇匀加速运动时，由牛顿第二定律有F－μmg＝ma，解得F＝m(μg＋a)．可见匀加速运动时拉力大于匀速运动时拉力，且加速度越大，拉力越大，D项正确，A、B、C项错．答案：D7．解析：将加速度分解为水平和竖直两个方向，以货物为研究对象，在水平方向有F f＝ma x＝ma cos θ，在竖直方向有F N－mg＝ma y＝ma sin θ，F f＝μF N联立解得μ＝a cosθ，选项B正确．g+a sinθ答案：B。

第一讲牛顿第一定律牛顿第三定律[A组·基础题]一、单项选择题1．关于牛顿第一定律的说法中，正确的是( )A．由牛顿第一定律可知，物体在任何情况下始终处于静止状态或匀速直线运动状态B．牛顿第一定律只是反映惯性大小的，因此也叫惯性定律C．牛顿第一定律反映了物体不受外力作用时的运动规律,因此，物体在不受力时才有惯性D．牛顿第一定律既揭示了物体保持原有运动状态的原因,又揭示了运动状态改变的原因解析：根据牛顿第一定律，物体在任何时候都有惯性，故选项C错;不受力时惯性表现为使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，故选项A错;牛顿第一定律还揭示了力与运动的关系，即力是改变物体运动状态的原因，所以选项D正确;牛顿第一定律并不能反映物体惯性的大小,故选项B错．答案:D2．（2017·山东枣庄八中期中)在“鸟巢欢乐冰雪季"期间，花样滑冰中的男运动员托举着女运动员一起滑行，对于此情景，下列说法正确的是( ）A．由于男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行,所以男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力B．男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力C．女运动员对男运动员的压力与冰面对男运动员的支持力是一对作用力和反作用力D．男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力解析:男运动员稳稳地托举着女运动员一起滑行,在水平面内运动，竖直方向没有加速度，所以男运动员对女运动员的支持力等于女运动员受到的重力，故A错误．男运动员除了受到重力、冰面对他的支持力外，还受到女运动员对他的压力，三个力平衡，故B错误．女运动员对男运动员的压力与男运动员对女运动员的支持力，是一对作用力和反作用力，故C错误．男运动员对冰面的压力与冰面对他的支持力是一对作用力和反作用力,故D正确．答案:D3.如图所示,物块P与木板Q叠放在水平地面上，木板Q对物块P的支持力的反作用力是( ）A．物块P受到的重力B．地面对木板Q的弹力C．物块P对木板Q的压力D．地球对木板Q的吸引力解析：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反,作用在同一条直线上，所以Q对P的支持力的反作用力是P对Q的压力,选项C正确．答案：C4.(2017·江西上饶横峰中学月考）有人设计了一种交通工具,在平板车上装了一个电风扇,风扇运转时吹出的风全部打到竖直固定在小车中间的风帆上，靠风帆受力而向前运动,如图所示．对于这种设计，下列说法正确的是（)A．根据牛顿第二定律,这种设计能使小车运动B．根据牛顿第三定律，这种设计不能使小车运动C．根据牛顿第三定律，这种设计能使小车运动D．以上说法均不正确解析：风扇向前吹出风时，风扇也受到风给的反作用力,方向向后,同时风给风帆一个向前的力;也就是说小车受到风帆给的一个向前的力，还有风扇给的一个向后的力，大小相等，方向相反,风帆和风扇都是小车的一部分,所以小车受到的合力为零，小车不能运动，所以可以通过牛顿第三定律来说明，故选B。

实验三 加速度与物体质量、物体受力的关系1．实验目的(1)学会用控制变量法研究物理规律． (2)验证牛顿第二定律．(3)掌握利用图象处理数据的方法． 2．实验原理 采用控制变量法：(1)保持质量不变，探究加速度跟合外力的关系． (2)保持合外力不变，探究加速度与质量的关系． (3)作出a －F 图象和a －1m图象，确定其关系．3．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、薄木板、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺． 4．实验步骤(1)测量：用天平测量小盘和砝码的质量m ′和小车的质量m .(2)安装：按照如图1所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．图1(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木板，使小车能匀速下滑． (4)操作步骤：①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，断开电源，取下纸带编号码．②保持小车的质量m 不变，改变小盘和砝码的质量m ′，重复步骤①. ③在每条纸带上选取一段比较理想的部分，测加速度a . ④描点作图，作a －F 图象．⑤保持小盘和砝码的质量m ′不变，改变小车质量m ，重复步骤①和③，作a －1m图象．5．注意事项(1)平衡摩擦力：适当垫高木板的右端，使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动． (2)不重复平衡摩擦力． (3)实验条件：m ≫m ′.(4)一先一后一按：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，后释放小车，且应在小车到达滑轮前按住小车． 6．误差分析(1)实验原理不完善：本实验用小盘和砝码的总重力m ′g 代替小车所受的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．(2)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． 7．数据处理(1)利用Δx ＝aT 2及逐差法求a .(2)以a 为纵坐标、F 为横坐标，根据各组数据描点，如果这些点在一条过原点的直线上，说明a 与F 成正比．(3)以a 为纵坐标、1m为横坐标，描点、连线，如果该线为过原点的直线，就能判定a 与m 成反比．命题点一 教材原型实验例1 (2018·无锡市期中)在探究物体质量一定，加速度与所受合外力的关系时，采用如图2所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M 表示，盘及盘中的砝码质量用m 表示，小车的加速度可由小车后面拖动的纸带上打点计时器打出的点计算出：图2(1)实验中以下做法正确的是________．A ．平衡摩擦力时，小车应连上纸带，接通打点计时器电源B ．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上C ．实验时，小车应在靠近滑轮处释放D ．调整滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板平行(2)M 与m 的关系应满足m 远远小于M ，这样做的目的是__________________．(3)如图3所示为某次实验得到的纸带，实验中打点计时器接50Hz 交流电源．纸带中计数点间的距离已标出，由此可以得小车的加速度大小约为________m/s 2.(结果保留两位有效数字)图3图4(4)某实验小组得到的aF 图线如图4所示，图线未过坐标原点的原因可能是______________；图线末端弯曲的原因是______________________________．答案 (1)AD (2)使绳中的张力近似等于盘和盘中砝码的总重力 (3)3.2 (4)未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足 没有满足m 远小于M解析 (1)平衡摩擦力时，小车应连上纸带，接通打点计时器电源，故A 正确；平衡摩擦力的方法就是将木板一端垫高，撤去盘及盘中的砝码，使小车在木板上做匀速直线运动，故B 错误；实验时，小车应在靠近打点计时器处释放，故C 错误；调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于小车所受合力，故D 正确. (2)根据牛顿第二定律可知：mg ＝(M ＋m )a ，解得：a ＝mgM ＋m，F ＝Ma ＝Mmg M ＋m ＝mg1＋mM，当m 远远小于M 时，F 近似等于mg ，故目的是使绳中的张力近似等于盘和盘中砝码的总重力． (3)根据Δx ＝aT 2得：a ＝0.0772＋0.0721－0.0670－0.06194×0.042m/s 2≈3.2m/s 2(4)图线不通过坐标原点O ，即开始施加拉力时，加速度为零，则知未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．aF 图线的斜率表示质量的倒数，开始mg 比较小，近似等于细绳的拉力，斜率为M 的倒数，斜率不变．当m 比较大，不再满足M 远大于m ，所以图线末端弯曲．变式1 (2018·苏州市期初调研)在“探究加速度与小车质量关系”实验中，实验小组采用如图5所示的装置．M 表示小车及砝码的总质量，m 表示沙桶及沙的总质量．图5(1)为使实验中小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是________；为使细线对小车拉力大小近似等于沙桶和沙的重力mg，应控制的实验条件是________．(2)在控制沙桶和沙的质量一定的情况下，该实验小组测得的实验数据如下表所示，为了直观反映加速度与小车及砝码总质量的关系，请在图6方格坐标纸中选取恰当的物理量建立坐标系，并作出相应的图，根据图象判断，实验产生误差的最主要原因是：________________________________________________________________________.图6答案(1)平衡摩擦力M≫m(2)如图所示小车及砝码的总质量变小时，不能满足小车及砝码的总质量远大于沙和沙桶的总质量解析 (1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力沿木板向下的分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一端垫高，所以应采取的措施是平衡摩擦力；沙桶及沙加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，要使其对细线的拉力近似等于重力，应该使沙桶及沙的质量远小于小车及砝码的总质量，即m ≪M . (2)所作图象如图所示．根据描点作图法可得：沙和沙桶的总质量没有远小于小车及砝码的总质量，小车受到的拉力明显小于沙和沙桶重力，加速度与沙和沙桶重力(小车受到的合力)不成正比，a －F 图象发生弯曲，不再是直线．命题点二 实验拓展与创新1．实验器材的改进(1)气垫导轨(不用平衡摩擦力)――→替代长木板(如图7)图7(2)利用光电门测速度(如图8)图8(3)利用位移传感器测位移(如图9)图9(4)利用力传感器测拉力(不用满足m ≪M ，如图10甲、乙)图102．数据测量的改进⎦⎥⎥⎤测定通过的时间：由a ＝12x [(d t 2)2－(d t 1)2]求出加速度小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到――→替代通过打点纸带求加速度3．实验的拓展延伸以“探究加速度与力、质量的关系”为背景测量物块与木板间的动摩擦因数．例2 (2018·南京市、盐城市二模)在“探究物体质量一定时加速度与力的关系”实验中，小明同学做了如图11甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了用力传感器来测细线中的拉力．图11(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是________． A ．必须用天平测出砂和砂桶的质量B ．一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量C ．应当先释放小车，再接通电源D ．需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带(2)实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz ，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是______m/s 2.(计算结果保留三位有效数字)(3)由实验得到小车的加速度a 与力传感器示数F 的关系如图丙所示．则小车与轨道的滑动摩擦力F f ＝______N.(4)小明同学不断增加砂子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为________m/s 2(g 取10 m/s 2)． 答案 (1)D (2)2.40 (3)1.0 (4)5解析 (1)力传感器测量细线中的拉力F ，则小车受到拉力为2F ，即力是直接测量得到的，不用测出砂桶和砂的总质量，A 、B 错误；打点计时器的使用，应先接通电源，后释放小车，C 错误；实验需要得到多组数据，故需要改变砂和砂桶的总质量，打出多条纸带，D 正确． (2)打点计时器打点周期为150 s ＝0.02 s ，由题可知相邻计数点间时间间隔为T ＝0.1 s ，小车的加速度为a ＝x BD －x OB 4T2≈2.40m/s 2； (3)由题图丙可知，产生加速度的拉力最小值为0.5 N ，所以滑动摩擦力F f ＝2F ＝1.0 N ； (4)对砂和砂桶根据牛顿第二定律有mg －F ＝ma ′，即a ′＝g －F m，小于重力加速度g ，由实验装置原理可知，小车的加速度为砂和砂桶的加速度的一半，a ＝12a ′＜12g ，即小车的加速度最后会趋近于5 m/s 2.变式2 (2018·苏锡常镇一调)如图12甲所示是小明同学“探究加速度与力的关系”的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B ，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块及遮光条都从位置A 处由静止释放．图12(1)小明用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，示数如图乙所示，则d ＝________mm.(2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量c 是________________(用文字表述)． (3)小亮同学认为：无需测出上述c 和d ，只要画出以F (力传感器示数)为横坐标、以________为纵坐标的图象就能直接反映加速度与力的关系．(4)下列实验操作和要求必要的是__________(请填写选项前对应的字母)． A ．应将气垫导轨调节水平 B ．应测出钩码和力传感器的总质量 C ．应使A 位置与光电门间的距离适当大些 D ．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量答案 (1)2.30 (2)释放前遮光条到光电门的距离 (3)1t2 (4)AC解析 (1)由题图知游标尺上第6条刻度线与主尺对齐，d ＝2 mm ＋6×0.05 mm ＝2.30 mm ； (2)实验时，将滑块从A 位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B 的时间t ，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式可知，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量c 是释放前遮光条到光电门的距离；(3)根据F ＝ma ，而v 2B ＝2ac ，v B ＝d t ，联立解得F ＝md 22c ·1t2，则无需测出c 和d ，只要画出以F (力传感器示数)为横坐标、以1t2为纵坐标的图象就能直接反映加速度与力的关系． (4)应将气垫导轨调节水平，这时拉力才等于合力，故A 正确；拉力的大小可从力传感器中读出，则没必要测出钩码和力传感器的总质量，选项B错误；应使A位置与光电门间的距离适当大些，可以增大测量长度，从而有利于减小误差，故C正确；拉力是直接通过力传感器测量的，故与滑块质量与钩码和力传感器的总质量大小关系无关，故D错误．拓展点 以“加速度与力、质量关系”为背景，测量动摩擦因数例3 (2018·南通市等六市一调)实验小组采用如图13甲所示实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量为20g 的钩码10个，打点计时器，电源，纸带，细线等．实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用打出的纸带测量木块的加速度．图13(1) 正确进行实验操作，得到一条纸带，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，分别测出位置0到位置3、位置6间的距离，如图乙所示．已知打点周期T ＝0.02s ，则木块的加速度a ＝________m/s 2.(2) 将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m ，测得相应的加速度a ，作出a －m 图象如图丙所示．已知当地重力加速度g ＝9.8m/s 2，则木块与木板间动摩擦因数μ＝________(保留两位有效数字)；μ的测量值________(选填“大于”“小于”或“等于”)真实值，原因是______________________________(写出一个即可)．(3)实验中________(选填“需要”或“不需要”)满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．答案 (1)3.33 (2)0.34(0.32～0.36) 大于 滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等 (3)不需要解析 (1)已知打点周期T ＝0.02 s ，根据逐差法可得木块的加速度为：a ＝x 36－x 039T 2＝(8.20－3.50－3.50)9×0.022×10－2 m/s 2≈3.33 m/s 2. (2)设木块质量为M ，以M 、m 组成的系统为研究对象，根据牛顿第二定律有，mg －F f ＝(M ＋0.2)a ，F f ＝μ(M ＋0.2－m )g ，联立可得加速度为：a ＝(1＋μ)gM ＋0.2m －μg ，由题图丙可知，当m＝0时，|a |＝μg ＝3.3 m/s 2，则木块与木板间动摩擦因数μ≈0.34，因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值．(3)实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量．变式3 (2018·常熟市期中)图14(a) 为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图．实验步骤如下：图14①用天平测量物块和遮光片的总质量M 、重物的质量m; 用游标卡尺测量遮光片的宽度d; 用米尺测量两光电门之间的距离s ； ②调整轻滑轮，使细线水平；③让物块从光电门A 的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A 和光电门B 所用的时间Δt A 和Δt B ，求出加速度a ； ④多次重复步骤③，求a 的平均值a ； ⑤根据上述实验数据求出动摩擦因数μ. 回答下列问题：(1)测量d 时，某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm) 的示数如图(b) 所示，其读数为____cm. (2)物块的加速度a 可用d 、s 、Δt A 和Δt B 表示为a ＝________________. (3)动摩擦因数μ可用M 、m 、a 和重力加速度g 表示为μ＝________________.(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于______(填“偶然误差”或“系统误差”)．答案 (1)0.960 (2)(dΔt B )2－(dΔt A )22s (3)mg －(M ＋m )a Mg(4)系统误差解析 (1)由题图(b)所示游标卡尺可知，主尺示数为0.9 cm ，游标尺示数为12×0.05 mm＝ 0.60 mm ＝0.060 cm ，则游标卡尺示数为0.9 cm ＋0.060 cm ＝0.960 cm.(2)物块经过A 点时的速度为：v A ＝d Δt A ，物块经过B 点时的速度为：v B ＝dΔt B ，物块做匀变速直线运动，由速度位移公式得：v B 2－v A 2＝2as ，加速度为：a ＝(dΔt B )2－(dΔt A)22s；(3)以M 、m 组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得：mg －μMg ＝(M ＋m )a ，解得：μ＝mg －(M ＋m )aMg；(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于系统误差.1．(2018·徐州三中模拟)如图15所示，某同学设计了一个测量滑块与木板间的动摩擦因数的实验装置，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，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在长木板上做匀加速直线运动．图15(1)实验得到一条如图16所示的纸带，相邻两计数点之间的时间间隔为0.1s ，由图中的数据可知，滑块运动的加速度大小是________m/s 2.(计算结果保留两位有效数字)图16(2)读出弹簧测力计的示数F ，处理纸带，得到滑块运动的加速度a ；改变钩码个数，重复实验．以弹簧测力计的示数F 为纵坐标，以加速度a 为横坐标，得到的图象是纵轴截距为b 的一条倾斜直线，如图17所示．已知滑块和动滑轮的总质量为m ，重力加速度为g ，忽略滑轮与轻绳之间的摩擦，则滑块和木板之间的动摩擦因数μ＝________.图17答案 (1)2.4 (2)2bmg解析 (1)加速度为a ＝x BD －x OB 4T 2＝0.288 1－0.096 1－0.096 14×0.01m/s 2≈2.4 m/s 2； (2)滑块受到的拉力F T 为弹簧测力计示数的两倍，即：F T ＝2F 滑块受到的摩擦力为：F f ＝μmg 由牛顿第二定律可得：F T －F f ＝ma解得力F 与加速度a 的函数关系式为：F ＝m 2a ＋μmg2由题图图象所给信息可得图象纵截距为：b ＝μmg2解得：μ＝2bmg.2．(2018·南京市期中)某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”的实验，图18甲为实验装置图，A 为小车，B 为打点计时器，C 为装有沙的沙桶，D 为一端带有定滑轮的长方形木板．实验中认为细绳对小车的拉力F 等于沙和沙桶的总重力，小车运动的加速度a 可由打点计时器在纸带上打出的点求得．(1)图乙为某次实验得到的纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为0.10s ，由图中数据求出小车加速度值为________m/s 2.(计算结果保留两位有效数字)图18(2)保持沙和沙桶的质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的1m数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F 不变时，a 与m 的关系，请在图19中选择恰当的物理量和标度建立坐标系，并作出图线.图19(3)从图线中得到F 不变时小车加速度a 与质量m 间的定量关系是________．(4)保持小车质量不变，改变沙和沙桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度与合力F 图线如图20所示，该图线不通过原点，其可能的原因是________________________________．图20答案 (1)0.64 (2)如图所示(3)a ＝12m(4)没有平衡摩擦力(或平衡摩擦力不足)3．(2018·常州市一模)如图21甲所示是“研究小车加速度与力的关系”的实验装置．木板置于水平桌面上，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F ，改变桶中砂的质量多次实验．完成下列问题：图21(1)实验中需要________． A ．测量砂和砂桶的总质量 B ．保持细绳与长木板平行 C ．保持小车的质量不变D ．满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量(2)实验中得到一条纸带，相邻计数点间有四个点未标出，各计数点到A 点的距离如图乙所示．电源的频率为50Hz ，则打B 点时小车速度大小为________m/s ，小车的加速度大小为________ m/s 2.(3)实验中描绘出a －F 图象如图丙所示，图象不过坐标原点的原因是________________． 答案 (1)BC (2)0.416 1.48 (3)平衡摩擦力过度解析 (1)细绳的拉力可以通过拉力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，故A 错误；为了使细绳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绳与长木板平行，故B 正确；本实验采用的是控制变量法，要研究小车加速度与力的关系，必须保持小车的质量不变，故C 正确；实验中拉力通过拉力传感器测出，不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D 错误． (2)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为：T ＝5×0.02 s ＝0.1 s.B 点对应的速度为：v B ＝x AC 2T ＝8.320.2×10－2m/s ＝0.416 m/s.根据Δx ＝aT 2可得：小车运动的加速度为：a ＝x CE －x AC 4T 2＝22.56－8.32－8.324×0.12×10－2 m/s 2＝1.48 m/s 2 (3)由题图图象可知，a －F 图象在a 轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的．即在实际操作中，平衡摩擦力时斜面倾角过大，平衡摩擦力过度．。

高考物理一轮复习知识点总结归纳一、力学1. 牛顿三定律a. 第一定律：物体在静止状态或匀速直线运动状态下，受力平衡。

b. 第二定律：F = ma，物体所受合力等于其质量乘以加速度。

c. 第三定律：任何两个物体之间存在相互作用力，大小相等、方向相反。

2. 力的合成与分解a. 合力：多个力共同作用在物体上的结果力。

b. 分解：将一个力分解为两个或多个力的合成。

3. 牛顿万有引力定律a. 任何两个物体之间存在引力，大小与质量成正比，与距离的平方成反比。

4. 牛顿运动定律a. 第一定律：惯性原理，物体在没有外力作用下保持匀速直线运动或静止状态。

b. 第二定律：物体所受合力等于质量乘以加速度。

c. 第三定律：作用力与反作用力大小相等、方向相反。

5. 动量与动量守恒定律a. 动量：物体的质量乘以速度。

b. 动量守恒定律：系统中物体总动量在不受外力作用下保持不变。

6. 工作、能量与功a. 功：力在物体上产生的位移与力的方向相同时的乘积。

b. 功率：单位时间内做功的大小。

c. 机械能守恒定律：一个封闭系统中，机械能总量保持不变。

7. 机械振动与波动a. 振动：物体来回周期性运动。

b. 波动：能量以波的形式传播。

二、热学1. 温度与热量a. 温度：物体分子热运动的快慢程度的度量。

b. 热量：能量由高温物体传递到低温物体的过程。

2. 热能传递a. 热传导：通过物质的直接接触而传递热能。

b. 热对流：热能通过流体的对流传递。

c. 热辐射：热能以电磁波的形式传播。

3. 热力学定律a. 热力学第一定律：能量守恒定律。

b. 热力学第二定律：熵增定律。

4. 相变a. 固体-液体相变：熔化。

b. 液体-气体相变：汽化。

c. 固体-气体相变：升华。

5. 理想气体定律a. 法国物理学家伯努利发现的理想气体定律：PV = nRT。

三、电学1. 电荷与电场a. 电荷：质子带正电荷，电子带负电荷。

b. 电场：电荷周围的空间中存在电力作用的物理场。

《高三第一轮复习教案》：第三单元：牛顿运动定律回顾：1、静力学问题的解题基本思路是（核心求解问题：共点力的平衡）：确定对象，受力分析，选取坐标，正交分解，立出方程，联立求解。

基本方法：整体法，隔离法2、运动学问题的解题基本思路是（核心求解问题：匀变速直线运动的规律）：确定对象，运动分析，画出草图，选择规律，立式求解。

基本方法：函数式计算（选公式），图象应用而动力学问题既研究受力又研究运动，是前两部分内容的综合1、牛顿第一定律（1）内容（2）注意：A、力不是运动的原因，即运动可以不受力的作用。

B、力是改变物体运动状态的原因，即产生a。

C、运动的原因是物体具有惯性。

（惯性是物体保持原运动状态的能力）D、一切物体都具有惯性，惯性的大小仅由质量决定。

例题分析：1、关于伽利略的理想实验，下列说法正确的是（BD ）A、只要接触而相当光滑，物体就能在水平面上一直做匀速直线运动B、这个实验实际上是永远无法何等到的C、利用气垫导轨，就能使实验成功D、虽然是想像中的实验，但是它是建立在可靠的事实基础上的2、下列说法正确的是（ C ）A、大卡车的速度小，轿车的速度大，所以轿车的惯性大B、汽车在速度大的时候比在速度小的时候难以停下所以汽车速度大时的惯性大C、乒乓球可以被快速地来回抽杀，是因为其惯性小的缘故D、用同样的力骑自行车，车胎没气时速度增加得慢，运动状态难以改变，因此，比有气时的惯性大3、理想实验有时更能深刻地反映自然规律，伽利略设想了一个是理想实验，其中有一个实验事实，其余是推论。

①减小第二个斜面的倾角，小球在这斜面上仍然要达到原来的高度；②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；③如果没有摩擦，小球将上升到原来的高度；④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球要沿水平面做匀速运动（1）请将上述理想实验的设计步骤按照正确的顺序排列②③①④ (只要填写序号)（2）在上述的设想步骤中，有的属于可靠的事实，有的则是理想的推论，下列关于事实和推论的分类正确的是（ B ）A、①是事实，②③④是推论B、②是事实，①③④是推论C、③是事实，①②④是推论D、④是事实，①②③是推论学生练习：1、在车厢顶板上用细线挂一小球，车内的观察者，根据观察到的现象，判断正确的是（BCD ）A、若细线保持竖直，车一定是静止的B、若细线保持竖直，车可能在做匀速直线运动C、若细线向右偏斜，车可能向左转弯D、若细线的前偏，车可能向前减速2、如图所示，车厢在平直轨道上匀加速向左行驶，车厢顶落有油滴滴落在车厢地板上，车厢地板O点位于A点的正下方，则当滴管依次滴下三滴油时，下列说法正确的是（ C ）A、这三滴油依次落在O点的右方，且一滴比一滴高O点远B、这三滴油依次落在O点的右方，且一滴比一滴高OC、这三滴油依次落在O点的右方，且在同一个位置上D、这三滴油依次落都在O点上3、关于惯性，下列说法中正确的是（）A、推动原来静止的物体比推动正在运动的物体所需的力大，所以静止的物体惯性大B、正在行驶的质量相同的两辆汽车，速度大的不易停下来，所以速度大的物体惯性大C、自由下落的物体处于完全失重状态，所以这时物体的惯性消失了D、以上说法均不正确4、伽利略的斜面实验证明了（）A、使物体运动必须有力的作用，没有力作用的物体将静止B、使物体静止必须有力的作用，没有力的作用物体就运动C、物体没有外力的作用，一定处于静止状态D、物体不受外力的作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态2、牛顿第三定律（1）内容（2）注意：A、作用力与反作用力必定是相同性质的力。