新课标全国高考考前复习物理 实验4 验证牛顿运动定律
- 格式:doc
- 大小:543.00 KB
- 文档页数:5
实验四验证牛顿运动定律1.实验目的(1)会用控制变量法研究物理规律.(2)探究加速度与力、质量的关系.(3)会运用图象处理实验数据。
2.实验原理用控制变量法探究加速度a与力F、质量M的关系,可以先保持F不变,研究a和M的关系,再保持M不变,研究a和F 的关系。
3.实验器材带定滑轮的长木板、低压交流电源、复写纸片和纸带、小车、小盘、电磁打点计时器、天平、砝码、刻度尺、导线.4.实验步骤(1)测质量:用天平测出小车的质量M,小盘和砝码的总质量m。
(2)放长木板:按图把实验器材安装好,先不要把悬挂小盘的细绳系在车上。
(3)平衡摩擦力:在木板的一端下面垫一簿木块,移动簿木块的位置,直至小车拖着纸带在斜面上做匀速运动。
(4)打点:小盘绕过滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,打完点后切断电源,取下纸带。
(5)重复:保持小车的质量M不变,改变砝码和小盘的质量m,重复步骤(4)五次。
(6)求a:在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a。
(7)作a.F的图象:若图象为一过原点的直线,证明加速度与力成正比。
(8)验证a∝错误!:保持砝码和小盘的质量m不变,改变小车质量M,重复步骤(4)和(6),作a.1M图象,若图象为一过原点的直线,证明加速度与质量成反比。
5.注意事项(1)安装器材时,要调整滑轮的高度,使拴小车的细绳与木板平行。
(2)平衡摩擦力时,小车连着穿过打点计时器的纸带,但不要把悬挂小盘的细线系在小车上.改变砝码的质量后,不需要重新平衡摩擦力.(3)只有小车的质量远大于小盘和砝码的总质量,小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。
(4)开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,再放开小车,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.教材原型实验1.在“验证牛顿运动定律”实验中,采用如图所示的装置图进行实验.(1)对小车进行“平衡摩擦力"操作时,下列必须进行的是________(填字母序号).A.取下砂和砂桶B.在空砂桶的牵引下,轻推一下小车,小车能做匀速直线运动C.小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时,打点计时器的电源应断开D.把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度(2)实验中,已经测出小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m,若要将砂和砂桶的总重力大小作为小车所受拉力F的大小,这样做的前提条件是_________________________________________。
2024届全国高考(统考版)物理复习历年真题好题专项(牛顿运动定律)练习做真题 明方向1.[2022ꞏ全国甲卷](多选)如图,质量相等的两滑块P 、Q 置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度大小为g .用水平向右的拉力F 拉动P ,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )A .P 的加速度大小的最大值为2μgB .Q 的加速度大小的最大值为2μgC .P 的位移大小一定大于Q 的位移大小D .P 的速度大小均不大于同一时刻Q 的速度大小2.[2022ꞏ全国乙卷]如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L .一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直.当两球运动至二者相距35 L 时,它们加速度的大小均为( )A .5F 8mB .2F 5mC .3F 8mD .3F 10m3.[2022ꞏ湖南卷](多选)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为M .飞行器飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即F 阻=k v 2,k 为常量).当发动机关闭时,飞行器竖直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为10 m/s ;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为5 m/s.重力加速度大小为g ,不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化,下列说法正确的是( )A .发动机的最大推力为1.5 MgB .当飞行器以5 m/s 匀速水平飞行时,发动机推力的大小为174 Mg C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,飞行器速率为53 m/s D .当飞行器以5 m/s 的速率飞行时,其加速度大小可以达到3 g4.[2021ꞏ全国甲卷]如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处,上部架在横杆上.横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角θ可变.将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放,物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关.若θ由30°逐渐增大至60°,物块的下滑时间t将()A.逐渐增大 B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大5.[2023ꞏ湖南卷]如图,光滑水平地面上有一质量为2m的小车在水平推力F的作用下加速运动.车厢内有质量均为m的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B 球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为μ,杆与竖直方向的夹角为θ,杆与车厢始终保持相对静止,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是()A.若B球受到的摩擦力为零,则F=2mg tan θB.若推力F向左,且tan θ≤μ,则F的最大值为2mg tan θC.若推力F向左,且μ<tan θ≤2μ,则F的最大值为4mg(2μ-tan θ)D.若推力F向右,且tan θ>2μ,则F的范围为4mg(tan θ-2μ)≤F≤4mg(tan θ+2μ)专题15牛顿第一定律 牛顿第三定律1.(多选)关于牛顿第一定律的下列说法中正确的是()A.牛顿第一定律可用实验来验证B.不受外力作用时,物体运动状态保持不变是由于惯性C.物体受外力作用运动状态发生变化时没有惯性D.由牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因2.春秋时期齐国人的著作《考工记》中有“马力既竭,辀(zhōu)犹能一取焉”,意思是马拉车的时候,虽然马对车不再施力了,但车还能继续向前运动一段距离.这一现象说明了()A.车的运动不需要力来维持B.物体受到的重力是由地球对物体的引力产生的C.地面对物体的支持力和物体对地面的压力是一对相互作用力D.弹力存在于相互接触的物体之间3.关于牛顿第一定律和惯性,下述说法中正确的是()A.竖直向上抛出去的物体还能够继续上升,是因为受到向上的力B.合力为零的物体保持静止或匀速直线运动,说明牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例C.根据牛顿第一定律,物体受力的方向与运动的方向可以相同,也可以不相同D.运动的汽车,速度越大,就越难停下来,说明汽车的速度越大,它的惯性也越大4.关于下列四幅图叙述正确的是()A.甲图中,公路上对各类汽车都有限速,是因为汽车速度越大惯性越大B.乙图中,神舟十三飞船返回地球时打开降落伞减速下降,伞绳对返回舱的作用力大于返回舱对伞绳的作用力C.丙图伽利略通过“斜面实验”来研究落体运动规律,是为了“冲淡”重力,便于测量运动时间D.丁图是伽利略利用“实验+逻辑推理”的思想,来验证力是维持物体运动原因的实验装置5.如图所示,在花样滑冰比赛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.男运动员受到的重力和冰面对他的支持力是一对平衡力B.男运动员对女运动员的支持力大于女运动员受到的重力C.男运动员对冰面压力大小与冰面对他支持力大小在任何时候都相等D.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6.[2023ꞏ广东省质检]如图是我国第一辆火星车,它被命名为“祝融号”.祝融号质量约240 kg,在地球表面重力约2 400 N,高1.85 m,设计寿命约92天.下列说法正确的是()A.N是国际单位制中的基本单位B.m、kg是国际单位制中的基本单位C.祝融号在火星表面的惯性与地球表面不同D.祝融号着落火星时对火星的压力小于火星对祝融号的支持力专题16牛顿第二定律的理解1.[2023ꞏ全国甲卷](多选)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动,两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙.甲、乙两物体运动后,所受拉力F 与其加速度a的关系图线如图所示.由图可知()A.m甲<m乙B.m甲>m乙C.μ甲<μ乙D.μ甲>μ乙2.如图所示,质量m=10 kg的物体在水平地面上向左运动,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的推力F=20 N的作用,g取10 m/s2,则物体产生的加速度是()A.0 B.4 m/s2,水平向右C.2 m/s2,水平向左D.2 m/s2,水平向右3.如图,沿东西方向(以水平向右为东)直线行驶的列车顶部用细线悬挂一小球A,质量为m的物块B始终相对列车静止在桌面上.某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角,且A相对列车静止,重力加速度为g,则此刻()A.列车可能向东减速运动B.列车可能向西加速运动C.B受摩擦力大小为mg tan θ,方向向西D.B受摩擦力大小为mg tan θ,方向向东4.如图所示,当小车向右加速运动时,物块M相对车厢静止于竖直车厢壁上,当车的加速度增大时,则()A .物块M 受摩擦力增大B .物块M 对车厢壁的压力增大C .物块M 所受合外力大小不变D .物块M 沿车厢向上运动5.[2023ꞏ江苏省常州市质量调研]如图所示,质量为 M ,中空为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m 的小铁球,现用一水平向右的推力 F 推动凹槽,小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α=53°.则下列说法正确的是( )A .小铁球受到的合外力方向水平向左B .系统的加速度为3g4C .凹槽对小铁球的支持力为5mg3 D .推力4Mg3 6.[2023ꞏ四川省联考]如图所示,一倾角为37°的光滑斜面体放在水平面上,用固定在斜面上的竖直挡板A 与斜面夹住一个光滑小球.若给斜面体一个水平向右的拉力,使小球和斜面体保持相对静止地沿水平面做匀变速直线运动,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小g =10 m/s 2,则当小球对挡板的压力恰好与小球受到的重力大小相等时,小球的加速度大小为( )A .5 m/s 2B .4 m/s 2C .2.5 m/s 2D .1.5 m/s 27.在光滑水平面上放一质量为M 的物体A ,用轻绳通过定滑轮与质量为M 的B 相连,如图甲所示,其它条件不变去掉B 换上拉力F ,且F =Mg .如图乙,设甲、乙两图中A 的加速度分别为a 1、a 2,则( )A .a 1=2a 2B .a 1=a 2C .a 1=a 22 D .无法确定专题17 用牛顿第二定律解决瞬时问题1.[2023ꞏ重庆市检测](多选)如图所示,三个完全相同的小球甲、乙、丙,甲、乙两球用轻绳连接,乙、丙两球用轻弹簧连接,甲球用轻绳与天花板连接,甲、乙、丙三球位于同一竖直线上且均处于静止状态,重力加速度为g ,弹簧始终在弹性限度内,将天花板与甲球间轻绳剪断瞬间,三个小球的加速度大小为( )A .a 甲=gB .a 甲=1.5gC .a 乙=2gD .a 丙=0 2.[2023ꞏ浙江省湖州市联考]如图所示,质量分别为2m 、m 的物块A 和B 通过一轻弹簧连接,并放置于倾角为θ的光滑固定斜面上,用一轻绳一端连接B ,另一端固定在墙上,绳与斜面平行,物块A 和B 静止.突然剪断轻绳的瞬间,设A 、B 的加速度大小分别为a A 和a B (弹簧在弹性限度内,重力加速度为g ),则( )A .a A =0,aB =1.5g sin θ B .a A =0,a B =g sin θC .a A =0,a B =3g sin θD .a A =a B =g sin θ 3.如图所示,质量分别为m 、2m 的球A 、B 由轻质弹簧相连后再用细线悬挂在正在竖直向上做匀加速运动的电梯内,细线中的拉力为F ,此时突然剪断细线,在线断的瞬间,弹簧的弹力大小和小球A 的加速度大小分别为( )A .2F 3 ,2F 3m +gB .F 3 ,2F3m +g C .2F 3 ,F 3m +g D .F 3 ,F3m +g4.(多选)如图所示,物体a 、b 用一根不可伸长的轻细绳相连,再用一根轻弹簧和a 相连,弹簧上端固定在天花板上,已知物体a 、b 的质量相等,重力加速度为g .当在P 点剪断绳子的瞬间( )A.物体a 的加速度大小为零B .物体a 的加速度与物体b 的加速度大小相同C .物体b 的加速度大小为零D .物体b 的加速度大小为g 5.如图所示,天花板上固定有一光滑的定滑轮,绕过定滑轮且不可伸长的轻质细绳左端悬挂一质量为M 的铁块;右端悬挂有两质量均为m 的铁块,上下两铁块用轻质细线连接,中间夹一轻质弹簧处于压缩状态,此时细线上的张力为2mg ,最初系统处于静止状态.某瞬间将细线烧断,则左端铁块的加速度大小为( )A .14 gB .13 gC .23 g D .g 6.如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量为m ,物块2、4质量为M ,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态.现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a 1、a 2、a 3、a 4.重力加速度大小为g ,则有( )A .a 1=a 2=a 3=a 4=0B .a 1=a 2=a 3=a 4=gC .a 1=a 2=g ,a 3=0,a 4=m +MM gD .a 1=g ,a 2=m +M M g ,a 3=0,a 4=m +MM g 7.[2023ꞏ“皖豫名校联盟体”考试]如图所示,质量为m 的小球在轻弹簧和水平轻绳作用下处于静止状态,弹簧与竖直方向夹角为θ.设重力加速度为g ,剪断轻绳的瞬间,小球加速度大小和方向分别为( )A .g ,沿切线方向B .g sin θ,沿切线方向C .g cos θ,沿水平方向D .g tan θ,沿水平方向专题18动力学两类基本问题1.[2023ꞏ山东省联考]新疆长绒棉因质量美誉世界.长绒棉从犁地、播种、植保到采收,已基本实现全自动化.如图为无人机为棉花喷洒农药.无人机悬停在某一高度,自静止开始沿水平方向做匀加速运动,2.8 s达到作业速度,开始沿水平方向匀速作业,已知作业前无人机和农药总质量为25 kg,无人机作业速度为7 m/s,重力加速度为10 m/s2.则在加速阶段空气对无人机的作用力约为()A.250 N B.258 NC.313 N D.358 N2.[2023ꞏ辽宁省联考]在地面将一小球竖直向上抛出,经时间t0到达最高点,然后又落回原处,若空气阻力大小恒定,则如下图所示的图象能正确反映小球的速度v、加速度a、位移x、速率u随时间变化关系的是(竖直向上为正方向)()3.[2023ꞏ安徽省阶段考]如图,倾角为θ的斜面体固定在水平地面上,一物块以一定的初速度从斜面底端a点沿斜面上滑,到达最高点b点后又沿斜面下滑,c是ab的中点,已知物块从a上滑至b所用时间和从b到c所用时间相等,则物块与斜面间的动摩擦因数为()A.tan θB.12tan θC.13tan θD.14tan θ4.[2023ꞏ北京市期末]一雨滴从空中由静止开始沿竖直方向落下,若雨滴下落过程中所受重力保持不变,且空气对雨滴阻力随其下落速度的增大而增大,则题图所示的图象中能正确反映雨滴整个下落过程运动情况的是()5.[2023ꞏ山东省威海市期末](多选)如图所示,在竖直圆周上有两个光滑斜面AB和CD,A、D分别在圆周上的最高点和最低点.B、C点均在圆周上,且所在高度相同.一个可以看作质点的物块分别从A、C两点由静止沿斜面滑到底端,沿两个斜面下滑时的加速度大小分别为a1、a2,滑到底端的速度大小分别为v1、v2,所用时间分别为t1、t2,下列说法正确的是() A.a1<a2B.v1>v2C.t1=t2D.t1>t26.[2022ꞏ浙江卷1月]第24届冬奥会在我国举办.钢架雪车比赛的一段赛道如图1所示,长12 m水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接,斜道与水平面的夹角为15°.运动员从A点由静止出发,推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s,紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图2所示),到C点共用时5.0 s.若雪车(包括运动员)可视为质点,始终在冰面上运动,其总质量为110 kg,sin 15°=0.26,求雪车(包括运动员)(1)在直道AB上的加速度大小;(2)过C点的速度大小;(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小.专题19超重和失重1.[2023ꞏ上海市虹口区诊断]某同学站在电梯内的台秤上,发现台秤的读数比静止时少了5千克.则电梯()A.正在向上运动B.正在向下运动C.一定向下加速运动D.可能向上减速运动2.[2023ꞏ河南省质检](多选)2021年8月8日东京奥运会落下帷幕,我国运动健儿奋力拼搏,最终以38枚金牌位列金牌榜第二位.下列关于各种项目中运动员在运动过程中(不计空气阻力)的状态描述说法正确的是()A.跳高运动员在空中,上升和下落过程中都处于失重状态B.蹦床运动员从空中落到蹦床上的过程中惯性越来越大C.举重运动员在举杠铃过头停在最高点时,杠铃处于平衡状态D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态3.[2023ꞏ华东师范大学附属中学期末]某次救灾学习中,救援直升机悬停在空中,机上工作人员将装有救灾物资的箱子投出,已知箱子下落的初速度为零,下落过程中所受空气阻力不计.下落过程中,箱子始终保持投放时的状态,以下说法正确的是()A.物资处于超重状态B.物资仅受重力作用C.物资受箱子的支持力逐渐减小D.由静止开始,箱子在持续相同时间内的位移比为1∶2∶3……4.[2023ꞏ广东汕尾市质监](多选)如图所示,蹦极是常见的一项具有挑战性的运动.参加体验的人腰间绑着一条长长的弹性绳,当人从台上跳下后弹性绳逐渐被拉长到最长又向上弹回的过程中,下列说法正确的是()A.人刚跳下时,人做匀加速运动,处于失重状态B.当弹性绳被拉直时,人开始做匀减速运动C.当弹性绳被拉到最长时,人的速度为零,处于超重状态D.人往回弹的过程中,人先做匀加速运动,再做匀减速运动5.[2023ꞏ四川省联考]如图所示,在置于水平地面上的盛水容器中,用一端固定于容器底部的细线拉住一个塑料球,使之静止在水中,此时容器对地面的压力大小为F.某时刻细线突然断开,球上浮(未浮出水面,球上浮过程中受到的水的阻力始终不变),下列说法正确的是() A.球静止时,在竖直方向上受到5个力的作用B.球上浮时,球处于失重状态C.球上浮过程中,球的加速度越来越小D.球上浮过程中,容器对地面的压力小于F6.[2023ꞏ广东省茂名市联考]如图为某运动员做蹦床运动时,利用传感器测得蹦床弹力随时间的变化图.假设运动员仅在竖直方向运动,且不计空气阻力,g取10 m/s2,依据图象给出的物理信息,可得()A.运动员上升的最高高度为5 mB.运动员的加速度最大为50 m/s2C.8.7 s至9.5 s内,运动员先处于失重状态再处于超重状态D.运动员与蹦床相接触的过程中,运动员受到蹦床的弹力是由于运动员发生弹性形变而产生的7.[2023ꞏ天津市期末]如图甲所示,质量为m=60 kg的同学,双手抓住单杠做引体向上.他的重心的速率随时间变化的图象如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,由图象可知()A.t=0.5 s时,他的加速度约为3 m/s2B.t=0.4 s时,他正处于超重状态C.t=1.1 s时,他受到单杠的作用力大小约为618 ND.t=1.5 s时,他正处于超重状态专题20传送带模型1.如图所示,传送带的水平部分长为L,传动速率为v,在其左端无初速度放一小木块,若木块与传送带间的动摩擦因数为μ,则木块从左端运动到右端的时间不可能是()A.Lv+v2μg B.LvC. 2Lμg D.2Lv2.[2023ꞏ广东省肇庆市质检](多选)如图所示,一水平传送带沿顺时针方向匀速转动,在传送带左端A处无初速度地轻放一小物块,则关于小物块从A端运动到B端过程中的速度v 随时间t的变化图象,下列选项中可能正确的是()3.[2023ꞏ河南省联考](多选)如图甲所示,倾斜的传送带以恒定速率v1沿顺时针方向转动,传送带的倾角为37°.一物块以初速度v2从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动,其运动的v -t图象如图乙所示,物块到达一定高度时速度为零,sin 37°=0.6,cos 37 °=0.8,g =10 m/s2,则()A.传送带的速度为4 m/sB.物块上升的竖直高度为0.96 mC.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5D.物块所受摩擦力方向一直与物块运动方向相反4.[2023ꞏ广东省质检]如图所示,传送带长6 m,与水平方向的夹角θ=37°,以5 m/s的恒定速度向上运动.一个质量为2 kg的物块(可视为质点),沿平行于传送带方向以10 m/s的速度滑上传送带,已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g =10 m/s2.求:(1)物块刚滑上传送带时的加速度大小;(2)物块到达传送带顶端时的速度大小.专题21 滑块-木板模型1.[2023ꞏ张家口市期末]如图所示,质量为3 kg 的长木板B 静置于光滑水平面上,其上表面右端放置一个质量为2 kg 的物块A ,物块A 与长木板B 之间的动摩擦因数为0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取10 m/s 2.现用水平向右、大小为20 N 的拉力F 拉长木板B ,则( )A .物体A 受到摩擦力的大小为8 NB .物体A 受到摩擦力的大小为10 NC .物体A 受到摩擦力的大小为15 ND .物体A 受到摩擦力的大小为20 N2.[2023ꞏ百校联考]如图所示,货车车厢中央放置一装有货物的木箱,该木箱可视为质点.已知木箱与车厢之间的动摩擦因数μ=0.4.下列说法正确的是( )A .若货车向前加速时,木箱对车厢的摩擦力方向向左B .为防止木箱发生滑动,则货车加速时的最大加速度不能超过4 m/s 2C .若货车行驶过程中突然刹车,木箱一定与车厢前端相撞D .若货车的加速度为5 m/s 2时,木箱受到的摩擦力为静摩擦力 3.[2023ꞏ河南省联考](多选)滑沙运动是小孩比较喜欢的一项运动,其运动过程可类比为如图所示的模型,倾角为37°的斜坡上有长为1 m 的滑板,滑板与沙间的动摩擦因数为2140 .小孩(可视为质点)坐在滑板上端,与滑板一起由静止开始下滑,小孩与滑板之间的动摩擦因数取决于小孩的衣料,假设图中小孩与滑板间的动摩擦因数为0.4,小孩的质量与滑板的质量相等,斜坡足够长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取10 m/s 2,则下列判断正确的是( )A .小孩在滑板上下滑的加速度大小为2 m/s 2B .小孩和滑板脱离前滑板的加速度大小为0.8 m/s 2C .经过1 s 的时间,小孩离开滑板D .小孩离开滑板时的速度大小为0.8 m/s 4.[2023ꞏ湖南省益阳市考试]如图所示,物块B放在木板A上,木板A的质量m A=1 kg,物块B的质量m B=4 kg,不计B的大小,木板A足够长.开始时A、B均静止.现用恒定拉力F=28 N作用在物块B上,t1=2 s后撤去拉力F.已知A与B之间的动摩擦因数μ1=0.2,A 与地面之间的动摩擦因数μ2=0.1,g取10 m/s2.求:(1)拉力刚开始作用时,A、B的加速度a A1、a B1的大小;(2)t=3.2 s时,A、B的速度大小.专题22动力学中的临界和极值问题1.[2023ꞏ河南省联考](多选)研究“蹦极”运动时,在运动员身上系好弹性绳并安装传感器,可测得运动员竖直下落的距离及其对应的速度大小.根据传感器收集到的数据,得到如图所示的“速度—位移”图象.若空气阻力和弹性绳的重力可以忽略,根据图象信息,下列说法正确的有()A.弹性绳原长小于15 mB.当运动员下降10 m时,处于超重状态C.当运动员下降15 m时,绳的弹力最大D.当运动员下降20 m时,其加速度方向竖直向上2.[2023ꞏ广东省深圳市联考](多选)如图所示,质量为m=1 kg的滑块和质量为M=2 kg的木板叠放在一起,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ1=0.1,木板与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.2,某时刻木板与滑块恰好以相同的速度向右运动,此时给木板施加向右的恒力F,若要求木板与滑块在以后的运动中不产生相对滑动,F的值可能为(g取10 m/s2)()A.0 N B.4 N C.6 N D.10 N3.[2023ꞏ河南省质检]如图所示,三个质量相等的物块A、B、C组合在一起,A带有定滑轮放在光滑的水平面上,跨过定滑轮的轻质细线连接B、C,A与B之间的动摩擦因数为0.7,滑轮与细线、轮轴之间以及A、C之间的摩擦和定滑轮的质量忽略不计,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平推力F作用在A上,为了使三个物块相对静止,则F的最大值与最小值之比为()A.3∶1 B.17∶3 C.16∶3 D.6∶14.如图所示,一只杯子固定在水平桌面上,将一块薄纸板盖在杯口上并在纸板上放一枚鸡蛋,现用水平向右的拉力将纸板快速抽出,鸡蛋(水平移动距离很小,几乎看不到)落入杯中,这就是惯性演示实验.已知鸡蛋(可视为质点)中心离纸板左端的距离为d,鸡蛋和纸板的质量分别为m和2m,所有接触面的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,若鸡蛋移动的距离不超过d10就能保证实验成功,则所需拉力的最小值为()A.3μmg B.6μmg C.12μmg D.26μmg5.[2023ꞏ辽宁省葫芦岛市联考](多选)如图所示,一劲度系数为100 N/m的轻质弹簧,上端固定,下端连着一质量为0.1 kg的物块A,A放在质量为0.2 kg的托盘B上.初始时系统在竖直向上的力F作用下静止,此时弹簧被压缩了1 cm.现改变力F的大小,使托盘B以2 m/s2的加速度匀加速下降.取重力加速度大小g=10 m/s2,不计空气阻力,弹簧始终在弹性限度内,下列说法正确的是()A.物块A刚向下运动的瞬间,弹簧的弹力大小为1 NB.物块A与托盘B刚要分离时,弹簧的弹力大小为1 NC.从物块A开始运动到与托盘B分离的时间为25×10-2 sD.从物块A开始运动到与托盘B分离的时间为65×10-2 s6.[2023ꞏ山东省济宁市邹城市期中](多选)如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,重力加速度取g=10 m/s2.根据图象可求出()A.物体的初速度是6 m/sB.物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.75C.当斜面倾角θ=45°时,物体在斜面上能达到的位移最小D.物体在斜面上能达到的位移x的最小值是1.44 m专题23实验:探究加速度与力、质量的关系1.[2021ꞏ全国甲卷]为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为α的斜面(已知sin α=0.34,cos α=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示.该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图象,获得5个连续相等时间间隔(每个时间间隔ΔT=0.20 s)内小铜块沿斜面下滑的距离s i(i=1,2,3,4,5),如下表所示.s1s2s3s4s55.87 cm7.58 cm9.31 cm11.02 cm12.74 cm由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为________ m/s2,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为________.(结果均保留2位有效数字,重力加速度大小取9.80 m/s2) 2.[2021ꞏ湖南卷]某实验小组利用图(a)所示装置探究加速度与物体所受合外力的关系.主要实验步骤如下:(1)用游标卡尺测量垫块厚度h,示数如图(b)所示,h=________ cm;(2)接通气泵,将滑块轻放在气垫导轨上,调节导轨至水平;(3)在右支点下放一垫块,改变气垫导轨的倾斜角度;(4)在气垫导轨合适位置释放滑块,记录垫块个数n和滑块对应的加速度a;(5)在右支点下增加垫块个数(垫块完全相同),重复步骤(4),记录数据如下表:n 12345 6a/(mꞏs-2)0.0870.1800.2600.4250.519 根据表中数据在图(c)上描点,绘制图线.。
新课标全国高考考前复习物理
实验四验证牛顿运动定律
1.在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时,下列说法中正确的是
( ).A.平衡摩擦力时,应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C.平衡摩擦力后,长木板的位置不能移动
D.小车释放前应靠近打点计时器,且应先接通电源再释放小车
解析本题考查实验过程中应注意的事项,选项A中平衡摩擦力时,不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳拴在小车上,A错;选项B、C、D符合正确的操作方法,B、C、D对.
答案BCD
2.“验证牛顿运动定律”的实验,主要的步骤有:
A.将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上,取两个质量相等的小车,放在光滑的水平长木板上;
B.打开夹子,让两个小车同时从静止开始运动,小车运动一段距离后,夹上夹子,让它们同时停下来,用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小;
C.分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系,从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系;
D.在小车的后端也分别系上细绳,用一只夹子夹住这两根细绳;
E.在小车的前端分别系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘内分别放着数目不等的砝码,使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量.分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量.
上述实验步骤,正确的排列顺序是________.
解析此题考查的是实验步骤,对于实验的一些常识,必须牢记于心,结合本实验的实验步骤,不难排列出正确的顺序.
答案AEDBC
3.用如实图4-1所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系.实验时,小盘和砝码牵引小车,使小车做初速度为零的匀加速运动.
实图4-1
(1) 此实验中可以不测量小车加速度的具体值,原因是___________________________
___________________________________________________________________________.
(2)通过改变________,就可以改变小车所受的合力.
(3)在探究加速度与质量关系时,分别以________为纵坐标、________为横坐标作图象,这样就能直观地看出二者关系.
答案 (1)探究的是加速度与其他量之间的比例关系(其他解答只要合理即可.如:初速度为零的匀加速运动,在相同的时间内,位移与加速度成正比)
(2)砝码的数量 (3)a 或(1m ) 1m
(或a ) 4.在“探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小
盘的细线、刻度尺、天平、导线.为了完成实验,还须从如实图4-2中选取实验器材,其名称是______________________________________
____________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________;
并分别写出所选器材的作用____________________________________________________
____________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________.
实图4-2
解析 电磁打点计时器用来打点计时,以便测定加速度,要配备4~6 V 学生电源(交流
电源)为其供电,通过改变砝码个数来改变拉力大小.钩码放在小车上来调节小车质量.也
可用电火花打点计时器来代替学生电源和电磁打点计时器,因为电火花打点计时器使用
220 V 交流电,不使用学生电源.
答案 学生电源、电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、钩码、砝码 学生电源为电磁打点计时器
提供交流电源;电磁打点计时器(电火花打点计时器)记录小车的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到拉力的大小,还可以用于测量小车的质量.
5.为了探究加速度与力的关系,使用如实图4-3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:
实图4-3
(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?
答 ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(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 =5 g
B .m =15 g
C .m =40 g
D .m =400 g
(3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,求得的加速度的表达式为________________.(用Δt 1,Δt 2,D ,x 表示)
答案 (1)取下牵引砝码,M 放在任意位置都不动;或取下牵引砝码,轻推滑行器M ,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等
(2)D
(3)a =⎝ ⎛⎭⎪⎫D Δt 22-⎝ ⎛⎭
⎪⎫D Δt 122s
6.为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物
体受力关系”的实验装置(如实图4-4所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
实图4-4
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电
源,在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
实图4-5
(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大.你是否
同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由.
解析(3)由速度图象的斜率可以看出速度越大,加速度越小.所以该同学分析合理.
答案(1)之前
(2)如图所示
(3)同意.在v-t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大.。