验证牛顿运动定律一轮复习专题练习(四)带答案高中物理力学实验
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开卷速查规范特训课时作业实效精练开卷速查(十一) 实验:验证牛顿运动定律A组基础巩固1.关于验证牛顿第二定律的实验,下列说法中符合实际的是( )A.通过对同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B.通过对保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C.通过对保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系解析:由于实验中有三个量同时变化,在研究过程中采用控制变量法,通过对保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,可以归纳出加速度、力二者之间的关系,再通过对保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,可以得出加速度、质量二者之间的关系,所以D项正确.答案:D图11-12.[2018·安徽卷]图11-1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是__________.A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动.从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动.(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是__________.A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gB.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gC.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gD.M=400 g,m=20 g、40g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图11-2是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:s AB=4.22 cm、s BC=4.65 cm、s CD=5.08 cm、s DE=5.49 cm、s EF=5.91 cm,s FG=6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz,则小车的加速度a=__________ m/s2(结果保留2位有效数字).图11-2解析:(1)小车在运动过程中受到重力、支持力、纸带的拉力.木板对小车的摩擦力和细线拉力的作用.为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,因此应把木板的一端垫起适当的高度,以使重力、支持力、纸带的拉力和摩擦力的合力为零,即小车做匀速运动,因此在进行这一操作时,不应挂砂桶,小车应连接纸带,A、C项错误,B项正确.(2)由于绳子的拉力不易测量,本实验中砂和砂桶的总重力来代替绳的拉力,而砂桶做加速运动,设加速度大小为a,则T=m(g-a),当砂桶的加速度很小时,T近似等于mg,因此实验中应控制实验条件,使砂桶的加速度很小.只有当小车的质量远大于砂和砂桶的总质量时,小车和砂桶的加速度才很小,绳的拉力才近似等于砂和砂桶的总重力,C项正确.(3)相邻两计数点间的时间T=0.1 s,由Δx=aT2可得a=FG +s EF+s DE-CD+s BC+s AB2,代入数据解得a=0.42 m/s2.答案:(1)B (2)C (3)0.42B组能力提升3.[2018·江苏省淮安市楚州中学测试]用如图11-3甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量M(含车中的钩码)不变,用在绳的下端挂的钩码的总重力mg作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.甲乙图11-3 (1)实验时绳的下端先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是__________________________.(2)图11-3乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A 、B 、C 、D 、E ,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A 点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a =________ m/s 2.(结果保留两位有效数字)(3)通过增加绳的下端挂的钩码的个数来改变小车所受的拉力F ,得到小车的加速度a 与拉力F 的数据,画出aF 图线后,发现当F 较大时,图线发生了如图丙所示的弯曲.该同学经过思考后将实验方案改变为用小车中的钩码挂在绳的下端来增加钩码的个数和外力.那么关于该同学的修正方案,下列说法正确的是________.(写选项字母)A .该修正方案可以避免aF 图线的末端发生弯曲B .该修正方案要避免aF 图线的末端发生弯曲的条件是M ≫mC .该修正方案画出的aF 图线的斜率为1MD .该修正方案画出的aF 图线的斜率为1+ 答案:(1) 平衡小车运动中所受的摩擦阻力(2) 0.99或1.0 (3)AD4.[2018·四川省成都外国语学校月考]如图11-4所示的实验装置可以验证牛顿运动定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有砂子,砂桶的总质量(包括桶以及桶内砂子质量)记为m ,小车的总质量(包括小车、盒子及盒内砂子质量)记为M.图11-4(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些砂子,装入砂桶中,称量并记录砂桶的总重力mg ,将该力视为合外力F ,对应的加速度a 则从打下的纸带上计算得出.多次改变合外力F 的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的砂子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F 为横轴,以加速度a为纵轴,画出aF图象,图象是一条过原点的直线.①aF图线斜率的物理意义是___________________________.②你认为把砂桶的总重力mg当做合外力F是否合理?答:________.(填“合理”或“不合理”);③本次实验中,是否应该满足M≫m这样的条件?答:________(填“是”或“否”);理由是________________________________________________.(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内砂子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些砂子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的砂子总质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以________的倒数为横轴.解析:(1)将车内的砂子转移到桶中,就保证了M+m不变,即系统的总质量不变,研究对象是整个系统,a=FM+m=mgM+m,可见aF图象斜率的物理意义是1M+m.系统的合外力就等于所悬挂砂桶的重力mg,不必满足M≫m这样的条件.(2)向小车内添加或去掉部分砂子,是改变系统的总质量M+m,而系统的合外力仍等于所悬挂砂桶的重力mg,保证了合外力不变.所以用图象法处理数据时,以加速度a为纵轴,应该以M+m倒数为横轴.答案:(1)①1M+m②合理③否,因为实验的研究对象是整个系统,系统受到的合外力就等于mg(2)M+mC组难点突破5.[2018·山东省烟台莱州一中阶段测试]某探究性学习小组欲探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关.实验室提供如下器材:A.表面光滑的长木板(长度为L),B.小车,C.质量为m的钩码若干个,D.方木块(备用于垫木板),E.米尺,F.秒表.实验过程:第一步,在保持斜面倾角不变时,探究加速度与质量的关系.实验中,通过向小车放入钩码来改变物体质量,只要测出小车由斜面顶端滑至底端所用时间t,就可以由公式a=________求出a.某同学记录了数据如上表所示:根据以上信息,我们发现,在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间________(填“改变”或“不改变”),经过分析得出加速度与质量的关系为________.第二步,在物体质量不变时,探究加速度与倾角的关系.实验中通过改变方木块垫放位置来调整长木板的倾角,由于没有量角器,因此通过测量出木板顶端到水平面高度h ,求出倾角α的正弦值sin α=h L.某同学记录了高度和加速度的对应值,并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作图如图11-5,请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g =________m/s 2.进一步分析可知,光滑斜面上物体下滑的加速度与倾角的关系为________.图11-5答案:2L t 2 不改变 斜面倾角一定时,加速度与物体质量无关 10 a =gsin α 名师心得 拱手相赠教学积累 资源共享测定动摩擦因数的三种方法1.将动摩擦因数的测量转化为加速度的测量当物体在水平面或斜面上做匀变速直线运动时,若能测出物体的加速度,则根据物体的受力情况和牛顿第二定律就可求出动摩擦因数.【例1】 [2018·江苏高考]为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图3-1所示的装置进行实验.实验中,当木块A 位于水平桌面上的O 点时,重物B 刚好接触地面.将A 拉到P 点,待B 稳定后静止释放,A 最终滑到Q 点.分别测量OP 、OQ 的长度h 和s.改变h ,重复上述实验,分别记录几组实验数据.图3-1(1)实验开始时,发现A 释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法____________________________,__________________________.(2)请根据表中的实验数据作出sh 关系的图象.图3-2(3)实验测得A 、B 的质量分别为m =0.40 kg 、M =0.50 kg.根据sh 图象可计算出A 木块与桌面间的动摩擦因数μ=________.(结果保留一位有效数字)(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果________(选填“偏大\”或“偏小\”)解析:(1)为使A 不撞到滑轮,应设法减小B 落地瞬间A 的速度,因而可以减小B 的质量;增加细线的长度或增大A 的质量;降低B 的起始高度.(2)如图3-3图3-3(3)木块由P 至O 过程,对A 、B 由牛顿第二定律得:Mg -μmg =(M +m)a 1又v 2=2a 1h木块由O 至Q 过程,对A 由牛顿第二定律得:μmg =ma 2又:v 2=2a 2s解得:s h =M μ-m M +m由图象得:s h=1 解得:μ=0.4(4)考虑到滑轮的摩擦力作用,实验中要克服滑轮的摩擦力做功,造成实验结果偏大.答案:(1)减小B 的质量;增加细线的长度(或增大A 的质量;降低B 的起始高度)(2)见解析图 (3)0.4 (4)偏大2.将动摩擦因数的测量转化为角度的测量图3-4如图3-4所示,小滑块从斜面顶点A 由静止滑至水平部分C 点停止.已知斜面高为h ,滑块运动的整个水平距离为x ,设滑块在B 处无机械能损失,斜面和水平面与小滑块间的动摩擦因数相同,则由动能定理得mgh -μmgcos α·x 1-μmgx 2=0,即mgh -μmgx =0,解得μ=h x=tan θ.从计算结果可以看出,只要测出θ角,就可以计算出动摩擦因数.图3-5【例2】 在测定动摩擦因数的实验中,器材是各部分材质相同的木质轨道(如图3-5所示,其倾斜部分与水平部分平滑连接,水平部分足够长)、小铁块、两个图钉、细线、量角器.完成下列实验步骤:(1)使小铁块从轨道上A 点由静止滑下,记下小铁块在水平轨道上________时的位置B ;(2)用图钉把细线____________________________________________;(3)用量角器测量_____________________________________________;(4)小铁块与轨道间的动摩擦因数表示为________.解析:(1)使小铁块从轨道上A 点由静止滑下,记下小铁块在水平轨道上静止时的位置B ;(2)用图钉把细线拉紧固定在A 、B 两点间;(3)用量角器测量细线与水平轨道间的夹角θ;(4)小铁块与轨道间的动摩擦因数表示为μ=tan θ.答案:见解析3.将研究运动物体转化为研究静止物体当两个物体间存在相对滑动,且一个物体处于静止或匀速直线运动状态,则可应用平衡条件求出摩擦力的大小和正压力的大小,从而求出动摩擦因数.常规方法是研究匀速直线运动的物体,但匀速直线运动的实现比较困难.若转化为研究静止的物体,则实验效果要好得多.【例3】 [2018·长沙模拟](1)在一次课外探究活动中,某同学用如图3-6甲所示的装置测量放在水平光滑桌面上的铁块A 与长金属板B 间的动摩擦因数,已测出铁块A 的质量为1 kg ,金属板B 的质量为0.5 kg.用水平力F 向左拉金属板B ,使其向左运动,稳定时弹簧测力计示数如图所示(已放大),则A 、B 间的动摩擦因数μ=________.(g 取10 m/s 2)(2)将纸带连接在金属板B 的后面,通过打点计时器连续打下一些计数点,测最后的结果如图3-6乙所示,图中几个相邻计数点的时间间隔为0.1 s .由此可知水平力F =________ N.图3-6解析:(1)弹簧测力计的示数为2.50 N ,对A 由平衡条件得F f =2.50 N ,又有F f =μm A g ,解得μ=F f m A g =2.501×10=0.25. (2)由逐差法可得a =4+x 5+x 6-1+x 2+x 39T 2 =+9.51+-2-+3.49+-29×0.12 m/s 2 =2.0 m/s 2,由牛顿第二定律得F -F f =m B a ,解得F =3.5 N.答案:(1)0.25 (2)3.5。
高考物理一轮复习牛顿运动定律专项训练(附答案)牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律,由艾萨克牛顿在1687年于«自然哲学的物理原理»一书中总结提出。
以下是力的分解与分解专项训练,请考生仔细练习。
一、选择题(此题共10小题,每题6分,共60分)1. [2021衡水中学调研]以下说法中正确的选项是()A. 牛顿第一定律提醒了一切物体都具有惯性B. 速度大的物体惯性大,速度小的物体惯性小C. 力是维持物体运动的缘由D. 做曲线运动的质点,假定将一切外力都撤去,那么该质点仍能够做曲线运动解析:牛顿第一定律提醒了一切物体都具有惯性,质量是惯性大小的量度,惯性与速度有关,选项A正确,选项B错误;力不是维持物体运动的缘由,力是发生减速度的缘由,选项C错误;做曲线运动的质点,假定将一切外力都撤去,那么该质点将做匀速直线运动,选项D错误。
答案:A2. 关于惯性,以下说法中正确的选项是()A. 磁悬浮列车能高速行驶是由于列车浮起后惯性小了B. 卫星内的仪器由于完全失重惯性消逝了C. 铁饼运发动在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼的惯性,使铁饼飞得更远D. 月球上物体的重力只要在空中上的1/6,但是惯性没有变化解析:惯性只与质量有关,与速度有关,A、C错误;失重或重力减速度发作变化时,物体质量不变,惯性不变,所以B 错误D正确。
答案:D3. 关于力和运动的关系,以下说法正确的选项是()A. 物体受力才会运动B. 力使物体的运动形状发作改动C. 中止用力,运动的物体就会中止D. 力是物体坚持运动或匀速直线运动形状的缘由解析:由牛顿第一定律可知,力的作用不是使物体运动,而是使物体的运动形状改动。
假设物体原来的形状是运动的,不受力仍将永远运动下去,即物体的运动不需求力来维持,因此A、C错误,B正确。
物体坚持运动或匀速直线运动形状,是物体不受力时的运动规律,并不是力作用的结果,因此D 错误。
微专题四动力学中的“木板-滑块”和“传送带”模型动力学中“木板-滑块”模型1.模型分析模型概述(1)滑块、滑板是上下叠放的,分别在各自所受力的作用下运动,且在相互的摩擦力作用下相对滑动.(2)滑块相对滑板从一端运动到另一端,若两者同向运动,位移之差等于板长;若反向运动,位移之和等于板长.(3)一般两者速度相等为“临界点”,要判定临界速度之后两者的运动形式。
常见情形滑板获得一初速度v0,则板块同向运动,两者加速度不同,x板>x块,Δx=x板-x块,最后分离或相对静止滑块获得一初速度v0,则板块同向运动,两者加速度不同,x板<x块,Δx=x块-x板,最后分离或相对静止开始时板块运动方向相反,两者加速度不同,最后分离滑板或滑块受到拉力作用,要判断两者是否有相对运或相对静止,Δx=x块+x板动,以及滑板与地面是否有相对运动2。
常见临界判断(1)滑块恰好不滑离木板的条件:滑块运动到木板的一端时,滑块与木板的速度相等.(2)木板最短的条件:当滑块与木板的速度相等时滑块滑到木板的一端.(3)滑块与木板恰好不发生相对滑动的条件:滑块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力,且二者加速度相同。
[典例1]一长木板置于粗糙水平地面上,木板左端放置一小物块;在木板右方有一墙壁,木板右端与墙壁的距离为4。
5 m,如图(a)所示。
t=0时刻开始,小物块与木板一起以共同速度向右运动,直至t=1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短).碰撞前后木板速度大小不变,方向相反;运动过程中小物块始终未离开木板。
已知碰撞后1 s时间内小物块的v。
t图线如图(b)所示。
木板的质量是小物块质量的15倍,重力加速度大小g取10 m/s2。
求:图(a)图(b)(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2;(2)木板的最小长度;(3)木板右端离墙壁的最终距离.[大题拆分]第一步:分析研究对象模型.设小物块和木板的质量分别为m和M。
高中物理专题复习力学实验验证牛顿运动定律过关检测考试范围:力学实验;满分:100分注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上评卷人得分一、填空题1.(2014·郑州质检)为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图实-3-5所示的实验装置。
请思考探究思路并回答下列问题:图实-3-5(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是________;A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B.将木板带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上(2)在实验中,得到一条打点的纸带,如图实-3-6所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则小车加速度的表示式为a =________;图实-3-6图实-3-7(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图实-3-7所示。
图线________是在轨道倾斜情况下得到的(选填“①”或“②”);小车及车中的砝码总质量m=________ kg。
2.一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,下图是打出的纸带的一段.(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=________.(2)为了求出小车的下滑过程中所受的阻力,还需要测量的物理量有________________________________.用测量的量及加速度a表示阻力的计算式为f=________.3.若测得某一物体质量M一定时,a与F的有关数据资料如下表所示.a/m·s-1.98 4.06 5.958.122F/N 1.00 2.00 3.00 4.00(1)根据表中数据,在坐标纸中画出a-F图象.。
1.牛顿运动定律及其应用Ⅱ2.超重和失重Ⅰ试验四:验证牛顿运动定律1.应用牛顿运动定律和运动学规律解决两类动力学问题.2.运用失重和超重学问定性或定量分析问题.3.运用整体法和隔离法求解简洁的连接体问题.一、牛顿第肯定律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转变这种状态.2.意义.(1)指出力不是维持物体运动状态的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,即力是产生加速度的缘由.(2)指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第肯定律又称为惯性定律.3.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:质量是物体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,一切物体都有惯性,与物体的运动状况和受力状况无关.二、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相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体肯定同时对这个物体施加了力.力是物体与物体间的相互作用,物体间相互作用的这一对力通常叫做作用力和反作用力.2.内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上.1.运动的物体惯性大,静止的物体惯性小.(×)2.做匀速直线运动的物体和静止的物体均没有惯性.(×)3.作用力与反作用力肯定是同种性质的力.(√)4.作用力与反作用力的作用效果可以相互抵消.(×)5.人走在松软的土地上下陷时,人对地面的压力大于地面对人的支持力.(×) 6.物体所受合外力变小,物体的速度肯定变小.(×)7.物体所受合外力大,其加速度就肯定大.(√)1.(多选)(2022·枣庄模拟)在水平路面上有一辆匀速行驶的小车,车上固定一盛满水的碗.现突然发觉碗中的水洒出,水洒出的状况如图所示,则关于小车的运动状况,下列叙述正确的是()A.小车匀速向左运动B.小车可能突然向左加速C.小车可能突然向左减速D.小车可能突然向右减速解析:原来水和小车相对静止以共同速度运动,水突然向右洒出有两种可能:①原来小车向左运动,突然加速,碗中水由于惯性保持原速度不变,故相对碗向右洒出.②原来小车向右运动,突然减速,碗中水由于惯性保持原速度不变,相对碗向右洒出,故B、D正确.答案:BD2.下列关于力和运动关系的说法中正确的是()A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第肯定律的体现B.物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第肯定律的C.物体所受合外力为零,则速度肯定为零;物体所受合外力不为零,则其速度也肯定不为零D.物体所受的合外力最大时,速度却可以为零;物体所受的合外力最小时,速度却可以最大解析:由牛顿第肯定律可知,力是转变物体运动状态的缘由,而不是维持物体运动状态的缘由,故正确选项为D.答案:D3.(多选)(2022·郑州模拟)用计算机帮助试验系统做验证牛顿第三定律的试验,点击试验菜单中“力的相互作用”.把两个力探头的挂钩钩在一起,向相反方向拉动,显示器屏幕上消灭的结果如图所示.观看分析两个力传感器间的相互作用力随时间变化的曲线,可以得到以下试验结论()A.作用力与反作用力同时存在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相等D.作用力与反作用力方向相反解析:由题图可知:两个力传感器间的相互作用力属于作用力和反作用力,它们同时存在,大小相等,方向相反,作用在两个物体上,故A、C、D正确.答案:ACD4.粗糙的水平地面上有一只木箱,现用一水平拉力拉木箱匀速前进,则() A.拉力与地面对木箱的摩擦力是一对作用力与反作用力B.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对平衡力C.木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力是一对作用力与反作用力D.木箱对地面的压力与木箱受到的重力是一对平衡力解析:拉力与地面对木箱的摩擦力作用在同一个物体上,是一对平衡力,A 错;木箱对地面的压力与地面对木箱的支持力分别作用在地面和木箱上,作用在两个物体上,不是一对平衡力,应是一对作用力与反作用力,B错,C对;木箱对地面的压力与木箱受到的重力方向相同,作用在两个物体上,不是一对平衡力,D错.答案:C5.建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料.质量为70 kg的工人站在地面上,通过定滑轮将20 kg的建筑材料以0.5 m/s2的加速度拉升,忽视绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则工人对地面的压力大小为(g取10 m/s2)()A.510 N B.490 NC.890 N D.910 N解析:设人对绳子的拉力大小为F,对建筑材料m应用牛顿其次定律得F-mg=ma.由牛顿第三定律可知,绳子对人向上的拉力F′与人对绳子的拉力F等大反向,设地面对人的支持力为F N,对人应用平衡条件可得:F′+F N=Mg,可解得F N=Mg-mg-ma=490 N.由牛顿第三定律可知,人对地面的压力大小与地面对人的支持力大小相等,故人对地面的压力大小为490 N,B正确.答案:B一、单项选择题1.(2021·沈阳模拟)科学思维和科学方法是我们生疏世界的基本手段.在争辩和解决问题过程中,不仅需要相应的学问,还需要运用科学的方法.抱负试验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设想了一个抱负试验,如图所示,其中有一个是阅历事实,其余是推论.①减小其次个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍旧要达到原来的高度;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假如没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④连续减小其次个斜面的倾角,最终使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动.在上述的设想步骤中,有的属于牢靠的事实,有的则是抱负化的推论,下列有关事实和推论的分类正确的是()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是推论解析:本题再现了伽利略抱负试验法,即在牢靠的物理事实的基础上进行科学合理外推,将试验抱负化,并符合物理规律,得到正确结论,其中②是事实,①③④是推论,故选项B正确.答案:B2.(2022·孝感模拟)如图所示,某同学面对行车方向坐在沿平直轨道匀速行驶的列车车厢里.这位同学发觉面前的水平桌面上一个原来静止的小球突然向他滚来,则可推断()A.列车正在刹车B.列车突然加速C.列车突然减速D.列车仍在做匀速直线运动解析:原来小球相对列车静止,现在这位同学发觉面前的小球相对列车突然向他滚来,说明列车转变了原来的运动状态,速度增加了,因此B正确.答案:B3.我们都难以遗忘刘翔那美丽的跨栏姿势.在他跨越栏架的过程中() A.支撑脚蹬地的瞬间,地面对脚的支持力大于脚对地面的压力B.支撑脚蹬地的瞬间,地面受到向后的摩擦力C.支撑脚离地后,他还受到向前冲的力,以至于能很快地通过栏架D.运动到最高处时,速度达到最大值,方向沿水平方向向前解析:刘翔在跨越栏架的过程中,支撑脚蹬地的瞬间,地面对脚的支持力等于脚对地面的压力,脚受到向前的摩擦力,地面受到向后的摩擦力,脚离地后,他只受到重力作用,B正确.答案:B4.下列说法正确的是()A.力是维持物体运动的缘由,同一物体所受的力越大,它的速度越大B.以卵击石,鸡蛋“粉身碎骨”,但石头却“平稳无恙”,是由于鸡蛋对石头的作用力小,而石头对鸡蛋的作用力大C.吊扇工作时向下压迫空气,空气对吊扇产生竖直向上的托力,减轻了吊杆对电扇的拉力D.两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细线悬于天花板上,则弹簧对A 的力和弹簧对B的力是一对作用力和反作用力解析:力不是维持物体运动状态的缘由,而是转变物体运动状态的缘由,依据牛顿其次定律,同一物体所受的力越大,加速度越大,但速度不肯定越大,选项A错误;以卵击石,鸡蛋对石头的作用力和石头对鸡蛋的作用力是一对作用力和反作用力,它们大小相等,选项B错误;选项D中弹簧对A的力和A对弹簧的力才是一对作用力和反作用力,选项D错误,只有选项C正确.答案:C5.如图所示是一种汽车平安带把握装置的示意图,当汽车处于静止或匀速直线运动时,刹车摆锤竖直悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,平安带能被拉动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摇摆,使得锁棒锁定棘轮的转动,平安带不能被拉动.若摆锤从图中实线位置摆到虚线位置,汽车的运动方向和运动状态可能是()A.向左行驶、突然刹车B.向右行驶、突然刹车C.向左行驶、匀速直线运动D.向右行驶、匀速直线运动解析:由题意简化分析如图所示,当小球在虚线位置时,小球、车具有向左的加速度,车的运动状况可能为:向左加速行驶或向右减速行驶,A错误,B正确;当车匀速运动时,无论向哪个方向运动,小球均处于竖直位置不摇摆,C、D 错误.答案:B6.如图所示,将两弹簧测力计a、b连接在一起,当用力缓慢拉a弹簧测力计时,发觉不管拉力F多大,a、b两弹簧测力计的示数总是相等,这个试验说明()A.这是两只完全相同的弹簧测力计B.弹力的大小与弹簧的形变量成正比C.作用力与反作用力大小相等、方向相反D.力是转变物体运动状态的缘由解析:试验中两弹簧测力计的拉力互为作用力与反作用力,它们肯定大小相等、方向相反,选项C正确.答案:C二、多项选择题7.(2022·潍坊模拟)抖空竹是人们宠爱的一项体育活动.最早的空竹是两个犹如车轮的竹筒,中间加一个转轴,由于外形对称,其重心在中间位置,初玩者能很好地找到支撑点而使之平衡.随着制作技术的进展,如图所示的不对称的空竹也受到人们的欢迎,现在大多是塑料制成的,也有自然竹木制成的.关于抖空竹,在空气阻力不行忽视的状况下,下列说法中正确的是()A.空竹启动前用绳子拉住提起,要保证支持力和重力在同一条直线上B.空竹的转动是依靠绳子的拉动,绳子与转轴之间的摩擦力越小越好C.空竹抛起后由于惯性而连续向上运动,在空中受重力和惯性作用D.空竹从抛起到接住,转速会减小,表演时还要连续牵拉绳子使其加速转动解析:空竹启动前用绳子拉住提起,此时要选择恰当的位置,保证支持力和重力在同一条直线上,满足二力平衡的条件,否则空竹就要翻倒,从绳子上落下,选项A正确;空竹的转动是利用绳子与转轴之间的摩擦力使其转动,因此绳子选用比较粗糙、摩擦力比较大的比较好,选项B错误;空竹抛起后由于惯性而连续向上运动,在空中受重力和空气阻力的作用,空竹的运动状态发生转变,速度越来越小,然后下落,选项C错误;空竹从抛起到接住,由于空气阻力的作用,转速比抛出前减小,因此表演时还要连续牵拉绳子使其加速转动,选项D正确.答案:AD8.(2022·秦皇岛模拟)如图所示,用质量不计的轻细绳L1和L2将M、N两重物悬挂起来,则下列说法正确的是()A.L1对M的拉力和L2对M的拉力是一对平衡力B.L2对M的拉力和L2对N的拉力是一对作用力与反作用力C.L1对M的拉力和M对L1的拉力是一对作用力和反作用力D.L2对N的拉力和N对L2的拉力是一对作用力和反作用力解析:L1对M的拉力和L2对M的拉力既不是一对平衡力,也不是一对作用力和反作用力,选项A错误;L2对M的拉力和L2对N的拉力不是一对作用力和反作用力,故选项B错误;作用力和反作用力肯定是两物体之间的相互作用力,作用在两个不同的物体上,故选项C、D正确.答案:CD9.下面关于飞船与火箭起飞的情形,叙述正确的是()A.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力C.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力D.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍旧存在一对作用力和反作用力解析:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即火箭上升的推力,此推力并不是由四周的空气对火箭的反作用力供应的,因而与是否飞出大气层、是否在空气中飞行无关,故选项B、C错误,A正确;当飞船进入轨道后,飞船与地球之间仍旧存在着相互吸引力,即地球吸引飞船,飞船也吸引地球,这是一对作用力和反作用力,故选项D正确.答案:AD三、非选择题10.(2022·新乡模拟)如图所示,两块小磁铁质量均为0.5 kg,A磁铁用轻质弹簧吊在天花板上,B磁铁在A正下方的地板上,弹簧的原长L0=10 cm,劲度系数k=100 N/m.当A、B均处于静止状态时,弹簧的长度为L=11 cm.不计地磁场对磁铁的作用和磁铁与弹簧间相互作用的磁力,求B对地面的压力大小(g取10 m/s2).解析:对A受力分析如图甲所示,由平衡条件得k(L-L0)-mg-F=0,解得F=-4 N.故B对A的作用力大小为4 N,方向竖直向上.由牛顿第三定律得A对B的作用力F′=-F=4 N,方向竖直向下.对B受力分析如图乙所示,由平衡条件得:F N -mg -F ′=0, 解得F N =9 N.由牛顿第三定律得B 对地面的压力大小为9 N. 答案:9 N11.(2022·唐山模拟)如图所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ,A 与地面的摩擦不计.(1)当卡车以a 1=12g 的加速度运动时,绳的拉力为56mg ,则A 对地面的压力为多大?(2)当卡车的加速度a 2=g 时,绳的拉力为多大?解析:(1)卡车和A 的加速度全都.由图知绳的拉力的分力使A 产生了加速度, 故有:56mg cos α=m·12g ,解得:cos α=35,sin α=45.设地面对A 的支持力为F N ,则有: F N =mg -56mg sin α=13mg ,由牛顿第三定律得:A 对地面的压力为13mg.(2)设地面对A 弹力为零时,物体的临界加速度为a 0,则a 0=g cot θ=34g ,故当a 2=g>a 0时,物体已飘起.此时物体所受合力为ma 2=mg ,则由三角形学问可知,拉力F 2=(mg )2+(mg )2=2mg.答案:(1)13mg (2)2mg。
计时双基练11 实验:验证牛顿运动定律(限时:45分钟 满分:100分)A 级 双基达标1.(多选题)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 项错;选项B 、C 、D 符合正确的操作方法,B 、C 、D 项对.答案 BCD2.用如练图3-3-1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.练图3-3-1(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)3.为了探究加速度与力的关系,使用如练图3-3-2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:练图3-3-2(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 gC.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Δt1,Δt2,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=⎝⎛⎭⎪⎫DΔt22-⎝⎛⎭⎪⎫DΔt122x4.某实验小组利用练图3-3-3所示的装置探究加速度与力、质量的关系.练图3-3-3(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)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力,应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量.(填“远大于”“远小于”或“近似等于”)练图3-3-4(3)甲、乙两同学在同一实验室,各取一套练图3-3-3所示的装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a与拉力F的关系,分别得到练图3-3-4中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙,由图可知,m甲________m乙,μ甲________μ乙.(填“大于”“小于”或“等于”)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项正确;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,通过增减木块上的砝码改变质量时不需要重新平衡摩擦力,D项正确.(2)由整体法和隔离法得到绳的拉力F=Ma=M mgM+m,可见当砝码桶和桶内砝码的质量m远小于木块和木块上砝码的质量M时,F=ma=MmgM+m=mg1+mM=mg.(3)没有平衡摩擦力,则F-μmg=ma,得a=Fm-μg,图象的斜率大的质量小,纵轴截距绝对值大的动摩擦因数大,因此m甲<m乙,μ甲>μ乙.答案(1)AD (2)远小于(3)小于大于B级能力提升1.(2018·乌鲁木齐市一中月考)某同学用如练图3-3-5①所示的气垫导轨和光电门装置“研究物体的加速度与外力关系”,他的操作步骤如下:①将一端带有定滑轮的气垫导轨放置在实验台上②将光电门固定在气垫导轨上离定滑轮较近一端的某点B处③将带有遮光条的质量为M的滑块放置在气垫导轨上的A处④用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,使滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t⑤改变钩码个数,使滑块每次从同一位置A由静止释放,重复上述实验.练图3-3-5记录数据如下表:(1)________cm ,第一次测量中小车经过光电门时的速度为________m/s(保留两位有效数字).(2)实验中遮光条到光电门的距离为s ,遮光条的宽度为d ,遮光条通过光电门的时间为t ,可推导出滑块的加速度a 与t 的关系式为________.(3)本实验为了研究加速度a 与外力F 的关系,只要做出________的关系图线,请在练图3-3-6中作出该图线.练图3-3-6(4)根据做出的图线,判断该同学可能疏漏的重要实验步骤是:___________________________________________________.答案 (1)1.05 0.37 (2)a =v 22s =⎝ ⎛⎭⎪⎫d t 22s =d 22s ·1t2(3)1t2-F(填1/t 2与F 同样得分) 图象如练答图3-3-1练答图3-3-1(4)未平衡摩擦力2.(2018·新课标Ⅰ卷)练图3-3-7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:练图3-3-7①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;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1 mm)的示数如练图3-3-8所示,其读数为________cm.练图3-3-8(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).解析(1)0.9 cm+12×120×0.1 cm=0.960 cm(2)由v2-v20=2as 得a=12s(v2B-v2A)=12s⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫dΔt B2-⎝⎛⎭⎪⎫dΔt A2(3)由牛顿第二定律mg-μMg=(M+m)aμ=mg-+aMg(4)细线未调整水平,属于系统误差.答案(1)0.960 (2)12s⎣⎢⎡⎦⎥⎤⎝⎛⎭⎪⎫dΔt B2-⎝⎛⎭⎪⎫dΔt A2(3)mg -+aMg(4)系统误差3.(2018·北京海淀期中)在验证“当物体质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律时,给出如下器材:练图3-3-9倾角可以调节的长木板(如练图3-3-9所示),小车一个,计时器一个,刻度尺一把. 实验步骤如下:①让小车自斜面上方一固定点A 1从静止开始下滑到斜面底端A 2,记下所用的时间t. ②用刻度尺测量A 1与A 2之间的距离x. ③用刻度尺测量A 1相对于A 2的高度h.④改变斜面的倾角,保持A 1与A 2之间的距离不变,多次重复上述实验步骤并记录相关数据h 、t. ⑤以h 为纵坐标,1/t 2为横坐标,根据实验数据作图.若在此实验中,如能得到一条过坐标系原点的直线,则可验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律.根据上述实验步骤和说明回答下列问题:(不考虑摩擦力影响,用已知量和测得量符号表示)(1)设小车所受的重力为mg ,则小车的加速度大小a =________,小车所受的合外力大小F =________. (2)请你写出物体从斜面上释放高度h 与下滑时间t 的关系式________________.解析 小车所受合外力为F =mgsin θ=mgh/x ,小车的加速度大小a =F/m =gh/x.或由x =12at 2解得a =2xt 2,合外力为F =ma =m 2x t .由a =gsin θ,sin θ=h/x ,x =12at 2,联立解得h =2x2gt.答案 (1)2x t 2或g h x mg h x 或m 2xt 2(2)h =2x2gt2。
专题突破练习(四)(时间:40分钟)1.(多选)如图所示,质量M=2 kg的足够长木板静止在光滑水平地面上,质量m=1 kg的物块静止在长木板的左端,物块和长木板之间的动摩擦因数μ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。
现对物块施加一水平向右的恒力F=2 N,则下列说法正确的是()A.物块和长木板之间的摩擦力为1 NB.物块和长木板相对静止一起加速运动C.物块运动的加速度大小为1 m/s2D.拉力F越大,长木板的加速度越大AC[物块对长木板的摩擦力使木板运动,当M与m之间达到最大静摩擦力时,发生相对滑动,设此时水平恒力为F0,由牛顿第二定律有a=错误!=错误!=错误!,解得F0=1。
5 N.因F=2 N>F0=1。
5 N,故两者有相对滑动,物块和长木板之间为滑动摩擦力,有F f=μmg=1 N,故A正确,B错误;对物块,由牛顿第二定律F-μmg=ma1,可得a1=1 m/s2,故C正确;拉力F 越大,物块的合力越大,则加速度越大,但长木板受到的滑动摩擦力为1 N,保持恒定,则相对滑动时木板的加速度恒定为a2=错误!=0.5 m/s2,故D错误。
]2.(多选)机场使用的货物安检装置如图所示,绷紧的传送带始终保持v=1 m/s的恒定速率运动,AB为传送带水平部分且长度L=2 m,现有一质量为m=1 kg的背包(可视为质点)无初速度地放在水平传送带的A端,可从B端沿斜面滑到地面.已知背包与传送带间的动摩擦因数μ=0。
5,g=10 m/s2,下列说法正确的是()A.背包从A运动到B所用的时间为2.1 sB.背包从A运动到B所用的时间为2.3 sC.背包与传送带之间的相对位移为0。
3 mD.背包与传送带之间的相对位移为0。
1 mAD[背包在水平传送带上由滑动摩擦力产生加速度,μmg =ma,得a=5 m/s2,背包达到速度v=1 m/s所用时间t1=错误!=0.2 s,此过程背包相对地面位移x1=v2t1=错误!×0。
高考物理新力学知识点之牛顿运动定律技巧及练习题含答案(4)一、选择题1.小华用手握住水杯保持静止状态,下列说法正确的是( )A .杯子受到的重力与摩擦力是一对平衡力B .杯子受到的压力是杯子形变产生的C .杯子和手之间没有相对运动趋势D .手给杯子的压力越大,杯子受到的摩擦力越大2.如图所示,弹簧测力计外壳质量为0m ,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m 的重物,现用一竖直向上的拉力F 拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速直线运动,弹簧测力计的读数为0F ,则拉力F 大小为( )A .0m mmg m + B .00m m F m+ C .00m m mg m + D .000m m F m + 3.质量为2kg 的物体在水平推力F 的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F ,其运动的v -t 图象如图所示.取g =10m/s 2,则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F 的大小分别为( )A .0.2,6NB .0.1,6NC .0.2,8ND .0.1,8N4.如图所示,质量为m 的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角θ=37°的木板托住,小球处于静止状态,弹簧处于压缩状态,则( )A .小球受木板的摩擦力一定沿斜面向上B .弹簧弹力不可能为34mgC .小球可能受三个力作用D .木板对小球的作用力有可能小于小球的重力mg5.在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m 1的木块,木块和车厢通过一根轻质弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k .在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m 2的小球.某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ,在这段时间内木块与车厢保持相对静止,如图所示.不计木块与车厢底部的摩擦力,则在这段时间内弹簧的形变为( )A .伸长量为 1tan m g k θB .压缩量为1tan m g kθ C .伸长量为 1m g k tan θD .压缩量为1m g k tan θ 6.如图甲所示,在升降机的顶部安装了一个能够显示拉力大小的传感器,传感器下方挂上一轻质弹簧,弹簧下端挂一质量为m 的小球,若升降机在匀速运行过程中突然停止, 并以此时为零时刻,在后面一段时间内传 感器显示弹簧弹力F 随时间t 变化的图象 如图乙所示,g 为重力加速度,则( )A .升降机停止前在向下运动B .10t -时间内小球处于失重状态,12t t -时间内小球处于超重状态C .13t t -时间内小球向下运动,动能先增大后减小D .34t t -时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量7.一物体放置在粗糙水平面上,处于静止状态,从0t =时刻起,用一水平向右的拉力F 作用在物块上,且F 的大小随时间从零均匀增大,则下列关于物块的加速度a 、摩擦力f F 、速度v 随F 的变化图象正确的是( )A .B .C .D .8.如图所示,小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上,则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中( )A .小球的动能不断减少B .小球的机械能在不断减少C .弹簧的弹性势能先增大后减小D .小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力9.质量为2kg 的物体做匀变速直线运动,其位移随时间变化的规律为222(m)x t t =+。
备战2021高考物理(全国通用)-力学模块考点必练-牛顿运动定律(四)共:15题共:60分钟一、单选题1.如图所示,光滑斜面体固定在水平面上,倾角为30°,轻弹簧下端固定A物体,A物体质量为m,上表面水平且粗糙,弹簧劲度系数为k,重力加速度为g,初始时A保持静止状态,在A的上表面轻轻放一个与A质量相等的B物体,随后两物体一起运动,则()A.当B放在A上的瞬间,A的加速度仍为零B.当B放在A上的瞬间,A对B的摩擦力为零C.当B放在A上的瞬间,A对B的支持力大于mgD.A和B一起下滑距离时,A和B的速度达到最大2.如图所示,光滑水平面上放置质量分别m、2m、3m的三个木块,其中质量为和的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为。
现用水平拉力拉其中一个质量为的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是()A.质量为的木块受到四个力的作用B.当逐渐增大到T时,轻绳刚好被拉断C.当逐渐增大到1.5T时,轻绳还不会被拉断D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为2T/33.水平地面上固定一倾角为的足够长的光滑斜面,如图所示,斜面上放一质量为、长的薄板。
质量为的滑块(可视为质点)位于薄板的最下端,与之间的动摩擦因数。
开始时用外力使、静止在斜面上,某时刻给滑块一个沿斜面向上的初速度,同时撤去外力,已知重力加速度,,。
下列说法正确的是()A.在滑块向上滑行的过程中,、的加速度大小之比为B.从、开始运动到、相对静止的过程所经历的时间为C.从、开始运动到、相对静止的过程中滑块克服摩擦力所做的功为D.从、开始运动到、相对静止的过程中因摩擦产生的热量为4.如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B 物体与弹簧连接),弹簧的劲度系数为k,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A上,使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动,测得两个物体的vt图象如图乙所示(重力加速度为g),以下说法正确的是()A.拉力F施加的瞬间,A,B间的弹力大小为MgB.A,B分离的瞬间,A上升的位移为C.由图像可知,A,B在t1时刻分离,此时弹簧弹力恰好为零D.弹簧恢复到原长时,物体B的速度达到最大值5.如图,一劲度系数为k轻弹簧的一端固定在倾角为θ=30°的光滑固定斜面的底部,另一端和质量为2m的小物块A相连,质量为m的物块B紧靠A一起静止.现用手缓慢斜向下压物体B使弹簧再压缩x0并静止。
高中物理专题复习力学实验
验证牛顿运动定律过关检测
考试范围:力学实验;满分:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
评卷人得分
一、填空题
1.(2014·郑州质检)为了“探究加速度与力、质量的关系”,现提供如图实-3-5所示的实验装置。
请思考探究思路并回答下列问题:
图实-3-5
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是________;A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B.将木板带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上
(2)在实验中,得到一条打点的纸带,如图实-3-6所示,已知相邻计数点间的时间间隔为T,且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,则小车加速度的表示式为a=________;
图实-3-6
图实-3-7
(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验,得到了两条a-F图线,如图实-3-7所示。
图线________是在轨道倾斜情况下得到的(选填“①”或“②”);小车及车中的砝码总质量m=________ kg。
2.一打点计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,下图是打出的纸带的一段.
(1)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a=________.
(2)为了求出小车的下滑过程中所受的阻力,还需要测量的物理量有
________________________________.用测量的量及加速度a表示阻力的计算式为f=________.
3.若测得某一物体质量M一定时,a与F的有关数据资料如下表所示.
a/m·s-
1.98 4.06 5.958.12
2
F/N 1.00 2.00 3.00 4.00
(1)根据表中数据,在坐标纸中画出a-F图象.
(2)根据图象判定:当M一定时,a与F的关系为________.
4.现要验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律.给定的器材如下:一倾角可以调节的长斜面(如图所示)、小车、计时
器一个、米尺.
(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响).
①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时
间t.
②用米尺测量A1与A2之间的距离x,则小车的加速度a=________.
③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力
F=________.
④改变________,重复上述测量.
⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到一条过原点的直
线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”
这一规律.
(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:
①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑.测量此时A1点相对于斜面底端A2
的高度h0.
②进行(1)中的各项测量.
③计算与作图时用(h-h0)代替h.
对此方案有以下几种评论意见:
A.方案正确可行
B.方案的理论依据正确,但利用所给器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运
动
C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关
其中合理的意见是________.
评卷人得分
一、填空题
1.解析:(1)为平衡滑动摩擦力,应使小车的重力沿斜面的分力与滑动摩擦力相等,此时不能连接钩码,故C正确。
(2)计算加速度可用逐差法得到三个加速度再取平均值,此时误差较小。
a=(3)轨道倾斜太大,即使没有
解析:解析:(1)为平衡滑动摩擦力,应使小车的重力沿斜面的分力与滑动摩擦力相等,此时不能连接钩码,故C正确。
(2)计算加速度可用逐差法得到三个加速度再取平均值,此时误差较小。
a=
(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)
9T2
(3)轨道倾斜太大,即使没有钩码拉小车也将加速下滑,因此图线①为轨道倾斜情况下得到的。
由题图中图线可得mg sin θ-f=ma0,
F1+mg sin θ-f=ma1,
可得:F1+ma0=ma1
由图像知F1=1 N
a0=2 m/s2a1=4 m/s2
可求得m=0.5 kg
答案:(1)C(2)(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)
9T2
(3)① 0.5
2.解析:(1)a =Δl T 2=4.00 m/s 2. (2)小车下滑过程中,ma =mg sin θ-f =mg h l -f ,得f =mg h l
-ma ,所以需测的物理量为小车质量m 、斜面上任意两点间距离l 及这两点的高度差h ;阻力的计算
式f =mg h l
-ma . 答案:(1)4.00 m/s 2
(2)小车质量m ,斜面上任意两点间距离l 及这两点的高度差h mg ·h l
-ma 3.解析:本题主要考查“验证牛顿运动定律”实验的数据处理方法及结果分析.若a 与F 成正比,则图象是一条过原点的直线.同时,因实验中不可避免地出现误差,则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可.连线时应使直线过尽可能多的点,不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不予以考虑,如图所示.
答案:(1)见{答案}解析图 (2)正比关系
4.解析:(1)②由x =12at 2得a =2x t 2 ③小车在斜面上受重力和支持力作用,其合力
F =mg sin α=mg h x
④改变小车所受外力来研究加速度与力的关系,改变受力又是通过改变斜面倾角或斜面高度h 来实现的.
(2)此方案不可行,如果在①测量中,使小车在斜面上匀速下滑,则满足mg sin α=μmg cos α,即μ=tan α,此后,无论如何改变小车质量,小车都不可能加速下
滑,即无法验证加速度与合力的关系.
答案:(1)②2x
t2③mg
h
x④斜面倾角(或h的数值)
(2)C。