高考物理实验：牛顿运动定律

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．。

高中物理高考物理牛顿运动定律常见题型及答题技巧及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试牛顿运动定律1．利用弹簧弹射和传送带可以将工件运送至高处。

如图所示，传送带与水平方向成37度角，顺时针匀速运动的速度v ＝4m/s 。

B 、C 分别是传送带与两轮的切点，相距L ＝6.4m 。

倾角也是37︒的斜面固定于地面且与传送带上的B 点良好对接。

一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置，下端固定在斜面底端，上端放一质量m ＝1kg 的工件（可视为质点）。

用力将弹簧压缩至A 点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到B 点时速度v 0＝8m/s ，A 、B 间的距离x ＝1m ，工件与斜面、传送带问的动摩擦因数相同，均为μ＝0.5，工件到达C 点即为运送过程结束。

g 取10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求：（1）弹簧压缩至A 点时的弹性势能；（2）工件沿传送带由B 点上滑到C 点所用的时间；（3）工件沿传送带由B 点上滑到C 点的过程中，工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。

【答案】(1)42J,(2)2.4s,(3)19.2J【解析】【详解】（1）由能量守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为：2P 01sin 37cos372E mgx mgx mv μ︒︒=++ 解得：E p ＝42J（2）工件在减速到与传送带速度相等的过程中，加速度为a 1，由牛顿第二定律得： 1sin 37cos37mg mg ma μ︒︒+=解得：a 1＝10m/s 2 工件与传送带共速需要时间为：011v v t a -=解得：t 1＝0.4s 工件滑行位移大小为：220112v v x a -= 解得：1 2.4x m L =<因为tan 37μ︒<，所以工件将沿传送带继续减速上滑，在继续上滑过程中加速度为a 2，则有：2sin 37cos37mg mg ma μ︒︒-=解得：a 2＝2m/s 2假设工件速度减为0时，工件未从传送带上滑落，则运动时间为：22v ta = 解得：t 2＝2s工件滑行位移大小为：2 3? 1n n n n n 解得：x 2＝4m工件运动到C 点时速度恰好为零，故假设成立。

2025高考物理 牛顿运动定律的综合应用一、多选题1．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 ．甲乙<m mB ．m m >甲乙C ．μμ<甲乙D ．μμ>甲乙 2．用一水平力F 拉静止在水平面上的物体，在外力F 从零开始逐渐增大的过程中，物体的加速度a 随外力F 变化的关系如图所示，2=10m /s g 。

则下列说法正确的是（ ）A ．物体与水平面间的最大静摩擦力为14NB ．物体做变加速运动，F 为14N 时，物体的加速度大小为27m /sC ．物体与水平面间的动摩擦因数为0.3D ．物体的质量为2kg3．如图所示，一物块以初速度0v 沿粗糙斜面上滑，取沿斜面向上为正向。

则物块速度随时间变化的图像可能正确的是（ ）A．B．C．D．4．如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s2．由题给数据可以得出A．木板的质量为1kgB．2s~4s内，力F的大小为0.4NC．0~2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2二、单选题5．某运送物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。

若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（）A．F B．1920FC．19FD．20F6．如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。

历年高考物理力学牛顿运动定律题型总结及解题方法单选题1、现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则下列说法错误的是（）A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后C．运动员在空中最高点时处于失重状态D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同答案：B解析：AB．运动员竖直起跳，由于本身就有水平初速度，所以运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动。

各分运动具有等时性，水平方向的分运动与滑板的运动情况一样，运动员最终落在滑板的原位置。

所以水平方向受力为零，则起跳时，滑板对运动员的作用力竖直向上，运动员对滑板的作用力应该是竖直向下，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；C．运动员在空中最高点时具有向下的加速度g，处于失重状态，故C正确，不符合题意；D．运动员在空中运动时，加速度恒定，所以单位时间内速度的变化量相等，故D正确，不符合题意。

故选B。

2、如图所示，物体静止于水平面上的O点，这时弹簧恰为原长l0，物体的质量为m，与水平面间的动摩擦因数为μ，现将物体向右拉一段距离后自由释放，使之沿水平面振动，下列结论正确的是（）A．物体通过O点时所受的合外力为零B．物体将做阻尼振动C．物体最终只能停止在O点D．物体停止运动后所受的摩擦力为μmg答案：B解析：A．物体通过O点时弹簧的弹力为零，但摩擦力不为零，A错误；B．物体振动时要克服摩擦力做功，机械能减少，振幅减小，做阻尼振动，B正确；CD．物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。

若停在O点摩擦力为零，若不在O点，摩擦力和弹簧的弹力平衡，停止运动时物体所受的摩擦力不一定为μmg，CD错误。

2020届高考物理牛顿运动定律（通用型）练习及答案**牛顿运动定律**1、(2019·湖南联考)某同学为了取出如图所示羽毛球筒中的羽毛球，一手拿着球筒的中部，另一手用力击打羽毛球筒的上端，则()A．此同学无法取出羽毛球B．羽毛球会从筒的下端出来C．羽毛球筒向下运动过程中，羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D．该同学是在利用羽毛球的惯性2、(2019·莱州质检)为了让乘客乘车更为舒适，某探究小组设计了一种新的交通工具，乘客的座椅能随着坡度的变化而自动调整，使座椅上表面始终保持水平，如图所示。

当此车加速下坡时，一位乘客正盘腿坐在座椅上，则下列说法正确的是()A．乘客所受合外力可能竖直向下B．支持力可能大于重力C．若乘客未接触座椅靠背，则应受到向前(水平向左)的摩擦力作用D．可能处于超重状态3、(多选)如图所示，白色传送带保持v0＝10 m/s的速度逆时针转动，现将一质量为0.4 kg的煤块轻放在传送带的A端，煤块与传送带间动摩擦因数μ＝0.5，传送带AB两端距离x＝16 m，传送带倾角为37°，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)()A．煤块从A端运动到B端所经历的时间为2 sB．煤块从A端运动到B端相对传送带的位移为6 mC．煤块从A端运动到B端画出的痕迹长度为5 mD．煤块从A端运动到B端摩擦产生的热量为6.4 J4、如图所示，一只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只铁球和一只乒乓球．容器中的水和铁球、乒乓球都处于静止状态．当容器随小车突然向右运动时，两球的运动状况是(以小车为参考系)()A．铁球向左，乒乓球向右B．铁球向右，乒乓球向左C．铁球和乒乓球都向左D．铁球和乒乓球都向右5、(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．小球在水平方向受到了向后的力使它向后运动B．小球所受的合力为零，以地面为参考系，小球的运动状态并没有改变C．火车一定是在向前加速D．以火车为参考系，此时牛顿第一定律已经不能适用6、如图(a)所示，质量为5 kg的小物块以初速度v0＝11 m/s从θ＝53°固定斜面底端先后两次滑上斜面，第一次对小物块施加一沿斜面向上的恒力F.第二次无恒力F.图(b)中的两条线段a、b分别表示存在恒力F和无恒力F时小物块沿斜面向上运动的v－t图线．不考虑空气阻力，g＝10 m/s2，(sin 53°＝0.8、cos 53°＝0.6)下列说法中正确的是()A．恒力F的大小为5 NB．恒力F的大小为10 NC．物块与斜面间的动摩擦因数为1 3D．物块与斜面间的动摩擦因数为0.57、(多选)一物体重为50 N，与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，现加上如图所示的水平力F1和F2，若F2＝15 N时，物体做匀加速直线运动，则F1的值可能是(g取10 m/s2)()A．3 N B．25 NC．30 N D．50 N8、2017年6月4日，雨花石文创新品在南京市新城科技园发布，20余项文创新品体现金陵之美．某小朋友喜欢玩雨花石，他用水平外力F将斜面上两个形状规则的雨花石甲和丙成功叠放在一起，如图所示．斜面体乙静止在水平地面上．现减小水平外力F，三者仍然静止，则下列说法中正确的是()A．甲对丙的支持力一定减小B．乙对甲的摩擦力一定减小C．地面对乙的摩擦力一定减小D．甲可能受5个力的作用9、(2019·南昌二中月考)(多选)质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑A、B与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是()甲乙A．轻绳的拉力等于mgB．轻绳的拉力等于MgC．A运动的加速度大小为(1－sin α)gD．A运动的加速度大小为M－m M g*10、如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个水平向右的恒力F，使圆环由静止开始运动，同时对环施加一个竖直向上、大小随速度变化的作用力F1＝k v，其中k为常数，则圆环运动过程中()A．最大加速度为Fm B．最大加速度为F＋μmgmC．最大速度为F＋μmgμk D．最大速度为mgk*11、(2019·商洛质检)(双选)如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时，弹簧的伸长量为x；当用同样大小的恒力F沿着倾角为θ的光滑斜面方向作用于B上且两物块共同以加速度a2匀加速沿斜面向上运动时，弹簧的伸长量为x2，则下列说法中正确的是()A．若m>M，有x1＝x2B．若m<M，有x1＝x2C．若μ>sin θ，有x1>x2D．若μ<sin θ，有x1<x212、(2019·黄冈质检)图甲所示为测量木块与水平桌面之间动摩擦因数μ的实验装置示意图。

实验四验证牛顿运动定律ZHI SHISHU LI ZI CE GONG GU知识梳理·自测巩固一、实验目的1．学会用控制变量法研究物理规律.2．学会灵活运用图象法处理物理问题。

3．探究加速度与力、质量的关系，并验证牛顿第二定律.二、实验原理如图所示，在探究加速度a与合力F及质量M的关系时，应用的基本方法是控制变量法，即先控制小车的质量M不变，讨论加速度a与力F的关系;再控制小盘和盘中砝码的质量m不变，即力F 不变,改变小车的质量M，讨论加速度a与质量M的关系。

三、实验步骤(1）称量质量：用天平测量小盘的质量和小车的质量M。

(2)安装器材:按图把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力）.(3)平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，使小车匀速下滑.这时，小车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所受的重力沿斜面向下的分力平衡。

（4）小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上，先接通电源后放开小车，取下纸带编号码。

（5)保持小车的质量M不变，改变小盘和盘中砝码的质量m，重复步骤（4).（6)保持小盘和盘中砝码的质量m不变，改变小车质量M，重复步骤(4）。

四、数据处理(1)在“探究加速度与力的关系”实验中，以加速度a为纵坐标、力F为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点。

如果这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比；（2）在“探究加速度与质量的关系”实验中，“a与M成反比”实际上就是“a与错误!成正比”，以a为纵坐标、以错误!为横坐标建立坐标系，如果a－错误!图线是一条过原点的直线，就能判断a与M 成反比——“化曲为直”法。

注意：两个图象斜率的物理意义：a－F图线的斜率表示小车和车中砝码质量的倒数,即错误!;a－错误!图线的斜率表示小车受到的合力,即小盘和盘中砝码的重力mg.五、注意事项(1）平衡摩擦力中的“不重复”：平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量,都不需要重新平衡摩擦力。

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_________________________________________。