北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
第 3 章 牛顿运动定律
第 1 节 牛顿第一定律 牛顿第二定律
江苏视野 突破情境 模型建构
1.(2022江苏,1,4分)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大静摩擦力等
于滑动摩擦力,取重力加速度g=10 m/s2。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过( )
A.2.0 m/s2 B.4.0 m/s2 C.6.0 m/s2 D.8.0 m/s2
答案 B
视野聚焦 考查内容生活化、情境化是高考命题的趋势。要求学生善于观察分析生活中的物理现象,能建
立物理模型去解决实际问题。
五年高考
2.★★(2021浙江6月,4,3分)2021年5月15日,天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中,经大气层290
s的减速,速度从4.9×103 m/s减为4.6×102 m/s;打开降落伞后,经过90 s速度进一步减为1.0×102 m/s;与降落
伞分离,打开发动机减速后处于悬停状态;经过对着陆点的探测后平稳着陆。若打开降落伞至分离前的运动
可视为竖直向下运动,则着陆器( )
A.打开降落伞前,只受到气体阻力的作用
B.打开降落伞至分离前,受到的合力方向竖直向上
C.打开降落伞至分离前,只受到浮力和气体阻力的作用
D.悬停状态中,发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力
答案 B
3.★★(2021浙江1月,4,3分)如图所示,电动遥控小车放在水平长木板上面,当它在长木板上水平向左加速运
动时,长木板保持静止,此时( )
A.小车只受重力、支持力作用
B.木板对小车的作用力方向水平向左
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C.木板对小车的作用力大于小车对木板的作用力
D.木板对小车的作用力与小车对木板的作用力大小一定相等
答案 D
4.★★(2020浙江7月,2,3分)如图所示,底部均有4个轮子的行李箱a竖立、b平卧放置在公交车上,箱子四周
有一定空间。当公交车( )
A.缓慢起动时,两只行李箱一定相对车子向后运动
B.急刹车时,行李箱a一定相对车子向前运动
C.缓慢转弯时,两只行李箱一定相对车子向外侧运动
D.急转弯时,行李箱b一定相对车子向内侧运动
答案 B
5.★★(2023全国乙,14,6分)一同学将排球自O点垫起,排球竖直向上运动,随后下落回到O点。设排球在运
动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比,则该排球( )
A.上升时间等于下落时间
B.被垫起后瞬间的速度最大
C.达到最高点时加速度为零
D.下落过程中做匀加速运动
答案 B
三年模拟
6.★(2025届南通海安期初)伽利略做铜球沿斜面运动的实验,增大斜面倾角后,仍将铜球从斜面上同一点静止
释放,则铜球到达斜面底端过程( )
A.位移x变大
B.时间t不变
C.加速度a变大
D.落地速度v不变
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答案 C
7.★(2025届常州期中)空间站中的物体处于完全失重状态,测量质量往往采用动力学方法:对悬浮在空间站中
的物体施加拉力F,测量其加速度a,从而得到物体质量。测得两位航天员的加速度随拉力变化的a-F图像如
图所示,图线1、2与横坐标轴夹角分别为θ、θ,则两人的质量之比m∶m 等于( )
1 2 1 2
A.tan θ∶ tan θ B. tan θ∶ tan θ
1 2 2 1
C.θ∶θ D.θ∶θ
1 2 2 1
答案 B
8.★(2025届南通海安开学考)一重物固定在动滑轮上,绳子通过动滑轮将重物悬挂在车厢中,车厢向左匀加速
运动,下列情景可能的是( )
A B C D
答案 A
9.★(2024届徐州邳州新世纪学校月考一)下列说法中正确的是( )
A.在完全失重的情况下,物体的惯性将消失
B.牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以通过实验来验证
C.单位m、kg、s是一组属于国际单位制的基本单位
D.长度、时间、力的单位都属于国际单位制的基本单位
答案 C
10.★★(2024届扬州中学开学考)滑板运动是青少年喜爱的一项运动,一块滑板由板面、滑板支架和四个轮子
等部分组成。如图所示,一位练习者踩着滑板在水平地面上向右减速滑行,若练习者的脚受到的摩擦力为F,
1
脚对滑板的摩擦力为F,下列说法正确的是( )
2
A.F 方向与速度方向相同,F 方向与速度方向相反
1 2
B.F、F 方向均与速度方向相反
1 2
C.F、F 方向均与速度方向相同
1 2
D.地面对滑板的滚动摩擦力大于F
2
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答案 D
11.★★(2024届泰州中学期初)如图所示,充满某种液体的密闭容器用绳子悬挂在天花板上,轻弹簧A下端固
定在容器底部,轻弹簧B上端固定在容器顶部。甲、乙、丙是三个不同材质的实心球,甲连在A的上端,乙连
在B的下端,丙悬浮在液体中。已知甲、乙、丙和液体的密度关系为ρ <ρ =ρ <ρ ,不计空气阻力,容器加
乙 丙 液 甲
液体的质量远大于三个小球的质量之和,则剪断绳的瞬间相对于容器( )
A.甲球将向上运动,乙、丙球将向下运动
B.甲、丙球将向上运动,乙球将向下运动
C.甲球将向上运动,乙球将向下运动,丙球不动
D.甲球将向下运动,乙球将向上运动,丙球不动
答案 C
12.★★(2024届镇江一中期初)一地铁在水平直轨道上运动,某同学为了研究该地铁的运动情况,他用细线将
一支圆珠笔悬挂在地铁的竖直扶手上,地铁运行时用手机拍摄了如图所示的照片,拍摄方向跟地铁前进方向
垂直,细线相对竖直扶手偏东,该同学根据照片分析正确的是( )
A.地铁一定向西加速运动
B.地铁可能向东加速运动
C.细线中拉力大小与地铁加速度大小无关
D.若用刻度尺测量细线的长度和圆珠笔到竖直扶手的距离,可以估算此时地铁的加速度
答案 D
第 2 节 牛顿第二定律的应用
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江苏视野 突破情境 模型建构
1.(2025届南京田家炳高中期初)如图甲所示为某旅游景点的滑草场,图乙为其中一条滑道的示意图。该滑道
由倾角为θ=30°的斜坡AC和水平滑道CD组成,斜坡AC由材质不同的AB、BC两部分组成,一位质量
m=70 kg的游客坐在质量m=10 kg的滑草车上,从斜坡顶端A点静止滑下,最终恰好在水平滑道末端D点
1 2
停下。已知AB、BC的长度分别为L =45 m、L =15 m,滑草车与AB、BC、CD间的动摩擦因数分别为
AB BC
√3 √3 3
μ= 、μ= 、μ= ,重力加速度g=10 m/s2, cos 15°≈0.96,不计空气阻力以及滑草车经过B、C两点
1 6 2 3 3 16
时的能量损失,求滑草车(含游客):
(1)在滑道CD上运动时受到的摩擦力大小f 及滑道CD的长度L ;
CD CD
(2)在整个运动过程中的平均速度大小v。
甲 乙
答案 (1)150 N 60 m (2)7.68 m/s
视野聚焦 本题以滑草这一运动项目为载体,考查学生构建模型以及运用牛顿第二定律和运动学公式分析
解决实际问题的能力。解决此题时把人和滑草车在斜面上的运动看成熟悉的小木块在斜面上的运动即可。
五年高考
2.★★(2024全国甲,16,6分)2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。
将采得的样品带回地球,飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度
1
约为地球表面自由落体加速度的 。下列说法正确的是( )
6
A.在环月飞行时,样品所受合力为零
B.若将样品放置在月球正面,它对月球表面压力等于零
C.样品在不同过程中受到的引力不同,所以质量也不同
D.样品放置在月球背面时对月球的压力,比放置在地球表面时对地球的压力小
答案 D
3.★★★(2021北京,13,3分)某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所
示,弹簧上端固定,在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时,弹簧下端指针位于直尺20 cm 刻度
处;下端悬挂钢球,静止时指针位于直尺40 cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上,就可用此
装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
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A.30 cm刻度对应的加速度为-0.5g
B.40 cm刻度对应的加速度为g
C.50 cm刻度对应的加速度为2g
D.各刻度对应加速度的值是不均匀的
答案 A
4.★★(2020浙江7月,19,9分)如图1所示,有一质量m=200 kg的物件在电机的牵引下从地面竖直向上经加
1
速、匀速、匀减速至指定位置。当加速运动到总位移的 时开始计时,测得电机的牵引力随时间变化的F-t
4
图线如图2所示,t=34 s 末速度减为0时恰好到达指定位置。若不计绳索的质量和空气阻力,g=10 m/s2,求物
件
(1)做匀减速运动的加速度大小和方向;
(2)匀速运动的速度大小;
(3)总位移的大小。
答案 (1)0.125 m/s2 竖直向下 (2)1 m/s (3)40 m
三年模拟
5.★(2025届扬州开学考)小明同学站在一桥边将小钢球竖直向上抛出后落入水中,小球运动的v-t图像如图
所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
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A.1.2 s末小球上升到最高点
B.0~1.2 s内小球处于完全失重状态
C.0~1.2 s内速度和加速度方向都不变
D.若该同学以相同初速度将毽子竖直上抛,毽子运动的v-t图像与该图一致
答案 B
6.★★(2025届江苏省射阳中学月考)水平地面上一质量为m的物体在水平外力F作用下做匀速直线运动,从
t=0时刻开始F随时间均匀减小直至t 时刻减小为零。已知物体与地面间的动摩擦因数为μ,物体所受的摩
1
擦力为F、加速度为a、速度为v,重力加速度为g。则下列F、a、v随时间t变化的图像可能正确的是(
f f
)
A B
C D
答案 B
7.★★(2025届扬大附中开学考)如图所示是“福建舰”的水平跑道示意图,其中电磁弹射区安装有直流电机,
该电机可提供F=4mg的恒定牵引力,一架质量为m的飞机,其喷气式发动机可以提供F=1.1mg的恒定推力,
1 2
1
已知飞机在跑道上所受阻力f大小恒为飞机重力的 ,在起飞区离舰起飞的速度为v,飞机在起飞区运动的
10
时间是在弹射区运动时间的5倍,假设航空母舰始终处于静止状态,飞机可看作质量恒定的质点,重力加速度
为g,求:
(1)飞机在电磁弹射区的加速度大小及离开电磁弹射区的速度大小v;
1
(2)飞机在跑道上运动的总长。
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1 2v2
答案 (1)5g v (2)
2 5g
微专题 4 牛顿第二定律的综合应用
江苏视野 突破情境 模型建构
1.(2020江苏,5,3分)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物
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( )
19F F F
A.F B. C. D.
20 19 20
答案 C
视野聚焦 列车车厢是非常好的考查连接体问题的载体,每一节车厢看成一个小物块就是我们平时熟悉的
模型。注意选择合适的研究对象及合适的运动过程,运用牛顿第二定律分析解决问题。如图所示,若对平时
我们所接触的模型熟悉,则此题可以快速求解。
五年高考
2.★(2024全国甲,15,6分)如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块P,P置于水平桌面上,与桌面间存在摩
擦;绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略),盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m,并测量P的加速度大小a,
得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中,可能正确的是( )
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答案 D
3.★★(2023北京,6,3分)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连。两物块质量均为1 kg,细线能
承受的最大拉力为2 N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动,则F的最大值为( )
A.1 N B.2 N C.4 N D.5 N
答案 C
4.★★(2022全国乙,15,6分)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。
3
当两球运动至二者相距 L时,它们加速度的大小均为 ( )
5
5F 2F 3F 3F
A. B. C. D.
8m 5m 8m 10m
答案 A
5.★★(2022辽宁,7,4分)如图所示,一小物块从长1 m的水平桌面一端以初速度v 沿中线滑向另一端,经过1
0
s从另一端滑落。物块与桌面间的动摩擦因数为μ,g取10 m/s2。下列v、 μ的取值可能正确的是( )
0
A.v=2.5 m/s B.v=1.5 m/s
0 0
C.μ=0.28 D.μ=0.25
答案 B
6.★★★★(2013江苏,14,16分)如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,
砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为m 和m,各
1 2
接触面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度为g。
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(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,m=0.5 kg,m=0.1 kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1 m,取g=10 m/s2。若砝码移动的距离
1 2
超过l=0.002 m,人眼就能感知。为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
答案 (1)μ(2m+m)g (2)大于2μ(m+m)g
1 2 1 2
(3)22.4 N
三年模拟
7.★★(2025届南通海安期初)如图,A、B两个物体相互接触,但并不黏合,放置在光滑水平面上,两物体的质量
m =6 kg,m =4 kg。水平力F 和F 分别作用于A、B上,使得物体A、B一起加速,则F 、F 的值可能是(
A B A B A B
)
A.F =3 N、F =6 N
A B
B.F =5 N、F =6 N
A B
C.F =5 N、F =3 N
A B
D.F =6 N、F =5 N
A B
答案 C
8.★★(2024届泰州中学期初)如图所示,弹簧测力计下端悬挂一轻质滑轮,跨过滑轮的细线两端系有A、B两
重物(m >m ),m =0.2 kg,不计细线与滑轮间的摩擦。现由静止释放两重物,在A、B两重物运动过程中,弹簧
A B B
测力计的示数可能为(g=10 m/s2)( )
A.4 N B.6 N C.8 N D.10 N
答案 B
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9.★★★(2024届苏南名校调研)如图所示,一个木板放置在光滑的水平桌面上,A、B两个小物体通过不可伸长
的轻绳相连,并且跨过轻质定滑轮,A物体放置在木板的最左端,滑轮与物体A间的轻绳平行于桌面,已知木板
的质量m=20.0 kg,物体A的质量m=4.0 kg,物体B的质量m=1.0 kg,物体A与木板间的动摩擦因数μ=0.5,
1 2 3
木板长L=2 m,木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2。为了使A、B
两个物体以及木板均保持静止状态,需要对木板施加水平向左的力F 加以维持,求:
1
(1)这个力F 的大小;
1
(2)为了使物体A随着木板一起向左运动,并且不发生相对滑动,现把力F 替换为水平向左的力F,求力F 的
1 2 2
最大值。
答案 (1)10 N (2)60 N
微专题 5 动力学中的传送带模型
江苏视野 回归教材 试题溯源
1.(2025届扬大附中开学考)如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 运行。初速度大小为v 的小物
1 2
块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送
带上运动的v-t图像(以地面为参考系)如图乙所示。已知v>v,则( )
2 1
A.t 时刻,小物块离A处的距离达到最大 B.t 时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大
2 3
C.0~t 时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用 D.0~t 时间内,小物块受到的摩擦力方向先
2 2
向右后向左
答案 C
视野聚焦 传送带模型能很好地考查学生受力分析、运动过程分析的能力,解决此类问题首先要能分析清
楚受力,然后是选取参考系解决具体问题。本题是教材中常见的水平传送带模型,当小物块速度达到和传送
带速度相同时开始一起匀速运动。若v>v,小物块返回A点的速度大小是v;若v<v,小物块返回A点的速
2 1 1 2 1
度大小是v。
2
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五年高考
2.★★★(2021辽宁,13,11分)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v=0.6
1
m/s运行的传送带与水平面间的夹角α=37°,转轴间距L=3.95 m。工作人员沿传送方向以速度v=1.6 m/s从
2
传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10
m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
答案 (1)0.4 m/s2 (2)4.5 s
三年模拟
3.★★★(2024届南通海安期初)如图所示,一物流传送装置,电机带动水平传送带顺时针转动的最大速度v=6
0
m/s,货物(可视为质点)从A点静止放上传送带。货物与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.1,传送带AB的长度
L=14 m,重力加速度g=10 m/s2。
(1)若传送带以v 匀速转动,求货物由A运动到B的时间t;
0
(2)若货物刚放上A点时,传送带从v 开始以a=2 m/s2的加速度做匀减速运动直至静止,求货物静止时离A
0 0
的距离d;
(3)若货物刚放上A点时,传送带从静止开始做a=2 m/s2的匀加速运动,速度达到v 后立即做a=2 m/s2的匀
0 0 0
减速运动直至静止,求货物运动到B点时的速度大小v 。
B
答案 (1)2√7 s (2)4 m (3)2 m/s
微专题 6 动力学中的滑块-木板模型
江苏视野 回归教材 试题溯源
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1.(2024届连云港灌南高中暑期检测)如图所示,物块A、木板B的质量均为m=1 kg,不计A的大小,木板B长
L=2 m。开始时A、B均静止。现使A以水平初速度v 从B的最左端开始运动。已知A与B、B与水平地
0
面之间的动摩擦因数分别为μ=0.3和μ=0.1,g取10 m/s2。
1 2
(1)发生相对滑动时,A、B的加速度各是多大?
(2)若A刚好没有从B上滑下来,则A的初速度v 为多大?
0
(3)若A刚好没有从B上滑下来,求B在地面上滑行的总位移。
答案 (1)3 m/s2 1 m/s2 (2)4 m/s (3)1 m
视野聚焦 滑块-木板模型要求学生有较高的综合分析能力,是高考考查的热点之一,解决此类问题要抓住三
个关系:时间、位移、速度关系,应用关系列方程求解。对于较复杂的过程可借助图像分析运动过程。
五年高考
2.★★★(2024新课标,25,14分)如图,一长度l=1.0 m的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上,薄板的右端与平
l
台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动,当薄板运动的距离Δl= 时,物
6
块从薄板右端水平飞出;当物块落到地面时,薄板中心恰好运动到O点,已知物块与薄板的质量相等,它们之间
的动摩擦因数μ=0.3,重力加速度大小g=10 m/s2。求
(1)物块初速度大小及其在薄板上运动的时间;
(2)平台距地面的高度。
1 5
答案 (1)4 m/s s (2) m
3 9
3.★★★★(2019江苏,15,16分)如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐。A与B、B
与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。接着敲
击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动
至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:
(1)A被敲击后获得的初速度大小v ;
A
(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小a 、a ';
B B
(3)B被敲击后获得的初速度大小v 。
B
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答案 (1)√2μgL (2)3μg μg (3)2√2μgL
三年模拟
4.★★★(2024届高邮期初)如图甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,可视为质点的物块A静止叠放在B的
最左端。现用F=5 N的水平力向右拉A,经过4 s,A运动到B的最右端,此过程中物块A的v-t图像如图乙所
示,已知A、B的质量分别为1 kg、3 kg,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10 m/s2,求:
(1)A、B间的动摩擦因数μ和长木板的长度L;
(2)若B不固定,A、B的加速度大小;
(3)若B不固定,A在B上运动的时间。
甲 乙
答案 (1)0.3 16 m (2)2 m/s2 1 m/s2 (3)4√2 s
5.★★★(2024届东台中学段测一)如图所示,小滑块A(可视为质点)的质量为2m,木板B的质量为m、长度为
1
L,两物体静止叠放在水平地面上,A、B间的动摩擦因数为μ,B与地面间的动摩擦因数为 μ。最大静摩擦力
2
等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F,求:
(1)B与地面间的最大静摩擦力F ;
max
(2)当两物体刚发生相对滑动时,拉力F的大小;
(3)当拉力F=4μmg时,A离开B所需的时间t。
3 √ L
答案 (1) μmg (2)3μmg (3)2
2 μg
实验 4 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
1.(2024江西,11,8分)某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示,水平轨道上安
装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码。
第 14 页 共 18 页北京曲一线图书策划有限公司 高考项目部
(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
(2)小车的质量为M=320 g。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F,
1
作出a-F图像,如图(b)中图线甲所示。
(3)由图线甲可知,F较小时,a与F成正比;F较大时,a与F不成正比。为了进一步探究,将小车的质量增加至
M=470 g,重复步骤(2)的测量过程,作出a-F图像,如图(b)中图线乙所示。
2
(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间 ,非线性区间 。再将小车的质量增加
至M=720 g,重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如表所示(表中第9~14组数据未
3
列出)。
序号 1 2 3 4 5
钩码所受重力
0.020 0.040 0.060 0.080 0.100
F/(9.8 N)
小车加速度
0.26 0.55 0.82 1.08 1.36
a/(m·s-2)
序号 6 7 8 9~14 15
钩码所受重力
0.120 0.140 0.160 …… 0.300
F/(9.8 N)
小车加速度
1.67 1.95 2.20 …… 3.92
a/(m·s-2)
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(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙。
(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量 时,a与F成正比。结合所学知识对上述推
断进行解释:
。
答案 (4)较大 较小 (5)如图所示 (6)远大于钩码的质量 见解析
解析 (4)由题图(b)可知,与图线甲相比,图线乙的线性区间较大,非线性区间较小。
(6)对小车和钩码组成的系统应用牛顿第二定律得mg=(M+m)a,实验中将钩码所受重力记为F,则F=(M+m)a,
1 1
可得a= F,随着钩码质量m的增加,图线的斜率k= 将减小,而当m≪M时可认为M+m=M,加
M+m M+m
1
速度a= F,即a与F成正比。
M
2.(2024浙江1月,16-Ⅰ,7分)如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是 。
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是 。
A.补偿阻力时小车未连接纸带
B.先接通打点计时器电源,后释放小车
C.调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量 (填“远大于”或“远小于”)槽码质量时,可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。
上述做法引起的误差为 (填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差,下列可行的方案是
。
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A.用气垫导轨代替普通导轨,滑块代替小车
B.在小车上加装遮光条,用光电计时系统代替打点计时器
C.在小车与细绳之间加装力传感器,测出小车所受拉力大小
(4)经正确操作后获得一条如图2所示的纸带,建立以计数点0为坐标原点的x轴,各计数点的位置坐标分别
为0、x、…、x。已知打点计时器的打点周期为T,则打计数点5时小车速度的表达式v= ;小车加
1 6
速度的表达式是 。
x -2x
A.a=
6 3
(15T)2
x -2x
B.a=
6 3
(3T)2
x +x -(x +x )
C.a=
5 4 3 2
(10T)2
x -x
6 4
答案 (1)B (2)B (3)远大于 系统误差 C (4) A
10T
3.(2025届扬大附中开学考)某物理兴趣小组的同学用图甲所示装置来“验证牛顿第二定律”。同学们在实
验中,通过改变小桶中砝码的个数来改变拉力。为使细线对小车的拉力等于小车所受的合力,实验中需要平
衡摩擦力。
甲
乙
(1)下列器材中不必要的是 (填字母代号)。
A.低压交流电源 B.秒表
C.天平(含砝码) D.刻度尺
(2)下列实验操作中正确的是 (填字母代号)。
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A.调节滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行
B.每次实验,都要先放开小车,再接通打点计时器的电源
C.平衡摩擦力时,将悬挂小桶的细线系在小车上
D.平衡摩擦力时,让小车后面连着已经穿过打点计时器的纸带
(3)图乙为某次实验得到的一段纸带,计数点A、B、C、D、E相邻两点间还有四个计时点未画出,根据纸带
可求出小车的加速度大小为 m/s2(结果保留三位有效数字)。
(4)实验中,小明同学保持小车的质量不变,改变桶内砝码的质量,将砝码和小桶总重力的大小作为细线对小车
拉力F的大小,根据他自己的实验数据在图丙中作出了小车加速度a随力F的变化图线;而小刚同学则每次
从小桶中取出一个砝码放入小车中,以“桶、桶中的砝码、车和车中的砝码”整体为研究对象,将砝码和小
桶总重力的大小作为这个整体的合力F,他根据自己的实验数据也在图丙中作出了加速度a随力F的变化图
线。则通过分析可知,小刚所作图线为 (填“①”或“②”)。
丙
答案 (1)B (2)AD (3)0.425 (4)①
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