高中物理全程学习方略课件：5.2.1牛顿第二定律（鲁科必修1）

欢迎进入物理课堂 典例1 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 关于平衡摩擦力的说法中正确的是A 平衡摩擦力 的本质就是让小车受到的摩擦力为零B 平衡摩擦力 的本质就是使小车所受的重力沿斜面方向的分力与所受到的摩擦阻力相平衡C 平衡摩擦力 的目的就是要使小车所受的合力等于所挂砝码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力D 平衡摩擦力 是否成功 可根据小车拖动的由打点计时器打出的纸带上的点迹间距是否均匀而确定 标准解答 选B C D 小车运动过程中受的阻力是永恒存在的 无法使之为零 故A项错误 要使小车匀速下滑 平衡摩擦力即小车重力沿斜面的分力 mgsin 应与摩擦阻力f相平衡 进而小车所受的合力也就等于所挂钩码通过细绳和滑轮对小车施加的拉力 故B C D正确 典例2 2009 江苏高考 探究加速度与物体质量 物体受力的关系 的实验装置如图6 2 4甲所示 1 在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中 打出了一条纸带如图乙所示 计时器打点的时间间隔为0 02s 从比较清晰的点起 每5个点取一个计数点 量出相邻计数点之间的距离 该小车的加速度a m s2 结果保留两位有效数字 2 平衡摩擦力后 将5个相同的砝码都放在小车上 挂上砝码盘 然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中 测量小车的加速度 小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表 请根据实验数据作出a F的关系图象 3 根据提供的实验数据作出的a F图线不通过原点 请说明主要原因 标准解答 1 处理匀变速直线运动中所打出的纸带 求解加速度用公式 x at2 关键弄清公式中各个量的物理意义 x为连续相等时间内的位移差 t为连续相等的时间间隔 如果每5个点取一个计数点 则连续两计数点的时间间隔为t 0 1s x 3 68 3 52 10 2m 代入可得加速度a 0 16m s2 也可以使用最后一段和第二段的位移差求解 得加速度a 0 15m s2 2 根据图中的数据 合理地设计横纵坐标的刻度值 使图线倾斜程度不能太小也不能太大 以与水平方向成45 夹角左右为宜 由此确定F的范围从0设置到1N较合适 而a则从0到3m s2较合适 设好刻度 根据数据确定各点的位置 将各点用一条直线连起来 延长交与坐标轴某一点 如图所示 3 处理图象问题要注意图线的斜率 交点 拐点 面积等意义 能正确理解这些量的意义 则很多问题将会迎刃而解 与纵坐标相交而不过原点 该交点说明当不挂砝码时 小车仍有加速度 即绳对小车仍有拉力 从此拉力的来源考虑很容易得到答案 是因为砝码盘的重力 而在 2 问的图表中只给出了砝码的总重力 而没有考虑砝码盘的重力 答案 1 0 16 0 15也算对 2 图见标准解答 3 未计入砝码盘的重力 1 2010 广东实验中学高一检测 在验证牛顿第二定律的实验中 下列有关实际操作的说法正确的是 A 平衡摩擦力时 小桶应该用细线通过定滑轮系在小车上 但是小桶内不能装沙B 实验中 应该始终保持小车和砝码的总质量远远大于沙和沙桶的总质量C 实验中 若用纵坐标表示加速度 用横坐标表示小车和车内砝码的总质量 描出相应的点若在一条直线上时 即可验证加速度与质量成反比 D 平衡摩擦力时 小车后面的纸带必须连好 因为运动过程中纸带也要受到阻力 解析 选B D 平衡摩擦力是指小车及车上钩码重力的沿斜面分量平衡掉小车及纸带所受阻力 故做此步时不能挂沙桶 但要连纸带 故A错误 D正确 研究对象小车所受合力为绳拉力F F Ma M为小车及车上砝码总质量 沙和桶也具有加速度mg F ma m为沙及桶总量 解上述二式显然只有M m时才F mg 故B正确 小车加速度与其质量成反比 故C错误 2 如图6 2 5是某些同学根据实验数据画出的图象 下列说法中正确的是 A 形成图 甲 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大B 形成图 乙 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小C 形成图 丙 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大D 形成图 丁 的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小 解析 选A D 题中 甲 图当F 0时 小车就有了加速度 可见是长木板倾角过大 乙 图 0时 小车质量很大 这时一开始小车的加速度不为零 说明使小车下滑的力已大于最大静摩擦力 也说明长木板倾角过大 同理 丙 丁 都是长木板倾角过小 3 关于 探究加速度与力 质量的关系 的实验操作 下列说法中符合实际的是 A 通过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 再不改变小车受力 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 选D 做本实验时采用的是控制变量法 必须控制某一量不变 研究加速度与另一量的关系 不可同时改变质量和力 故只有D正确 4 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中备有下列器材 A 打点计时器 B 天平 C 秒表 D 低压交流电源 E 电池 F 纸带 G 细绳 砝码 小车 小盘 H 薄木板 I 装有细砂的小桶其中多余的器材是 缺少的器材是 解析 多余的器材是秒表 电池 缺少的是刻度尺 一端带滑轮的长木板 答案 C E刻度尺 一端带滑轮的长木板 5 2010 运城高一检测 在做 探究加速度与力 质量的关系 的实验时 计算出各纸带的加速度后 将测得的反映加速度a和力F关系的有关资料记录在表一中 将测得的反映加速度a和质量M关系的有关资料记录在表二中 1 根据表中所列数据 分别画出a F图象和a 图象 2 由图象可以判定 当M一定时 a与F的关系为 当F一定时 a与M的关系为 解析 本题主要考查本实验的数据处理问题以及结合图表综合分析问题的能力 1 分别画出a F与a 的坐标 按表中数据进行描点 作一直线 使直线经过大多数点即可得到图象 如图甲 乙所示 2 由于图线为直线 所以a与F成正比 a与M成反比 答案 1 见解析图 2 正比关系反比关系 6 探究创新 用气垫导轨探究加速度与力的关系 为测定气垫导轨上滑块的加速度 滑块上安装了宽度为3 0cm的遮光板 滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门 配套的数字计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为 t1 遮光板通过第二个光电门的时间为 t2 还记下遮光板从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为 t 保持滑块的质量不变 通过改变所挂砝码质量而改变拉力的大小 重复实验至少3次 并将实验数据填入下表 滑块质量M 400g 遮光板长度s 3cm 1 如何求出滑块运动的加速度 并填入表中 2 作出a F图象 分析结论 3 分析滑块所受导轨的摩擦力 解析 1 在第一次实验时 滑块通过光电门1时与通过光电门2时的速度分别为 0 115m s 0 30m s 滑块运动的加速度a1为 又因为所挂砝码质量m1 3 0g 则可知滑块所受拉力F1 0 03N 同理可求得在第二次 第三次实验中滑块的加速度与所受拉力分别为 a2 0 095m s2F2 0 04Na3 0 130m s2F3 0 05N 2 由所得a F的数据描点 所作a F图象如图所示 由于a F图象是一条过原点的直线 说明在滑块质量一定时 其加速度与合外力成正比 这就是所得到的实验结论 3 此外 滑块在气垫导轨上运动时 所受摩擦力很小可以忽略不计 答案 1 见解析0 0720 0950 130 2 3 见解析 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全