高一物理牛頓第二定律及其實驗探究

1、牛額第二定律及其實驗探究【知識點與理論、規(guī)律、方法回顧】1. 定律的表述：物體的加速度跟所受的合外力成正 比，跟物體的質(zhì)暈成反比，加速度的方向跟合力的 方向相同。2. 表達(dá)式：f=ma （式中f為物體所受的合外力）3. 對定律的理解： 矢量性：牛頓第二定律f = ma是矢量式，加速 度的方向與物體所受合外力的方向相同. 瞬時性：牛頓第二定律是表示力的瞬時作用規(guī)律, 描述的是力的瞬時作用效果-產(chǎn)生加速度.物體在某 一時刻加速度的大小和方向，是山該物體在這一時 刻所受到的合外力的人小和方向來決定的.當(dāng)物體 所受到的合外力發(fā)牛:變化吋，它的加速度隨即也要 發(fā)生變化，對運(yùn)動過程的每一瞬間成立，加速 度

2、與力是同一時刻的對應(yīng)最，即同時產(chǎn)生、同時變 化、同時消失. 同一性：牛頓第二定律公式中的三個物理量必須 是創(chuàng)対同一物體而言的；物體受力運(yùn)動時必然只有 一種運(yùn)動情形，其運(yùn)動狀態(tài)只能由物體所受的合力 決定，而不能是其中的一個力或幾個力. 獨(dú)立性：當(dāng)物體受到兒個力的作用時，各力將獨(dú) 立地產(chǎn)牛與其對應(yīng)的加速度（力的獨(dú)立作用原理）， 而物體表現(xiàn)出來的實際加速度是物體所受各力產(chǎn)生 加速度疊加的結(jié)果.那個方向的力就產(chǎn)牛那個方向 的加速度. 同時性：牛頓第二定律中f、a只冇因果關(guān)系而 沒有先后之分，f發(fā)牛變化時a同時變化，包插大 小和方向. 局限性：牛頓第二定律只適用于慣性參考系；只 適用于宏觀物體的低速運(yùn)動

3、，而不適用微觀粒子和 咼速坯動4. 牛頓第二定律確立了力和運(yùn)動的定量關(guān)系：聯(lián)系 物體的受力惜況和運(yùn)動悄況的橋梁或紐帶就是加速 度。5. 牛頓第二定律應(yīng)用的一般思路審題、明確題意，清處物理過程；選擇研究対 彖，町以是一個物體，也町以是幾個物體組成的物 體纟運(yùn)用隔離法對研究對象進(jìn)行受力分析，m 出受力的示意圖；建立坐標(biāo)系，一般情況下可選 擇物體的初速度方向或加速度方向為正方向；根 據(jù)牛頓定律、運(yùn)動學(xué)公式、題目給定的條件列方程； 解方程，對結(jié)果進(jìn)行分析、檢驗或討論.典例剖析與針對訓(xùn)練1. （單選）關(guān)于運(yùn)動和力的關(guān)系，對于質(zhì)量一定的物體，下列說法中正確的是（）a. 物體運(yùn)動速度越大，它所受的合外力一.

4、定越大b. 物體某吋刻的速度為零，它此時所受的合外力一 定為零c. 物體所受合外力越人，它的速度變化一定越人d. 物體所受合外力越大，它的速度變化一定越快.2. （多選）關(guān)于牛頓第二定律ffa和變形公式 fg*萬，卜列說法中正確的是（）a. 物體的加速度與物體受到的任何一個力成正比, 與物體的質(zhì)量成反比b. 物體的加速度與物體受到的合力成正比，與.物 體的質(zhì)量成反比.c. 物體的質(zhì)量物體受到的合力成正比，與物體的 加速度成反比d. 物體的質(zhì)量與物體受到的合力及物體的加速度 無關(guān).3. （多選）在牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式f=kma中，有關(guān)比例系數(shù)k的說法，正確的是（）a. 斤的數(shù)值由f、m、g的

5、數(shù)值決定b. k的數(shù)值由f、加、a的單位決定.c. 在國際單位制中，k=.d. 在任何情況下k都等于14. （多選）力單獨(dú)作用于某物體時產(chǎn)生的加速度 大小為3m/s2；力6單獨(dú)作用于該物體吋產(chǎn)生的加 速度人小為4m/sr則兩力同時作用于該物體時產(chǎn)生 的加速度大小可能是（ ）a. lm/s2. b. 4m/s2. c. 5m/s2. d. 8 m/s25. （單選）搬運(yùn)工人沿粗糙斜而把一個物體拉上卡 車，當(dāng)力沿斜面向上，大小為f時，物體的加速度 為g若保持力的方向不變，人小變?yōu)?f時，物體 的加速度為勺，貝m ）a. ai=a2b. ai<a2<2aic. a2=2a1d a2>

6、;2a.6. （單選）同樣的力作用在質(zhì)量為的物體上時, 產(chǎn)生的加速度是01；作用在質(zhì)最是巾2的物體上吋, 產(chǎn)生的加速度是彳。那么，若把這個力作用在質(zhì)量 是（”1+"2）的物體上時，產(chǎn)牛的加速度應(yīng)是（ ）a.応b.旦旦ai+a2a |1 a r + a ?c. .d. j -a! +a2v27. （單選質(zhì)量為m的物體從高處釋放后豎直下落，在某時刻受到的空氣阻力為辦加速度為a=g/3, 則f的大小為（）a / = -gc. f=mgb/4d- f = g8. （單選）建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過定 滑輪將20.0kg的建筑材料以“0.

7、500m/s2的加速度拉升，忽略繩子o和定滑輪的質(zhì)量及定滑倫的摩擦，則、_/工人對地面的壓力人小為（g取iom/s2） （）qj a. 510 nb. 490 n.jtc. 890 nd. 910 n上'9（多選）一物體放置在傾角 為e的斜面上，斜面固定于加速 上升的電梯屮，加速度為g如 圖所示。在物體始終相對于斜面 靜止的條件卜，下列說法中正確 的是（）a. 當(dāng)&一定時，q越人，斜面對物體正壓力越小b. 當(dāng)“一定時，a越大，斜面對物體摩擦力越人.c. 當(dāng)。一定時，越大，斜面對物體的正壓力越小.d. 當(dāng)a定時,&越大，斜面對物體的摩擦力越小10如圖所示，沿水平方向做勻加

8、速直線運(yùn)動的車廂屮，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37。角，小球和 車廂相對靜止，球的質(zhì)量為lkgo（g取0m/s2,sin37。=0.6, cos37°=0.8）（1）求車廂運(yùn)動的加速度, 說明車廂的運(yùn)動情況.（2）求懸線對球的拉力.如圖所示，斜面傾角為 *30。，斜面上邊放一個光滑 小球，用l斜面平行的繩把小 球系住，使系統(tǒng)以共同的加速度向左作勻加速運(yùn)動，當(dāng)繩的拉力恰好為零時，加速度人小為o若以共同加速度向右作勻加速運(yùn)動，斜面支持力恰好為零時，加速度的人小為12.如圖所示，物體/的質(zhì)量為10kg,放在水平地 面上，物體/與地面間的動摩擦因數(shù)“=0.2,如果 用與水平面成3（）。的力拉

9、它，為了產(chǎn)生lm/s?的加速 度，f需要多大？ （g取10m/s2）13（單選）如圖所示，物體p置于水平面上，用輕 細(xì)線跨過質(zhì)量不計的光滑定滑輪連接一個重力 g=10n的重物，物體p向右運(yùn)動的加速度為5；若 細(xì)線下端不掛重物，而用f=10n的力豎直向卜拉細(xì) 線下端，這時物體p的加速度為貝" ）a. （71>（72b. ai=a2c. ai<a2. d.條件不足，無法判斷14（多選）如圖所示，兩上下底面平行的滑塊重疊 在一起，置于固定的、傾角為&的斜面上，滑塊人、b的質(zhì)量分別為m、mf a與斜面間的動摩擦因數(shù)為 山,b與4之間的動糜擦因數(shù)為血已知兩滑塊都從 靜止開始

10、以相同的加速度從斜面滑下，滑塊上b受到的摩擦力（）a. 等于零b. 方向沿斜面向上.c. 大小等于mgcoso.d. 大小等于/mgcos療15在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀登，最終點燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動 員堅忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上 升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程 簡化。一根不可仲縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住， 如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg,吊 么爐 椅的質(zhì)量為15kg,不計定滑輪與繩子間p1的摩擦。重力加速度取g = 10m/s2 a當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度a = lm/s2 &#

11、177;升時，試求：八（1）運(yùn)動員豎宜向下拉繩的力；（2）p運(yùn)動員對吊椅的壓力。上f16（單選）靜止在光滑水平而上的物體，在水平推 力f作用下開始運(yùn)動，推力隨時i'可變化的規(guī)律如圖 所示，關(guān)于物體在0“時間內(nèi)的運(yùn)動情況，正確的 描述是a.物體先做勻加速運(yùn)動，后做勻減速運(yùn)動b. 物體的速度一直增大.c. 物體的速度先增大后減小d. 物體的加速度一直增大17（多選）受水平外力f作用的物體，在粗糙水平 面上作肓線運(yùn)動，其u-f圖 線如圖所示，貝山（）a. 在0如秒內(nèi)，外力f人小不斷增大b. 在心時刻,外力f為零開夾子后經(jīng)過相同的時i'可兩車的位移分別為x、x2, 則在實驗誤差允許的范

12、圍內(nèi)，冇（ ）“ t2 ta. 加1 =刃2、f = 2尸2時，兀1 =乃么b. 出加=加2、尺=2尸2旳，x2 = 2a*ic. 占"2=2/7?2、f =7*2 時，*=2工2d. ? =2刃2、f =/*2 時，兀2=2工|c. 在&$秒內(nèi)，外力f大小可能不斷減小.d. 在耳$秒內(nèi)，外力f大小可能先減小后增大. 18.如圖所示，口由下落的小球下落一段 時間示，與彈簧接觸，從它接觸彈簧開始， 到彈費(fèi)壓縮到最短的過程11«,小球的速度、 加速度的變化情況如何？19（單選）如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸 氏到0點并系住質(zhì)量為m的物體，現(xiàn)將彈簧壓縮到 a點，然后釋

13、放，物體一直可以運(yùn)動到b點.如果物體受到的阻力恒定，貝lj（）a. 物體從人到0先加速后減速.b. 物體從人到0做加速運(yùn)動，從0到b做減速運(yùn) 動c.物體運(yùn)動到0點時所受合力為零速度逐漸減小1:aaaaaaaa6am/.d.物體從a到0的過程加b20.如圖所示，質(zhì)量為m的人站在自動扶梯上，扶梯正以加速度a向上減速運(yùn)動，a與水平方向的夾角為&求人受的支持力和摩擦力” n rz區(qū)21.（多選）在“探究加速度為力、質(zhì)量的關(guān)系”的 實驗中，關(guān)于平衡摩擦力的說法中正確的是（ ）a. “平衡摩擦力”的本質(zhì)就是想辦法讓小車受到的摩 擦力為零b. “平衡摩擦力"的本質(zhì)就是使小年所受的重力的下

14、滑分力與所受到的摩擦阻力相平衡.c. “平衡摩擦力”的n的就是要使小車所受的合力等 于所掛鉤碼通過細(xì)繩和滑輪對小車施加的拉力.d. “平衡摩擦力”是否成功，可由小車拖動由打點計 時器打出的紙帶上的點跡間距是否均勻而確定.亡鉤碼位移傳感器（接收器）位移傳感器（發(fā)射器）軌道23.如圖為“用dis（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算 機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實驗裝置：（1）在該實驗屮必須采用控制變量法，應(yīng)保持不變，用鉤碼所受的重力作為用dis測小車的加速度.（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量， 多次重復(fù)測量.在某次實驗屮 根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a f關(guān)系圖線如圖所示。分析此圖線的oa段可得出 的實驗結(jié)論是o此圖線的ab段明顯偏離臣線，造成此誤差的主 要原兇是a. 小車與軌道之間存在摩擦b. 導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)c. 所掛鉤碼的總質(zhì)量太人d. 所用小車的質(zhì)量太大10