5、質(zhì)量越小于小車(chē)的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小。因此，滿(mǎn)足小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量的目的就是減小因?qū)嶒?yàn)原理不完善而引起的誤差。
2．摩擦力平衡不準(zhǔn)確造成誤差。
3．質(zhì)量的測(cè)量誤差、紙帶上打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)間隔距離的測(cè)量誤差、細(xì)繩或紙帶不與木板平行等都會(huì)引起誤差。
◆ 注意事項(xiàng)
1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤(pán)的細(xì)繩系在小車(chē)上，即不要給小車(chē)加任何牽引力，且要讓小車(chē)拖著紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。
2．不重復(fù)平衡摩擦力：整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。
3．實(shí)驗(yàn)條件：每條紙帶都必須在滿(mǎn)足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤(pán)和
6、砝碼的總質(zhì)量的條件下打出。只有如此，小盤(pán)和砝碼的總重力才可視為小車(chē)受到的拉力。
4．一先一后一按?。焊淖兝托≤?chē)質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開(kāi)小車(chē)，且應(yīng)在小車(chē)到達(dá)定滑輪前按住小車(chē)。
5．作圖：作圖時(shí)，兩坐標(biāo)軸的比例要適當(dāng)，要使盡可能多的點(diǎn)落在所作直線(xiàn)上，不在直線(xiàn)上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱(chēng)地分布在所作直線(xiàn)兩側(cè)。
◆ 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
1．用氣墊導(dǎo)軌和光電門(mén)來(lái)完成此實(shí)驗(yàn)。
2．用拉力傳感器直接測(cè)繩的拉力。
板塊二 考點(diǎn)細(xì)研·悟法培優(yōu)
考點(diǎn)1對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及誤差分析的考查
例1 [2017·山西太原一模]用圖a的裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)有兩個(gè)“巧妙”的設(shè)
7、計(jì)，一是要求小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和；二是對(duì)小車(chē)要進(jìn)行“平衡摩擦力”操作。
回答下列問(wèn)題：
(1)實(shí)驗(yàn)要求“小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量之和”的目的是________。
(2)對(duì)小車(chē)進(jìn)行“平衡摩擦力”操作時(shí)，下列必須進(jìn)行的是________(填字母序號(hào))。
A．取下砂和砂桶
B．在空砂桶的牽引下，輕推一下小車(chē)，小車(chē)能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
C．小車(chē)拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源應(yīng)斷開(kāi)
D．把長(zhǎng)木板沒(méi)有定滑輪的一端墊起適當(dāng)高度
(3)在滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)條件下，某同學(xué)得到了如圖b的圖線(xiàn)(M為小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量)，圖線(xiàn)在縱軸上截距不為零的原因是____________
8、__。
嘗試解答 (1)小車(chē)所受拉力近似等于砂和砂桶的總重力__(2)AD__(3)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。
(1)小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和時(shí)，小車(chē)和砂桶的加速度很小，此時(shí)砂和砂桶的總重力近似等于小車(chē)所受拉力，從而驗(yàn)證小車(chē)加速度與合外力的關(guān)系；
(2)平衡摩擦力是使小車(chē)所受重力沿木板方向的分力與小車(chē)所受摩擦力平衡，故A、D項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；為確定小車(chē)是否為勻速運(yùn)動(dòng)，需要通過(guò)紙帶上點(diǎn)跡是否均勻來(lái)判斷，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；
(3)縱截距不為零，即使小車(chē)質(zhì)量M非常大時(shí)，小車(chē)仍有加速度，說(shuō)明小車(chē)不受拉力作用時(shí)具有加速度，因此可以斷定平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大。
[2018·云南昆明第一學(xué)期檢測(cè)
9、]某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖所示的裝置，探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系。
(1)為了使小車(chē)受到的合外力的大小等于鉤碼重力的大小，則________。
A．應(yīng)將圖示裝置中長(zhǎng)木板的右端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，以平衡摩擦?
B．平衡摩擦力時(shí)，圖示裝置中的鉤碼不需要取下
C．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力
D．鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
(2)探究加速度a與所受合外力F的關(guān)系時(shí)，保持小車(chē)質(zhì)量一定，有兩位同學(xué)分別做實(shí)驗(yàn)，作出的a-F圖線(xiàn)如圖甲、乙所示。下列分析正確的是________。
A．甲圖圖線(xiàn)不通過(guò)原點(diǎn)，是因?yàn)闆](méi)有平衡摩擦力
B．甲圖圖線(xiàn)不通過(guò)原點(diǎn)，是因?yàn)槠胶饽Σ亮r(shí)木板一端墊
10、得過(guò)高
C．乙圖圖線(xiàn)發(fā)生彎曲，是因?yàn)閺澢糠謱?duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量太大
D．乙圖圖線(xiàn)發(fā)生彎曲，是因?yàn)閺澢糠謱?duì)應(yīng)的鉤碼質(zhì)量太大
答案 (1)AD (2)BD
解析 (1)在該實(shí)驗(yàn)中為使小車(chē)受到的合外力的大小等于鉤碼重力的大小，需要平衡摩擦力和讓鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，A、D正確。
(2)甲圖中，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)F＝0時(shí)，小車(chē)已經(jīng)有加速度了，說(shuō)明在平衡摩擦力的過(guò)程中，木板一端墊得過(guò)高，B正確，A錯(cuò)誤；乙圖中圖線(xiàn)不是一條直線(xiàn)，說(shuō)明不滿(mǎn)足“鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量”，即彎曲部分對(duì)應(yīng)的鉤碼的質(zhì)量太大，D正確，C錯(cuò)誤。
考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)操作與數(shù)據(jù)處理
例2 [2018·山東青島模擬]某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)
11、探究加速度a與物體所受合力F及小車(chē)質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖，A為小車(chē)，B為電火花計(jì)時(shí)器(其接50 Hz 的交流電源)，C為裝有砝碼的小盤(pán)，D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)方形木板，實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力F等于砝碼和小盤(pán)的總重力，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a可用紙帶上打的點(diǎn)求得。
(1)圖乙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
(2)在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，保持砝碼和小盤(pán)質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
小車(chē)加速度
12、
a/(m·s－2)
1.98
1.72
1.48
1.25
1.00
0.75
0.48
0.50
0.30
小車(chē)質(zhì)量
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
0.75
1.00
1.67
小車(chē)質(zhì)量的
倒數(shù)/kg－1
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀(guān)反映F不變時(shí)a與m的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)趫D丙的方格坐標(biāo)紙上選擇恰當(dāng)物理量建立坐標(biāo)系，并作出圖象。(如有需要，可利用表中的空格數(shù)據(jù))
嘗試解答 (1)3.2__(2)見(jiàn)解析圖。
(1)根據(jù)逐差法可得a＝≈3.2 m/s2。
(2)從表
13、中數(shù)據(jù)可以看出，保持砝碼和小盤(pán)質(zhì)量不變，隨著小車(chē)質(zhì)量的增大，加速度逐漸減小。在空格中算出的值，如下表所示：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
小車(chē)加速度
a/(m·s－2)
1.98
1.72
1.48
1.25
1.00
0.75
0.48
0.50
0.30
小車(chē)質(zhì)量
m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
0.75
1.00
1.67
小車(chē)質(zhì)量的
倒數(shù)/kg－1
4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.33
1.00
0.60
以橫坐標(biāo)
14、表示、縱坐標(biāo)表示加速度a，描點(diǎn)，可以看到多數(shù)點(diǎn)在一條直線(xiàn)上，只有(1.33,0.48)偏離直線(xiàn)較遠(yuǎn)，舍去此點(diǎn)，作出圖象如圖所示。
振華同學(xué)用下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。
(1)該實(shí)驗(yàn)裝置中有兩處錯(cuò)誤，分別是：______和______。
(2)振華同學(xué)在老師的指導(dǎo)下改正了實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤后，將細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力當(dāng)做小車(chē)及車(chē)上砝碼受到的合外力，來(lái)驗(yàn)證“合外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比”。
①實(shí)驗(yàn)中，砝碼盤(pán)及盤(pán)內(nèi)砝碼的總質(zhì)量m最好應(yīng)為_(kāi)____。(填選項(xiàng)前的字母)
A．10 g B．50 g
C．100 g D．1 kg
②振華同學(xué)在驗(yàn)證“合外力一
15、定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打了一條理想的紙帶，他按要求選取計(jì)數(shù)點(diǎn)后，在測(cè)量各相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離時(shí)不慎將紙帶撕成了幾段，但他清楚地知道甲、乙圖屬于同一紙帶，則丙、丁、戊圖中屬于上述紙帶的是________。
③由甲、乙圖可求得小車(chē)的加速度大小為_(kāi)_______m/s2(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)。
答案 (1)滑輪太高(或細(xì)繩與長(zhǎng)木板不平行) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到直流電源上(或打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源) (2)①A ②戊?、?.15
解析 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需要使用低壓交流電源，圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連接了學(xué)生電源的直流輸出端，為確保小車(chē)所受拉力不變，滑輪與小車(chē)間的細(xì)繩方向應(yīng)
16、與長(zhǎng)木板平行。(2)①實(shí)驗(yàn)中為確保小車(chē)所受拉力近似等于砝碼盤(pán)及砝碼總重力，應(yīng)使小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)及砝碼的總質(zhì)量m，故m應(yīng)選擇A；②由第一段位移s1＝x1－x0＝3.66 cm－1.26 cm＝2.40 cm，第二段位移s3＝x3－x2＝12.00 cm－7.30 cm＝4.70 cm，由Δx＝aT2可知，計(jì)數(shù)點(diǎn)4到計(jì)數(shù)點(diǎn)5之間的距離s5＝7.00 cm左右，故戊與甲、乙為同一紙帶；③由Δx＝aT2可知，s3－s1＝2aT2，解得：a＝1.15 m/s2。
考點(diǎn)3實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)
例3 某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，水平軌道上安裝兩個(gè)光
17、電門(mén)，小車(chē)上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線(xiàn)一端與力傳感器連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上砝碼盤(pán)。實(shí)驗(yàn)首先保持軌道水平，通過(guò)調(diào)整砝碼盤(pán)里砝碼的質(zhì)量讓小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實(shí)驗(yàn)中獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車(chē)、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門(mén)1和2的中心距離s。
(1)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量？________(選填“需要”或“不需要”)。
(2)實(shí)驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度d，如圖所示，d＝________mm。
(3)某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車(chē)通過(guò)光電門(mén)1和2的擋光
18、時(shí)間分別為t1、t2(小車(chē)通過(guò)光電門(mén)2后，砝碼盤(pán)才落地)，已知重力加速度為g，則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是________________________________________________________。
嘗試解答 (1)不需要__(2)5.50
(3)F＝M。
(1)因?yàn)榧?xì)線(xiàn)一端與力傳感器連接，細(xì)線(xiàn)的拉力可以直接測(cè)得，無(wú)需近似等于砝碼盤(pán)及砝碼重力，所以不需要滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量。
(2)主尺讀數(shù)為5 mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為100.05 mm＝0.50 mm，則d＝5.50 mm。
(3)小車(chē)通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1＝，通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2＝，驗(yàn)證F＝M
19、·＝M即驗(yàn)證牛頓第二定律。
某學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關(guān)系。裝置中的鋁箱下端連接紙帶，砂桶中可放置砂子以改變鋁箱所受的外力大小，鋁箱向上運(yùn)動(dòng)的加速度a可由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出?，F(xiàn)保持鋁箱總質(zhì)量不變，逐漸增大砂桶和砂的總質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，得到多組a、F值(F為力傳感器的示數(shù)，等于懸掛滑輪繩子的拉力)，不計(jì)滑輪的重力。
(1)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出了a-F關(guān)系圖線(xiàn)如圖乙所示，則由該圖象可得鋁箱總質(zhì)量m＝________，重力加速度g＝________(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(2)當(dāng)砂桶和砂的總質(zhì)量M較大導(dǎo)致a較大時(shí)，實(shí)驗(yàn)得到的加速度a的值可能是________。(
20、填選項(xiàng)前的字母)
A．12.0 m/s2 B．10.0 m/s2
C．5.0 m/s2 D．6.0 m/s2
答案 (1)0.20 kg 9.8 m/s2 (2)CD
解析 (1)鋁箱所受的合力即為繩的拉力與重力的合力，繩的拉力等于力傳感器示數(shù)的一半，對(duì)鋁箱根據(jù)牛頓第二定律可得－mg＝ma，即a＝F－g，根據(jù)圖象可得m＝0.20 kg，g＝9.8 m/s2。
(2)根據(jù)牛頓第二定律可得a＝g
21、選)
1．[2017·廣東肇慶模擬]歐洲太空總署火星登陸器“斯基亞帕雷利”于2016年10月19日墜毀在火星表面，最新分析認(rèn)為是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)導(dǎo)致登陸器計(jì)算機(jī)提早釋放了降落傘，而減速用的推進(jìn)器只點(diǎn)火幾秒鐘就終止，當(dāng)時(shí)登陸器位于火星表面上方3.7 km處。錯(cuò)誤雖只持續(xù)了1 s，但足以破壞登陸器的導(dǎo)航系統(tǒng)。如圖所示是火星登陸器離火星表面的高度隨時(shí)間變化的圖象，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A．0～t1階段的速度先增大后減小
B．在t2～t3階段處于超重狀態(tài)
C．在t1～t2階段一定是靜止的
D．在t3～t4階段做加速運(yùn)動(dòng)
答案 C
解析 通過(guò)題圖可知，圖象上各點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值代表速
22、度的大小，故在0～t1階段，曲線(xiàn)上點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率先增大后減小，故它的速度先增大后減小，A正確；在t2～t3階段，曲線(xiàn)上各點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值由大到小，故其速度由大到小，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，故物體處于超重狀態(tài)，B正確；在t1～t2階段，H的高度不變，但物體也可能在同一高度平動(dòng)，所以這一階段不一定是靜止的，C錯(cuò)誤；在t3～t4階段，切線(xiàn)的斜率的絕對(duì)值逐漸增大，即物體的速度變大，所以物體做加速運(yùn)動(dòng)，D正確。
2．[2017·福建寧德一模]如圖所示，質(zhì)量為0.2 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上，質(zhì)量為0.6 kg的物體B由細(xì)線(xiàn)懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓?，F(xiàn)將細(xì)線(xiàn)突然剪
23、斷，則在剪斷細(xì)線(xiàn)的瞬間A、B間的作用力大小為(g取10 m/s2)( )
A．0.5 N B．2.5 N
C．0 D．1.5 N
答案 D
解析 剪斷細(xì)線(xiàn)前，A、B間無(wú)壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝2 N，在剪斷細(xì)線(xiàn)的瞬間，對(duì)整體受力分析，得整體加速度a＝＝7.5 m/s2，對(duì)B隔離分析有mBg－FN＝mBa，解得FN＝mBg－mBa＝1.5 N。故選D。
3．[2018·山東泰安一模]如圖，斜面光滑的斜劈靜止在水平地面上，放在斜劈上的物體受到平行于斜面向下的力F作用，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，斜劈保持靜止。下列說(shuō)法正確的是( )
A．地面對(duì)斜劈沒(méi)有摩擦力作用
24、B．地面對(duì)斜劈的摩擦力方向水平向右
C．若F增大，地面對(duì)斜劈的摩擦力也增大
D．若F反向，地面對(duì)斜劈的摩擦力也反向
答案 B
解析 對(duì)于題設(shè)的幾種情況下，斜面上的物體對(duì)斜面的壓力方向均垂直斜面向下，且大小也相等，故地面對(duì)斜面的摩擦力大小均相等，設(shè)斜面的傾斜角為θ，則物體對(duì)斜面的壓力為mgcosθ，該力的水平分力為mgcosθsinθ，方向向左，地面對(duì)斜面的摩擦力方向水平向右，B正確。
4．如圖所示為糧袋的傳送裝置，已知A、B兩端間的距離為L(zhǎng)，傳送帶與水平方向的夾角為θ，工作時(shí)運(yùn)行速度為v，糧袋與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，正常工作時(shí)工人在A(yíng)端將糧袋放到運(yùn)行中的傳送帶上。設(shè)最大靜摩擦力與
25、滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度大小為g。關(guān)于糧袋從A到B的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是( )
A．糧袋到達(dá)B端的速度與v比較，可能大，可能小也可能相等
B．糧袋開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的加速度為g(sinθ－μcosθ)，若L足夠大，則以后將以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)
C．若μ≥tanθ，則糧袋從A端到B端一定是一直做加速運(yùn)動(dòng)
D．不論μ大小如何，糧袋從A端到B端一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，且加速度a≥gsinθ
答案 A
解析 若傳送帶較短，糧袋在傳送帶上可能一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B端時(shí)的速度小于v；若μ≥tanθ，則糧袋先做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶的速度相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B端時(shí)速度等于v；若μ
26、，則糧袋先做加速度為g(sinθ＋μcosθ)的勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶相同后做加速度為g(sinθ－μcosθ)的勻加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B端時(shí)的速度大于v，A正確；糧袋開(kāi)始時(shí)速度小于傳送帶的速度，相對(duì)傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向是沿傳送帶向上，所以受到沿傳送帶向下的滑動(dòng)摩擦力，大小為μmgcosθ，根據(jù)牛頓第二定律得加速度a＝＝g(sinθ＋μcosθ)，B錯(cuò)誤；若μ≥tanθ，糧袋從A到B可能一直是做勻加速運(yùn)動(dòng)，也可能先勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度與傳送帶的速度相同后，做勻速運(yùn)動(dòng)，C、D均錯(cuò)誤。
5．在汽車(chē)中的懸線(xiàn)上掛一小球，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)汽車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸線(xiàn)將與豎直方向成某一固定角度，如圖所示。若在汽車(chē)底
27、板上還有一個(gè)跟其相對(duì)靜止的物塊，則關(guān)于汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況和物塊的受力情況正確的是( )
A．汽車(chē)一定向右做加速運(yùn)動(dòng)
B．汽車(chē)一定向左做加速運(yùn)動(dòng)
C．物塊除受到重力、底板的支持力作用外，還一定受到向右的摩擦力作用
D．物塊除受到重力、底板的支持力作用外，還可能受到向左的摩擦力作用
答案 C
解析 以小球?yàn)檠芯繉?duì)象受力分析，受重力和繩的拉力，合力水平向右，反映出汽車(chē)加速度向右，所以汽車(chē)可能向右加速，也可能向左減速，故A、B錯(cuò)誤；以物塊為研究對(duì)象，受力分析，受重力、底板的支持力，向右的靜摩擦力，故C正確，D錯(cuò)誤。
6．[2017·鹽城月考]一輛小車(chē)靜止在水平地面上，bc是固定在車(chē)上的
28、一根水平桿，物塊M穿在桿上，M通過(guò)細(xì)線(xiàn)懸吊著小物體m，m在小車(chē)的水平底板上，小車(chē)未動(dòng)時(shí)細(xì)線(xiàn)恰好在豎直方向上。現(xiàn)使小車(chē)如下圖分四次分別以a1、a2、a3、a4的加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)，四種情況下M、m均與車(chē)保持相對(duì)靜止，且圖甲和圖乙中細(xì)線(xiàn)仍處于豎直方向，已知a1∶a2∶a3∶a4＝1∶2∶4∶8，M受到的摩擦力大小依次為f1、f2、f3、f4，則錯(cuò)誤的是 ( )
A．f1∶f2＝1∶2 B．f1∶f2＝2∶3
C．f3∶f4＝1∶2 D．tanα＝2tanθ
答案 B
解析 甲、乙圖中由于M水平方向只受靜摩擦力，由牛頓第二定律知f＝Ma，所以f1∶f2＝a1∶a2＝1∶2
29、，故A正確、B錯(cuò)誤；丙、丁圖中以M、m整體為研究對(duì)象，由牛頓第二定律有：f＝(M＋m)a，所以f3∶f4＝a3∶a4＝1∶2，故C正確；丙、丁圖中以m為研究對(duì)象，由受力分析知受拉力和重力，合力為F合＝mgtanθ，所以a3∶a4＝tanθ∶tanα，故＝＝，即tanα＝2tanθ，D正確。
7．[2017·長(zhǎng)春質(zhì)監(jiān)二]如圖所示，物塊A、B質(zhì)量相等，在恒力F作用下，在水平面上做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若物塊與水平面間接觸面光滑，物塊A的加速度大小為a1，物塊A、B間的相互作用力大小為N1；若物塊與水平面間接觸面粗糙，且物塊A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，物塊B的加速度大小為a2，物塊A、B間的相互作
30、用力大小為N2，則以下判斷正確的是( )
A．a(chǎn)1＝a2 B．a(chǎn)1>a2
C．N1＝N2 D．N1
31、動(dòng)過(guò)程中物塊速率的二次方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．t＝2 s時(shí)物塊速度為零
B．t＝3 s時(shí)物塊回到O點(diǎn)
C．恒力F大小為2 N
D．物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1
答案 ACD
解析 通過(guò)題圖可知，物塊在恒力F作用下先做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，然后反向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1＝＝3 m/s2，物塊做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1＝＝2 s，故A正確；物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2＝＝1 m/s2，反向加速到出發(fā)點(diǎn)的時(shí)間t′＝＝2 s，故B錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得F＋Ff＝ma1，F(xiàn)－
32、Ff＝ma2，聯(lián)立兩式解得F＝2 N，F(xiàn)f＝1 N，則動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝＝0.1，故C、D正確。
9．[2017·武漢調(diào)研]如圖所示，一輛小車(chē)靜止在水平地面上，車(chē)內(nèi)固定著一個(gè)傾角為60°的光滑斜面OA，光滑擋板OB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。現(xiàn)將一重力為G的圓球放在斜面與擋板之間，擋板與水平面的夾角θ＝60°。下列說(shuō)法正確的是( )
A．若保持擋板不動(dòng)，則球?qū)π泵娴膲毫Υ笮镚
B．若擋板從圖示位置沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)60°，則球?qū)π泵娴膲毫χ饾u增大
C．若擋板從圖示位置沿順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)60°，則球?qū)醢宓膲毫χ饾u減小
D．若保持擋板不動(dòng)，使小車(chē)水平向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則球
33、對(duì)擋板的壓力可能為零
答案 AD
解析 由題意知，若保持擋板不動(dòng)，球受到重力、斜面與擋板對(duì)球的彈力，三力之間的夾角為120°，可知三力大小相等，由牛頓第三定律知球?qū)π泵娴膲毫Υ笮∫矠镚，則A正確；若擋板從圖示位置順時(shí)針?lè)较蚓徛D(zhuǎn)動(dòng)60°，球?qū)醢宓膲毫ο戎饾u減小后又增大到原先大小，則B、C錯(cuò)誤；若保持擋板不動(dòng)，使小車(chē)水平向右做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律知，球受到合力方向向右，斜面對(duì)球的彈力將增大，而球?qū)醢宓膲毫赡軠p少到零，則D正確。
10．[2018·河南洛陽(yáng)模擬]如圖甲所示，水平地面上固定一足夠長(zhǎng)的光滑斜面，一輕繩跨過(guò)斜面頂端的光滑輕質(zhì)定滑輪，繩兩端分別連接小物塊A和B，保持A
34、的質(zhì)量不變，改變B的質(zhì)量m，當(dāng)B的質(zhì)量連續(xù)改變時(shí)，得到A的加速度a隨B的質(zhì)量m變化的圖線(xiàn)，如圖乙所示(a1、a2、m0未知)，設(shè)加速度沿斜面向上的方向?yàn)檎较?，空氣阻力不?jì)，重力加速度為g，斜面的傾角為θ，下列說(shuō)法正確的是( )
A．若θ已知，不能求出A的質(zhì)量
B．若θ已知，可求出乙圖中m0的值
C．若θ未知，可求出乙圖中a2的值
D．若θ未知，可求出乙圖中a1的值
答案 AD
解析 據(jù)牛頓第二定律對(duì)B受力分析得：mg－F＝ma①
對(duì)A得：F－mAgsinθ＝mAa②
聯(lián)立①②得a＝③
若θ已知，由③知，不能求出A的質(zhì)量mA，故A正確。當(dāng)a＝0時(shí)，由③式得，m0＝mAs
35、inθ，mA未知，m0不能求出，故B錯(cuò)誤。由③式得，m＝0時(shí)，a2＝－gsinθ，故C錯(cuò)誤。由③式變形得a＝。當(dāng)m→∞時(shí)，a1＝g，故D正確。
二、非選擇題(本題共3小題，共40分)
11．(12分)如圖所示，A、B、C三個(gè)物體以輕質(zhì)細(xì)繩相連，mA＝2 kg，mB＝3 kg，mC＝1 kg，A、C與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.25, g＝10 m/s2，求：
(1)系統(tǒng)的加速度；
(2)繩1和繩2中的張力大小。
答案 (1)3.75 m/s2 (2)6.25 N 18.75 N
解析 (1)對(duì)A、B、C系統(tǒng)由牛頓第二定律得
mBg－μ(mA＋mC)g＝(mA＋mB＋mC)a
36、
解得a＝＝3.75 m/s2。
(2)設(shè)繩1的張力大小為F1，對(duì)C由牛頓第二定律得
F1－μmCg＝mCa
解得F1＝mCa＋μmCg＝6.25 N
設(shè)繩2的張力大小為F2，對(duì)A、C整體由牛頓第二定律得
F2－μ(mA＋mC)g＝(mA＋mC)a
解得F2＝(mA＋mC)a＋μ(mA＋mC)g＝18.75 N。
12．[2018·齊魯名校聯(lián)考](12分)如圖所示，木板與水平地面間的夾角θ可以隨意改變，當(dāng)θ＝37 °時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊恰好能沿著木板勻速下滑，若讓該小木塊從木板的底端以v0＝10 m/s的速度沿木板向上運(yùn)動(dòng)，隨著θ的改變，小木塊沿木板向上滑行的距離將發(fā)生變化，
37、已知sin37 °＝0.6，cos37 °＝0.8，重力加速度為g＝10 m/s2。
(1)小木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
(2)當(dāng)θ角為多大時(shí)，小木塊能沿木板向上滑行的距離最小，并求出此最小值。
答案 (1)0.75 (2)53° 4 m
解析 (1)當(dāng)小木塊向下滑動(dòng)且θ＝37°時(shí)，對(duì)小木塊受力分析mgsinθ＝μFN，F(xiàn)N－mgcosθ＝0，則動(dòng)摩擦因數(shù)為：μ＝tanθ＝tan37°＝0.75。
(2)當(dāng)小木塊向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，小木塊的加速度為a，
則mgsinθ＋μmgcosθ＝ma，
小木塊的位移為x，v＝2ax，則x＝。
令sinα＝；cosα＝
則x＝
當(dāng)α＋θ＝9
38、0°時(shí)，sin(α＋θ)＝1，x有最小值
即當(dāng)θ＝53°時(shí)，xmin＝＝＝4 m。
13．[2017·江西月考](16分)如圖所示，光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M＝2 kg，長(zhǎng)L＝0.84 m的長(zhǎng)木板C，離板左端s＝0.12 m處?kù)o止放置質(zhì)量mA＝1 kg的小物塊A，A與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.4；在板右端靜止放置質(zhì)量mB＝1 kg的小物塊B，B與C間的摩擦忽略不計(jì)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，g＝10 m/s2?，F(xiàn)在木板上加一水平向右的力F，問(wèn)：
(1)當(dāng)F＝9 N時(shí)，小物塊A的加速度為多大？
(2)若F足夠大，則A與B碰撞之前運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間是多少？
(3)若
39、在A(yíng)與B發(fā)生碰撞瞬間兩者速度交換且此時(shí)撤去力F，A最終能滑出C，則F的最大值為多少？
答案 (1)3 m/s2 (2)0.6 s (3)13.3 N
解析 (1)設(shè)M和mA一起向右加速，它們之間靜摩擦力為f
由牛頓第二定律得：F＝(M＋mA)a
得：a＝3 m/s2
f＝mAa＝3 N<μmAg＝4 N，表明加速度的結(jié)果是正確的。
(2)mA在與mB碰之前運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，必須加速度最大，則：
fm＝μmAg＝mAa1，L－s＝a1t
解得：t1＝0.6 s。
(3)在A(yíng)與B發(fā)生碰撞時(shí)，A剛好滑至板的左端，則此種情況推力最大，設(shè)為F1，對(duì)板C，有：
F1－μmAg＝MaC
L＝aCt
解得：F1＝ N≈13.3 N。
15
2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 實(shí)驗(yàn)四 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系學(xué)案
