5、質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，由此引起的誤差就越小。因此，滿足小盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(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)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，且要讓小車拖著紙帶勻速運(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和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(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足小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和
6、砝碼的總質(zhì)量的條件下打出。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。
4．一先一后一按?。焊淖兝托≤囐|(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(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，且應(yīng)在小車到達(dá)定滑輪前按住小車。
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)落在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱地分布在所作直線兩側(cè)。
◆ 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
1．用氣墊導(dǎo)軌和光電門來(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)，一是要求小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和；二是對(duì)小車要進(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，小車能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C．小車拖著穿過(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)在滿足實(shí)驗(yàn)條件下，某同學(xué)得到了如圖b的圖線(M為小車和砝碼的總質(zhì)量)，圖線在縱軸上截距不為零的原因是____________
8、__。
嘗試解答 (1)小車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)小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量之和時(shí)，小車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所受拉力，從而驗(yàn)證小車加速度與合外力的關(guān)系；
(2)平衡摩擦力是使小車所受重力沿木板方向的分力與小車所受摩擦力平衡，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，即使小車質(zhì)量M非常大時(shí)，小車仍有加速度，說(shuō)明小車不受拉力作用時(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圖線如圖甲、乙所示。下列分析正確的是________。
A．甲圖圖線不通過(guò)原點(diǎn)，是因?yàn)闆](méi)有平衡摩擦力
B．甲圖圖線不通過(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．乙圖圖線發(fā)生彎曲，是因?yàn)閺澢糠謱?duì)應(yīng)的小車的質(zhì)量太大
D．乙圖圖線發(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；乙圖中圖線不是一條直線，說(shuō)明不滿足“鉤碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(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，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，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)小車的拉力F等于砝碼和小盤的總重力，小車運(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)，保持砝碼和小盤質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度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
小車質(zhì)量的
倒數(shù)/kg－1
根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映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，保持砝碼和小盤質(zhì)量不變，隨著小車質(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)在一條直線上，只有(1.33,0.48)偏離直線較遠(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)小車的拉力當(dāng)做小車及車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，砝碼盤及盤內(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 ?、谖臁、?.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，為確保小車所受拉力不變，滑輪與小車間的細(xì)繩方向應(yīng)
16、與長(zhǎng)木板平行。(2)①實(shí)驗(yàn)中為確保小車所受拉力近似等于砝碼盤及砝碼總重力，應(yīng)使小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤及砝碼的總質(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，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上砝碼盤。實(shí)驗(yàn)首先保持軌道水平，通過(guò)調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(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、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s。
(1)該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(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，小車通過(guò)光電門1和2的擋光
18、時(shí)間分別為t1、t2(小車通過(guò)光電門2后，砝碼盤才落地)，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)線一端與力傳感器連接，細(xì)線的拉力可以直接測(cè)得，無(wú)需近似等于砝碼盤及砝碼重力，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(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)小車通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1＝，通過(guò)光電門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。現(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)畫出了a-F關(guān)系圖線如圖乙所示，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)的切線的斜率的絕對(duì)值代表速
22、度的大小，故在0～t1階段，曲線上點(diǎn)的切線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，曲線上各點(diǎn)的切線的斜率的絕對(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)線懸掛在天花板上，B與A剛好接觸但不擠壓?，F(xiàn)將細(xì)線突然剪
23、斷，則在剪斷細(xì)線的瞬間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)線前，A、B間無(wú)壓力，則彈簧的彈力F＝mAg＝2 N，在剪斷細(xì)線的瞬間，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．在汽車中的懸線上掛一小球，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)汽車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸線將與豎直方向成某一固定角度，如圖所示。若在汽車底
27、板上還有一個(gè)跟其相對(duì)靜止的物塊，則關(guān)于汽車的運(yùn)動(dòng)情況和物塊的受力情況正確的是( )
A．汽車一定向右做加速運(yùn)動(dòng)
B．汽車一定向左做加速運(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，反映出汽車加速度向右，所以汽車可能向右加速，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]一輛小車靜止在水平地面上，bc是固定在車上的
28、一根水平桿，物塊M穿在桿上，M通過(guò)細(xì)線懸吊著小物體m，m在小車的水平底板上，小車未動(dòng)時(shí)細(xì)線恰好在豎直方向上?，F(xiàn)使小車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均與車保持相對(duì)靜止，且圖甲和圖乙中細(xì)線仍處于豎直方向，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運(yùn)動(dòng)，然后反向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1＝＝3 m/s2，物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1＝＝2 s，故A正確；物體做勻加速直線運(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，一輛小車靜止在水平地面上，車內(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)，使小車水平向右做勻加速直線運(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)，使小車水平向右做勻加速直線運(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，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。
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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
