高中物理必修第一冊同步導(dǎo)學(xué)：第四章 運(yùn)動和力的關(guān)系

第四章運(yùn)動和力的關(guān)系

第1節(jié)牛頓第一定律

課程內(nèi)容要求核心素養(yǎng)提煉

1.物理觀念：知道慣性是物體的固有屬性，

1.了解牛頓第一定律的發(fā)現(xiàn)過程.

知道質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度.

2.能準(zhǔn)確敘述牛頓第一定律的內(nèi)容，并能

2.科學(xué)思維：知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要

對該定律所揭示的運(yùn)動和力的關(guān)系問題有

推理過程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究

較深刻的理解.

的重要方法.

3.了解伽利略關(guān)于運(yùn)動和力的關(guān)系的認(rèn)

3.科學(xué)探究：理解牛頓第一定律的內(nèi)容，能夠

識，了解他的理想實(shí)驗(yàn)和相應(yīng)的推理過程，

運(yùn)用牛頓第一定律解釋有關(guān)現(xiàn)象.

領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)加推理的科學(xué)研究方法.

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過伽利略和亞里士多德

4.能通過實(shí)例說明質(zhì)量是物體慣性大小的

對力和運(yùn)動關(guān)系的不同認(rèn)識，了解人類認(rèn)識

唯一量度.

事物現(xiàn)象本質(zhì)的曲折性.

教材知識：］自主閱讀教材梳理概念規(guī)律

一、理想實(shí)驗(yàn)的魅力

i.亞里士多德觀點(diǎn)：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動；沒有力的作用，物體就要

靜止在某個地方.

2.伽利略的理想實(shí)驗(yàn)

(1)斜面實(shí)驗(yàn)：讓靜止的小球從第一個斜面滾下，沖上第二個斜面，如果沒有摩擦，小球

將上升到原來釋放時(shí)的高度.減小第二個斜面的傾角，小球滾動的距離增大,但所達(dá)到的高

度相同.當(dāng)?shù)诙€斜面最終變?yōu)樗矫鏁r(shí),小球?qū)⒂肋h(yuǎn)運(yùn)動下去.

(2)推理結(jié)論：力不是(填“是”或“不是”)維持物體運(yùn)動的原因.

3.笛卡爾的觀點(diǎn)：如果運(yùn)動中的物體沒有受到力的作用，它將繼續(xù)以同一速度沿同一直

線運(yùn)動，既不會停下來,也不會偏離原來的方向.

［思考］

我們發(fā)現(xiàn)生活中如下圖所示的現(xiàn)象似乎有一個共同特征：物體受力時(shí)才能運(yùn)動；如果不

受力，物體不會運(yùn)動或停止運(yùn)動.如何解釋這些現(xiàn)象呢？

提示這些物體運(yùn)動起來時(shí)都要受到阻力作用，只有額外施加力，物體才可以運(yùn)動.

二、牛頓第一定律

1.牛頓第一定律

內(nèi)容：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),除非作用在它上面的力迫使它改

變這種狀態(tài).

2.慣性：物體具有保持原來勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫作慣性.牛頓第一定

律也叫作慣性定律.

三、慣性與質(zhì)量

1.描述物體慣性的物理量是質(zhì)量，它是物體慣性大小的唯一量度.

2.質(zhì)量是扭填“標(biāo)"或“矢”)量，在國際單位制中，質(zhì)量的單位是千克,符號為3

I思考I

一個在足球場上滾動的足球最終會靜止下來，沒有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài).這與牛頓第

一定律是否矛盾？為什么？

提示這與牛頓第一定律不矛盾.牛頓第一定律指出物體不受外力時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻

速直線運(yùn)動狀態(tài)，即物體的運(yùn)動狀態(tài)不改變.足球最終會靜止下來，是因?yàn)槭艿搅四Σ亮Φ?/p>

作用，摩擦力改變足球的運(yùn)動狀態(tài).

總結(jié)核心知識提煉方法技巧不

............................................―

探究點(diǎn)一伽利略科學(xué)方法的意義

情景導(dǎo)入

伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)如圖，小球沿斜面由靜止?jié)L下，再滾上另一斜面.

(1)實(shí)際中小球滾上另一斜面的最大高度等于h嗎？

(2)設(shè)想斜面是光滑的，小球滾上另一斜面的最大高度等于h嗎？

(3)設(shè)想斜面是光滑的，若減小第二個斜面的傾角，則小球還能滾到另一斜面高人處嗎？

與未減小第二個斜面傾角相比，小球滾到另一斜面高h(yuǎn)處通過的距離如何變化？

(4)設(shè)想第二個斜面變成水平面，這時(shí)小球試圖滾上另一斜面的相同高度，但永遠(yuǎn)達(dá)不

到.這時(shí)小球會停下來嗎？

提示⑴小于力.

(2)等于等

(3)能,通過的距離變大.

(4)不會停下來.

一N歸納拓展法L

1.伽利略用“實(shí)驗(yàn)+科學(xué)推理”的方法推翻了亞里士多德的觀點(diǎn).伽利略的理想斜面實(shí)

驗(yàn)雖然實(shí)際上無法實(shí)現(xiàn)，但這個實(shí)驗(yàn)反映了一種物理思想，把實(shí)際中存在的摩擦力去掉，在

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)一步推理，抓住事物的本質(zhì)，從而得出運(yùn)動和力的關(guān)系.

2.第一次確立了物理實(shí)驗(yàn)在物理研究中的基礎(chǔ)地位.

3.揭示了力不是維持物體運(yùn)動的原因.

典題訓(xùn)練

所理想實(shí)驗(yàn)有時(shí)能更深刻地反映自然規(guī)律.伽利略設(shè)想了一個理想實(shí)驗(yàn)，如圖所

示.下面是該實(shí)驗(yàn)的步驟：

弋----(”一少一一；

①減小第二個斜面的傾角，小球在這個斜面上仍然要達(dá)到原來的高度.

②圖為兩個對接的斜面，讓靜止的小球沿一個斜面滾下，小球?qū)L上另一個斜面.

③如果沒有摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉磲尫艜r(shí)的高度.

④繼續(xù)減小第二個斜面的傾角，最后使它成為水平面，小球?qū)⒀厮矫孀龀掷m(xù)的勻速運(yùn)

動.

(1)請將上述理想實(shí)驗(yàn)的設(shè)想步驟按照正確的順序排列(填寫序號即可).

(2)在上述的設(shè)想實(shí)驗(yàn)步驟中，有的屬于可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，有的則是理想化的推理，請問

步驟②屬于.

解析理想實(shí)驗(yàn)的思想方法，即在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過合理推理，獲取結(jié)論.針對

題目所述的實(shí)驗(yàn)步驟，正確的排列順序是②③①④，步驟②屬于可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí).

答案(1)②③①④(2)可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)

［訓(xùn)練1］伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)證明了()

A.要物體運(yùn)動必須有力作用，沒有力作用的物體將靜止

B.要物體靜止必須有力作用，沒有力作用的物體就運(yùn)動

C.物體不受外力作用時(shí)，一定處于靜止?fàn)顟B(tài)

D.力不是維持物體運(yùn)動的原因

D［伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)證明了：如果物體不受外力作用，運(yùn)動的物體將繼續(xù)以同一速度

沿著同一直線運(yùn)動下去，D正確.］

探究點(diǎn)二對牛頓第一定律的理解

N歸納拓展ff

1.提出了慣性概念

定律的前半部分內(nèi)容“一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”，揭示了所有物

體普遍具有的一種屬性——慣性，即物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，是本質(zhì)屬性，

不需要條件.一切物體在任何情況下都具有保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).因此,

牛頓第一定律又叫作慣性定律.

2.明確了力的作用效果

定律的后半部分內(nèi)容“除非有外力迫使它改變這種狀態(tài)”，說明了力可以改變物體的運(yùn)

動狀態(tài).

3.揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系

牛頓第一定律指出物體不受外力時(shí)的運(yùn)動規(guī)律，定律描述的只是一種理想狀態(tài)，而實(shí)際

中物體不受外力的作用的情況是不存在的，當(dāng)物體所受到的合外力為零時(shí)，其效果跟不受外

力的作用效果相同.力與運(yùn)動的關(guān)系：運(yùn)動不需要力維持，但運(yùn)動狀態(tài)的改變離不開力的作

用.

一N典題訓(xùn)練;/一

［W21（多選）關(guān)于牛頓第一定律，下列說法正確的是（）

A.牛頓第一定律反映了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律

B.不受外力作用時(shí)，物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變

C.在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于沒有外力維持木塊運(yùn)動的結(jié)果

D.飛跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒，這是因?yàn)樗艿酵饬ψ饔闷仁顾淖冊瓉淼倪\(yùn)動

狀態(tài)

ABD［牛頓第一定律描述了物體不受外力作用時(shí)的狀態(tài)，即總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或

靜止?fàn)顟B(tài)不變，A、B正確；牛頓第一定律還揭示了力和運(yùn)動的關(guān)系，力是改變物體運(yùn)動狀

態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，在水平地面上滑動的木塊最終停下來，是由于

摩擦力的作用而改變了木塊的運(yùn)動狀態(tài)，飛跑的運(yùn)動員遇到障礙而被絆倒，是因?yàn)樗艿酵?/p>

力作用而改變了運(yùn)動狀態(tài)，C錯誤，D正確.］

［訓(xùn)練2］（多選）關(guān)于牛頓第一定律有下列說法，其中正確的是（）

A.牛頓第一定律可用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證

B.牛頓第一定律說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因

C.慣性定律與慣性的實(shí)質(zhì)是相同的

D.物體的運(yùn)動不需要力來維持

BD［牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，故不能用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，選項(xiàng)A錯誤；牛頓第一定律

說明力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，選項(xiàng)B正確；慣性定律是物體遵循的規(guī)律，而慣性是物

體的性質(zhì)，其實(shí)質(zhì)是不相同的，選項(xiàng)C錯誤；物體的運(yùn)動不需要力來維持，選項(xiàng)D正確.］

［訓(xùn)練3］根據(jù)牛頓第一定律，下列說法正確的是()

A.靜止或做勻速直線運(yùn)動的物體，一定不受任何外力作用

B.要改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，必須有外力作用

C.若物體運(yùn)動，則它一定受到力的作用

D.外力停止作用后，運(yùn)動物體由于慣性會很快停下來

B［處于靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的物體，受到的合力為零或不受外力的作用，A錯誤;

由牛頓第一定律可知，力不是維持物體運(yùn)動的原因，力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，故B正

確；物體的運(yùn)動不需要力來維持，C錯誤；由牛頓第一定律可知，外力停止作用后，物體由

于慣性會保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，故D錯誤.］

探究點(diǎn)三對慣性的理解

情景導(dǎo)入

(1)如圖甲所示，公交車突然快速啟動時(shí)，車上站著的乘客身體為什么會向后傾？

(2)如圖乙所示，公交車正在運(yùn)行時(shí)突然急剎車，車內(nèi)乘客身體為什么會向前傾？

提示(1)當(dāng)公交車由靜止突然快速啟動時(shí)，乘客的下半部分受到車的摩擦作用也隨車運(yùn)

動，而上半部分由于要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，故向后傾倒.

(2)乘客隨車一起運(yùn)動，當(dāng)急剎車時(shí)，車停止運(yùn)動，乘客的下半部分受到車的摩擦作用也

隨車停止運(yùn)動，而上半部分由于要保持原來的運(yùn)動狀態(tài)，故向前傾倒.

一N歸納拓展必L

I.對慣性的理解

(1)慣性是物體保持原來運(yùn)動狀態(tài)的一種性質(zhì)，是物體維持運(yùn)動狀態(tài)的原因.

(2)一切物體都具有慣性，慣性是物體的固有屬性.

2.慣性的表現(xiàn)形式

(1)物體不受力時(shí)，慣性表現(xiàn)為保持原來的運(yùn)動狀態(tài).

(2)物體受力且合力不為零時(shí)，物體仍然具有慣性，此時(shí)慣性表現(xiàn)為物體運(yùn)動狀態(tài)改變的

難易程度，慣性越大，物體運(yùn)動狀態(tài)越難改變.

3.幾個關(guān)系

(1)慣性與質(zhì)量的關(guān)系：質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度，質(zhì)量越大，慣性越大.

（2）慣性與力的關(guān)系：慣性不是力，而是物體本身固有的一種性質(zhì)，慣性大小與物體的受

力情況無關(guān).

（3）慣性與速度：一切物體都有慣性，慣性大小與物體是否有速度及速度的大小無關(guān).

典題訓(xùn)練廣

麗如圖所示，在一輛表面光滑且足夠長的小車上，有質(zhì)量為孫和祖2的兩個小球

（機(jī)回“2），兩個小球隨車一起運(yùn)動，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時(shí)，若不考慮其他阻力，則兩個小球

（）

A.一定相碰B.一定不相碰

C.不一定相碰D.無法確定是否相碰

I思路點(diǎn)撥I①小車表面光滑且不考慮其他阻力，說明小球在水平方向上不受力的作

用.②兩小球隨車一起運(yùn)動，說明兩小球的速度相同.

B［小車表面光滑，因此兩小球在水平方向上沒有受到外力的作用.原來兩個小球與小

車具有相同的速度，當(dāng)車突然停止運(yùn)動時(shí)，由于慣性，兩個小球以相同的速度做勻速直線運(yùn)

動，所以不會相碰.J

［變式I在［例3］中，將“車突然停止運(yùn)動”改為“車突然加速運(yùn)動”時(shí)，兩小球是否相

碰，兩小球相對小車如何運(yùn)動？

答案不會相碰，兩小球相對小車向左運(yùn)動.

［訓(xùn)練4］（多選）關(guān)于慣性，下列說法正確的是（）

A.慣性是物體固有的屬性，慣性越大的物體，它的運(yùn)動狀態(tài)越難改變

B.同一物體運(yùn)動時(shí)的慣性大于靜止時(shí)的慣性

C.“嫦娥四號”探測器在地球上的慣性與它繞月球飛行時(shí)的慣性相同（燃料消耗忽略不

計(jì)）

D.各種機(jī)床和發(fā)電機(jī)的底座做得很笨重，并用螺絲固定在地面上，目的是增大慣性

ACD［慣性是物體固有的屬性，慣性越大的物體，保持原來運(yùn)動狀態(tài)的能力越強(qiáng)，即

它的運(yùn)動狀態(tài)越難改變，A正確；質(zhì)量是慣性大小的唯一量度，慣性大小與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，

B錯誤；“嫦娥四號”探測器在地球上的質(zhì)量與它繞月球飛行時(shí)的質(zhì)量相同，慣性相同，C

正確；質(zhì)量大的物體慣性大，各種機(jī)床和發(fā)電機(jī)的底座做得很笨重，目的是增大慣性，D正

確.］

［訓(xùn)練5］如圖所示，冰壺在冰面上運(yùn)動時(shí)受到的阻力很小，可以在較長時(shí)間內(nèi)保持運(yùn)動

速度的大小和方向不變，我們可以說冰壺有較強(qiáng)的抵抗運(yùn)動狀態(tài)變化的“本領(lǐng)”.這里所指

的“本領(lǐng)”是冰壺的慣性，則慣性的大小取決于（）

A.冰壺的速度B.冰壺的質(zhì)量

C.冰壺受到的推力D.冰壺受到的阻力

B［一個物體慣性的大小與其運(yùn)動狀態(tài)、受力情況是沒有任何關(guān)系的，物體慣性大小的

唯一量度是質(zhì)量，故B正確.1

自測學(xué)習(xí)效果檢測基本學(xué)情⑤

1.（慣性、理想實(shí)臉）關(guān)于慣性和理想實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）

A.靜止的物體可能沒有慣性

B.速度越大的物體慣性越大

C.同一物體在地球上和月球上的慣性不同

D.伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ)并把實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理和諧地結(jié)合在一起

D［慣性是物體的固有屬性，任何物體都具有慣性，與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，故A錯誤；質(zhì)量

是慣性大小的唯一量度，與速度、位置等因素?zé)o關(guān)，故B、C錯誤；伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)以可

靠的事實(shí)為基礎(chǔ)，并把實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理和諧地結(jié)合在一起，故D正確.］

2.（對牛頓第一定律的理解）下列關(guān)于牛頓第一定律的說法正確的是（）

A.牛頓第一定律是實(shí)驗(yàn)定律

B.牛頓第一定律是科學(xué)家憑空想象出來的，沒有實(shí)驗(yàn)依據(jù)

C.牛頓第一定律提出了當(dāng)物體受到的合外力為零時(shí)，物體將處于靜止?fàn)顟B(tài)

D.牛頓第一定律既提出了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動規(guī)律，又提出了力是改變物體運(yùn)

動狀態(tài)的原因

D［牛頓第一定律不是實(shí)驗(yàn)定律，A錯誤；牛頓第一定律是建立在日常經(jīng)驗(yàn)、科學(xué)猜想、

實(shí)驗(yàn)和推理相結(jié)合的基礎(chǔ)上的，B錯誤；牛頓第一定律提出了當(dāng)物體不受外力作用時(shí)，物體

將處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，C錯誤；牛頓第一定律既提出了物體不受外力作用時(shí)

的運(yùn)動規(guī)律，又提出了力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，D正確.］

3.（對牛頓第一定律的理解）亞里士多德認(rèn)為：有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動，力是

維持物體運(yùn)動的原因.伽利略為反駁亞里士多德的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)：小球從左側(cè)

斜面上的。點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面向下運(yùn)動，進(jìn)入右側(cè)水平面向前運(yùn)動.水平面上先后鋪墊

三種粗糙程度逐漸減小的材料時(shí)，小球沿水平面運(yùn)動的最遠(yuǎn)位置依次為1、2、3.根據(jù)三次實(shí)

驗(yàn)結(jié)果的對比，可得到的最直接的結(jié)論是（）

I23

令〃/〃〃〃〃/〃/〃歷/〃/〃〃?〃〃/?〃

A.如果小球不受力，它將一直運(yùn)動下去

B.如果小球受到力的作用，它的運(yùn)動狀態(tài)將發(fā)生改變

C.力是使物體產(chǎn)生加速度的原因

D.小球質(zhì)量一定時(shí)，受到的力越大，它的加速度越大

A［水平面上先后鋪墊三種粗糙程度逐漸減小的材料時(shí)，小球沿水平面滑動到的最遠(yuǎn)位

置依次為1、2,3.可知摩擦力越小，則小球滾得越遠(yuǎn)，由此可直接得出的結(jié)論是如果水平面

光滑，小球受到的合外力為0,則小球?qū)⒀刂矫嬉恢边\(yùn)動下去，A正確；該實(shí)驗(yàn)直接得

出的是小球不受力時(shí)的結(jié)論，不能直接得出受力時(shí)的結(jié)論，B,C、D錯誤.］

4.（對慣性的理解）如圖所示，將一塊小瓦片在手上呈水平放置后，用力使它水平飛出，

瓦片擦水面飛行，不斷地在水面上向前彈跳，直至下沉.下列判斷正確的是（）

A.瓦片飛出時(shí)的初速度越大，它的慣性一定越大

B.瓦片飛行時(shí)所用時(shí)間越長，它的慣性一定越大

C.瓦片飛出去的距離越長，它的慣性一定越大

D.瓦片的質(zhì)量越大，它的慣性一定越大

D［慣性是物體本身具有的一種性質(zhì)，慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以瓦片的質(zhì)

量越大，它的慣性一定越大，慣性與初速度、飛行時(shí)間、飛行距離等因素?zé)o關(guān)，A、B、C錯

誤，D正確.］

課時(shí)作業(yè)（16）牛頓第一定律

A酸雙基鞏固練

1.在物理學(xué)史上，正確認(rèn)識運(yùn)動與力的關(guān)系并且推翻“力是維持運(yùn)動的原因”的物理學(xué)

家和建立慣性定律的物理學(xué)家分別是（）

A.亞里士多德、伽利略

B.亞里士多德、牛頓

C.伽利略、牛頓

D.伽利略、愛因斯坦

C［在物理學(xué)史上，正確認(rèn)識運(yùn)動與力的關(guān)系并且推翻“力是維持運(yùn)動的原因”的物理

學(xué)家和建立慣性定律的物理學(xué)家分別是伽利略和牛頓，故C正確.]

2.（多選）在向右行駛的汽車車廂的天花板上懸掛有一個小球A,在4的正下方地板上有

一點(diǎn)B,如圖所示.下列說法正確的是（）

A.若汽車勻速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在8點(diǎn)上

B.若汽車勻速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在8點(diǎn)的左側(cè)

C.若汽車加速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球4將落在8點(diǎn)的左側(cè)

D.若汽車加速行駛的過程中細(xì)線突然斷裂，小球A將落在8點(diǎn)的右側(cè)

AC[汽車勻速行駛，繩子斷裂后，小球A由于慣性在水平方向繼續(xù)向前運(yùn)動，水平速

度和汽車的速度相同，故小球A應(yīng)落在其正下方的B點(diǎn)，A正確，B錯誤；若汽車加速行駛,

繩子斷裂后，水平方向上小球繼續(xù)保持原來的速度勻速運(yùn)動，汽車加速行駛，其速度大于小

球的速度，故球A將落在B點(diǎn)的左側(cè)，C正確，D錯誤.]

3.一列以速度。勻速行駛的列車內(nèi)有一水平桌面，桌面上的A處有一小球.若車廂內(nèi)

的旅客突然發(fā)現(xiàn)小球沿如圖所示的曲線從4點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，則由此可以判斷列車的運(yùn)行情況

是（）

A.減速行駛，向北轉(zhuǎn)彎B.減速行駛，向南轉(zhuǎn)彎

C.加速行駛，向南轉(zhuǎn)彎D.加速行駛，向北轉(zhuǎn)彎

B[列車以速度。向西勻速運(yùn)動，車廂內(nèi)的旅客突然發(fā)現(xiàn)小球沿圖中的虛線從A點(diǎn)運(yùn)動

到8點(diǎn)，可知列車和桌子的速度減小，小球要保持以前的速度繼續(xù)運(yùn)行，所以會向西運(yùn)動，

小球還相對桌子向北運(yùn)動，是因?yàn)樽雷痈熊囅蚰瞎諒?，而小球要保持以前的速度做勻?/p>

直線運(yùn)動，B正確.]

4.（多選）如圖所示，小車上豎直放置一個木塊，讓木塊隨小車沿著桌面向右運(yùn)動，當(dāng)小

車被擋板制動時(shí)，車上的木塊向右傾倒.下列分析正確的是（）

A.木塊上部有慣性，下部沒有慣性

B.木塊傾倒是因?yàn)槟緣K有慣性

C.小車碰到擋板時(shí)，木塊上部受到了慣性力的作用而向前運(yùn)動

D.木塊底部受到摩擦力很快停止運(yùn)動，上部沒有受摩擦力由于慣性要繼續(xù)運(yùn)動

BD[慣性是物體的固有屬性，慣性的大小與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，木塊的上部與下部

都有慣性，A錯誤；當(dāng)小車被制動后，木塊底部受到摩擦力很快停止運(yùn)動，上部沒有受摩擦

力由于慣性要繼續(xù)運(yùn)動，最后木塊傾倒，B,D正確；小車碰到擋板時(shí)，木塊上部由于慣性

繼續(xù)前行才傾倒，不能說受到了慣性力的作用而向前運(yùn)動，C錯誤.]

5.如圖所示是一種汽車安全帶控制裝置示意圖.當(dāng)汽車處于靜止或勻速直線運(yùn)動時(shí)，剎

車擺錘豎直懸掛，鎖棒水平，棘輪可以自由轉(zhuǎn)動，安全帶能被拉動.當(dāng)汽車突然剎車時(shí)，擺

錘由于慣性繞軸擺動，使得鎖棒鎖定棘輪的轉(zhuǎn)動，安全帶不能被拉動.若擺錘從圖中實(shí)線位

置擺到虛線位置，汽車的運(yùn)動方向和運(yùn)動狀態(tài)可能是（）

擺錘

A.向右行駛、勻速直線運(yùn)動B.向左行駛、勻速直線運(yùn)動

C.向右行駛、突然剎車D.向左行駛、突然剎車

C[若汽車做勻速直線運(yùn)動，則擺錘不會從實(shí)線位置擺到虛線位置，故選項(xiàng)A、B均錯

誤；由圖可知擺錘向右擺動，根據(jù)慣性知識可推知，汽車可能向左加速或向右減速，故選項(xiàng)

C正確，選項(xiàng)D錯誤.]

6.就一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，某同學(xué)從慣性角度加以解釋，其中正確的是（）

A.采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，某些賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)，這表

明質(zhì)量小的物體可以獲得大慣性

B,射出槍膛的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿不透，這表明它的慣性變

小了

C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，這會改變它的慣性

D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手要控制適當(dāng)?shù)乃俣群徒嵌纫簿褪钦{(diào)控人和車的慣性

C[采用了大功率的發(fā)動機(jī)后，賽車的速度甚至能超過某些老式螺旋槳飛機(jī)的速度，不

是因?yàn)槭剐≠|(zhì)量的物體獲得大慣性，是因?yàn)楣β试龃?，故A錯誤；射出槍膛的子彈在運(yùn)動一

段距離后連一件棉衣也穿不透，是由于速度減小了，不是由于慣性減小，子彈的慣性沒有變

化，故B錯誤；貨車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車廂，質(zhì)量改變了，會改

變它的慣性，故C正確；摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手和車的質(zhì)量不變，故人和車的慣性并沒有改變，

故D錯誤.]

7.如圖為蜻蜓、火箭的運(yùn)動示意圖.

甲乙

圖甲：以8m/s的速度飛行的蜻蜓能在0.7s內(nèi)停下來.

圖乙：火箭發(fā)射10s內(nèi)速度由0增加到100m/s.

根據(jù)運(yùn)動示意圖和數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，下列說法正確的是（）

A.因?yàn)榛鸺俣缺闰唑汛?，所以火箭比蜻蜓的速度變化?/p>

B.火箭和蜻蜓的加速度方向都與速度方向相同

C.火箭在點(diǎn)火發(fā)射那一刻，速度為0,而加速度不為0

D.因?yàn)榛鸺乃俣雀?，所以火箭比蜻蜓的慣性大

C［速度變化的快慢與速度的大小無關(guān).而且速度為狀態(tài)量，火箭的速度是變化的，蜻

蜓的速度也是變化的，沒有說明具體的時(shí)刻，不能比較速度大小；蜻蜓在0.7s內(nèi)速度的變化

量為8m/s,速度變化率為11.4m/s?,火箭在10s內(nèi)速度由0增加到100m/s,速度變化量為

100m/s,速度變化率為10m/s2,蜻蜓比火箭的速度變化快，故A錯誤；火箭做加速運(yùn)動，

加速度的方向與速度的方向相同；蜻蜓做減速運(yùn)動，加速度的方向與速度的方向相反，故B

錯誤；火箭在點(diǎn)火發(fā)射那一刻，速度為0,而加速度不為0,故C正確；慣性的大小是由質(zhì)

量決定的，與物體的速度無關(guān)，故D錯誤.］

8.一天下著傾盆大雨，某人乘坐列車時(shí)發(fā)現(xiàn)，車廂的雙層玻璃窗內(nèi)積水了.列車進(jìn)站過

程中（箭頭表示列車進(jìn)站的方向），他發(fā)現(xiàn)水面的形狀如選項(xiàng)圖中的（）

*WW

ABCD

C［列車進(jìn)站速度減小，由于慣性水相對窗向前運(yùn)動.］

??綜合提升練

9.（多選）如圖所示，一重球系于細(xì)繩。C下端，重球下再系一根同樣的繩8A,下列說

法正確的是（）

D

X

A.在繩的A端緩慢增加拉力，結(jié)果CO繩先斷

B.在繩的A端緩慢增加拉力，結(jié)果A8繩先斷

C.在繩的A端突然用很大的力猛一拉，結(jié)果AB繩先斷

D.在繩的A端突然用很大的力猛一拉，結(jié)果C。繩先斷

AC［重球受力如圖所示，在繩的A端緩慢增加拉力，可以認(rèn)為重球始終處于平衡狀態(tài)，

即FT2=FTI+優(yōu)g,隨著FTI增大，F(xiàn)T2也增大，且Fn總是大于FTI,所以C￡）繩先被拉斷，A

正確，B錯誤；若在A端猛拉，由于重球質(zhì)量很大，力FTI很大，但作用時(shí)間極短，由于慣

性，重球仍要保持靜止?fàn)顟B(tài)，在極短時(shí)間內(nèi)，這種靜止?fàn)顟B(tài)沒來得及改變，以致CC繩所受

的拉力幾乎不變，AB繩所受的拉力已達(dá)到極限程度，故AB繩先斷，C正確，D錯誤.]

10.某同學(xué)為了取出如圖所示羽毛球筒中的羽毛球，一只手拿著球筒的中部，另一只手

用力擊打羽毛球筒的上端，貝4（）

A.此同學(xué)無法取出羽毛球

B.該同學(xué)是在利用羽毛球的慣性

C.羽毛球筒向下運(yùn)動過程中，羽毛球受到向上的摩擦力才會從上端出來

D.羽毛球會從筒的下端出來

B[一只手拿著球筒的中部，另一只手用力擊打羽毛球筒的上端，羽毛球筒在力的作用

下向下運(yùn)動，而羽毛球由于慣性保持靜止，所以羽毛球最終會從筒的上端出來，這是利用了

羽毛球的慣性，B正確.]

11.如圖所示，一個劈形物體A,各面均光滑，放在固定的斜面上，A的上表面水平，

在A的上表面上放一光滑的小球B,劈形物體A從靜止開始釋放，則小球B在碰到斜面前的

運(yùn)動軌跡是（）

A.沿斜面向下的直線B.豎直向下的直線

C.無規(guī)則曲線D.拋物線

B[小球原來靜止時(shí)受重力和支持力作用，其合力為零.當(dāng)劈形物體A由靜止釋放，A

應(yīng)沿斜面下滑，故小球B也將運(yùn)動，運(yùn)動狀態(tài)就要發(fā)生改變，但由于慣性，小球原來速度為

零，而小球又光滑，除豎直方向可以有力外，其他方向上不受力，因?yàn)榱κ鞘刮矬w運(yùn)動狀態(tài)

改變的原因，故小球8只能在豎直方向上運(yùn)動，在碰到斜面之前，運(yùn)動軌跡應(yīng)為一條豎直向

下的直線.]

12.（多選）在靜止的列車上，有兩個注滿水的容器，容器中分別用細(xì)線系著鐵球和乒乓

球，在列車啟動的過程中（圖中箭頭表示啟動方向），小球所處狀態(tài)表示正確的是（）

BD[因?yàn)榱熊囉伸o止向右運(yùn)動，所以鐵球、乒乓球和水都有向右運(yùn)動的趨勢.與同體

積的“水球”相比，鐵球質(zhì)量大、慣性大，鐵球的運(yùn)動狀態(tài)難改變，即速度增加慢，而同體

積的“水球”的運(yùn)動狀態(tài)容易改變，即速度增加快，因?yàn)樗腿萜饕黄疬\(yùn)動，所以列車啟動

時(shí)，鐵球相對于容器向左運(yùn)動.同理，由于乒乓球與同體積的''水球"相比，質(zhì)量小，慣性

小，乒乓球相對于容器向右運(yùn)動.故B、D正確.]

13.如圖所示，在瓶內(nèi)裝滿水，將乒乓球用細(xì)線拴住并按入水中，線的另一端固定在瓶

蓋上.蓋上瓶蓋并將瓶子翻轉(zhuǎn)，乒乓球?qū)⒏≡谒?用手托著瓶子水平向右做加速直線運(yùn)動,

乒乓球在瓶中的位置會如何變化？請解釋說明.

解析乒乓球在瓶中的位置會向右移動.因?yàn)橥w積水的質(zhì)量大于乒乓球的質(zhì)量，所以

同體積水的慣性大于乒乓球的慣性.當(dāng)用手托著瓶子水平向右做加速直線運(yùn)動時(shí)，水和乒乓

球都要保持前一時(shí)刻的運(yùn)動狀態(tài)而相對瓶子向左移動，因?yàn)樗膽T性大，比乒乓球更難改變

它的運(yùn)動狀態(tài)，所以瓶子的水留在了左側(cè)，乒乓球相對于水向右移動了.

答案見解析

第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：探究加速度與力、質(zhì)■的關(guān)系

國蓬到柒梳理自主閱讀教材梳逑概拿規(guī)律,

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

（1）經(jīng)歷探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的設(shè)計(jì)過程，能夠依據(jù)要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，學(xué)會選

擇合理的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn).

（2）經(jīng)歷用圖像處理數(shù)據(jù)的過程，從圖像中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，培養(yǎng)收集信息、獲取證據(jù)的能

力.

（3）經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)操作和測量的過程，知道如何平衡摩擦力、減小系統(tǒng)誤差等操作方法，體會

探究過程的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性.

二、實(shí)驗(yàn)思路

用圖所示的裝置可以完成這個探究實(shí)驗(yàn).將小車置于水平木板上，通過滑輪與槽碼相

連.小車可以在槽碼的牽引下運(yùn)動.

1IIII

槽碼牽引小車運(yùn)動

1.探究方法——控制變量法

(1)控制小車的質(zhì)量M不變，討論加速度a與力F的關(guān)系.

(2)控制槽碼和小盤的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車的質(zhì)量M,討論加速度。與M

的關(guān)系.

2.要測量的物理量

(1)小車與其上槽碼的總質(zhì)量M—用天平測出.

(2)小車受的合力F——用天平測出小盤和盤內(nèi)槽碼的總質(zhì)量加，由F=mg算出.

(3)小車的加速度a——通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶測算出.

3.測量加速度的方案

(1)應(yīng)用紙帶測加速度

在運(yùn)動物體上安裝一條連接打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，根據(jù)紙帶上打出的點(diǎn)來測量加速度.利

用“在勻變速直線運(yùn)動中，連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移之差'=“升”求出加速度.

(2)應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動規(guī)律求加速度

如果物體做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，那么可以用刻度尺測量位移，用秒表測量時(shí)

間，由。=芾算出加速度.

(3)應(yīng)用加速度與位移成正比測量加速度的比值

測出兩個初速度為零的勻加速運(yùn)動在相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移為M、X2,由書可知位移

之比就是加速度之比，即崇=%.

三、實(shí)驗(yàn)器材

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、小車、一端附有定滑輪的長木板、小盤、祛碼、夾子、細(xì)

繩、低壓交流電源、導(dǎo)線、天平(帶有一套祛碼)、刻度尺.

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.用天平測出小車和重物的質(zhì)量分別為Mo、/no.并把數(shù)值記錄下來.

2.按圖將實(shí)驗(yàn)器材安裝好(小車上不系繩).

4^1[--------1IX

小號打表計(jì)時(shí)器

重合祠瓢髭、

實(shí)驗(yàn)臺

物木板/

3.平衡摩擦力，在木板無滑輪的一端下面墊一薄木板，反復(fù)移動其位置，直到不掛重物

的小車在斜面上做勻速直線運(yùn)動為止（紙帶上相鄰點(diǎn)間距相等）.

4.將重物通過細(xì)繩系在小車上，接通電源放開小車，用紙帶記錄小車的運(yùn)動情況；取下

紙帶并在紙帶上標(biāo)上號碼及此時(shí)所掛重物的重力mog.

5.保持小車的質(zhì)量不變，改變所掛重物的重力，重復(fù)步驟4,多做幾次實(shí)驗(yàn)，每次小車

從同一位置釋放，把同一小車在不同拉力作用下及相應(yīng)的加速度填入表格1.

7.繼續(xù)在小車上加放祛碼，重復(fù)步驟6,多做幾次實(shí)驗(yàn)，在每次得到的紙帶上標(biāo)上號碼.

8.計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)所得紙帶的加速度及小車與祛碼的總質(zhì)量，并填入表格2.

表格2小車受到的外力一定

小車與祛碼總質(zhì)

實(shí)驗(yàn)次數(shù)加速度t7/(m-s-2)小車與硅碼總質(zhì)量M/kg

量的倒數(shù)方kg-l

1

2

3

4

5

五、數(shù)據(jù)處理

1.計(jì)算法

測得加速度或加速度之比（等于位移之比）后，通過計(jì)算看看是否滿足端=條系=器

2.圖像法

（1）分析加速度和力的關(guān)系

依據(jù)表格1.以加速度a為縱坐標(biāo)，以外力F為橫坐標(biāo)，作出a—F關(guān)系圖像，如圖所示,

由此得出結(jié)論.

(2)分析加速度和質(zhì)量的關(guān)系

依據(jù)表格2,以加速度a為縱坐標(biāo)，以小車及祛碼的總質(zhì)量M或吉為橫坐標(biāo)作出a-M

或。一古關(guān)系圖像，如圖所示，由圖像可以得出結(jié)論.

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的加速度與作用在物體上的合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比.

六、誤差分析

產(chǎn)生原因減小方法

質(zhì)量測量不準(zhǔn)、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測

多次測量求平均值

量不準(zhǔn)

①準(zhǔn)確平衡摩擦力

偶然誤差小車所受拉力測量不準(zhǔn)

②使細(xì)繩和紙帶平行于木板

使盡可能多的點(diǎn)落在直線上或均勻分布在

作圖不準(zhǔn)

直線兩側(cè)，偏離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去

小盤及重物的總重力代替小

系統(tǒng)誤差使小盤和重物的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

車所受的拉力

七、注意事項(xiàng)

I.平衡摩擦力時(shí)不要掛重物，整個實(shí)驗(yàn)平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和重物的

質(zhì)量還是改變小車及祛碼的質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力.

2.實(shí)驗(yàn)中必須滿足小車和祛碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小盤和重物的總質(zhì)量.只有如此，重物和

小盤的總重力才可視為與小車受到的拉力相等.

3.小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器且先接通電源再釋放.

4.作圖像時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對稱分布在所

作直線兩側(cè).離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去不予考慮.

總結(jié)知識要點(diǎn)提煉方法技巧(

要點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作

所用如圖所示的裝置研究在作用力F一定時(shí)，小車的加速度。與小車質(zhì)量M的關(guān)

系，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下:

紙帶打點(diǎn)計(jì)

?車/修時(shí)器

4/砂桶

A.用天平稱出小車和小桶及內(nèi)部所裝砂子的質(zhì)量；

B.按圖裝好實(shí)驗(yàn)器材；

C.把輕繩系在小車上并繞過定滑輪懸掛砂桶；

D.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在8V電壓的蓄電池上，接通電源，放開小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在

紙帶上打下一系列點(diǎn)，并在紙帶上標(biāo)明小車的質(zhì)量；

E.保持小桶及其中砂子的質(zhì)量不變，增加小車上的祛碼個數(shù)，并記錄每次增加后的M

值，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)；

F.分析每條紙帶，測量并計(jì)算出加速度的值；

G.作a—M關(guān)系圖像，并由圖像確定。一例關(guān)系.

(1)該同學(xué)漏掉的重要實(shí)驗(yàn)步驟是，該步驟應(yīng)排在步驟之

后.

(2)在上述步驟中，有錯誤的是,應(yīng)把改為.

(3)在上述步驟中，處理不恰當(dāng)?shù)氖?應(yīng)把改為.

解析(1)實(shí)驗(yàn)中把小桶及其中砂子的重力看作與小車所受拉力大小相等，沒有考慮摩擦

力，故必須平衡摩擦力.

(2)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在8V電壓的蓄電池上將無法工作，必須接在8V以下學(xué)生交流電

源上.

(3)作“一M關(guān)系圖像，得到的是雙曲線，很難作出正確的判斷，必須“化曲為直”，改

作?一群關(guān)系圖像.

答案(1)平衡摩擦力B

(2)步驟D8V電壓的蓄電池8V以下交流學(xué)生電源

(3)步驟Ga-Ma-jj

I方法總結(jié)I實(shí)驗(yàn)中連接裝置時(shí)要注意：

(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器要固定在長木板遠(yuǎn)離滑輪的一端.

(2)調(diào)節(jié)定滑輪，使拉小車的細(xì)繩和板面平行.

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)要將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源再釋放小車.

［訓(xùn)練1］在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，滲透了研究問題的多種科學(xué)方

法:

（1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境的等效法：;

（2）實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)的科學(xué)方法：；

（3）實(shí)驗(yàn)原理的簡化：,即當(dāng)

小車質(zhì)量M、》小泮時(shí)，細(xì)繩對小車的拉力大小近似等于沙及桶的總重力m沙g；

（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)方法：;

（5）由a-M圖像轉(zhuǎn)化為〃一；圖像，所用的科學(xué)方法：

（以上各題均選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“圖像法”“平衡摩擦力法”“化曲為直法”“控制

變量法”或“近似法”）

解析（1）由于小車運(yùn)動受到摩擦阻力，所以要進(jìn)行平衡摩擦力，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，稱為

平衡摩擦力法；（2）在探究加速度、力與質(zhì)量三者關(guān)系時(shí)，先保持其中一個量不變，來探究其

他兩個量之間的關(guān)系，稱為控制變量法；（3）當(dāng)小車質(zhì)量M車》加.時(shí)，細(xì)繩對小車的拉力大

小近似等于沙及桶的總重力g,稱為近似法；（4）通過圖像研究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，稱為圖像法;

（5）在作圖時(shí)，由a—M車圖像轉(zhuǎn)化為a—J圖像，使圖線由曲線轉(zhuǎn)化為直線，稱為化曲為直

M生

法.

答案（1）平衡摩擦力法（2）控制變量法（3）近似法（4）圖像法（5）化曲為直法

要點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與誤差分析

砸某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個探究加速度。與物體所受合力尸及質(zhì)量〃，的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖

甲為實(shí)驗(yàn)裝置簡圖（交流電的頻率為50Hz）.

小車電源插頭生白蕾打點(diǎn)奸“心-什而

氏帶：時(shí)器紙件?塔動方問

|'6.196.707.217.72

砂桶叱U單位…

甲乙

（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m/s2（保留

兩位有效數(shù)字）.

（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量分別得到小車加速度a與質(zhì)量"?及對應(yīng)的

A數(shù)據(jù)如下表：

m

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

12345678

物理量

小車加速度tz/（m-s-2）1.901.721.491.251.000.750.500.30

小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67

腦14.003.453.032.502.001.411.000.60

請?jiān)趫D丙中畫出圖線，并依據(jù)圖線求出小車加速度〃與質(zhì)量倒數(shù)5之間的關(guān)系式是

丙丁

(3)保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力

F變化的圖線，如圖丁所示.該圖線不通過原點(diǎn)，請你分析其主要原因是

［思路點(diǎn)撥］解答本題時(shí)可按以下思路分析：

逐差法求加速度同屬像法找關(guān)系式卜分算圖像

解析(1)用逐差法計(jì)算加速度.由紙帶上的數(shù)據(jù)可知：xi=6.19cm,%2=6.70cm,右=

7.21cm,雙=7.72cm.電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為7=0.02s,故加速度。=型喂就

3.2m/s2.

(2)根據(jù)題目提供的小車加速度。與質(zhì)量〃?對應(yīng)的倒數(shù)A的有關(guān)數(shù)據(jù)，可在坐標(biāo)系中描出

8個對應(yīng)點(diǎn)，用一條直線擬合各點(diǎn)，使盡量多的點(diǎn)落在直線上，不在直線上的點(diǎn)大致均勻分

布在直線的兩側(cè)，得到的“一：圖線如圖所示，由圖可得。=言.

(3)由圖可分析，當(dāng)加速度。為零時(shí)，拉力尸并不為零，說明實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或者

未完全平衡摩擦力.

答案(1)3.2(2)見解析圖(3)實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或者未完全平衡摩擦力

［訓(xùn)練2］用斜面、小車、砂、砂桶、磋碼等器材做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)

驗(yàn).

a/(ni-s-2)

夕C

.-

(1)圖甲是實(shí)驗(yàn)中一條打點(diǎn)的紙帶，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T,且間距M，X2,X3,…,

X6已量出.請寫出計(jì)算加速度的表達(dá)式：.

(2)在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a—P關(guān)系圖線，如圖乙所示.

①分析此圖線的0A段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是.

②此圖線的AB段明顯偏離直線，造成這樣的主要原因是.

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)量太大D.所用小車的質(zhì)量太大

解析(1)采用"逐差法"，由可知，科一%1=3。172；右一X2=3a2T2；X6—X3=3a3T2

且a=5(0+42+43);

天H-X5+X4—X3—X2—Xl

解得a=97s

(2)①分析此圖線的OA段可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在誤差允許的范圍內(nèi)，。與F成正比.

②造成圖線的AB段明顯偏離直線的主要原因是：實(shí)驗(yàn)中沒有滿足鉤碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于

小車的質(zhì)量，即所掛鉤碼的質(zhì)量太大，故選C.

八、X6+X5+X4-X3-X2—X1

u案(1)”-9T2

(2)①在誤差允許的范圍內(nèi)，〃與F成正比②C

要點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

碉“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.小車后面固定一條紙

帶，紙帶穿過電火花計(jì)時(shí)器，細(xì)線一端連著小車，另一端通過光滑的定滑輪和動滑輪與掛在

豎直面內(nèi)的拉力傳感器相連，拉力傳感器用于測小車受到拉力的大小.

(1)關(guān)于平衡摩擦力，下列說法正確的是.

A.平衡摩擦力時(shí)，需要在動滑輪上掛上鉤碼

B.改變小車質(zhì)量時(shí)，需要重新平衡摩擦力

C.改變小車?yán)r(shí)，不需要重新平衡摩擦力

(2)實(shí)驗(yàn)中(選填“需要”或“不需要”)滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.

(3)某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度〃與力尸的關(guān)系圖像如圖乙所示，圖線不過原點(diǎn)的

原因是.

A.鉤碼質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量

B.平衡摩擦力時(shí)木板傾角過大

C.平衡摩擦力時(shí)木板傾角過小或未平衡摩擦力

解析(1)平衡摩擦力時(shí)，小車在不受拉力作用下做勻速直線運(yùn)動，所以不能在動滑輪上

掛上鉤碼，故A錯誤；平衡摩擦?xí)r有：,"gsina=〃mgcosa(a為木板傾角)，即有g(shù)sina=〃gcos

a,即〃與質(zhì)量無關(guān)，故B錯誤，C正確.

(2)由于本實(shí)驗(yàn)中的拉力傳感器可以讀取繩的拉力，所以不需要滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于

小車質(zhì)量.

(3)由題圖乙可知，當(dāng)沒有掛鉤碼(尸=0)時(shí)小車具有加速度，說明平衡摩擦力時(shí)木板傾角

過大，故選B.

答案(1)C(2)不需要(3)B

［創(chuàng)新分析］本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處在于：小車受到的拉力通過拉力傳感器準(zhǔn)確地測量出來，

而不是通過近似等于鉤碼重力求得的，所以不需要滿足所掛鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量.

隨堂達(dá)標(biāo):闌啕自測學(xué)習(xí)效果檢測基本學(xué)情

1.(多選)甲、乙、丙、丁四名同學(xué)探究加速度與物體質(zhì)量、合外力的關(guān)系，設(shè)小車質(zhì)量

和車上祛碼質(zhì)量之和為砂及砂桶的總質(zhì)量為，"，得出如圖四幅的圖像，下列說法正確的

是()

A.甲和乙較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件——M遠(yuǎn)大于m

B.丙和丁沒有把握好實(shí)驗(yàn)條件---M遠(yuǎn)大于

C.甲所用長木板的傾角太小，而乙所用長木板的傾角太大

D.甲、乙、丙中，丙較好地完成了平衡摩擦力的操作

ACD［因?yàn)榧?、乙和丙中圖像都是直線，說明滿足小車質(zhì)量和車上硅碼質(zhì)量之和M遠(yuǎn)

遠(yuǎn)大于砂及砂桶的總質(zhì)量相，而圖像丁沒有滿足此關(guān)系；圖像丙經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，說明平衡摩

擦力比較到位；甲同學(xué)中當(dāng)力尸到達(dá)一定值時(shí)才有加速度，說明沒有平衡摩擦力或者長木板

的傾角太小，而乙同學(xué)中當(dāng)尸=0時(shí)就有加速度，說明沒有平衡好摩擦力，長木板的傾角太

大.J

2.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.

(1)由于滑塊與軌道間有氣墊，所以滑塊受到的阻力極小，可以忽略不計(jì).實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)

整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導(dǎo)軌是否水平？

(2)為了使滑塊做勻加速運(yùn)動的力等于鉤碼所受的重力，要求所掛鉤碼的質(zhì)量m與滑塊的

質(zhì)量例應(yīng)滿足什么關(guān)系？

(3)實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)如下表所示，其中5和。2為滑塊經(jīng)過光電門1和2的