高中物理 牛顿运动定律（含解析）

(1)在保持小车和车中砝码质量不变时，探究加速度与合外力的关系，实验中甲同学得到加速度a与合外力F的关系图象如图2所示，则得到该图的原因是：________________________________。

(2)在保持砝码盘和砝码的总质量m不变时，通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，乙11

同学画出a－M图线后发现：当M较大时，图线末端发生弯曲。于是该同学对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象，那么，该同学的修正方案可能是________。

1

A. 改作a与的关系图线

M＋mB. 改作a与M＋m的关系图线 m

C. 改作a与M的关系图线 M

D. 改作a与m的关系图线

解析：(1)由题图2知，当F＝0时加速度不为零，则表明木板的1

倾角过大，即平衡摩擦力过度。(2)在砝码和砝码盘总质量m不变，M较大时，M较小，不再满足M?m的条件，对系统分析有mg＝(M1mg＋m)a，a＝，应作a与的关系图线。

M＋mM＋m

答案：(1)平衡摩擦力过度(或木板的倾角过大) (2)A

12. (9分)[2014·银川一中二模]某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验。如图(甲)所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。

(1)若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图(乙)所示，则d＝________cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则小车经过光电门时的速度为________(用字母表示)；

(2)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系。处理数据时应作出________(选填“v－m”或“v2－m”)图象。

解析：根据游标卡尺读数规则，遮光条的宽度d＝10 mm＋10×0.05 mm＝10.50 mm＝1.050 cm。由速度定义可知，小车经过光d

电门时的速度为v＝。每次小车都从同一位置A由静止释放，测出

Δt小车上遮光条通过光电门时的速度v，在小车质量M远远大于重物

的质量m时，小车所受拉力可认为等于mg，由v2＝2aL，mg＝Ma可得v2与m成正比，因此处理数据时应作出v2－m图象。

答案：(1)1.050

d

(2)v2－m Δt

三、计算题(本题共4小题，共42分)

13. (7分)质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图象如图所示。g取10 m/s2，求：

(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ； (2)水平推力F的大小；

(3)0～10 s内物体运动位移的大小。

解析：(1)由题中图象知，t＝6 s时撤去外力F，此后6～10 s内物体做匀减速直线运动直至静止，其加速度为

Δv1a1＝＝－2 m/s2

Δt1

μmg

又因为a1＝－m＝－μg 联立得μ＝0.2。

(2)由题中图象知0～6 s内物体做匀加速直线运动 Δv2

其加速度大小为a2＝＝1 m/s2

Δt2

由牛顿第二定律得F－μmg＝ma2 联立得，水平推力F＝6 N。 (3)设0～10 s内物体的位移为x，则

11

x＝x1＋x2＝×(2＋8)×6 m＋×8×4 m＝46 m。

22答案：(1)0.2 (2)6 N (3)46 m

14. (11分)[2015·南通市第一次调研]小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象。他在地面上用台秤称得其体重为500 N，再将台秤移至电梯内称其体重，电梯从t＝0时由静止开始运动到t＝11 s时停止，得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示，取g＝10 m/s2。求：

(1)小明在0～2 s内的加速度大小a1，并判断在这段时间内小明处于超重还是失重状态；

(2)在10～11 s内，台秤的示数F3； (3)小明运动的总位移x。

解析：(1)由图象可知，在0～2 s内，台秤对小明的支持力F1＝450 N

由牛顿第二定律有mg－F1＝ma1 解得a1＝1 m/s2

加速度方向竖直向下，故小明处于失重状态。 (2)设在10～11 s内小明的加速度为a3，时间为t3，