(共72张PPT)
1.在上一节课探究加速度与力、质量的定量关系时,小车的运动条件是什么 求出的加速度是瞬时加速度,还是一段时间内的加速度
提示：小车必须做匀变速直线运动,才能求出小车的加速度,并且现有知识用匀变速直线运动公式只能求出一段时间内的加速度.
2.数据采集器的优点有哪些
提示：(1)能求瞬时加速度.(2)求出的加速度误差小、精度高.(3)数据处理方便、快捷.(4)采集的数据误差小,作出图象逼真.(5)变定性为定量,变抽象为直观.
典例1 如图(a)是由采集器+传感器+组合教具+软件组成的探究“加速度与力、质量的定量关系”的实验系统装置.它能精确地实现各种实验数据的采集和数据分析处理.若图(b)是保持滑块m不变,改变拉力F时,利用软件分析数据得到的v-t图象.由图象中数据分析实验结果，可得到什么结论？
解答本题应注意以下两点：
(1)理解“探究加速度与力、质量的定量关系”的原理.
(2)会读电脑绘图.
【规范解答】由图(b)知,当滑块的质量不变时,
即a∝F.
【变式备选】由牛顿第二定律知道，无论怎样小的力都可以使物体产生加速度，可是当我们用一个很小的力去推很重的桌子时，却推不动它，这是因为( )
A．牛顿第二定律不适用于静止的物体
B．桌子的加速度很小，速度增量极小，眼睛不易觉察到
C．推力小于静摩擦力，加速度是负的
D．桌子所受的合力为零
【解析】选D.牛顿第二定律中的力F是指合外力，用很小的力推桌子，推力小于最大静摩擦力，桌子未动，合力为零，故无加速度.A、B、C错误.D正确.
1.通过上一节的实验，我们知道物体的加速度与物体的合
外力成正比，与物体的质量成反比.那么，我们如何用数学
式子把这个结论表示出来？
提示：由结论可知a∝ 引入比例系数k并变形，可以得到
公式F=kma.
2.牛顿第二定律不仅描述了F、m、a的数量关系，还描述了它们之间的方向关系，结合上节课实验的探究，试分析它们的方向关系如何？
提示：质量m是标量，没有方向；加速度方向与合外力的方向相同.
3.试结合下表探究牛顿第二定律的四性.
提示：
牛顿第一定律与牛顿第二定律的区别与联系
1.对牛顿第二定律的理解：(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)同体性 (4)独立性
2.表达式：a= 或F=ma
说明：(1)a= 是加速度的决定式
(2)力是产生加速度的原因
(3)m= 中m与F、a无关
典例2 (2010·安徽高考)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.
解答本题时可按以下思路分析：
【规范解答】(1)设物体做匀减速运动时的时间为Δt2，初速度为v20，末速度为v2t,加速度为a2，则
m/s2=-2 m/s2 ①
设物体所受的摩擦力为f，由牛顿第二定律得：f=ma2 ②
f=-μmg ③
联立②③式，代入数据得：μ=0.2 ④
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1，初速度为v10，末速度为v1t，加速度为a1，则
m/s2=1 m/s2 ⑤
根据牛顿第二定律，有：F+f=ma1 ⑥
联立③⑥式，代入数据得：F=6 N ⑦
(3)由匀变速直线运动的位移公式，得
s=s1+s2=v10Δt1+ a1Δt12+v20Δt2+ a2Δt22=46 m ⑧
解答本题时一定要正确挖掘图象中的有用信息，对物体进行正确的受力分析和运动过程分析.
【变式备选】质量 m=2 kg的物体同时受到向右的作用力F1=2 N和向左的作用力F2=4 N作用时，求：
(1)F1使物体产生的加速度，F2使物体产生的加速度；
(2)物体运动的加速度.
【解析】(1)根据牛顿第二定律的独立性，由F1产生的加
速度a1= =1 m/s2,根据加速度与力同向性，知F1使物体
产生的加速度方向向右；同理F2产生的加速度a2=
=2 m/s2，方向向左.
(2)物体实际的加速度是这两个加速度的矢量和，即a=a2-a1=1 m/s2，方向向左.
答案：(1)1 m/s2 向右 2 m/s2 向左
(2)1 m/s2 向左
典例3 (2011·漳州高一检测)如图所
示，一轻绳上端系在车的左上角的A点，
另一轻绳一端系在车左端B点，B点在
A点正下方，A、B距离为b，两绳另一端在C点相结并系一质
量为m的小球，绳AC长度为 绳BC长度为b.两绳能够承
受的最大拉力均为2mg.求：
(1)绳BC刚好被拉直时，车的加速度是多大？
(2)为不拉断轻绳，车向左运动的最大加速度是多大？
【思路点拨】
解答本题时明确以下两点：
(1)绳BC刚好被拉直时张力以及夹角θ的大小，运用平行四边形定则求小球受到的合力.
(2)明确车向左运动的加速度最大时，BC绳上的张力及夹角θ是否变化.
【规范解答】(1)绳BC刚好被拉直时，
小球受力如图所示，因为AB=BC=b,
AC= b
故绳BC方向与AB垂直，cosθ=
θ=45°，由牛顿第二定律，得
mgtanθ=ma，可得a=g
(2)小车向左的加速度增大，AC、BC绳方向不变，所以AC绳拉力不变，BC绳拉力变大，BC绳拉力最大时，小车向左的加速度最大，小球受力如图
由牛顿第二定律，得Tm+mgtanθ=mam，因为Tm=2mg，所以最大加速度为am=3g
答案：(1)g (2)3g
1.(双选)在牛顿第二定律的数学表达式F=kma中，有关比例系数k的说法，正确的是( )
A.k的数值由F、m、a的数值决定
B.k的数值由F、m、a的单位决定
C.在国际单位制中，k=1
D.在任何情况下k都等于1
【解析】选B、C.物理公式在确定物理量数量关系的同时，也确定了物理量的单位.在F=kma中，只有“m”的单位取kg，“a”的单位取m/s2,“F”的单位取N时，k=1，故A、D错，选项B、C正确.
2.关于速度、加速度、合外力间的关系正确的是( )
A.物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力越大
B.物体的速度为零，则加速度一定为零，所受合外力也为零
C.物体的速度为零，加速度可能很大，所受合外力也可能为零
D.物体的速度很大，加速度可能为零，所受的合外力也可能为零
【解析】选D.由牛顿第二定律F=ma和加速度公式a=
可知，加速度与合外力存在对应关系，一个确定的物体，加速度越大，则物体所受合外力越大，C错误；加速度与物体的速度变化率有关，而与物体的速度无直接关系，综上所述选项A、B错，D正确.
3.质量为1 kg的物体受3 N和4 N的两个共点力的作用，物体的加速度可能是( )
A.0.5 m/s2 B.7 m/s2 C.8 m/s2 D.9 m/s2
【解析】选B.由|F1-F2|≤F合≤F1+F2知，3 N和4 N两力的
合力范围是1 N至7 N，由a= 知，加速度大小范围是
1 m/s2至7 m/s2.故选项B正确,A、C、D错误.
4.(双选)关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是( )
A.物体加速度的大小由物体的质量和物体所受合外力大小决定，与物体的速度大小无关
B.物体加速度的方向只由它所受合力的方向决定，与速度方向无关
C.物体所受合力的方向和加速度的方向及速度方向总是相同的
D.一旦物体所受合力为零，则物体的加速度立即为零，其速度也一定立即变为零
【解析】选A、B.加速度与速度或合外力没有必然关系，
由公式a= 可知，加速度的大小由合外力和质量决定， 加速度方向与合外力方向一定相同A、B正确.它们瞬时对应，合外力一旦为零，加速度会立即为零.速度不一定为零，D错误，合外力方向和加速度方向相同，而速度方向和加速度方向可能相同，也可能相反，故C错.
5.(2010·海南高考)雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关，雨滴速度越大，它受到的空气阻力越大；此外，当雨滴速度一定时，雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的α次方成正比(1≤α≤2)．假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落，最终它们都____(填“加速”、“减速”或“匀速”)下落．____(填“大”或“小”)雨滴先落到地面；接近地面时，____(填“大”或“小”)雨滴的速度较小．
【解析】由于雨滴受到的空气阻力与速度有关，速度越
大阻力越大，因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做
匀速运动；设雨滴半径为r，则当雨滴匀速下落时受到的
空气阻力f∝rα，而重力mg=ρ· πr3g，由于1≤α≤2，因此半径大的匀速运动的速度大，先落地且落地速度大，小雨滴落地速度小.
答案：匀速 大 小
一、选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分)
1.(2010·海南高考)下列说法正确的是( )
A.若物体运动速率始终不变，则物体所受合力一定为零
B.若物体的加速度均匀增加，则物体做匀加速直线运动
C.若物体所受合力与其速度方向相反，则物体做匀减速直线运动
D.若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动
【解析】选D.若物体运动速率始终不变，速度大小不变，但速度方向可能变化，因此合力不一定为零，A错；物体的加速度均匀增加，即加速度在变化，是非匀加速运动，B错；物体所受合力与其速度方向相反，只能判断其做减速运动，但加速度大小不可确定，C错；若物体在任意的相等时间间隔内位移相等，则物体做匀速直线运动，D对.
2.(双选)下面说法中正确的是( )
A．物体先有加速度，根据F=ma物体才受到力作用
B．物体先受到力作用，才有加速度
C．物体受到的力发生改变，物体的加速度的改变要迟后一点
D．物体受到的力和加速度同时变化
【解析】选B、D.根据牛顿第二定律的“因果性”，知物体受到了力才会有加速度，故A错B对；根据牛顿第二定律的“同时性”，物体受到的力发生改变，物体的加速度要同时改变，故C错D对.
3.从正在加速上升的气球上落下一个物体，在物体刚离开气球的瞬间，下列说法正确的是( )
A.物体向下做自由落体运动
B.物体向上做匀加速运动，加速度向上
C.物体向上做匀减速运动，加速度向下
D.物体向上还是向下运动，要看物体离开气球时的速度
【解析】选C.刚离开气球瞬间，物体由于惯性保持向上的速度，但由于合外力向下且大小恒定，故物体的加速度大小为g，方向向下,做匀减速运动.
4.如图所示为杂技“顶竿”表演的示意图：
一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹
竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速
下滑时，竿对“底人”的压力大小为( )
A.(M＋m)g
B.(M＋m)g－ma
C.(M＋m)g＋ma
D.(M－m)g
【解析】选B.对竿上的人分析：受重力mg、摩擦力f，有mg-f＝ma，f＝m(g－a),竿对人有摩擦力，人对竿也有反作用力——摩擦力，且大小相等，方向相反，对竿分析：受重力Mg、竿上的人对竿向下的摩擦力f′、“底人”对竿的支持力FN，有Mg＋f′＝FN，又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律，得到F′N＝Mg＋f′＝(M＋m)g－ma.B项正确.
5.(2010·全国高考Ⅰ)如图，轻弹簧上
端与一质量为m的木块1相连，下端与另
一质量为M的木块2相连，整个系统置于
水平放置的光滑木板上，并处于静止状
态.现将木板沿水平方向突然抽出，设抽
出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有( )
A.a1=0，a2=g
B.a1=g，a2=g
C.a1=0,a2=
D.a1=g，a2=
【解析】选C.在抽出木板的瞬时，弹簧对木块1的支持力
和对木块2的压力并未改变.木块1受重力和支持力，mg=F,a1=0，木块2受重力和压力，根据牛顿第二定律
a2=
【规律方法】瞬时问题的分析方法
在求解涉及弹簧、绳子等的瞬时问题时,可从以下两个方面去进行分析:
(1)变化瞬间力未能变的情况,像弹簧、橡皮筋等物体两端连接其他物体时,若其一端受力有变化,则不会引起这些物体上的力立即发生变化,原因是它们的形变需要一定的时间.
(2)变化瞬间力发生突变的情况,像用绳、轻杆、硬的物质连接物体时,当其连接物体的受力发生变化时,将会引起绳、轻杆等物体上力的突变.
二、非选择题(本题共3小题，共25分，要有必要的文字叙述)
6.(7分)如图所示，质量相等的物体A、B均与轻弹簧相连，剪断细线的瞬间，物体A、B的加速度各是多少？
【解析】剪断细线瞬间，细线的拉力
不再存在，两物体间的弹簧要恢复原
状，但在收缩过程中，受到两端重物
A、B的影响，弹簧不能立即恢复原状，
剪断的瞬间，弹簧的弹力与剪断前是
相同的.对于物体B，受重力和弹力，它们大小相等，方向相反，B的合力为零，加速度为零，即F=mBg.对于物体A,细线上弹力消失，物体受重力和弹簧的拉力作用，如图所示.F′+mAg=mAaA，且F′=F，mA=mB，则aA=2g.
答案：aA=2g aB=0
7.(2011·十堰高一检测)(8分)如图
所示，物体在有动物毛皮的斜面上
运动.由于毛皮表面的特殊性，引起
物体的运动有如下特点：①顺着毛
的生长方向运动时毛皮产生的阻力可以忽略；②逆着毛的生长方向运动会受到来自毛皮的滑动摩擦力.
(1)试判断如图所示情况下，物体在上滑还是下滑时会受到摩擦力？
(2)一物体在有动物毛皮的斜面底端以初速度v0＝2 m/s
冲上足够长的斜面，斜面的倾斜角为θ＝30°，过了t
＝1.2 s物体回到出发点.若认为毛皮产生滑动摩擦力时，动摩擦因数μ为定值，g取10 m/s2，则μ的值为多少？
【解析】(1)因毛的生长方向向上，故物体上滑时不受摩擦力，而下滑时受到摩擦力.
(2)上滑过程：mgsinθ＝ma1，v0-a1t1＝0，s＝
下滑过程：mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，s= a2t22，
又t＝t1＋t2.
以上各式联立可求得μ= ＝0.433.
答案：(1)下滑时受摩擦力 (2)0.433
8.(挑战能力)(10分)如图甲所示，一个人用与水平方向成θ=37°角的斜向下的推力F推一个重G=200 N的箱子匀速前进，箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5(取g=10 m/s2).
(1)求推力F的大小(sin37°=0.6，cos37°=0.8).
(2)若人不改变推力F的大小，只把力的方向变为水平
方向，去推这个静止的箱子(如图乙所示)，推力作用时
间t=3 s后撤去,求箱子滑行的总位移为多大？
【解析】(1)选箱子为研究对象，
其受力如图(a)所示.
由平衡条件知：Fcos37°=f1=μFN
FN=G+Fsin37°由以上式子得：
(2)过程及受力分析如图(b)所示.
前3 s内：
=5 m/s2
3 s末：v1=a1t1=15 m/s
前3 s内的位移s1= a1t12=22.5 m
撤去F后：
设箱子还能滑行的距离为s2,由0-v12=2a2s2
得s2= =22.5 m
所以箱子滑行的总位移：s=s1+s2=45 m
答案：(1)200 N (2)45 m(共96张PPT)
1.分析教材P81图4-2-1、图4-2-2能得到什么结论
提示：影响物体运动加速度的因素:①物体所受的合外力,包括大小和方向.②物体的质量.
2.分析P81实验与探究，加速度与什么因素有关的定性结论是什么 所用科学方法是什么
提示：所用科学方法叫控制变量法,实验结论是在保持质量不变的情况下,合外力越大,加速度越大,在保持合外力不变的情况下,质量越大,加速度越小.
3.试分析以下实例比较合外力方向与加速度方向的关系,总结结论.
(1)自由下落的苹果
(2)机车的加速启动
(3)在草坪上减速运动的足球
提示：加速度与合外力同时存在,同时消失.加速度方向与合外力方向始终一致.
控制变量法
(1)控制变量法是物理学上常用的研究方法，在研究三个物理量之间的关系时，先让其中一个物理量保持不变，研究另外两个物理量之间的关系，最后总结三个量之间的关系.
(2)我们在研究加速度与物体所受合外力、物体质量之间的关系时就采用控制变量法，可以通过猜想、假设、分析得出物体加速度与所受合外力及物体的质量有关.采用控制变量法分析相关物理量之间的关系时，实验变得简单、清晰，便于操作.
影响加速度的因素
1.影响因素:(1)物体所受的合外力.(2)物体的质量.
2.加速度与合外力的关系
在物体质量一定时,合外力越大,加速度越大,反之亦然.
3.加速度与质量的关系
在物体所受合外力一定时,质量越大,加速度越小.
4.加速度的方向:与合外力方向始终一致,且有同时性.
典例1 关于物体的运动状态和所受合外力的关系，下列说法中正确的是( )
A.物体所受的合外力为零时，物体一定处于静止状态
B.有合外力作用时，物体的运动状态不一定会改变
C.物体所受的合外力不为零时，物体就一定有加速度
D.物体的运动方向一定与它们所受的合外力的方向相同
解答本题应明确以下三点：
(1)合外力为零的状态静止或匀速.
(2)加速度与合外力的定性关系.
(3)物体运动方向与合外力方向无关.
【规范解答】选C.由运动与力的关系知，物体受合外力为零，则物体的加速度为零，所以物体速度不变，处于静止或匀速直线运动状态，A不正确；有合外力作用时，物体有加速度，运动状态一定改变，B不正确；C正确；物体的运动方向和合外力方向无关，二者方向不一定相同，D不正确.
【变式备选】(双选)关于影响加速度的因素的探究,下列说法正确的是( )
A．物体的质量越大,所受合外力越大,它的加速度越大
B．同一物体的运动速率越大,受到的力越大,加速度也越大
C．加速度的方向总是与合外力的方向一致
D．加速度与合外力的关系有瞬时性
【解析】选C、D.物体的质量越大,合外力越大,它的加速度不一定大,故A错;物体的运动速率与加速度大小无关,故B错;加速度与合外力有瞬时性,两者方向总一致,故C、D正确.
1.在探究加速度与力、质量的定量关系的实验中，为什么
可用相同时间内的位移之比表示加速度之比？
提示：在本探究实验中，小车做初速度为0的匀加速直线
运动.由匀加速直线运动的位移公式s=v0t+ at2，式
中v0=0，运动时间t相等，故有a∝s，即 可用两
车的位移之比表示加速度之比.
2.为什么要平衡摩擦力？
提示：若物体放在斜面上，恰能匀速下滑，物体所受合力为零.若此时再加一个沿斜面向下的拉力F，如图所示，力F就是物体受到的合力.
3.试讨论分析：为什么本实验在处理实验数据时画的是
a-1/M图象而不是画a-M图象.
提示：本实验若画a-M图象，可以得到一条类似于双曲线的曲线，给我们暗示了a-M之间可能存在反比关系，但这样的判断并不够准确.因为直线最直观，所以此时，我们必须想办法把曲线转换成直线，也就是作出a-1/M图象，再进行分析.
4.试总结：怎样由实验结果得出结论
提示:由实验图象可知，在M一定时，是一条过坐标原点
的倾斜直线，物体的加速度跟作用力成正比，即a∝F，在
F一定时，a- 图象是过原点的倾斜直线，物体的加速度
跟质量成反比.
误差分析
1.小车质量M应比砝码及盘的质量m大得多，其原理将在后面的习题课中专门讨论.二者差距越小，图象线性越差.
2.两个图象的分析
如出现图中①的直线，说明平衡摩擦力时，平衡过大了.即拉力F=0时，已产生加速度，其加速度是由多余重力的分力形成的.
图中②的直线，说明平衡摩擦力不够或根本没有平衡摩擦力，因为拉力为F0时才产生加速度.
典例2 (双选)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，研究作用力一定时加速度与质量的关系时，下列说法中错误的是( )
A.平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时，不需要重新平衡摩擦力
C.实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D.在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
解答本题应注意以下三点：
(1)实验条件；
(2)平衡摩擦力的目的和做法；
(3)打点计时器的规范操作.
【规范解答】选A、C.平衡摩擦力时不应挂砂桶，只需将小
车放在长木板上连接纸带，使长木板的一端垫高，当小车
刚好能匀速运动时，即平衡了摩擦力，A选项错误；当改变
小车质量时，沿斜面向下的分力、摩擦力都跟质量成正比
地改变，一次平衡后，就不用再平衡了，B选项正确；实验
时应先接通电源，让打点计时器正常工作，再放开小车，
才能打出完整的纸带，C选项错误；在小车中增减砝码时，必须保证小车和砝码的质量远大于小桶和砂的总质量，才能使小车受到的牵引力近似等于砂和桶的重力，因此D选项正确.
【变式备选】 某同学做“探究
加速度与力、质量的关系”的实验时
画出了如图所示的三条图线，这三条
图线表示实验中_______不同.
【解析】如图所示过F轴上的某一点作一条平行于a轴的直线，与三条图线有三个交点，可以看出三个交点对应的坐标a的值不同,a的值越小，表明相同的外力作用下，物体的加速度越小，运动状态越难改变，惯性越大，质量也就越大，可见三条图线对应实验中斜率越小的质量越大.
答案:小车的质量
典例3 在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，
计算出各纸带的加速度后，将测得的反映加速度a和力F关
系的有关数据记录在表一中. 将测得的反映加速度a和质量
M关系的有关数据记录在表二中.
(1)作出a-F图象与a- 图象.
(2)由图象可得出什么结论
(3)由a-F图象可得出物体的质量为多少
(4)由a- 图象可得出物体受的拉力为多大
【思路点拨】
解答本题应注意以下三点：
1.画图时的注意事项；
2.了解化曲为直的思想；
3.能够知道图象的物理意义.
【规范解答】
(1)作出a-F图象与a- 图象如图甲、乙所示.
(2)由图象甲可以得出，a与F成正比.由图象乙可以得出，
a与M成反比.
(3)a-F图象的斜率k= 则M=0.5 kg.
(4)a- 图象的斜率k=F=
答案：见规范解答
1.探究加速度与力、质量的关系实验中，物体受到的合
外力不变，得出a- 图象是一条过原点的直线,说明了
( )
A.物体的加速度与物体的质量成正比
B.物体的加速度与物体的质量成反比
C.物体的加速度与物体的速度成正比
D.物体的加速度与物体的速度成反比
【解析】选B.a- 图象是一条过原点的直线,说明了物体的加速度与物体的质量成反比,所以B选项正确.物体的加速度与物体的速度没有直接关系,加速度的大小等于速度的变化率.所以C、D选项都错.
2.(2011·虹口区高一检测)(双选)在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，下列说法中正确的是( )
A.平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上
B.连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行
C.平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动
D.小车释放前应靠近打点计时器，且应先释放小车再接通电源
【解析】选B、C.本题考查实验过程中应注意的事项，选项A中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)拴在小车上，使小车受到拉力,A错；选项B、C符合正确的操作方法，D应先接电源再释放小车,故D错.
3.(2011·衡水高一检测)如图所示，
在探究加速度与力、质量的关系实
验中，若1、2两个相同的小车所受
拉力分别为F1、F2，车中所放砝码的质量分别为m1、m2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为s1、s2，则在实验误差允许的范围内，有( )
A.当m1＝m2、F1＝2F2时，s1＝2s2
B.当m1＝m2、F1＝2F2时，s2＝2s1
C.当m1＝2m2时，s1＝2s2
D.当m1＝2m2、F1＝F2时，s2＝2s1
【解析】选A.题中m1和m2是车中砝码的质量，不能认为
是小车的质量.本题中只说明了两小车是相同的，并没有
告诉小车的质量是多少.当m1＝m2时，两车加砝码后质量
仍相等，若F1＝2F2，则a1＝2a2，由s＝ at2得s1＝2s2，
A对.若m1＝2m2时，无法确定两车加砝码后的质量关系，
两小车的加速度关系也就不明确，自然无法判定两车的
位移关系.
4.如图所示，是四位同学在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时作的a-F图象，其中正确的图象为( )
【解析】选A.加速度与作用力成正比，a-F图象的图线应该是一条倾斜的直线，不是曲线或者折线，B、C错.由于实验中存在误差，不在直线上的点要均匀分布在直线的两侧，不能把线画得太粗，掩盖误差的存在，D错.本题选A.
5.(2011·潍坊高一检测)为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨
水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到
位？
答：_________________________________________.
(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是____.
A.m1＝5 g B.m2＝15 g
C.m3＝40 g D.m4＝400 g
(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求加速度的表达式为：________.
(用Δt1、Δt2、D、s表示)
【解析】 (1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M应能在任意位置静止不动，或推动M后能使M匀速运动.
(2)应满足M? m，故m4＝400 g不合适.
(3)由v1＝ v2＝ v22-v12＝2as.
可得：a＝
答案：(1)取下牵引砝码，M放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相等
(2)D (3)a＝
一、选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分)
1.在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，当作用力一定时(悬挂的钩码或沙桶的重力不变)，探究加速度与质量的关系时，以下说法中正确的是( )
A．平衡摩擦力是为了平衡掉细绳的拉力
B．每次改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力
C．实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车
D．小车运动的加速度可用天平测出小车的质量M和沙及沙桶的质量m，直接用公式a=mg/M 求出
【解析】选C.在平衡摩擦力时，小桶对小车的拉力是施加的外力，不能被平衡掉.而是应平衡掉在不挂沙桶时，小车带着纸带运动时所受的摩擦力.故A项错误；平衡摩擦力是指小车所受的重力沿斜面的分力与小车所受阻力(包括小车所受摩擦力和打点计时器对小车后面所拖纸带的摩擦力)大小相等，即 mgsin θ=μmgcos θ，等式两边m可消去，说明与小车质量变化无关，B项错；实验操作时应先接通打点计时器的电源，再放开小车，所以C项正确；本实验要达到的目的是探究牛顿第二定律，不能把它作为理论根据来计算加速度，其加速度只能从纸带提供的数据计算得出，故D项错误.
2.(2011·厦门高一检测)在探究加速度与力、质量的关系的实验中，下列做法或者理由正确的是( )
A.实验中为了保证安全，应该选用低压直流电源
B.可以将装有沙子的小桶用钩码代替，这样会使实验更加方便
C.实验结果不用a-M图象，而用a-1/M 图象，是为了便于根据图象直观地进行判断
D.“平衡摩擦力”的本质就是让小车受到的摩擦力为零
【解析】选C.打点计时器需要的是低压交流电源，A错误；如果用钩码代替装有沙子的小桶进行实验，不利于调节拉力的大小，B错误；实验中处理图象，一般都是尽量“化曲为直”，这样更容易判断问题，C正确；小车运动过程中受的阻力是永远存在的，无法使之为零，故D项错误.
【规律方法】探究“加速度与力、质量的关系”实验中的“五点注意”
(1)平衡摩擦力时不要挂重物，平衡摩擦力后，都不需要再重新平衡摩擦力.
(2)平衡摩擦力后，每条纸带必须满足在小车和小车上所加砝码的总质量远大于砝码和小盘的总质量的条件下进行.
(3)每次实验开始时，小车尽量靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车.
(4)各纸带上的加速度a，应是平均加速度.
(5)作图象时，要使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀地分布在直线两侧，离直线远的点舍掉.
3．(双选)关于加速度和力的关系,下列说法正确的是( )
A．只有物体受到的合外力不为零,物体才具有加速度
B．合外力恒定不变,加速度始终为零
C．合外力随着时间改变,加速度也随着时间改变
D．合外力停止作用,加速度并不随即消失
【解析】选A、C.只有合外力不为零，物体才有加速度,由探究结论知:当质量一定时,合外力越大,加速度越大,且加速度与合外力有瞬时关系,故A、C正确,B、D错误.
4.(双选)如图是某些同学根据实验数据画出的图象，下列说法中正确的是( )
A.形成图(甲)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
B.形成图(乙)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
C.形成图(丙)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过大
D.形成图(丁)的原因是平衡摩擦力时长木板倾角过小
【解析】选A、D.题中(甲)图当F=0时，小车就有了加
速度，可见是长木板倾角过大.(乙)图 →0时，小车质量
很大，这时一开始小车的加速度不为零，说明使小车下滑
的力已大于最大静摩擦力，也是长木板倾角过大.同理，
(丙)、(丁)都是长木板倾角过小.
5.(2011·无锡高一检测)下列关于力和运动的关系的说法中,正确的是( )
A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现
B.物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的
C.物体所受合外力为零,则速度一定为零;物体所受合外力不为零,则速度也一定不为零
D.物体所受的合外力最大时,速度却可以为零;物体所受的合外力最小时,速度却可以最大
【解析】选D.运动不需要力来维持,物体不受力时,可以做匀速运动,A不正确;物体受力大,加速度大,速度变化快,但速度不一定大,B不正确;力的大小与速度大小之间没有直接联系,C不正确,D正确.
二、非选择题(本题共3小题，共25分，要有必要的文字叙述)
6.(6分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，备有下列器材：
A.电火花计时器;B.天平;C.秒表;D.交流电源;E.电池;F.纸带;G.细绳、砝码、滑块(可放在气垫导轨上)；H.气垫导轨(一端带定滑轮)；I.毫米刻度尺；J.小型气泵
(1)实验中应选用的器材有______________________；
实验的研究对象是_____________________________.
(2)本实验分两大步骤进行:①___________________;
②___________________________________________.
【解析】做本实验时,在m一定时,根据不同力作用下打出的纸带,求出加速度;F一定时,根据不同质量条件下打出的纸带,求出加速度.只要明确电火花计时器及气垫导轨的工作条件,则不难将器材选出.
答案：(1)A、B、D、F、G、H、I、J 放在气垫导轨上的滑块
(2)见解析
7.(8分)用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，如图是实验中一条打点的纸带，相邻计数点的时间间隔为T，且间距s1，s2，s3，…，s6已量出.
(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式.
(2)如图(a)，甲同学根据测量数据画出a-F图线，表明实验的问题是_____.
(3)乙、丙同学用同一装置实验，在同一个坐标系中,画出了各自得到的a-F图线如图(b)所示，说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？并比较其大小.
【解析】(1)a＝(s2-s1)/T2；
a＝(s4-s1)/3T2；
a＝[(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)]/9T2.
(2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.
(3)两小车及车上砝码的质量不同，且M乙答案：见解析
8.(2010·江苏高考)(11分)为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车____(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如表：
请根据实验数据作出小车的v-t图象.
(3)通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由.
【解析】(1)操作过程先接通电源再释放小车.
(2)描点后用平滑的曲线连线(如图).
(3)同意.在v-t图象中，速度越大时加速度越小，小车受到的合力越小，则小车受空气阻力越大.
答案：(1)之前 (2)见解析 (3)同意.在v-t图象中，速度越大时加速度越小，小车受到的合力越小，则小车所受空气阻力越大.(共29张PPT)
一、力、加速度、速度的关系
牛顿第二定律说明了力与运动的关系：力是改变物体运动状态的原因，即力→加速度→速度变化(物体的运动状态发生变化).合外力和加速度之间的关系是瞬时关系，但速度和加速度之间不是瞬时关系.
1.物体所受合外力的方向决定了其加速度的方向，合力与加速度的大小关系是F合＝ma.只要有合力，不管速度是大、还是小、或是零，都有加速度；只有合力为零，加速度才能为零.一般情况下，合力与速度无必然的联系，只有速度变化才与合力有必然的联系.
2.合力与物体运动速度同方向时，物体做加速运动；反之物体做减速运动.
3.物体所受到合外力的大小决定了物体当时加速度的大小，
而物体加速度的大小又是单位时间内速度的变化量的大小
(速度的变化率).加速度大小与速度大小无必然的联系，与
速度的变化大小也无必然的联系，加速度的大小只与速度的
变化快慢有关.
4.区别加速度的定义式与决定式
定义式：a= 即加速度定义为速度变化量与所用时间的
比值.而a= 揭示了加速度决定于物体所受的合外力与物体
的质量.
典例1 静止在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力,在力刚开始作用的瞬间,下列说法中正确的是( )
A．物体立即获得加速度和速度
B．物体立即获得加速度,但速度仍为零
C．物体立即获得速度,但加速度仍为零
D．物体的速度和加速度均为零
【解析】选B.由牛顿第二定律可知,力是使物体产生加速度的原因,力与加速度具有同时性,所以在力刚开始作用的瞬间,物体立即获得加速度;由Δv=aΔt可知,要使静止的物体获得一定的速度必须经过一段时间,故B正确.
二、连接体问题
连接体问题是我们常遇到的问题，分析时常常用到整体法与隔离法.
系统问题是指在外力作用下几个物体连在一起运动的问题，系统内的物体的加速度可以相同，也可以不相同，对该类问题处理方法如下：
1．隔离法的选取
(1)适应情况：求系统内各物体之间的作用力．
(2)处理方法：把物体从系统中隔离出来，将内力转化为外力，分析物体的受力情况和运动情况，并分别应用牛顿第二定律列方程求解，隔离法是受力分析的基础，应重点掌握．
2．整体法的选取
(1)适应情况：若系统内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力．
(2)处理方法：把系统内各物体看成一个整体(当成一个质点)来分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)．
3．整体法、隔离法交替运用原则
若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．
典例2 为了测量木板和斜面间的动摩
擦因数，某同学设计了这样一个实验.
在小木板上固定一个弹簧测力计(弹簧
测力计的质量不计)，弹簧测力计下端吊一个光滑的小球.将木板和弹簧测力计一起放在斜面上.当用手固定住木板时，弹簧测力计示数为F1；放手后使木板沿斜面下滑，稳定时弹簧测力计示数为F2，测得斜面倾角为θ，由以上数据算出木板与斜面间的动摩擦因数.(只能用题中给出的已知量表示)
【解析】把木板、小球、弹簧测力计看成一个整体，应用整体法.木板、小球、弹簧测力计组成的系统，当沿斜面下滑时，它们有相同的加速度.
设它们的加速度为a，小球的质量为m球，木板的质量为m木，则可得：
(m球＋m木)gsinθ－μ(m球＋m木)gcosθ＝(m球＋m木)a
可得：a＝gsinθ－μgcosθ ①
隔离小球，对小球应用隔离法，
对小球受力分析有：m球gsinθ－F2＝m球a ②
而：m球gsinθ＝F1 ③
由①②得：F2＝μm球gcosθ ④
由③④得μ= tanθ
三、牛顿运动定律的瞬时性问题
1.a与F合的瞬时对应关系
物体在每一瞬间的加速度只决定于这一瞬间的力F，而与这一瞬间之前或之后的合外力无关.
2.轻绳、橡皮绳、轻弹簧、轻杆四种理想模型的比较
注意：当物体受力突然变化时，物体的加速度也会瞬间发生变化．但是速度在该瞬间是不变的，因为速度的变化需要过程的积累．
典例3 如图所示，A、B两木块间连一
轻质弹簧，A、B质量相等，一起静止
地放在一块光滑木板上，若将此木板
突然抽去，在此瞬间，A、B两木块的
加速度分别是( )
A．aA＝0，aB＝2g B．aA＝g，aB＝g
C．aA＝0，aB＝0 D．aA＝g，aB＝2g
【解析】选A.由题意得：当刚抽去木板时，弹簧还没有来得及恢复形变，所以弹力的大小不变，仍等于物体A的重力大小，对于物体B，受到的力为竖直向下的重力和弹簧竖直向下的弹力的作用，根据牛顿第二定律得到物体B的加速度大小为2g.而对物体A，进行受力分析得：受到竖直向下的重力和弹簧竖直向上的弹力作用，两力不变，合力为零，根据牛顿第二定律得加速度为零，综上所述，本题的正确选项为A.
四、牛顿运动定律的临界与极值问题
在应用牛顿运动定律解决动力学问题时，当物体运动的加速度不同时，物体有可能处于不同的状态，特别是题目中出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，往往会有临界现象，此时要采用假设法或极限分析法，看物体在不同的加速度时，会有哪些现象发生，尽快找出临界点，求出临界条件．
1．“假设法”分析动力学问题
假设法是解物理问题的一种重要方法，用假设法解题，一般依题意从某一假设入手，然后运用物理规律得出结果，再进行适当讨论，从而找出正确答案，这样解题科学严谨、合乎逻辑，而且可以拓宽思路，最常见的是用假设法判定力的方向．
方法一：首先假定某力不存在，看物体发生怎样的运动，然后再确定该力应在什么方向物体才会产生题目给定的运动状态．
方法二：假定某力沿某一方向，用运动规律进行验算，若算得正值，说明此力与假定的方向相同，否则相反．
方法三：在力的作用线上定出坐标轴的正方向，将此力用正号运算，若求得的是正值，说明此力与坐标轴同向，否则相反．
2．“极限法”分析动力学问题
在物体的运动状态变化过程中，往往达到某个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态叫临界状态．相应的待求物理量的值叫临界值．利用临界值来作为解题思路的起点是一种很有用的思考途径，也可以说是利用临界条件求解．这类问题的关键在于抓住满足临界值的条件，准确地分析物理过程，进行求解．
典例4 如图所示，斜面是光滑的，
一个质量是0.2 kg的小球用细绳吊
在倾角为53°的斜面顶端．斜面静
止时，球紧靠在斜面上，绳与斜面
平行；当斜面以8 m/s2的加速度向右做匀加速运动时，g取10 N/kg,求斜面对小球的弹力及绳子的拉力．
【解析】处于临界状态时小球受力
如图所示，则有mgcotθ=ma0,
a0=gcotθ=7.5 m/s2
因为a=8 m/s2>a0．所以小球离开
斜面，斜面对小球的支持力为零，绳子的拉力
T= =2.56 N
答案：0 2.56 N(共81张PPT)
1.亚里士多德认为“力是维持物体运动状态的原因”，他的这种观点与我们平时的直观感觉相吻合，你觉得这种观点对吗？尝试分析这种认识产生的原因.
提示：不对.平时我们在推物体时，有推力作用在物体上，物体就运动，没有力作用在物体上，物体就静止.我们用的推力实质上要克服物体和地面间的摩擦力，平常我们直观感觉物体运动时，忽视了摩擦力的作用，从而觉得力是维持物体运动状态的原因.
2．有人认为伽利略理想实验方法是科学的，对物理学的发展有重要的作用，你认为对吗？能不能分析一下？
提示：对.伽利略的理想斜面实验虽然是理想的实验，但它是建立在可靠的事实基础之上的，以事实为依据，以抽象为指导，抓住主要因素，忽略次要因素，从而揭示了正确的自然规律.它有重要的科学意义，对物理学的发展有重要的意义.
对理想实验的理解
(1)理想实验，从本质上讲是一种思维活动，是人们在抽象思维中想象出来的，但现实中实验无法做.
(2)理想实验并不是脱离实际的主观臆断，它是以实践为基础的，是在真实的科学实验的基础上抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，是以一定的逻辑法则为基础的.
(3)理想实验可以深刻地揭示自然规律，它突出了事物的本质特征，能达到现实科学实验无法达到的理想程度，可以充分发挥思维的力量，可以超越当时的科学技术，对物理学的发展有着深远的意义.
伽利略的理想实验
1.亚里士多德的观点：力是维持物体运动状态的原因.亚里士多德是凭“直觉+观察”得出错误结论的.
2.伽利略的观点：水平面上的物体，如果不受摩擦力作用，将一直沿直线运动下去，伽利略是通过“科学推理+理想实验”得出结论的.
典例1 伽利略理想实验将可靠的
事实和科学推论结合起来，能更深
刻地反映自然规律，有关的实验程序内容如下：
①减小第二个斜面的倾角，小球在此斜面上仍然要达到原来的高度；
②两个对接的斜面，让静止的小球沿一个斜面滚下，小球将滚上另一个斜面；
③如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度；
④继续减小第二个斜面的倾角，最后使它成水平面，小球沿水平面做持续的匀速运动.
请按程序先后排列，并指出它究竟属于可靠事实，还是通过思维过程的推论，下列选项正确的是(方框内数字表示上述程序的号码)( )
解答本题应注意以下两点：
(1)能够实际发生的是事实.
(2)在事实的基础上经过推理得出的结论是推论.
【规范解答】选C.以②为事实，减小摩擦则小球上升到另一斜面的高度增大，如果没有摩擦，小球将上升到释放时的高度，推理得出结论③；继续减小第二个斜面的倾角，小球仍到达原高度，得到结论①；最后使它成为水平面，小球将达不到释放时的高度，故将沿水平面持续运动；高度上升是速率减小的原因，由于高度不变，因而速度不变，推理得结论④.
【变式备选】物体的运动状态改变了，可能发生的是
( )
A.速率不变 B.速度不变
C.惯性大小随之变化 D.物体未受任何力
【解析】选A.物体的运动状态发生了改变，即速度发生了变化，可能是速度大小变化、方向变化、方向和大小同时变化.当物体的速率不变时方向可能变化，故A可能.物体的运动状态变化就是速度变化，所以B是不可能的.物体运动状态变化，其质量并未发生变化，C是不可能的.力是物体改变运动状态的原因，物体运动状态发生了变化，肯定受到外力的作用，故D是不可能的.
1.牛顿第一定律与前人在研究力和运动的关系上的结论的区别.
提示：后半句“直到有外力迫使它改变这种状态为止”，是重复前人的结论——力是改变物体运动状态的原因.前半句“一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态”，这里道出了一切物体的一个固有属性：惯性！牛顿第一定律的表述比伽利略、笛卡儿的结论更加简练准确，具有更广泛的应用范围.
2.观察图思考下列问题：
(1)体操运动员的身材能否当
相扑运动员？体操运动员和相
扑运动员谁的惯性大？
提示：①相扑运动员如果用身
材苗条的体操运动员代替的话容易被扳倒，相扑运动员需要很大的惯性，不能用体操运动员来代替.
②体操运动员身材灵活，质量小，容易改变运动状态，惯性小；相扑运动员身材庞大，质量大，不容易改变运动状态，惯性大.
(2)试讨论：物体的惯性是由什么因素决定的？
提示：质量是惯性的量度，物体的质量越大，惯性就越大.观察和实验表明，对于任何物体，在受到相同的作用力时，决定它们运动状态变化难易程度的惟一因素就是它们的质量.
(3)试总结:惯性和惯性定律的区别.
提示：①惯性是一切物体所具有的一种性质，不需要附加限制条件；②惯性定律(牛顿第一定律)是一切物体在不受外力作用时物体运动所遵循的规律.在惯性定律中所说的物体没有受到外力的作用，是一种理想的情况.指出了运动不需要力来维持.力是改变物体运动状态的原因.
【知识归纳】惯性：物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质
1.惯性是物体的固有属性，惯性不是一种力.
2.任何物体在任何情况下(不管是否受力，不管是否运动和怎样运动)都具有惯性，切莫将惯性误解为“物体只有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态时”才有惯性，在受力作用时，惯性依然存在，体现在运动状态改变的难易程度上.
3.惯性的大小只由物体本身的特征决定，与外界因素无关，切莫认为物体的速度越大，惯性越大.
4.惯性是不能被克服的，但可以利用惯性或防止惯性的不良影响.
5.不要把惯性概念与惯性定律相混淆.惯性是万物皆有的保持原运动状态的一种属性，惯性定律则是物体不受外力作用时的运动定律，当有力作用时，物体运动状态必定改变.
牛顿第一定律
关于这个定律可以从以下三个方面来理解：
(1)定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性，即一切物体在任何情况下都具有惯性.
(2)定律的后一句话实际上是给力下的定义，即力是改变物体运动状态的原因(力并不是产生和维持物体运动的原因).
(3)牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律.实际上，不受外力作用的物体是不存在的.物体所受到的几个力的合力为零时，其效果就跟不受外力相同，这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止.
典例2 (双选)下列关于牛顿第一定律的说法中，正确的是
( )
A.牛顿第一定律是实验定律
B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因
C.实际上不存在不受外力作用的物体，所以牛顿第一定律也就失去了存在的基础
D.物体的运动不需要力来维持
解答本题时应把握以下两点：
(1)牛顿第一定律是在实验基础上的合理外推得到的.
(2)明确力作用在物体上时产生什么效果.
【规范解答】选B、D.牛顿第一定律是指物体在理想条件下的运动规律，反映的是物体在不受力的情况下所遵循的运动规律，而自然界中不受力的物体是不存在的，该定律是在科学的抽象思维下，运用理想化实验推论得到的，因此该定律不属于实验定律，A错误.牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，物体的运动不需要力来维持，但要改变物体的运动状态则必须有力的作用，所以B、D正确,C错误.
【变式备选】(双选)关于牛顿第一定律的理解，正确的是( )
A.牛顿第一定律只是揭示了物体具有惯性，因此也叫惯性定律
B.牛顿第一定律描述物体不受外力作用时的运动规律，故物体不受力时才有惯性
C.牛顿第一定律既揭示了物体不受外力作用时的运动规律，又揭示了运动状态改变的原因
D.在任何情况下，物体都有惯性
【解析】选C、D.牛顿第一定律揭示了力和运动的关系，揭示了物体具有惯性，故A错误.一切物体都有惯性，物体的运动不需要力来维持，惯性是物体固有的属性，物体不论处于什么状态，都有惯性，与是否受力无关，故B错误，选项D正确.牛顿第一定律既揭示了物体不受外力作用时的运动规律，又揭示了力是改变物体运动状态的原因，故C正确.
典例3 (双选)一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论正确的是
( )
A.车速越大，它的惯性越大
B.质量越大，它的惯性越大
C.车速越大，刹车后滑行的路程越长
D.车速越大，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大
【解析】选B、C.物体的惯性只决定于物体的质量,质量越大,惯性越大.所以B正确.刹车后滑行的路程与初速度和路面情况有关，初速度越大,滑行的路程越长，所以C正确.
1.(2011·广州高一检测)下列对运动的认识不正确的是
( )
A.亚里士多德认为物体的自然状态是静止的，只有当它受到力的作用才会运动
B.伽利略认为力不是维持物体运动状态的原因
C.牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度，而不仅仅是使之运动
D.伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去
【解析】选A.亚里士多德认为没有力作用在物体上，物体就不会运动.伽利略认为力不是维持物体运动的原因，伽利略根据理想实验推论出，如果没有摩擦，在水平面上的物体，一旦具有某一个速度，将保持这个速度继续运动下去.牛顿认为力是改变物体运动状态的原因，并不是使物体运动的原因.故答案为A.
2.(双选)一个物体保持静止或匀速运动状态不变，这是因为( )
A.物体一定没有受到任何力
B.物体一定受到两个平衡力作用
C.物体所受合力一定为零
D.物体可能受到两个平衡力作用
【解析】选C、D.物体不受任何力的状态是不存在的，物体保持静止或匀速直线运动时所受的合力一定为零，可能是两个平衡力，也可能是多个力.
3.(2011·衡水高一检测)(双选)下列说法中正确的是( )
A.原来静止的物体，只有在受到力的作用后才会运动起来，所以力是物体运动的原因
B.不用力踏自行车，自行车就会渐渐停下，说明物体不受力的作用，惯性就会逐渐消失
C.运动着的小车速度逐渐减小时，一定受到力的作用
D.力是使物体速度改变的原因
【解析】选C、D.原来静止的物体，只有在受到力的作用后才会运动起来，所以力是改变物体运动状态的原因.不用力踏自行车，自行车就会渐渐停下来，是由于受到阻力作用.自行车的质量不变，惯性不变.
4.下列关于惯性的说法中，正确的是( )
A.人走路时没有惯性，被绊倒时有惯性
B.百米赛跑到终点时不能立即停下是由于惯性，停下时就没有惯性了
C.物体没有受外力作用时有惯性，受外力作用后惯性被克服了
D.物体的惯性与物体的运动状态及受力情况均无关
【解析】选D.惯性是物体的固有属性，与其内在因素即质量有关，与受力情况及运动状态无关.一切物体都有惯性，质量是物体惯性大小的量度.当物体在外力作用下运动状态发生变化时，只要其质量不变，其惯性大小就不发生变化.
5.在杂技表演中有一个节目叫“季公
开石”，如图所示，让一个人躺在地
上，找一块大石板压在身上，然后另
一个人用大锤砸石头，把石头砸成几
块.试根据所学知识分析：这个节目所选的石头，在人能够承受的范围内，是越大越好，还是越小越好？为什么？
【解析】节目所选的石头越大越好，因为石头质量越大，其惯性就越大，石头的运动状态就越难改变，所以人受到的冲击力就越小.
答案：见解析
一、选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分)
1.如果物体运动状态发生了变化,说明该物体( )
A.速度方向一定发生了变化
B.速度大小一定发生了变化
C.加速度一定发生了变化
D.受到的合外力一定不为零
【解析】选D.物体运动状态发生变化一定是它的速度发生了变化,可能是速度大小、也可能是速度方向、还有可能是二者一起发生变化,既然物体运动速度发生变化,物体一定产生了加速度.由牛顿第一定律知,物体所受合外力一定不为零,使物体速度发生改变,但有可能是匀变速运动,加速度不变,故选D.
2.(双选)关于物体的惯性,下列说法正确的是( )
A.质量相同的两个物体,在阻力相同的情况下,速度大的不易停下来,所以速度大的物体惯性大
B.质量相同的物体,惯性相同
C.推动地面上静止的物体比保持这个物体匀速运动时所需的力大，所以静止的物体惯性大
D.同一物体的重力在月球上比在地球上小，但惯性却相同
【解析】选B、D.惯性是物体的固有属性，惯性仅由物体的质量大小决定，与外界因素(受力与否、受力的大小与多少、运动状态及所处环境)无关,故B、D对,C错.速度大的物体不能很快停下来，是因为从较大的速度变为静止，速度的改变量大，需要较长的时间，并非速度大，惯性大，故A错.
3.根据牛顿第一定律，以下选项中正确的是( )
A.人只有在静止的车厢内，竖直向上高高跳起后，才会落在车厢内原来的位置
B.人在沿直线匀速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
C.人在沿直线加速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
D.人在沿直线减速前进的车厢内，竖直向上高高跳起后，将落在起跳点的后方
【解析】选C.人竖直向上高高跳起后，由于惯性，跳起时具有与车厢相同的速度.所以当人在静止的或沿直线匀速前进的车厢内跳起后，均将落在车厢内原来的位置；而在沿直线加速前进的车厢内将落在起跳点的后方；在沿直线减速前进的车厢内，将落在起跳点的前方.故只有C项正确.
4.在下面哪一种运动过程中，物体的运动状态可能没有发生变化( )
A.物体的位移逐渐增大
B.物体的位移非均匀增大
C.物体的速度逐渐增大
D.物体的运动轨迹发生弯曲
【解析】选A.物体的运动状态没有变化，对应着速度大小方向都不变.对于A选项，物体位移增大的过程中可能是做匀速直线运动，故A正确；而B选项，物体的位移非均匀增大，说明物体不可能做匀速直线运动，选项B错；对于C选项，速度逐渐增大，运动状态一定变化，C选项错；选项D中，物体的运动轨迹发生弯曲，物体的运动方向一定变化，即速度方向一定变化，故D选项错.
5.从水平方向匀速向右飞行的飞机上按相等的时间间隔，依次放出a、b、c三个小球，不考虑空气阻力，站在地面上的人看到它们在空中的排列情况是( )
【解析】选B.飞机上释放的小球都具有与飞机相同的水平速度，在水平方向上，三个小球以相同的速度做匀速直线运动，故三个小球一定在飞机的正下方，三个小球连成一条竖直线.
二、非选择题(本题共3小题，共25分，要有必要的文字叙述)
6.(8分)有人设想，乘坐气球飘在高空，由于地球的自转，一昼夜就能周游世界.请你评价一下，这个设想可行吗
【解析】不可行.因为地球上的一切物体(包括地球周围的大气)都随着地球一起在自转，气球升空后，由于惯性，它仍保持原来的自转速度.当忽略其他与地球有相对运动(如风)的作用产生的影响时，升空的气球与它下方的地面处于相对静止的状态，不可能使它相对地球绕行一周.
答案：见解析
7.(8分)用所学的知识解释以下事实
(1)电动机的底座一般很重；
(2)给整栋楼房搬家已成为现实，在移动楼房时需要多台牵引车，而且一天只能移动很小一段距离.
【解析】(1)为了增大质量，增大惯性，尽量减小电动机的振动或避免因意外的碰撞而移动.(2)整栋楼房质量很大，惯性很大，不易改变其运动状态，事实上为了保证整栋楼平稳移动,速度不可较大.
答案：见解析
【规律方法】处理惯性问题的一般方法
(1)明确研究的问题，它原来处在怎样的运动状态；
(2)当外力作用在该物体的某一部分(或外力作用在该物体关联的其他物体上)时，这一部分的运动状态的变化情况；
(3)该物体由于惯性将保持怎样的运动状态，最后会出现什么现象.
8.(2011·潍坊高一检测)(9分)某同学
遇到一个难题：如图所示，要求不直接
用手接触塑料板和鸡蛋，手头只有一根
木棒，利用本节所学的知识，将鸡蛋放
入水中.请你帮助该同学想个办法解决这个难题.
【解析】该同学可以用木棒猛击塑料板，使塑料板飞出，而鸡蛋由于惯性仍保持原来的静止状态，就能使鸡蛋落入杯中，而避免手直接接触鸡蛋和塑料板.
答案：见解析(共80张PPT)
1.在家用测体重的台秤上做超重与失重的实
验.先站着不动，读出台秤的示数；接着突然
下蹲，观察开始下蹲时台秤的示数变化；再
观察下蹲结束时台秤的示数变化.说明为什么
会出现这种情况.秤的示数变化是因为你的重
力发生变化了吗？
提示：经过观察我们会发现，在开始下蹲时，台秤的示数会突然变小；而在下蹲将要结束前，台秤的示数又会突然变大.台秤的示数变小或变大，并不是因为我们自己的重力发生变化，而是由于我们在下蹲过程中具有向上或向下的加速度，使人对台秤的压力大于或小于自己的重力.
2.我们常听说宇航员在太空中处于完全失
重状态，是说宇航员在太空中不受重力的
作用吗？
提示：宇航员在太空中处于完全失重状态，
是指他不会对与他接触的物体产生正压力的作用，但是他仍然受重力的作用，并且重力就是他受到的合外力.
3.试讨论回答：发生超重时物体的重力变化了吗？发生超重时物体可能怎样运动？列出超重时支持力(或拉力)大小的表达式.
提示：(1)当物体具有向上的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体本身重力的现象称为超重，物体的重力并没有发生变化.
(2)发生超重时物体可能有两种运动情形：①系统向上做加速运动；②系统向下做减速运动.这两种情况中，加速度的方向均向上.
(3)根据牛顿第二定律，发生超重时：物体所受支持力(或拉力)F=mg+ma.
4.试讨论回答：发生失重时物体的重力减小了吗？发生失重时物体可能怎样运动？列出失重时支持力(或拉力)大小的表达式.
提示：(1)当物体具有向下的加速度时，物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体本身重力的现象称为失重.物体的重力并没有减小.
(2) 物体可能有两种运动情形：①系统向上做减速运动；②系统向下做加速运动.这两种情况中，加速度的方向均向下.
(3)根据牛顿第二定律，发生失重时，物体所受支持力(或拉力)F=mg-ma.
【知识归纳】
对实重、视重、超重、失重的理解
(1)实重：物体实际所受的重力，不会因为物体运动状态的改变而改变.
(2)视重：当物体在竖直方向有加速度时，物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)将不等于物体的重力，此时弹簧测力计或台秤的示数叫做物体的视重.
(3)超重：物体具有向上的加速度，物体对于悬挂物的拉力(或对支持物的压力)大于物体所受重力.
(4)失重：物体具有向下的加速度，物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)小于物体所受重力.
典例1 (2011·石家庄高一检测)(双
选)某实验小组利用DIS系统观察超重
和失重现象.他们在电梯内做实验.在
电梯的地板上放置一个压力传感器.在
传感器上放一个重为20 N的物块.实验中计算机显示出传感器所受物块的压力大小随时间变化的关系图象.根据图象分析得出的结论中正确的是( )
A.从时刻t1到t2物块处于失重状态
B.从时刻t3到t4物块处于失重状态
C.电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层
D.电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层
解决此题需要把握以下三点：(1)判断超、失重现象关键是看加速度方向,而不是运动方向.
(2)处于超重状态时，物体可能做向上加速或向下减速运动.
(3)处于失重状态时，物体可能做向下加速或向上减速运动.
【规范解答】选B、C.从F-t图象可以看出0～t1，F=mg，电梯可能处于静止状态或匀速运动状态；t1～t2 ，F>mg，电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上运动或减速向下运动；t2～t3 ，F=mg，可能静止或匀速运动；t3～t4 ，F【变式备选】某人在a1=2 m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1=75 kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体 若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起m2=50 kg的物体，则此升降机上升的加速度为多大 (g取10 m/s2)
【思路点拨】
若此人在地面上的最大“举力”是F，那么他在以不同的加速度运动的升降机中最大“举力”仍为F，以物体为研究对象进行受力分析.作出物体的受力示意图，根据牛顿第二定律求解.
【规范解答】升降机匀加速下降时，
根据牛顿第二定律m1g-F=m1a1，解得：
F=m1(g-a1)=75×(10-2) N=600 N，
此人在地面上最多可举起
=60 kg的物体.升降机
匀加速上升时F-m2g=m2a2,解得：a2=
10)m/s2=2 m/s2
答案：60 kg 2 m/s2
1.物理学中基本单位有几个？力学中的基本单位是哪几个？
提示：在物理学中总共有七个基本单位；在力学中基本单位有三个，它们是长度、质量、时间的单位.
2.什么是导出单位？举出几个力学中导出单位的例子.
提示：由基本量根据物理关系式可推导出其他物理量的单位,这些单位为导出单位.例如在力学中力、速度、加速度等一些物理量的单位都是导出单位.
3.在解题过程中，怎样合理应用单位制，才能做到既简单又不容易产生错误？
提示：把题目中的已知量用国际单位制表示，若不是国际单位首先要转化为国际单位，计算的结果同样要用国际单位表示，这样，计算过程中，就不必一一写出各量后面的单位，只在数字后面写出正确的单位就可以了.
4.试讨论：如何利用力学单位制对计算结果的正、误进行检验？
提示：如用力学国际单位制计算时，只有所求物理量的计算结果的单位和该物理量在力学国际单位制中的单位完全一致时，该运算过程才可能是正确的.若所求物理量的单位不对，则结果一定错.
一、 选“kg、m、s”作为力学中的基本单位的原因
基本单位选定的原则是：
1.这些物理量在力学中有最基本的地位，
2.用这些物理量做基本单位后，可使基本单位的数目最少.
因为力学研究物体运动变化过程中力与运动的关系，因此联系物体自身属性的量(质量)和反映空间尺度的量(长度)以及时间必然与物体受力后的运动变化联系得最密切、最普遍，所以这三个物理量及单位也最基本.
二、单位制在物理计算中的作用
1.单位制的建立，是为了测量、比较物理量的大小.
2.物理公式在确定了物理量间数量关系的同时，也确定了物理量间的单位关系.
3.在物理计算中，先统一各物理量的单位，公式中的各物理量只代入数值，只在式子的末尾写出所求量的单位即可.
力学单位
1.几个常见概念：单位制、基本单位、导出单位、国际单位制.
2.国际单位制中的力学单位
3.国际单位制体现单位的一贯性
(1)简化计算：只在计算的数值后加上相应单位，不分别写出各物理量的单位.
(2)方便换算. (3)检验结果的正误.
典例2 选定了长度单位m、质量单位kg、时间单位s之
后，就可以导出力学中其他所有物理量的单位，但必须
依据相关的公式.现有一个物理量A= 其中M是质量，
r是长度，又已知G的单位是N·m2·kg-2,据此能否推知A是什么物理量
物理关系式可以确定物理量的单位关系，代入已知量的单位，可以确定未知量的单位.
【规范解答】将各物理量的单位代入A的表达式，进行单位运算：
因为m/s是速度单位，所以物理量A为速度.
答案：见规范解答
【变式备选】(双选)下列说法中正确的是( )
A．在力学中，力是基本概念，所以力的单位“牛顿”是力学单位制中的基本单位
B．力的单位是牛顿，1 N＝1 kg·m/s2，牛顿是个导出单位
C．各物理量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果为国际单位
D．物理公式只能确定物理量之间的数量关系，不能确定物理量间的单位关系
【解析】选B、C.“力”虽然是力学中一个最基本的概念，但它的单位“牛顿”却不是力学中的基本单位.力学中的基本单位是千克、米、秒，其他皆为导出单位.物理公式不仅确定了物理量之间的数量关系，同时也确定了物理量之间的单位关系.已知量采用国际单位，通过物理公式最后的运算结果一定为国际单位，单位制在力学计算中的意义正在于此.
典例3 美国密执安大学5名学习航空航天技术的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行计划”.飞行员将飞艇开到6 000 m的高空后，让其由静止下落，以模拟一种微重力的环境.下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍.这样，可以获得持续约25 s之久的失重力影响的实验.紧接着，飞艇又做匀减速运动.若飞艇离地面的高度不得低于500 m，重力加速度g取10 m/s2，试求：
(1)飞艇在25 s内下落的高度；
(2)在飞艇后来的减速过程中，大学生们对座位的压力是重力的多少倍？
【思路点拨】
解答本题时要把握以下三点：(1)要分清各个过程对应的已知量.
(2)要能结合超重、失重分析受力.
(3)要能熟练使用运动学公式.
【规范解答】(1)对飞艇进行受力分析，由牛顿第二定律可得： mg－f＝ma1
由运动学规律H＝ a1t2
所以在25 s内飞艇下落的高度为 H=3 000 m
(2)减速过程中，飞艇要下降h=H0－H-500 m=2 500 m后速度减为零.
减速阶段的初速度为 v=a1t=240 m/s
由运动学规律h=v2/2a2，得a2=
对人进行受力分析,由牛顿第二定律得FN－mg=ma2
由以上各式得FN=2.2mg
由牛顿第三定律得，人对座椅的压力为其重力的2.2倍.
答案：(1)3 000 m (2)2.2倍
1.(双选)下面关于超重与失重的判断正确的是( )
A.物体做变速运动时，必处于超重或失重状态
B.物体向下运动时，必处于失重状态
C.做竖直上抛运动的物体，处于完全失重状态
D.物体斜向上做匀减速运动，处于失重状态
【解析】选C、D.判断物体是否处于超重或失重状态，就是看物体有没有竖直方向上的加速度.若物体的加速度向下，则处于失重状态.若物体的加速度向上，则处于超重状态.A、B两项均未指明加速度方向，无法判定是否发生超重和失重现象.D项物体的加速度斜向下，有竖直向下的分量，故处于失重状态，C项中a=g，且加速度方向向下，故处于完全失重状态.
2.导出单位是由基本单位组合而成的,则下列说法中正确的是( )
A.加速度的单位是m/s2,是由m、s两个基本单位组合而成的
B．加速度的单位是m/s2,由公式a= 可知它是由m/s和s两个基本单位组合而成的
C．加速度的单位是m/s2,由公式a=F/m可知．它是由N、kg两个基本单位组合而成的
D．以上说法都是正确的
【解析】选A.在力学中只有长度、时间、质量的单位为基本单位，而m/s、N都是导出单位,所以B、C错误．本题选A．
3.一物体在2 N的力作用下，产生10 cm/s2的加速度，求物体的质量.对这道题，以下计算中单位的运用正确、简洁而又规范的是( )
A．m＝ kg=0.2 kg
B．m＝
C．m＝
D．m＝ =20 kg
【解析】选D.本题考查了单位制的应用.在进行数量运算的同时，也要把单位带进运算，带单位运算时，每一个数据均要带上单位，且单位换算要准确，也可以把题中的已知量的单位都用国际单位表示，计算的结果就用国际单位表示，这样在统一已知量的单位后，就不必一一写出各个量的单位，只在数字后面写出正确单位即可.在备选的四个选项中A, C均错，B项解题过程正确，但不简洁，只有D项运算正确，且简洁而又规范.
4.(2011·连云港高一检测)(双选)关于超重和失重，下列说法正确的是( )
A.物体处于超重状态时，是指物体的重力增大了
B.物体处于失重状态时，是指物体的“视重”减小了
C.物体在完全失重的条件下，对支持它的支承面压力为零
D.物体处于完全失重时，地球对它的引力消失了
【解析】选B、C.(1)所谓“超重”和“失重”，并非是指物体在同一位置的重力变大或变小，而是物体的“视重”变大或变小了，所谓“视重”是指人由弹簧测力计等量具上看到的读数，实际上物体所受的万有引力、重力并未改变.
(2)“完全失重”是一种视重等于零的现象，物体处于完全失重时，对水平支承面的压力或对竖直悬绳的拉力等于零.
(3)物体处于超重状态时，“视重”大于实重(即物体的重力)；处于失重状态时，“视重”小于实重，处于完全失重状态时，“视重”等于零.
5．(2011·合肥高一检测)如图所示,
水平放置的传送带以速度v=200 cm/s
向右运行,现将一小物体轻轻地放在
传送带A端,物体与传送带间的动摩擦因数μ=0．2,若A端与B端相距400 cm,求物体由A到B的时间和物体到B端时的速度大小.(g取10 m/s2)
【解析】小物体放在A端时初速度为零,且相对于传送带
向后运动,所以小物体受到向前的摩擦力,小物体在该力
作用下向前加速,a=μg=2 m/s2．当小物体的速度与传送
带传送的速度相等时,两者相对静止,不存在摩擦力,小物
体开始做匀速直线运动，所以小物体的运动可以分两个
阶段,先由零开始加速,后做匀速直线运动．当v物=
200 cm/s=2 m/s时,t= =1 s,s= at2= ×2×12 m
=1 m,以后t= =1.5 s,所以t总=1 s+1.5 s=2.5 s,且到达B点时的速度大小为2 m/s．
答案：2.5 s 2 m/s
一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)
1.(2011·成都高一检测)测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是( )
A.米尺、弹簧测力计、打点计时器
B.米尺、测力计、秒表
C.量筒、天平、秒表
D.米尺、天平、秒表
【解析】选D.国际单位制规定的三个力学基本物理量为长度、质量和时间.测量长度可用米尺,测量质量可用天平,测量时间可用秒表,故选D.
2.(2011·西安高一检测)如图所示，一个
盛水的容器底部有一小孔．静止时用手指
堵住小孔不让它漏水，假设容器在下述运
动中始终保持平动，且忽略空气阻力，则
( )
A．容器自由下落时，小孔向下漏水
B．将容器竖直向上抛出，容器向上运动时，小孔向下漏水；容器向下运动时，小孔不向下漏水
C．将容器水平抛出，容器在运动中小孔向下漏水
D．将容器斜向上抛出，容器在运动中小孔不向下漏水
【解析】选D.将容器抛出后，容器和容器中的水处于完全失重状态，液面下任何一点的压强都等于0，小孔不会向下漏水．
3.一物体质量为1 t，以 2 m/s2的加速度做匀加速直线运动，下列关于物体受到的合外力的计算中既正确、简洁而又规范的是( )
A.F=1 000×2 N=2 000 N
B.F=1×2 N=2 N
C.F=1 000 kg×2 m/s2=2 000 N
D.F=1 000×2=2 000 N
【解析】选A.选项B中的质量单位没换成“kg”，C项中m、a分别带单位计算不简洁；D项中数据最后没写明单位，不规范，故只有A项正确.
4.(双选)把一个质量为0.5 kg的物体挂在弹簧测力计下,在电梯中看到弹簧测力计的示数是3 N,g取10 m/s2,则可知电梯的运动情况可能是( )
A.以4 m/s2的加速度加速上升
B.以4 m/s2的加速度减速上升
C.以4 m/s2的加速度加速下降
D.以4 m/s2的加速度减速下降
【解析】选B、C．弹簧测力计的示数显示出物体受到的
拉力为3 N,所以物体所受的合力为F=mg-T=2 N,且合力方
向向下,所以加速度a= m/s2=4 m/s2，方向向下,故B、
C正确.
5.(2011·徐州高一检测)声音在空气中的传播速度v与空气密度ρ、压强p有关，下列速度的表达式(k为比例系数，无单位)中可能正确的是( )
A.v=k B.v=
C.v= D.v=
【解析】选B.由各物理量的单位之间的关系确定算式是
否正确．压强p可由公式p= 求得，则其单位为=kg/(m·s2)．密度ρ可由公式ρ= 求得，则ρ的单位
为kg/m3．由于题中k无单位，则 的单位为m2/s2，显
然不是速度的单位，A错，而 的单位为m/s，B可能
正确．又 的单位为s/m，也不是速度的单位，C
错误． 单位为kg/(m2·s)，不是速度的单位，D错误．正确答案为B．
【规律方法】突破单位制的理解误区
(1)对单位与单位制区分不清，误把单位当做单位制或把单位制当做单位.事实上，为了对“量”进行测量和比较而建立单位，“量”的单位有基本单位和导出单位，基本单位和导出单位组成了单位制.
(2)对物理量与物理单位分辨不清，误把物理量当做单位或把物理单位当做物理量.物理量是为了描述物理现象或规律而引入的，为了比较物理量的大小，或对“量”进行测量而建立单位.如为了描述运动的快慢而引入了速度这个物理量，规定其单位为m/s后就可以比较速度的大小了.
(3)对基本单位与国际单位理解不准确，误把基本单位当做国际单位或把国际单位当做基本单位.基本单位是基本物理量的单位，不一定是国际单位.
6.(2010·海南高考)(双选)如图，木箱内
有一竖直放置的弹簧，弹簧上方有一物块，
木箱静止时弹簧处于压缩状态且物块压在
箱顶上．若在某一段时间内，物块对箱顶
刚好无压力，则在此段时间内，木箱的运
动状态可能为( )
A．加速下降 B．加速上升
C．减速上升 D．减速下降
【解析】选B、D.木箱静止时物块对箱顶有压力，则物块受到箱顶向下的压力，当物块对箱顶刚好无压力时，合外力的方向向上，表明系统有向上的加速度，是超重，可能是加速上升，也可能是减速下降，B、D正确.
二、非选择题(本题共2小题，共20分，要有必要的文字叙述)
7.(8分)如图所示，倾斜索道与水平
方向成37°角，当载人车厢加速向上
运动时，人对车厢底板的压力为体重
的1.25倍，这时人与车厢仍然是相对
静止.则车厢对人的静摩擦力是人体重的多少倍
【解析】对人受力分析如图所示，
建立如图所示的直角坐标系，
沿x方向：f=macosθ.
沿y方向：FN-mg=masinθ，
FN=1.25mg.由以上各式联立可得
f= mg，即车厢对人的静摩擦力是人体重的 倍.
答案：
8.(12分)升降机的质量m1=50 kg，在竖直上升过程中，其v-t图象如图(a)所示，放在升降机底板上的货物质量m2=
50 kg.(g取10 m/s2)
(1)求升降机在25 s时间内的总位移和平均速度；
(2)升降机底板在哪段时间内受到的压力最大？最大值为多少？
(3)在图(b)所示的坐标系上画出上升过程中，升降机所受拉力F与时间t的关系图象.
【解析】(1)速度图线下所围的“面积”在数值上等于物体发生的位移，故总位移
s= ×(10+25)×2 m=35 m，
平均速度 m/s=1.4 m/s.
(2)0～5 s内加速上升阶段的压力最大，根据速度—时间图象可以求得在加速阶段的加速度
a1=Δv/Δt= =0.4 m/s2，
根据牛顿第二定律有FN-m2g＝m2a1
代入数据后得FN＝520 N.
(3)在0～5 s内，
F1=(m1+m2)(g+a1)=100×10.4 N=1 040 N；在5～15 s内,F2=(m1+m2)g=100×10 N=1 000 N；
在15～25 s内,F3=(m1+m2)(g+a2)=100×9.8 N=980 N
升降机所受拉力F与时间t的关系图象如图所示.
答案：(1)35 m 1.4 m/s
(2)0～5 s内压力最大 520 N
(3)见解析(共75张PPT)
1.请结合教材例1总结：已知物体的受力情况求解物体的运动情况的解题思路是怎样的呢？
提示：具体解题思路如下：
2.已知物体受力情况确定运动情况时的解题步骤是怎样的？
提示：(1)确定研究对象，对其进行受力分析，并画出受力图.
(2)求出物体所受的合外力.
(3)应用牛顿第二定律求出加速度.
(4)结合物体运动的初始条件，应用运动学公式，求出物体任意时刻的位移和速度，画出运动轨迹简图.
1.受力分析的判断依据
(1)条件判断：依据各种性质的力的产生条件判断力是否存在，一般不需要画出“合力”或“分力”的示意图.
(2)根据效果判断：力的作用效果与物体的运动状态间有互制的关系，结合物体的运动状态分析物体的受力.
(3)相互作用判断：根据力的相互性，分析物体的受力.
(4)为使问题简单化，常忽略某些次要的力，如物体在空中下落，忽略空气阻力，轻杆、轻绳等轻质物体的重力一般情况下不考虑.
2.受力分析的基本方法
(1)明确研究对象，即明确对谁进行受力分析.
(2)把要研究的物体从周围的环境中隔离出来.
(3)按顺序分析物体的受力情况，画出受力的示意图.
已知受力情况,确定物体的运动情况
1.解题思路:
2.解题步骤
(1)确定研究对象.
(2)分析受力，画受力示意图.
(3)求合外力.
(4)由F=ma求加速度.
(5)由运动学公式 求运动参量.
典例1 (2011·哈尔滨高一检测)在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动．如图所示，人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始下滑，滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来，斜坡滑道与水平滑道间是平滑连接的，滑板与两滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.5，不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，斜坡倾角θ＝37°.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(1)若人和滑板的总质量为m＝60 kg，求人在斜坡上下滑时的加速度大小．
(2)若由于受到场地的限制，A点到C点的水平距离为x＝
50 m，为确保人身安全，假如你是设计师，你认为在设计斜坡滑道时，对高度h应有怎样的要求？
解答本题应注意以下三点：
(1)正确地对人和滑板进行受力分析.
(2)根据牛顿第二定律求出加速度.
(3)结合运动学公式设计斜坡滑道高度.
【规范解答】(1)在斜坡上下滑时，由牛顿第二定律得：
mgsinθ－f＝ma ①
FN－mgcosθ＝0 ②
f＝μFN ③
联立①②③得：a＝gsinθ－μgcosθ＝2 m/s2
(2)设滑至底端时的速度为v，由运动学公式可知：
v2＝2a ④
沿BC段前进时的加速度a′＝μmg/m＝μg ⑤
沿BC段滑行的距离L＝v2/2a′ ⑥
为确保人身安全，则L＋hcotθ≤x ⑦
联立④⑤⑥⑦解得h≤25 m，故斜坡的高度不能超过25 m.
答案：(1)2 m/s2 (2)斜坡的高度不能超过25 m
【规律方法】
解传送带问题时的三个注意点
1.物体做匀加速运动时合外力的来源是由传送带给物体的滑动摩擦力.
2.当物体和传送带一起匀速运动时物体只受到两个力的作用，即重力和传送带给物体的支持力.
3.各阶段运动状况明确以后由力学公式和运动学公式进行求解运算.
【变式备选】如图所示，一水
平传送带长为20 m，以2 m/s的速度
做匀速运动.已知某物体与传送带间的动摩擦因数为0.1，现将该物体由静止轻放到传送带的A端.求物体被送到另一端B点所需的时间.(g 取10 m/s2)
【解析】物体受重力mg、支持力FN和向前的摩擦力f作用，由牛顿第二定律有，f=ma，又FN-mg=0,f=μFN′，FN′=FN，解得a=μg=0.1×10 m/s2=1 m/s2.当物体做匀加速运动达到传送带的速度v=2 m/s时，其位移为
s1= m=2 m.
所以物体运动2 m后与传送带一起匀速运动.
第一段加速运动的时间为t1= s=2 s，
第二段匀速运动的时间为t2= s=9 s.
所以，物体在传送带上运动的总时间为t=t1+t2
=2 s+9 s=11 s.
答案:11 s
1.已知物体运动情况求受力情况时的解题思路是怎样的？
提示：
2.已知物体运动情况求受力情况时的解题步骤是怎样的？
提示：(1)确定研究对象，对研究对象进行运动过程分析和受力分析，并画出运动草图和受力图.
(2)根据物体的运动情况，应用运动学公式求出物体的加速度.
(3)应用牛顿运动定律推断或求出物体受到的合外力.
(4)根据物体的受力情况和合力求出未知的力.
【知识归纳】动力学问题的解题思路及步骤
(1)确定研究对象.
(2)对物体进行受力分析并画出受力示意图，对物体进行运动状态的分析.
(3)选择正方向或建立直角坐标系，由牛顿第二定律及运动学规律列方程.
(4)计算，求解未知量.
应用牛顿第二定律的注意事项
(1)牛顿第二定律F=ma，实际上是揭示了力、加速度和质量三个不同物理量之间的关系.要列牛顿第二定律的方程，就应将方程两边的物理量具体化.方程左边F是物体受到的合外力即这个质量为m的物体受到的合外力，首先要确定研究对象，对其进行受力分析.
(2)求合力的方法：可以利用平行四边形定则或正交分解法.
(3)采用正交分解法时两个分力方向的选择是解题的关键.我们一般选择物体运动或运动趋势的方向所在的直线为x轴，一般情况下坐标轴的正方向与加速度方向一致.选与运动或运动趋势的方向垂直的直线为y轴.
典例2 如图所示，风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力.现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于杆的直径.
(1)当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数.
(2)保持小球所受的风力不变，使杆与水平方向的夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求解时先由水平面上小球做匀速运动时的二力平衡求出动摩擦因数，再分析小球在杆与水平面成37°角时的受力情况.
(2)根据牛顿第二定律列出方程，求得加速度，再由运动学方程求解.
【规范解答】(1)设小球所受风力为F，则F=0.5mg.当杆水平固定时，小球做匀速运动，则所受摩擦力f与风力F等大反向，即f=F.又因f=μFN=μmg，联立以上三式解得小球与杆间的动摩擦因数μ=0.5.
(2)当杆与水平方向成θ=37°角时，
小球从静止开始沿杆加速下滑.设下
滑距离s所用时间为t，小球受重力
mg、风力F、杆的支持力F′N和摩擦
力f′作用，受力分析如图所示，
由牛顿第二定律可得，沿杆的方向
Fcosθ+mgsinθ-f′=ma，垂直杆的方向F′N+Fsinθ－mgcosθ=0，
又f′= μF′N，F=0.5mg，解得小球的加速度
+g(0.6-0.5×0.8)= g.因s= at2，故小球的下滑时间
为
【规律方法】
解弹簧连接体问题时的三个注意点
(1)在水平板与物体分离前，物体一直向下做匀加速运动，物体受重力、弹簧弹力和水平板的支持力的作用；由牛顿第二定律列动力学方程.
(2)水平板和物体分离后，水平板给物体的作用力为零，物体只受两个力的作用，即重力和弹簧的弹力的作用.
(3)弹簧形变量和物体移动位移大小相等.
【变式备选】一根劲度系数为k,质量
不计的轻弹簧，上端固定,下端系一质量为
m的物体,有一水平板将物体托住,并使弹簧
处于自然长度，如图所示.现让平板由静止
开始以加速度a(a＜g)匀加速向下移动.求经
过多长时间平板开始与物体分离.
【解析】设物体与平板一起向下运动的位移为s时，弹簧形变量x和s大小相等，物体受重力mg，弹簧的弹力F=kx和平板的支持力FN作用.据牛顿第二定律有：
mg-kx-FN=ma得FN=mg-kx-ma
当FN=0时，物体与平板分离，所以此时x=
因为s= at2，所以t=
答案：
典例3 在水平地面上有两个彼此接
触的物体A和B，它们的质量分别为
m1和m2，与地面间的动摩擦因数均为μ，若用水平推力F作用于A物体，使A、B一起向前做匀加速直线运动，如图所示，求两物体间的相互作用力为多大？若将F作用于B物体，则A、B间的相互作用力又为多大？
【规范解答】(1)当F作用于A物体时，
以 A、B为研究对象对其受力分析如图
所示，由牛顿第二定律可得：
F-μ(m1+m2)g=(m1+m2)a
所以a= -μg
再以B为研究对象，其受力如图所示，由牛顿第二定律可得F1－f2＝m2a
f2=μm2g,则A、B间的相互作用力F1为：F1=
(2)当F作用于B时，应用同样的方法可求
A、B间的相互作用力F2=
答案：
【规律方法】
连接体问题的处理方法：
先以整体为研究对象求加速度，然后运用隔离法，选取其中一部分作为研究对象，求相互作用力(内力).
1.质量为3 kg的质点，所受到的合外力的大小为1.5 N，则
该质点做匀变速直线运动的加速度为( )
A.0.5 m/s2 B.1.5 m/s2 C.3 m/s2 D.4.5 m/s2
【解析】选A.此题已知物体的受力情况求运动情况，由
牛顿第二定律F合=ma可得a= 代入数据可得a=0.5 m/s2,
故A正确.
2.质量为3 kg的质点，在向上的拉力作用下，竖直向上做匀变速直线运动的加速度为0.5 m/s2，则该质点所受到的拉力的大小为(g取10 m/s2)( )
A.1.5 N B.21.5 N C.31.5 N D.37.5 N
【解析】选C.由牛顿第二定律F合=ma可得，F-mg=ma, 拉力F=m(g+a)=31.5 N,故C正确.
3.(2011·江门高一检测)(双选)
如图所示，两个质量分别为m1=
2 kg、m2=3 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接.两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则( )
A.弹簧测力计的示数是10 N
B.弹簧测力计的示数是26 N
C.在突然撤去F2的瞬间，弹簧测力计的示数不变
D.在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度不变
【解析】选B、C.设弹簧测力计的弹力为F，加速度为a.对系统：F1-F2=(m1＋m2)a，对m1：F1-F=m1a，联立两式解得：a=2 m/s2，F=26 N，故A项错误，B正确；在突然撤去F2的瞬间，由于弹簧测力计两端都有物体，而物体的位移不能发生突变，所以弹簧的长度在撤去F2的瞬间没变化，弹簧测力计的弹力不变，故C项正确；若突然撤去F1，物体m1的合外力方向向左，而没撤去F1时合外力方向向右，所以m1的加速度发生变化，故D项错误.
4.如图a所示，用一水平外力F推着一个静止在倾角为θ
的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，
其加速度a随外力F变化的图象如图b所示，若重力加速度
g取10 m/s2.根据图b中所提供的信息不能计算出( )
A.物体的质量
B.斜面的倾角
C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力
D.加速度为6 m/s2时物体的速度
【解析】选D.分析物体受力，由牛顿第二定律得：Fcosθ
-mgsinθ=ma，由F=0时，a=-6 m/s2，得θ=37°.
由a= -gsinθ和a-F图线知： 得：
m=2 kg.物体静止时的最小外力Fmincosθ=mgsinθ，Fmin=mgtanθ=15 N，无法求出物体加速度为6 m/s2时的速度，因物体的加速度是变化的，对应时间也未知，故选D.
5.如图所示，质量m=5.0 kg的木箱放在水平地板上，对木箱施加一个F=10 N的水平向右的推力，推力F作用的时间t=10 s，木箱从静止沿直线滑动距离s=10 m.求：
(1)木箱运动的加速度a的大小.
(2)木箱与地板间的动摩擦因数μ.
【解析】(1)木箱由静止开始在t=10 s内的位移s=10 m
由s= at2知：a= m/s2=0.2 m/s2
(2)对木箱受力分析如图，在水平方向上由牛顿第二定律：
F-f=ma，f=μFN=μmg
得μmg=F-ma
即μ= =0.18
答案：(1)0.2 m/s2 (2)0.18
一、选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分)
1.某步枪子弹的出口速度达100 m/s，若步枪的枪膛长
0.5 m，子弹的质量为20 g，若把子弹在枪膛内的运动看做匀变速直线运动，则高压气体对子弹的平均作用力为( )
A.1×102 N B.2×102 N
C.2×105 N D.2×104 N
【解析】选B.根据v2=2as，a= m/s2
=1×104 m/s2，再根据F=ma=20×10-3×1×104 N
=2×102 N，故B正确.
2.一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大
小为 g,则人受电梯底部的支持力为( )
A. mg B.2mg C.mg D. mg
【解析】选D.人的受力如图所示.由牛顿第二定律
得F-mg=ma= mg,所以F= mg.则人受电梯底部的
支持力为 mg.D正确.
3.如图甲所示，放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F1与F2的作用静止不动.现保持F1不变，F2大小变化如图乙所示，则在此过程中，能正确描述木块运动情况的速度图象是下列选项中的( )
【解析】选D.由于F2均匀减小到零然后又均匀增大到原值，所以木块受到的合外力的变化情况为先增大后减小到零，根据牛顿第二定律知物体加速度也是先增大后减小到零，而速度一直在增大，最后达到最大值.符合上述规律的v-t图象只有D项.
4.(2011·衡水高一检测)雨滴从空中由静止落下，若雨滴下落时空气对其阻力随雨滴下落速度的增大而增大，如图所示的图象能正确反映雨滴下落运动情况的是( )
【解析】选C.雨滴速度增大时，阻力也增大，由牛顿第
二定律得a= 故加速度逐渐减小，最终雨滴做匀速运动.
5.(2011·郑州高一检测)如图所示，
位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道
与水平面相切于M点，与竖直墙壁相切
于A点，竖直墙壁上另一点B与M的连线
和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道
的圆心．已知在同一时刻，a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点,c球由C点自由下落到M点．则( )
A．a球最先到达M点
B．b球最先到达M点
C．c球最先到达M点
D．b球和c球都可能最先到达M点
【解析】选C.设圆的半径为R，则 gsin 45°tA2，
2R＝ gsin 60°tB2，R＝ gtC2，可得：tA＝
故有tB>tA>tC，故C正确．
二、非选择题(本题共3小题，共25分，要有必要的文字叙述)
6.(8分)如图所示，表示某人站在与
水平方向成θ角的、以加速度a向上
运动的自动扶梯的台阶上，人的质量
为m，鞋底与台阶的动摩擦因数为μ，求此时人所受的摩擦力.
【解析】如图建立坐标系，并将加速度
a沿已知力的方向正交分解，水平方向：
a2=a cosθ
由牛顿第二定律得：f=ma2=macosθ
故摩擦力f的大小为macosθ，
方向为水平向右.
答案:macosθ，方向为水平向右
7．(8分)一斜面放在水平地面上，倾
角θ=53°，一个质量为0.2 kg的小球
用细绳吊在斜面顶端，如图所示，斜
面静止时，球紧靠在斜面上，绳与斜
面平行，不计斜面与水平面的摩擦，
当斜面以10 m/s2的加速度向右运动时，求细绳的拉力及斜面对小球的弹力.(g取10 m/s2)
【解析】设小球刚刚脱离斜面时斜面向右的加速度为a0，此时斜面对小球的支持力恰好为零，小球只受到重力和细绳的拉力，且细绳仍然与斜面平行.对小球受力分析如图所示.
易知mgcotθ=ma0
代入数据解得：a0=7.5 m/s2
因为a＝10 m/s2>a0，所以当斜面以10 m/s2
的加速度向右运动时小球已离开斜面，斜面对小球的弹力N=0
同理，由受力分析可知，细绳的拉力为
F= ≈2.83 N
此时细绳拉力F与水平方向的夹角为
θ=arctan =45°
答案：2.83 N,与水平方向成45°角 0
【规律方法】“三种方法”处理动力学临界问题
(1)极限法：在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时，一般隐含着临界问题，处理这类问题时，可以把物理过程(或问题)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，达到尽快求解的目的.
(2)假设法：有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索，但在变化过程中有可能出现临界问题，也可能不出现临界问题，解答这类问题一般用假设法.
(3)数学方法：将物理过程转化为数学公式，根据数学表达式求解得出临界条件.
8.(挑战能力)(9分)如图所示，在倾角
为θ的光滑斜面上端系有一劲度系数为
k的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为
m的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡
住，此时弹簧没有形变.若挡板A以加速度a(a＜gsinθ)沿斜面向下匀加速运动，问：
(1)小球向下运动多少距离时速度最大？
(2)从开始运动到小球与挡板分离所经历的时间为多少？
【解析】(1)球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时小球所受合力为零.
即kxm=mgsinθ，解得xm=
(2)设球与挡板分离时位移为s，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力FN、沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F.
据牛顿第二定律有mgsinθ-F-F1=ma，F=kx.
随着x的增大，F增大，所以F1减小，保持a不变，当球与挡板分离时，x增大到等于s，F1减小到零，则有：
mgsinθ-ks=ma，又s= at2
联立解得mgsinθ-k· at2=ma，
解得t=
答案：(1) (2)
