1.力与运动关系的定性分析 [例1] 如图所示.如图所示.轻弹簧下端固定在水平面上.一个小球从弹簧正上方某一高度处由静止开始自由下落.接触弹簧后把弹簧压缩到一定程度后停止下落.在小球下落的这一全过程中.下列说法中正确的是 A.小球刚接触弹簧瞬间速度最大 B.从小球接触弹簧起加速度变为竖直向上 C.从小球接触弹簧到到达最低点.小球的速度先增大后减小 D.从小球接触弹簧到到达最低点.小球的加速度先减小后增大 解析:小球的加速度大小决定于小球受到的合外力.从接触弹簧到到达最低点.弹力从零开始逐渐增大.所以合力先减小后增大.因此加速度先减小后增大.当合力与速度同向时小球速度增大.所以当小球所受弹力和重力大小相等时速度最大.选CD. [例2]如图所示.弹簧左端固定.右端自由伸长到O点并系住物体m.现将弹簧压缩到A点.然后释放.物体一直可以运动到B点.如果物体受到的阻力恒定.则 A.物体从A到O先加速后减速 B.物体从A到O加速运动.从O到B减速运动 C.物体运动到O点时所受合力为零 D.物体从A到O的过程加速度逐渐减小 解析:物体从A到O的运动过程.弹力方向向右.初始阶段弹力大于阻力.合力方向向右.随着物体向右运动.弹力逐渐减小.合力逐渐减小.由牛顿第二定律可知.此阶段物体的加速度向右且逐渐减小.由于加速度与速度同向.物体的速度逐渐增大.所以初始阶段物体向右做加速度逐渐减小的加速运动. 当物体向右运动至AO间某点(设为O′)时.弹力减小到等于阻力.物体所受合力为零.加速度为零.速度达到最大. 此后.随着物体继续向右移动.弹力继续减小.阻力大于弹力.合力方向变为向左.至O点时弹力减为零.此后弹力向左且逐渐增大.所以物体从O′点后的合力方向均向左且合力逐渐增大.由牛顿第二定律可知.此阶段物体的加速度向左且逐渐增大.由于加速度与速度反向.物体做加速度逐渐增大的减速运动. 正确选项为A.C. 点评: (1)解答此题容易犯的错误就是认为弹簧无形变时物体的速度最大.加速度为零.这显然是没对物理过程认真分析.靠定势思维得出的结论.要学会分析动态变化过程.分析时要先在脑子里建立起一幅较为清晰的动态图景.再运用概念和规律进行推理和判断. (2)通过此题.可加深对牛顿第二定律中合外力与加速度间的瞬时关系的理解.加深对速度和加速度间关系的理解.譬如.本题中物体在初始阶段.尽管加速度在逐渐减小.但由于它与速度同向.所以速度仍继续增大. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

为了分析车祸现场的发生过程,常利用电动小车的运动过程来模拟研究,根据实验结果去推理、再现车祸的发生过程,这种研究方法称为类比实验法.下面的研究就是某一次两车相撞的类比实验研究过程:如图所示, 1和2是在水平地面上运动的两辆电动小车(可视为质点),它们的质量分别为,分别以初速度迎面相向运动,他们与地面的滑动摩擦系数均为,当两电动小车间的距离为 时,同时关闭两电动小车的电源,经一定时间后两电动小车相碰.求:

      (1)关闭电源后经过多少时间两电动小车相碰?

      (2)若碰后两车粘在一起运动,则碰撞过程中两电动小车损失的机械能为多少?

      (3)若两车的碰撞为弹性碰撞(碰撞过程无机械能损失),碰撞过程时间为,则碰撞过程中电动小车1受到的撞击力约为多大?

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(1)如图1是甲、乙两位同学在《互成角度的两个共点力的合成》实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F′表示Fl和F2的等效力,则可以判断______(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的.
(2)在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的.用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F-x图线如图2所示,由图可知弹簧的劲度系数为______.图线不过原点的原因是由于______.
(3)某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验.图3(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.①图3(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为______m/s2.(结果保留2位有效数字)
②在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据.在分析处理数据时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图象.乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数数学公式的图象.两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图4所示).你认为同学______(填“甲”、“乙”)的方案更合理.请继续帮助该同学作出坐标系中的图象
______.

③在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图3(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答:______.

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某同学用如图甲所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系,在实验中.他把钩码的重力当作小车受到的合力。

(1) 为减小把钩码的重力当作小车受到的合力而带来的误差.还应釆取的措施有()

A.  连接钩码与小车的细线应与木板平行

B.  小车的质量应足够小,钩码的质量要足够大

C.  应使木板无定滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力

D.  小车的质量M与钩码的质量m的关系满足M远大于m

(2) 某小组同学利用该装置来探究小车所受的空气阻力与小车速度的定性关系。平衡摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力,如图乙所示。让钩码带动小车加速运动,打下一条纸带,从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时与速度V的数据如下表:

分析并处理数据可得到的结论是:____________________

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(2007?深圳一模)如图所示,是某研究性学习小组做探究“橡皮筋做的功和物体速度变化的关系”的实验,图甲中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时,每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放.小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出.
(1)除了图中的已给出的实验器材外,还需要的器材有
刻度尺
刻度尺

(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是
把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力
把木板的末端垫起适当高度以平衡摩擦力

(3)每次实验得到的纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的
点距均匀
点距均匀
部分进行测量;
(4)下面是本实验的数据记录表,请将第2次、第3次…实验中橡皮筋做的功填写在对应的位置;
橡皮筋做的功 10个间隔的距离S(m) 10个间隔的时间T(s) 小车获得的速度vn(m/s) 小车速度的平方vn2(m/s)2
1 W 0.200 0.2
2 0.280 0.2
3 0.300 0.2
4 0.400 0.2
5 0.450 0.2
(5)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn和物体速度vn变化的关系应是Wn
v2
v2
.请你运用数据表中测定的数据在下图所示的坐标系中作出相应的图象验证理论的正确性;
(6)若在实验中你做出的图线(图乙)与理论的推测不完全一致,你处理这种情况的做法是:
分析误差来源或改进试验方案或测量手段,重新进行试验
分析误差来源或改进试验方案或测量手段,重新进行试验

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(2012?增城市模拟)(1)如图1的装置中,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,两轨道上分别装有电磁铁C、D;调节电磁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等.将小铁球P、Q分别吸到电磁铁上,然后切断电源,使两小铁球以相同的初速度从轨道M、N下端口射出,实验结果是两小球同时到达E处,发生碰撞.现在多次增加或减小轨道M口离水平面BE的高度(即只改变P球到达水平面速度的竖直分量大小),再进行实验的结果是:
总是发生碰撞
总是发生碰撞
,试分析回答该实验现象说明了:②
P水平方向的分运动是匀速直线运动
P水平方向的分运动是匀速直线运动
,③
各分运动具有独立性
各分运动具有独立性

(2)某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验.图(a)为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.
①图(b)为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为
1.6
1.6
 m/s,小车的加速度大小为
3.2
3.2
m/s2.(结果均保留二位有效数字)
②在“探究加速度a与质量m的关系”时,某同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如下图所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.
③在“探究加速度a与合力F的关系”时,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图(c),该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.答:
实验前未平衡摩擦力
实验前未平衡摩擦力

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