第四章牛顿第一运动定律知识点题库

关于物体惯性，下列说法中正确的是

A . 把手中的球由静止释放后，球能加速下落，说明力是改变物体惯性的原因 B . 公交汽车在起动时，乘客都要向前倾，这是乘客具有惯性的缘故 C . 战斗机在空战时，甩掉副油箱是为了减小惯性，提高飞行的灵活性 D . 运动员在百米冲刺时，速度很大，很难停下来，说明速度越大，物体的惯性也越大

在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某组同学用如图1所示装置来研究小车受力不变的情况下，小车的加速度与小车质量的关系．

（1）
图2是实验中获取的一条纸带的一部分，其中0、1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示，打“3”计数点时小车的速度大小为 m/s，由纸带求出小车的加速度的大小为a=m/s² ．（计算结果均保留2位有效数字）
（2）
某组同学由实验得出数据，画出的a﹣ $\text{[math]}$ 的关系图线，如图3所示，从图象中可以看出，作用在小车上的恒力F=N．当小车的质量为5kg时，它的加速度为 m/s² ．

某同学利用如图甲所示装置探究“加速度与力、物体质量的关系”，图中装有砝码的小车放在长木板上，左端栓有一不可伸长的细绳，跨过固定在木板边缘的滑轮与一砝码盘相连．在砝码盘的牵引下，小车在长木板上做匀加速直线运动，图乙是该同学做实验时打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，该同学测得相邻点之间的距离分别是S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆ ，打点计时器所接交流电的周期为T．小车及车中砝码的总质量为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，当地重力加速度为g．

（1）根据以上数据可得小车运动的加速度表达式为a=
（2）该同学先探究合外力不变的情况下，加速度与质量的关系，以下说法正确的是

A . 平衡摩擦力时，要把装有砝码的砝码盘用细线通过定滑轮系在小车上，把木板不带滑轮的一端缓慢抬起，反复调节直到纸带上打出的点迹均匀为止 B . 由于小车受到的摩擦力与自身重力有关，所以每次改变小车质量时，都要重新平衡摩擦力 C . 用天平测出M和m后，小车运动的加速度可以直接用公式a= $\text{[math]}$ 求出 D . 在改变小车质量M时，会发现M的值越大，实验的误差就越小
（3）该同学接下来探究在质量不变的情况下，加速度与合外力的关系．他平衡摩擦力后，每次都将小车中的砝码取出一个放在砝码盘中，用天平测得砝码盘及盘中砝码的总质量m，并通过打点计时器打出的纸带求出加速度．得到多组数据后，绘出如图丙a﹣F图象，发现图象是一条过坐标原点的倾斜直线．图象中直线的斜率表示（用本实验中可测量的量表示）．
（4）该同学在这个探究实验中采用的物理学思想方法为

A . 理想化模型法 B . 控制变量法 C . 极限法 D . 比值法．

在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．

（1）当M与m的大小关系满足时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）一组同学在做探究加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与图象．
（3）
如图2所示为甲同学根据测量数据做出的a﹣F图线，此图线说明实验存在的问题是．
（4）乙、丙两同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a﹣F图线如图3所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同．（）

如图所示，杯子从空中落到水平桌面上时，杯子对桌面的作用力为F₁ ，杯底受到的作用力为F₂ ．则下列说法正确是（）

A . 力F₂和F₁是一对平衡力 B . 力F₂和F₁是一对作用力和反作用力 C . 力F₂的大小大于F₁的大小 D . 力F₂是桌面发生形变产生的

如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图．钩码的质量为m₁ ，小车和砝码的质量为m₂ ，重力加速度为g．

（1）下列说法正确的是．

A . 每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力 B . 实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源 C . 本实验m₂应远小于m₁ D . 在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣ $\text{[math]}$ 图象
（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m₁g，作出a﹣F图象，他可能作出图2中（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线．此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是．

A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态

C．钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大
（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的a﹣ $\text{[math]}$ 图象，如图3．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=，钩码的质量m₁=．
（4）实验中打出的纸带如图4所示．相邻计数点间的时间是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是m/s² ．

利用如图所示的器材探究作用力与反作用力的关系。A、B两个弹簧测力计连接在一起，B的一端固定，用手拉弹簧测力计A，可以看到两个弹簧测力计的指针同时移动。设弹簧测力计A受到B的拉力为F′，弹簧测力计B受到A的拉力为F，则实验观察到F与F′的大小关系是（）

A . F＞F′ B . F＜F′ C . F增大时，F′增大 D . F增大时，F′减小

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止。

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（1）在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使;在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量　(选填“远大于”“远小于”或“等于”)小车的质量。

（2）本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较，是因为

实验次数	小车	拉力F/N	位移X/cm
1	Ⅰ	0.1
1	Ⅱ	0.2	46.51
2	Ⅰ	0.2	29.04
2	Ⅱ	0.3	43.63
3	Ⅰ	0.3	41.16
3	Ⅱ	0.4	44.80
4	Ⅰ	0.4	36.43
4	Ⅱ	0.5	45.56

（3）实验中获得数据如表所示:小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为400g。在第1次实验中小车Ⅰ从图乙中的A点运动到B点，表中空格处测量结果为cm，通过分析可知表中第次实验数据存在明显错误，应舍弃。

某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN 、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F₀ ，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F₁ ，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到P Q处的时间t。则：

（1）木板的加速度可以用d、t表示为a＝。
（2）改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F₁的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是。
（3）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_______。

A . 可以改变滑动摩擦力的大小 B . 可以更方便地获取多组实验数据 C . 可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小 D . 可以获得更大的加速度以提高实验精度

由牛顿第一定律可知（）

A . 力是维持物体运动的原因 B . 物体只有在不受外力时才具有惯性 C . 保持匀速直线运动状态或静止状态的物体，一定不受任何力作用 D . 做匀变速直线运动的物体，合力一定不为零

如图所示为某同学设计的一个探究小车的加速度 $\text{[math]}$ 与小车所受拉力 $\text{[math]}$ 及质量 $\text{[math]}$ 关系的实验装置简图，小车的质量为 $\text{[math]}$ ，沙和沙桶的质量为 $\text{[math]}$ 。

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（1）下列说法正确的是________。

A . 每次改变小车质量时，需要重新平衡摩擦力 B . 实验时应先接通电源后释放小车 C . 在探究加速度与质量关系时，应作 $\text{[math]}$ 图象 D . 用秒表测出小车运动的时间
（2）实验中要进行质量 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的选取，以下最合理的一组是________

A . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$

某同学探究“加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。在实验中，该同学把托盘及盘中砝码的重力当作合外力，以托盘、小车以及二者中的全部砝码为研究对象。

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（1）将长木板不带滑轮的一端适当垫高，轻轻推动小车，使纸带上的点迹均匀，即可说明小车做匀速运动，此步骤中空的托盘（填“需要”或“不需要”）取下。当改变小车质量时，（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力。
（2）探究“在合外力一定时，加速度与质量的关系”时，其中一次打出的纸带如图乙所示，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，相邻两个计数点间有4个计时点没有画出，则计算可得小车运动的加速度为，m/s² ，打计数点D时小车的速度为m/s（结果保留3位有效数字）

如图甲所示为“探究加速度与物体所受合外力的关系”的实验装置图。图甲中A为小车，质量为m₁ ，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B，它们均置于一端带有定滑轮的足够，长的木板上，P的质量为m₂ ， C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮之间的摩擦。

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（1）下列说法正确的是______

A . —端带有定滑轮的长木板必须保持水平 B . 实验时应先接通电源后释放小车 C . 实验中m₂应远小于m₁ D . 测力计的读数始终为 $\text{[math]}$
（2）如图乙所示为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出。由此可求得小车的加速度的大小是m/s²（交流电的频率为50 Hz，结果保留二位有效数字）。
（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图像，可能是下列哪个选项中的图像

某实验小组用如图甲所示装置探究加速度与合力的关系一细绳通过定滑轮连接两个小桶A和B，A桶中放有若干个质量均为m的钩码，B桶中装有适量细沙，打点计时器固定在铁架台上，已知重力加速度为g。

（1）下列实验操作步骤，正确的顺序是
①从A桶中取一个钩码放入B桶，接通电源，释放B桶，利用纸带测出加速度a。

②给B桶一竖直向下的速度，通过不断调整B桶中细沙的质量，直到打出的纸带点迹均匀。

③根据所得数据，作出相关图像，得出结论。

④重复步骤①的操作，得到多组数据。
（2）打点计时器的打点周期为T，实验打出的一段纸带如图乙所示，5个点为连续打出的点，1、3点间距为x₁ ， 1、5点间距为x₂ ，则桶的加速度大小为（用所给字母表示）。
（3）实验小组测得多组数据，以B桶中钩码的质量为纵坐标，A桶和B桶的加速度为横坐标，得到一条过原点斜率为k的倾斜直线若牛顿第二定律成立，则两桶及所有钩码和桶内沙子的总质量M=（用k、g表示）。

为了验证“牛顿运动定律”，小红在实验室找到了有关仪器并进行了组装，开关闭合前实验装置如图甲所示。

（1）请指出该实验装置中存在的错误：①；②。
（2）小红所在的实验小组，通过讨论并改进了该实验装置。对实验的原理该小组同学共提出了以下观点：
①测量质量：用天平测出小车的质量M

②测量合外力：

A．摩擦力得到平衡后即可用沙桶所受的重力mg来代替小车所受的合外力

B．摩擦力得到平衡后还得满足小车的加速度足够小，才可用沙和桶所受的重力来代替小车所受的合外力

C．摩擦力得到平衡后，拉力传感器的读数与沙桶重力之和是小车所受的合外力。

③测量加速度：

D．根据a= $\text{[math]}$ 即可得出小车的加速度，其中M和m分别为小车和沙桶（含沙）的质量

E．计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出v-t图象，量出长木板的倾角θ，由a=tanθ求出加速度

F．计算出后面某些计数点的瞬时速度，画出v-t图象，在图象。上找两个离得较远的点，由两点所对应的速度、时间用a= $\text{[math]}$ 计算出加速度

对以上观点中，测量合外力应选；计算加速度的方法中最为恰当的是（均选填字母序号）
（3）数据处理：
①探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持不变；为了直观地判断小车的加速度a与质量M的数量关系，应作（选填“a-M”或“a- $\text{[math]}$ ”）图象。

②该小组通过数据的处理作出了a-F图象，如图乙所示，你认为该图线不过原点的原因是。

为了“验证牛顿第二定律”，某同学设计了如下实验方案：

A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮，另一端挂一质量为m的钩码，用垫块将光滑的长木板有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿光滑长木板向下做匀速直线运动；

B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，然后让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示。

请回答下列问题：

（1）此实验设计是否需要满足钩码的质量远小于滑块质量的条件？（填“需要”或“不需要”）；
（2）若滑块的质量为M，请写出滑块的加速度的表达式：a=（用m，M和g表示）；
（3）图乙中纸带的端与滑块相连。（选填“左”或“右”）；
（4）图乙中相邻两个计数点之间还有4个打印点未画出，打点计时器接频率为50Hz的交流电源，根据图乙求出滑块的加速度a=m/s²（结果保留3位有效数字）；
（5）不计纸带与打点计时器间的阻力，钩码的质量m=0.5kg，打下图乙纸带，则滑块的质量M=kg。（g取9.8m/s² ，结果保留3位有效数字）。

用图所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”的实验。

结合实验步骤，请你完成下列任务：

（1）小车受到拉力为F时，打出的一条清晰纸带如图所示。图（b）为某次实验得到的纸带，图中的点为实际打出来的点。已知实验所用电源的频率为 $\text{[math]}$ 。根据纸带可求出小车的加速度大小为 $\text{[math]}$ 。（结果保留二位有效数字）
（2）另一组同学实验时，忘记了平衡摩擦力，绘制出 $\text{[math]}$ 图线如图所示。该图线的斜率为k，纵轴截距绝对值为b。由此可知：小车的质量为，小车所受摩擦力大小为。
（3）在“探究加速度a与质量m的关系”时，保持砝码和托盘质量不变，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 $\text{[math]}$ 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。

如图所示，外层覆盖锌的纳米机器人可携带药物进入老鼠体内，到达老鼠的胃部之后，外层的锌与消化液中的酸发生化学反应，产生氢气气泡作为推进动力，机器人的速度可达 $\text{[math]}$ 。若不计重力和浮力，则下列说法正确的是（　　）

A . 胃液中的纳米机器人由电池驱动 B . 机器人前进时对胃液的作用力比胃液对机器人的作用力大 C . 机器人在胃液中匀速前进时，氢气气泡对机器人的作用力等于胃液对机器人的阻力 D . 机器人在胃液中加速前进时，氢气气泡对机器人做的功等于机器人动能的增加量

某同学用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验．准确操作打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，用刻度尺量得OA=1.50cm，AB=1.90cm，BC=2.30cm，CD=2.70cm。

打计数点B时小车的瞬时速度为m/s。

某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系，弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接，在桌面上画两条平行线MN，PQ，并测出间距d，开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F₀ ，以此表示滑动摩擦力的大小，再将木板放回MN处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的小数F₁ ，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t，

（1）木板的加速度可以用d、t表示为a=；
（2）用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是____；

A . 可以改变滑动摩擦力的大小 B . 可以更方便地获取多组实验数据 C . 可以比较精确地测出摩擦力的大小 D . 可以获得更大的加速度以提高实验精度
（3）改变瓶中水的质量重复试验，确定加速度a与弹簧秤示数F₁的关系，下列图象能表示该同学实验结果的是．

第四章 牛顿第一运动定律 知识点题库

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