必修一讲义第四章第二节影响加速度的因素

其次节影响加速度的因素1.当物体的质量不变时，物体的加速度与合外力成正比，1.当物体的质量不变时，物体的加速度与合外力成正比，且物体加速度的方向与合外力的方向全都。2．当物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。一、加速度与物体所受合力的关系1．加速度的测量(1)在试验中加速度不能直接测量，可以通过测量时间和位移等直接测量的量去间接地测量加速度。(2)由静止开头做匀变速直线运动的物体，位移s＝eq\f(1,2)at2，测出位移s和时间t，那么它的加速度a＝eq\f(2s,t2)。2．加速度与物体所受合力的关系当物体的质量保持不变，物体受到的合外力渐渐增大时，其加速度将增大；反之，当物体受到的合外力渐渐减小时，其加速度将减小。二、加速度与物体质量的关系1．在探究加速度与质量的关系时，要保持物体所受合外力不变，而转变物体的质量。2．设斜面与水平桌面的夹角为θ，小车的质量为M，把小车放在斜面上，忽视小车与斜面间的摩擦，那么小车所受合外力为Mgsin__θ，增大小车的质量而保持合外力不变，需要减小夹角θ。3．当物体所受合外力大小保持不变时，物体质量越大，其加速度将越小，反之那么越大。合作探究——议一议(1)在探究影响加速度的因素时，首先保持质量不变，探究加速度与合外力的关系，表达了什么思想方法？提示：掌握变量法。(2)为什么增加小车的质量时，减小斜面与水平桌面的夹角就可以保持合外力不变？提示：夹角减小，正弦值sinθ减小，故质量增加时，减小夹角而保持Mgsinθ不变。试验：探究影响加速度的因素试验一探究加速度与物体所受合力的关系1．试验探究方法掌握变量法(保持小车质量不变)。2．试验目的验证猜测：小车质量保持不变时，小车所受合外力越大，加速度也越大；反之合外力越小，加速度越小。3．试验器材一个带有刻度尺的斜面，一辆四轮小车，一块秒表。4．试验过程(1)如图4­2­1所示，让小车从斜面上由静止释放。图4­2­1(2)登记小车的运动时间t。(3)从斜面上读出小车的位移s。(4)由a＝eq\f(2s,t2)可求出小车的加速度。(5)转变斜面与桌面的夹角，可以转变小车受到的合力大小，重做上面的试验。5．试验结论当物体的质量保持不变时，物体受到的合外力渐渐增大，其加速度将渐渐增大；反之，物体受到的合外力渐渐减小，其加速度也渐渐减小。加速度的方向与合外力的方向相同。试验二探究加速度与物体质量的关系1．试验探究方法掌握变量法(保持物体受到的合外力不变)。2．试验目的验证猜测：小车所受合外力不变时，小车的质量越大，加速度就越小；反之，质量越小，加速度就越大。3．试验器材一个带有刻度尺的斜面，一辆四轮小车，一块秒表，弹簧测力计。4．试验过程(1)把小车放在斜面上，用弹簧测力计沿斜面对上拉小车，使小车保持静止或匀速直线运动，登记弹簧测力计的示数。(2)将小车从斜面上由静止释放，用秒表记录小车的运动时间并读出小车的位移。由a＝eq\f(2s,t2)可求出小车的加速度。(3)在小车上增加砝码，重复(1)(2)试验步骤。5．试验结论通过对试验数据的分析可知：当物体所受合外力肯定时，物体的加速度随物体质量的增大而渐渐减小。1．讨论物体所受合外力与加速度的关系时，要留意保证不变的是()A．小车所受的合力 B．小车的质量C．小车的速度 D．小车的位移解析：选B讨论物体所受合外力与加速度的关系，须保持小车的质量不变。2．讨论质量与加速度的关系时，要留意保证不变的是()A．小车所受的合力 B．小车的质量C．小车的速度 D．小车的位移解析：选A讨论质量与加速度的关系，须保持小车所受的合力不变。3．关于探究加速度与力、质量的关系的试验，以下说法中正确的选项是()A．通过同时转变小车的质量m及受到的拉力F的讨论，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过保持小车质量不变，只转变小车的拉力的讨论，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过保持小车受力不变，只转变小车质量的讨论，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先保持小车质量不变，讨论加速度与力的关系；再保持小车受力不变，讨论加速度与质量的关系，最终归纳出加速度、力、质量三者之间的关系解析：选D探究加速度与力、质量的关系时，先保持质量不变，讨论加速度与力的关系；再保持受力不变，讨论加速度与质量的关系。再总结出加速度与力、质量的关系。所以，只有选项D正确。影响加速度的因素[典例]在水平路面上，一个大人推一辆重车M，一个小孩推一辆轻车m，各自做匀加速直线运动(阻力不计)。甲、乙两同学在一起谈论，甲同学说：大人的推力大，小孩的推力小，因此重车的加速度大；乙同学说：重车质量大，轻车质量小，因此轻车的加速度大。你认为他们的说法是否正确？请简述理由。[解析]甲、乙两同学的结论和理由都不全面和充分。物体的加速度打算于物体所受的合外力和物体的质量，大人的推力虽然大，但车的质量也大，因而aM不肯定就大；小车的质量小，但小孩的推力也小，因而am也不肯定大。推断谁的加速度大，只有依据物体所受合外力以及自身质量两方面来考虑才能得出正确的结论。[答案]见解析掌握变量法是我们在整个物理学习中常用到的一种科学探究方法，在讨论多个变量之间的关系时，应用“掌握变量法〞进行推断，才能得出正确的结论。1．(多项选择)下面哪些因素会影响物体的加速度()A．物体的质量 B．运动物体的速度C．运动物体受到的推力 D．物体受到的合外力解析：选AD影响加速度的因素是物体的质量及物体受到的合外力，故A、D正确。2．吊车用一恒力将一箱沙子吊起的过程中，因箱体破损导致沙子不断从中漏出，那么，箱子的加速度将()A．变大 B．变小C．不变 D．无法确定解析：选A沙子不断漏出过程中，箱子的质量不断减小，同时重力不断减小，箱子受拉力、重力的共同作用，因此合外力变大，加速度变大，选项A正确。3．既然力是影响加速度的因素，我们用较小的力推课桌，课桌却不运动，这是为什么？解析：我们用很小的力推课桌，课桌受到了静摩擦力。课桌不动是由于课桌受到的合力为零，课桌的运动状态不变，仍保持原来的静止状态。答案：见解析1．在讨论物体的“加速度与力、质量之间的关系〞时，我们用试验讨论了小车“在质量肯定的状况下，加速度和力的关系〞；又讨论了“在作用力肯定的状况下，加速度和质量之间的关系〞。这种讨论物理问题的科学方法是()A．建立抱负模型的方法 B．掌握变量法C．等效替代法 D．类比法解析：选B在讨论“加速度与力、质量的关系〞试验中，采纳的是掌握变量法，B正确。2．以下说法正确的选项是()A．质量较大的物体加速度肯定小B．受到合外力较小的物体加速度肯定小C．物体所受合外力的方向肯定与物体的运动方向相同D．物体所受合外力的方向肯定与物体的加速度方向相同解析：选D加速度的大小由质量和合外力共同确定，只知道质量大小或合外力的大小，不能确定加速度的大小，故A、B错；且加速度方向与合外力方向相同但不肯定与速度方向相同，C错，D对。3．物体放在足够长的光滑木板一端，在将木板这端抬起一个较小角度的过程中，物体的加速度将()A．增大 B．减小C．不变 D．无法确定解析：选A物体受重力和支持力的作用，合力沿木板平面对下，在将木板抬起的过程中，物体质量不变，合外力渐渐增大，加速度渐渐增大。4．(多项选择)关于运动和力的关系，以下说法中正确的选项是()A．物体在运动，并不说明有外力作用在物体上B．物体所受合力不为零时，其速度必将发生变化C．物体所受合力不为零时，其加速度必将发生变化D．物体所受合力为零时，其加速度可能发生变化解析：选AB物体所受合力为零可能做匀速直线运动，A对；物体所受合力不为零时，必定产生加速度，合力肯定，加速度肯定，有加速度，速度必定变化，B对，C、D错。5．(多项选择)要使物体加速度增大，以下方法肯定可行的是()A．合力增大，质量增大B．增大物体的速度C．质量减小，合力不变D．合力增大，质量减小解析：选CD合力增大产生加速度增大的效果，质量增大产生加速度减小的效果，物体的加速度不肯定增大，所以A不对；加速度的大小与速度无关，所以B错；质量减小，合力不变或增大，那么加速度肯定增大，所以C、D对。6．自由下落的钢球和塑料球，不计空气阻力，那么下落过程中()A．钢球加速度大B．塑料球加速度大C．两个小球加速度相同D．无法比拟二者加速度的大小解析：选C合外力、质量同时影响加速度的大小，两个因素同时起打算作用。只有当质量相同时，合外力越大，加速度才越大，合外力越小，加速度才越小。钢球受力大，同时质量也大，塑料球质量小，同时受力也小，二者加速度都是重力加速度，相同。C正确，A、B、D错误。7．(多项选择)放在光滑水平面上的物体，在水平方向的两个平衡力作用下处于静止状态。假设其中一个力渐渐减小到零后，又渐渐恢复到原值，那么该物体的运动状况是()A．速度先增大，后减小B．速度始终增大，直到某个定值C．加速度先增大，后减小到零D．加速度始终增大到某个定值解析：选BC当其中一个力渐渐减小时，合力渐渐增大，产生的加速度渐渐增大，速度由零渐渐增大，当此力再渐渐恢复原值的过程中，合外力渐渐减小，产生的加速度渐渐减小。但由于加速度方向与速度方向全都，所以速度始终增大，当合外力再减为零时，速度到达最大值。8.如图1所示，一小球从空中自由落下，当它刚与正下方的弹簧接触时，它将()图1A．马上被反弹上来B．马上开头做减速运动C．马上停止运动D．连续做加速运动解析：选D小球与弹簧刚接触时，弹簧弹力由零开头增大，刚开头会小于小球的重力，合外力向下，所以小球将连续向下加速运动。小球向下运动时，弹簧将被压缩，弹簧弹力增大，当弹力等于重力时，加速度减小为零，速度到达最大，小球再向下运动，弹簧弹力会大于重力，合外力向上，加速度向上，小球将减速下降。9．(多项选择)雨滴在下降过程中，由于水汽的分散，雨滴质量将渐渐增大，同时由于下落速度渐渐增大，所受空气阻力也将越来越大，最终雨滴将以某一速度匀速下降，在雨滴下降的过程中，以下说法正确的选项是()A．雨滴受到的重力渐渐增大，重力产生的加速度也渐渐增大B．雨滴质量渐渐增大，重力产生的加速度渐渐减小C．由于空气阻力渐渐增大，雨滴下落的加速度渐渐减小D．雨滴所受重力渐渐增大，但重力产生的加速度是不变的解析：选CD空气阻力由零渐渐增大，合外力向下，渐渐减小，加速度渐渐减小，当空气阻力增大到和重力大小相等时，合外力为零，加速度为零，速度到达最大值，以后就保持这一速度做匀速直线运动。10．(多项选择)试验探究可知加速度与物体的质量和合外力有关，假设已经知道物体的加速度a与物体所受的力F及物体的质量m满意关系式a∝F，a∝eq\f(1,m)。假如在光滑的水平面上有一质量为m的物体受到水平力F的作用，从静止开头在t时间内移动了x距离。要使距离变为4x，可采纳以下哪一种方法()A．将水平恒力增为4FB．将物体的质量减为原来的一半C．将作用时间增为2tD．将作用时间增为4t解析：选AC当质量m、作用时间不变，作用力增为4F时，由于a∝F，所以加速度a增为原来的4倍，由x＝eq\f(1,2)at2得距离变为4x；当F、m不变时，a不变，假设时间变为2t，由x＝eq\f(1,2)at2得距离变为4x。11．现要验证“当质量肯定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比〞这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调整的长斜面(如图2)、小车、计时器一个、米尺。填入适当的公式或文字，完善以下试验步骤(不考虑摩擦力的影响)：图2(1)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开头下滑到斜面底端A2，登记所用的时间t。(2)用米尺测量A1与A2之间的距离s，那么小车的加速度a＝________。(3)用米尺测量A1相对于A2的高度h，设小车所受重力为mg，那么小车所受的合外力F＝________。(4)转变________，重复上述测量。(5)以h为横坐标，1/t2为纵坐标，依据试验数据作图。如能得到一条过原点的直线，那么可验证“当质量肯定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比〞这一规律。解析：由s＝eq\f(1,2)at2，得a＝