【導(dǎo)讀】諸多問題．同時(shí)注意電場、磁場的聯(lián)系.指出一切物體都有______，因此牛頓第一定律又稱。運(yùn)動狀態(tài)改變的難易程度；慣性大，作用力與反作用力的關(guān)系：?？键c(diǎn)1牛頓第一定律。在實(shí)際中不受力的物體是不存在的，牛頓第一定律不能用。例1如圖所示的一些實(shí)際生活中的現(xiàn)象，某。B.射出槍膛的子彈在運(yùn)動相當(dāng)長一段距離后連一件棉衣也穿。C.貨運(yùn)列車運(yùn)行到不同的車站時(shí)，經(jīng)常要摘下或加掛一些車。D.摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)，車手一方面要控制適當(dāng)?shù)乃俣?，另一方面。大小等因素均無關(guān).C.系好安全帶可以防止因車的慣性而造成的傷害。兩力作用效果可相互抵消，例2(自編題)在2020年《中國達(dá)人秀》節(jié)目中，五十五歲

　　

【正文】 的質(zhì)量大 ) ． 【答案】 ( 1 ) M ? m ( 2 )1M ( 3 ) A 物體的拉力 F 大 ( 或 A 中盤及盤中砝碼的質(zhì)量大 ) ? 例 2 (2020贛州模擬 )物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細(xì)線與托盤連接 . ? 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的頻率為 50 ，在托盤中放入適量砝碼，滑塊開始做勻加速運(yùn)動，在紙帶上打出一系列小點(diǎn) . ? (1) 圖乙給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶的一部分， 0、 7是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有 4個(gè)打點(diǎn) (圖中未標(biāo)出 )，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示 . 根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計(jì)算的加速度 a＝ ________(保留三位有效數(shù)字 ). ? (2)回答下列兩個(gè)問題： ? ①為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有______． (填入所選物理量前的字母 ) ? A. 木板的長度 l ? B. 木板的質(zhì)量 m1 ? C. 滑塊的質(zhì)量 m2 ? D. 托盤和砝碼的總質(zhì)量 m3 ? E. 滑塊運(yùn)動的時(shí)間 t ? ② 測量①中所選定的物理量時(shí)需要的實(shí)驗(yàn)器材是________________________________________________________________________． ( 3 ) 滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) μ ＝ _ _ _ _ _ _ _ _ ( 用所測物理量的字母表示，重力加速度為 g ) . 與真實(shí)值相比，測量的動摩擦因數(shù) _ _ _ _ _ _ _ _ ( 填 “ 偏大 ” 或 “ 偏小 ” ) ，寫 出 支 持 你 的 看 法 的 一 個(gè) 論 據(jù) ：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __. 【解析】 ( 1 ) 將題干圖中每段距離標(biāo)記為 s1， s2? s7，加速度可由逐差法計(jì)算a ＝? s4＋ s5＋ s6? － ? s1＋ s2＋ s3?9 T2 ，可得 a ＝ 0 . 4 9 6 m/s2. ( 2 ) 為測量動摩擦因數(shù)，需計(jì)算壓力和摩擦力，壓力 N ＝ m2g ，所以為確定壓力需測量滑塊質(zhì)量 m2，而摩擦力滿足 F － f ＝ m2a ，又因?yàn)?m3g － T ＝ m3a ，所以 f ＝ m3g－ ( m2＋ m3) a ，所以確定摩擦力還需測量托盤和砝碼的總質(zhì)量 m3， m m3需用托盤天平測出，因此還需要的實(shí)驗(yàn)器材是托盤天平 ( 帶砝碼 ) . ( 3 ) 由 ( 2 ) 中分析得： N ＝ m2g ， f ＝ m3g － ( m2＋ m3) a ，又 f ＝ μN(yùn) ，故 μ ＝m3g － ? m2＋ m3? am2g. 由于紙帶與限位孔及滑輪處阻力的存在，所計(jì)算 f 值比真實(shí)值偏大 ，所以 μ 的測量值偏大 . 【答案】 ( 1 ) 0 . 4 9 5 ～ 0 . 4 9 7 m / s2 ( 2 ) ① CD ② 托盤天平 ( 帶砝碼 ) ( 3 ) 偏大 見解析 ? 例 3 (創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) )某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系．彈簧秤固定在一合適的木板上，桌面的右邊緣固定一支表面光滑的鉛筆以代替定滑輪，細(xì)繩的兩端分別與彈簧秤的掛鉤和礦泉水瓶連接．在桌面上畫出兩條平行線 MN、 PQ，并測出間距．開始時(shí)將木板置于 MN處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木板剛剛開始運(yùn)動為止，記下彈簧秤的示數(shù) F0，以此表示滑動摩擦力的大?。賹⒛景宸呕卦幉醋?，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧秤的示數(shù) F1，然后釋放木板，并用秒表記下木板運(yùn)動到 PQ處的時(shí)間． ? (1)木板的加速度可以用 d、 t表示為 a＝ ________；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是 (一種即可 )________． ? (2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實(shí)驗(yàn)，確定加速度 a與彈簧秤示數(shù) F1的關(guān)系．下列圖象能表示該同學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是________． ? (3)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點(diǎn)是 ________． ? A. 可以改變滑動摩擦力的大小 ? B. 可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) ? C. 可以比較精確地測出拉力的大小 ? D. 可以獲得更大的加速度以提高實(shí)驗(yàn)精度 【解析】 ( 1 ) 木板做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，由運(yùn)動學(xué)公式 d ＝12at2，可得 a＝2 dt2 ；為了減小測量加速度的偶然誤差可以采用的方法是多次測量求平均值的方法減少距離 d 和時(shí)間 t 測量的偶然誤差． ( 2 ) 當(dāng)彈簧秤的示數(shù) F1小于等于 F0時(shí)木板不動，加速度 a ＝ 0 ，當(dāng) F1 大于 F0時(shí)，由實(shí)驗(yàn)原理可知彈簧秤的示數(shù) F1等于礦泉水和瓶子的重力 M 礦 g ，木板的加速度 a ＝M 礦 g － FfM 礦 ＋ m＝F1－ F0M 礦 ＋ m，可知當(dāng) M 礦 m 時(shí) a ＝F1－ F0m是一條在橫軸有截距的傾斜直線， A 、 B選項(xiàng)錯(cuò)誤；隨著 F1的增大， M 礦 m 關(guān)系式不再滿足 a ＝F1－ F0M 礦 ＋ m， a 與 F1的關(guān)系明顯偏離直線向下，故 C 選項(xiàng)正確． ( 3 ) 在礦泉水瓶中加水與砝碼相比可以連續(xù)的改變質(zhì)量，因此可以更方便地獲取多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可以比較精確地測出摩擦力的大小， B 選項(xiàng)正確， C 選項(xiàng)錯(cuò)誤；而滑動摩擦力的大小取決于木板， A 選項(xiàng)錯(cuò)誤；砝碼和加水都能使 F1很大，從而獲得較大的加速度， D 選項(xiàng)錯(cuò)誤． 【答案】 ( 1 ) a ＝2 dt2 多次測量求平均值 ( 2 ) C ( 3 ) B ? 三、對 稱 法 ? 一、方法簡介 ? 對稱現(xiàn)象普遍存在于各種物理現(xiàn)象和物理規(guī)律中．如豎直上拋運(yùn)動的對稱、振動過程的對稱、某些電路和光路的對稱等，應(yīng)用對稱法不僅能幫助我們認(rèn)識基本規(guī)律，而且也能幫助我們?nèi)デ蠼饽承┚唧w的物理問題，還可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)演算和推導(dǎo)，直接抓住問題的實(shí)質(zhì)． ? 二、典例分析 ? 例 1 (2020佛山模擬 )以 v0＝ 20 m/s的速度豎直向上拋出一小球， 2秒后以相同的初速度在同一點(diǎn)豎直向上拋出另一小球， g＝ 10 m/s2，則兩球相碰處離出發(fā)點(diǎn)的高度是多少？ ? 【 解析 】 豎直上拋運(yùn)動是對稱性運(yùn)動．上升過程跟下降過程關(guān)于最高點(diǎn)對稱． ? 根據(jù)速度對稱性，有 v0－ gt＝ [v0－ g(t＋ 2)]，解得 t＝ 1 s， ? 代入位移公式可得 h＝ v0t－ gt2/2＝ 15 m. ? 【 答案 】 15 m 例 2 沿水平方向向一堵豎直光滑的墻壁拋出一個(gè)彈性小球 A ，拋出點(diǎn)離水平地面的高度為 h ，距離墻壁的水平距離為 s ，小球與墻壁發(fā)生彈性碰撞后，落在水平地面上，落地點(diǎn)距墻壁的水平距離為 2 s ，如圖所示．求小球拋出時(shí)的初速度． 【解析】 因小球與墻壁發(fā)生彈性碰撞，故與墻壁碰撞前后入射速度與反射速度具有對稱性，碰撞后小球的運(yùn)動軌跡與無墻壁阻擋時(shí)小球繼續(xù)前進(jìn)的軌跡相對稱，如圖所示， 所以小球的運(yùn)動可以轉(zhuǎn)換為平拋運(yùn)動處理，效果上相當(dāng)于小球從 A ′ 點(diǎn)水平拋出所做的運(yùn)動．根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律： x ＝ v0t ， y ＝12gt2. 因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)到落地點(diǎn)的對稱點(diǎn)的水平距離距離為 3 s ，拋出點(diǎn)的高度為 h ，代入后可解得 v0＝ xg2 y＝3 sg2 h. 【答案】 3 sg2 h 例 3 ( 2 0 1 1 南陽模擬 ) 如圖直線 MN 上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場．正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn) O 以與 MN 成 3 0 176。 角的同樣速度 v 射入磁場 ( 電子質(zhì)量為 m ，電荷為 e ) ，它們從磁場中射出時(shí)相距多遠(yuǎn)？射出的時(shí)間差是多少？ 【解析】 正負(fù)電子的半徑和周期是相同的．只是偏轉(zhuǎn)方向相反．先確定圓心，畫出半徑，由對稱性可知：射入、射出點(diǎn)和圓心恰好組成等邊三角形．所以兩個(gè)射出點(diǎn)相距 s ＝ 2 r ＝2 m vBe，由圖可知經(jīng)歷時(shí)間相差 Δ t ＝56T －16T ＝23T ＝4π m3 B. 【答案】 2 m vBe 4π m3 Be ? 例 4 如圖甲所示， ab是半徑為 R的圓的一條直徑，該圓處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為 E，在圓周平面內(nèi)，將一帶正電 q的小球從 a點(diǎn)以相同的動能拋出，拋出方向不同時(shí)，小球會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，在這些所有的點(diǎn)中，到達(dá) c點(diǎn)時(shí)小球的動能最大．已知 ∠ cab＝ 30176。 ，若不計(jì)重力和空氣阻力，試求： ? 甲 ? (1)電場方向與直徑 ab間的夾角 θ. ? (2)若小球在 a點(diǎn)時(shí)初速度方向與電場方向垂直，小球恰好能落在 c點(diǎn)，則初動能為多少． ? 【 解析 】 由于從 a點(diǎn)以相同的初動能沿不同方向拋出的小球到達(dá)圓周上的各點(diǎn)時(shí)，其中到達(dá) c點(diǎn)的小球動能最大，因此過 c點(diǎn)的切線一定是等勢線，由此可以確定電場線的方向，至于從a點(diǎn)垂直于電場線拋出的小球可按類平拋運(yùn)動處理． ? (1)用對稱性判斷電場的方向：由題知條件，在圓周平面內(nèi)，從a點(diǎn)以相同的動能向不同方向拋出帶正電的小球，小球會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn)，且以經(jīng)過 c點(diǎn)時(shí)小球的動能最大，可知電場線平行于圓平面．又根據(jù)動能定理，電場力對到達(dá) c點(diǎn)的小球做功最多，為 Uac最大，即 c點(diǎn)的電勢比圓周上任何一點(diǎn)的電勢都低．又因?yàn)閳A周平面處于勻強(qiáng)電場中，故連接 Oc，圓周上各點(diǎn)的電勢關(guān)于 Oc對稱 (或作過 c點(diǎn)且與圓周相切的線 cf是等勢線 )， Oc方向即為電場方向 (如圖乙所示 )，它與直徑 ab的夾角為 60176。 . 乙 ( 2 ) 小球在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動．小球沿垂直于電場方向拋出，設(shè)其初速度為 v0，小球質(zhì)量為 m . 在垂直于電場線方向，有： x ＝v0t ① 在沿電場線方向，有 y ＝12at2② 由圖中幾何關(guān)系可得： x ＝ R co s 3 0 176。 ③ y ＝ R (1 ＋ co s 6 0 176。 ) ④ 且 a ＝qEm⑤ 將 ③④⑤ 式代入 ①② 解得 v20＝q E R4 m， 所以初動能 Ek0＝12m v20＝q E R8. 【答案】 ( 1 ) 與直徑 ab 的夾角為 60176。 ( 2 )q E R8