2022年高考物理总复习验证牛顿运动定律实验 .pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载实验：验证牛顿运动定律1.下图为“验证牛顿第二定律”的实验装置简图，实验仪器名称已标在图中(1)实验中还需要的仪器有：_、_、_、_、_ 等(2)请你指出该装置中的错误或不妥之处：_ ；_ ；_. 2(2012 深圳模拟 )在探究物体的加速度a 与物体所受外力 F、物体质量 M 间的关系时，采用如下图所示的实验装置小车及车中的砝码质量用M 表示，盘及盘中的砝码质量用m表示(1)当 M 与 m的大小关系满足 _时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m 一定来做实验，其具体操作步骤如下，下列做法正确的是 _A平衡摩擦力时，应

2、将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，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用天平测出 m 以及小车质量 M，小车运动的加速度可直接用公式amgM求出(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M 一定，探究加速度 a 与所受外力 F 的关系，由 于 他 们 操 作 不 当 ， 这两 组 同 学 得 到 的a F 关系 图 象 如 下图 所 示 ， 其 原 因 是_ 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载3(2011 重庆理综 )某同学设计了如图所示

3、的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数 .滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为m，托盘和盘中砝码的总质量为m.实验中，滑块在水平轨道上从A 到 B 做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g 取 10 m/s2. （1）为测量滑块的加速度a，须测出它在 A、B 间运动的 _与_，计算 a的运动学公式是 _. （2）根据牛顿运动定律得到a 与 m 的关系为： a1gM mm他想通过多次改变m，测出相应的 a 值，并利用上式来计算 .若要求 a 是 m 的一次函数，必须使上式中的 _保持不变，实验中应将从托盘中取出的

4、砝码置于_. （3）实验得到 a 与 m的关系如图所示，由此可知 _(取两位有效数字 )4(2013 佛山模拟 )实验小组利用拉力传感器来验证牛顿第二定律，实验装置如下图所示他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到的拉力F 的大小；小车后面固定一打点计时器， 通过拴在小车上的纸带，可测量小车匀加速运动的速度与加速度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载（1）若交流电的频率为50 Hz，则根据下图所打纸带的打点记录，小车此次运动经B点时的速度

5、vB_ m/s ，小车的加速度 a_ m/s2. （2）要验证牛顿第二定律，除了前面提及的器材及已测出的物理量外，实验中还要使用_来测量出 _（3）(双选)由于小车所受阻力f 的大小难以测量，为了尽量减小实验的误差，需尽可能降低小车所受阻力f 的影响，下列采取的措施中必要的是_A适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑B应使钩码总质量m 远小于小车 (加上传感器 )的总质量 MC定滑轮的轮轴要尽量光滑D适当增大钩码的总质量m5(2012 揭阳模拟 )如图甲所示为“用 DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置(1)在该实验中必须采用

6、控制变量法，应保持 _不变，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用 DIS 测小车的加速度(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量在某次实验中根据测得的多组数据可画出aF 关系图象 (如图乙所示 )分析此图象的OA 段可得出的实验结论是 _(3)此图象的 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所挂钩码的总质量太大D所用小车的质量太大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载6某同学利用图甲装置来探究小车所受的空气阻力与小车速度的定性关系(1) 安 装

7、薄 片 前 ， 为 了 消 除 长 木 板 对 小 车 的 摩 擦 力 的 影 响 ， 应 使 木 板_的 一 端 适 当 垫 高 ， 使 具 有 一 定 速 度 的 小 车 在 没 有 连 接_ 的情况下保持匀速直线运动状态(2)平衡摩擦力后， 在小车上安装一薄片， 让砝码盘与砝码带动小车加速运动，打下如图乙所示的一条纸带， 每两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，由此可计算出第5 个计数点的速度为 v5_m/s.( 保留 2 位有效数字 ) 该同学还对其他点的速度进行了计算，得到其他6 个点的速度，然后通过描点做出如图丙所示的 vt 图象，则由该图象可得出的结论为_ 精选学习资料 - -

8、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载参考答案1(1)天平(带一套砝码 )沙砝码毫米刻度尺作图纸(2)电源电压应为 46 V应平衡摩擦力小车应靠近打点计时器2解析：(1)实验中的实际加速度为amgMm，实验时把 mg当成对 M 的拉力，即忽略m对加速度的影响， 使加速度约为 amgM，显然需 m? M.(2)平衡摩擦力的实质是， 让重力的下滑分力与摩擦力平衡， 即：Mgsin Mg cos ，只需将纸带挂上， 不需施加其他外力，A 错误；由式可知 B 正确；每次实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车， C 错误；小车的

9、加速度应由小车后面拖动的纸带上打出的点计算出来，D 错误 (3)从题图可以看到，有了一定的拉力而加速度为零，显然没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够答案：(1)m? M(2)B(3)没有平衡摩擦力或木板的倾角过小3解析： （1）在初速度为零的匀加速直线运动中共有s、t、a、v 四个常用量欲测加速度 a 则必须测出 s、t、v 中的任意两个，但是速度v 不容易直接测量，故须测出位移s 和时间 t，再根据 a2st2求 a. （2）把a1gM mmmg 与一次函数ykxb 相对应，当与k 相对应的1gM mm为定值，即 mm保持不变时， a 是 m 的一次函数实验时只需将砝码从托盘中取出并置于滑块上即可

10、达到目的答案： （1）位移 s时间 ta2st2（2）mm滑块上（3）0.23(0.210.25均可) 4解析： （1）B 点为 AC 中间时刻，由匀变速运动的规律可得vB vACsAC2T，其中 T0.0250.1 (s)，代入可求得 vB0.40 m/s；加速度 asBCsABT21.46 m/s2. （2）牛顿第二运动定律需要验证Fma，可见除测出牵引力和加速度外，还需要天平测出小车的质量 . （3）为减小小车所受的摩擦，可以适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑；本实验拉力传感器已经测出小车所受的拉力，故没有必要精选学习资料 - - - - - - -

11、 - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页优秀学习资料欢迎下载保证使钩码总质量m 远小于小车 (加上传感器 )的总质量 M 以及保证滑轮轮轴尽量光滑； 但是为保证打点计时器打点清晰，便于测量与计算，需要适当增大钩码的总质量m，故 A、D 选项正确答案： （1）0.401.46（2）天平小车总质量 (或小车质量 )（3）AD 5解析： （1）由牛顿第二定律可知，加速度与力、质量有关，要想研究加速度与力的关系，就必须保持质量不变； （2）乙图中图线 OA 段反映了加速度随力变化的关系； （3）因为本实验用钩码所受的重力作为小车所受的外力，是在“钩码质量远小于小车质量” 的情况下，因此 AB段明显偏离直线，表明上述条件不再成立所以C 正确答案：(1)小车的总质量 (或：小车的质量 )(2)在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比(3)C 6解析： (2)v596.048.5 10220.12.4 (m/s)根据 vt 图象可看到，小车的加速度越来越小，对小车受力分析再结合牛顿第二定律列式有：aF砝fm车，可知空气阻力 f 在增大答案：(1)安装有打点计时器 (或远离定滑轮 )砝码盘与砝码(2)2.4小车的速度越大，它所受的空气阻力越大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页