高考物理大一轮复习 第三章 第4讲 实验四 验证牛顿运动定律课时作业-人教版高三全册物理试题.doc

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1、第三章第4讲 实验四 验证牛顿运动定律1(2015年深圳质检)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K341甲为实验装置简图，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K341乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为50 Hz.根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为_m/s，小车的加速度大小为_m/s2.(结果均保留两位有效数字)图K341(2)在“探究加速度a与质量m的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系

2、中进行了标注，但尚未完成图象(如图K342甲所示)请继续帮助该同学作出坐标系中的图象图K342(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K342乙，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： _.【答案】(1)1.63.2(2)见解析(3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】(1)AC这段位移的平均速度等于AC这段时间中间时刻的瞬时速度，即B点的瞬时速度，故vB m/s1.6 m/s.由逐差法求解小车的加速度，a m/s23.2 m/s2.(2)将坐标系中各点连成一条直线，连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致

3、对称分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所示：(3)图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够2(2013年四川高考)如图K343所示，某组同学借用“探究a与F、m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：图K343(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图K344所示的纸带纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A，B，C，D，E，F，G.实验时小

4、车所受拉力为0.2 N，小车的质量为0.2 kg.图K344请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek，补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).OBOCODOEOFW/J0.043 20.057 20.073 40.091 5Ek/J0.043 00.057 00.073 40.090 7分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内WEk，与理论推导结果一致(3)实验前已测得托盘质量为7.7103 kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位)【答案】(1)匀速直线(或匀速)(2)0.111 50.110 5(3)0.015【解析】(1

5、)实验中，首先平衡摩擦力，改变长木板的倾角，轻推小车，小车沿长木板向下做匀速直线运动(2)打下F点时，小车运动的位移大小等于O、F间的距离，即0.557 5 m，细绳对小车的拉力为0.2 N，则拉力做功为0.111 5 J，小车的瞬时速度为 m/s1.051 m/s，动能增量为0.110 5 J.(3)由纸带数据求得：AD21.20 cm，DG30.07 cm，小车、托盘和砝码组成的整体运动的加速度大小为a m/s20.985 6 m/s2，小车受到的拉力为F0.2 N，设托盘和砝码的总质量为m，由牛顿第二定律得mgFma，得m2.269102 kg，托盘中砝码质量为0.015 kg.3(20

6、15年惠州模拟)某实验小组利用如图K345甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系图K345(1)由甲图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s24 cm，由图K345乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d_cm.该实验小组在做实验时，将滑块从甲图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间t1，遮光条通过光电门2的时间t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1_，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2_，则滑块的加速度的表达式a_.(以上表达式均用字母表示)(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如下表所示的实验数据

7、通过分析表中数据后，你得出的结论是_.m/g250300350400500800a/(ms2)2.021.651.331.251.000.63(3)现须通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在如图K346所示的坐标系中描点作出相应图象图K346【答案】(1)0.52(2)在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比(3)如图所示4某同学设计了如图K347所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧测力计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代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计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开始时将木板置于MN处，

8、现缓慢向瓶中加水，直到木板开始运动为止，记下弹簧测力计的示数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，记下弹簧测力计的示数F1.然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.图K347(1)木板的加速度可以用d、t表示为a_；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的办法是(一种即可)_(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧测力计示数F1的关系下列图象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摩擦力的大小D可以获得更大的加速度以

9、提高实验精度【答案】(1)增大d(或让F1大于F0的前提下尽量小)(2)C(3)BC【解析】(1)由于木板从静止开始做匀加速直线运动，由dat2，得a.(2)由牛顿第二定律，可得F1F0ma，解得a，此实验要求水的质量必须远远小于木板质量，当矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图C(3)由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以方便地获取多组实验数据，从而比较精确地测出摩擦力，还可多次测量时间t，取t的平均值，所以选项B、C正确5(2015年重庆模拟)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度图K348实验步骤如下：用弹簧秤测量

10、橡皮泥和滑块的总重力，记作G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示在A端向右拉动木板，等弹簧秤读数稳定后，将读数记作F；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如表所示：G/N1.50 2.002.503.003.504.00F/N0.620.830.991.221.371.61如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；滑块由静止释放后开始运动，最终停在木板上D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间距离s.完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定的坐标纸(如图丙)上作出FG图线(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数_(保留2位有效数字)(3)滑块最大速度的大小v_(用h、s、和重力加速度g表示)【答案】(1)如图所示(2)0.40(3)【解析】(1)根据描点法在FG图象上描出各点，再连接起来，如图所示；(2)由图甲可知FG，则FG图象上的直线的斜率代表值的大小由FG图象可知0.40；(3)当重物P刚好下落到地面时，滑块的速度v最大，此时滑块的位移为h，此后滑块做加速度为g的匀减速运动，由公式v2v2as知：滑块的最大速度vmax满足：v2g(sh)，则vmax.