2022高考物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)搶分練四驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律含解析新人教版

1、實(shí)驗(yàn)專項(xiàng)搶分練(四)驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律(建議用時(shí)40分鐘)1某同學(xué)采用如圖(a)所示的裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，他將器材安裝好，平衡摩擦力后，保持小車(含車上砝碼)總質(zhì)量m不變，通過(guò)改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量來(lái)改變小車受到的合外力f。(1)若要完成實(shí)驗(yàn)，需要增加的測(cè)量工具是_a天平和秒表b天平和刻度尺c秒表和刻度尺 d刻度尺和圓規(guī)(2)某次實(shí)驗(yàn)，打出的紙帶如圖(b)所示(每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出)。已知小車(含車上砝碼)總質(zhì)量m250 g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的頻率為50 hz，則靠近紙帶_(選填“a”或“d”)點(diǎn)的一端與小車連接，該次實(shí)驗(yàn)小車受到的合力f_，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量m_g。(重力加速度g

2、取9.9 m/s2，結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)【解析】(1)天平測(cè)砝碼盤和盤中砝碼的質(zhì)量，刻度尺測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)間的距離。(2)紙帶上先打出a點(diǎn)，靠近紙帶a點(diǎn)的一端與小車連接；根據(jù)xat2可得a0.9 m/s2，故fma0.225 n，根據(jù)系統(tǒng)牛頓第二定律mg(mm)a，解得m25.0 g答案：(1)b (2)a0.225 n25.02某探究小組的同學(xué)用如圖所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。(1)下列說(shuō)法正確的有_。a平衡摩擦力時(shí)，用細(xì)線一端掛空砝碼盤，另一端與小車相連，將木板適當(dāng)傾斜，使小車在木板上近似做勻速直線運(yùn)動(dòng)b每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，應(yīng)重新平衡摩擦力c應(yīng)讓

3、砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量d砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力(2)圖甲為實(shí)驗(yàn)中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分。從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)a、b、c、d、e，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出，用刻度尺分別測(cè)量出a點(diǎn)到b、c、d、e的距離如圖甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 hz的交流電源上，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)加速度的測(cè)量值a_m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)某同學(xué)平衡摩擦力后，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，分別測(cè)量出小車的加速度a。以砝碼盤及砝碼的重力f為橫坐標(biāo)，以小車的加

4、速度a為縱坐標(biāo)，得到如圖乙所示的af圖線，則圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的主要原因是_?！窘馕觥?1)平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將細(xì)線從小車上取下，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動(dòng)，a錯(cuò)誤；每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后，不需要重新平衡摩擦力，b錯(cuò)誤；應(yīng)讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量，c錯(cuò)誤；砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力，d正確。(2)a m/s21.2 m/s2。(3)當(dāng)f0時(shí)，a0，也就是說(shuō)當(dāng)細(xì)線上沒(méi)有拉力時(shí)，小車就有加速度，這是平衡摩擦力時(shí)木板傾角偏大，即平衡摩擦力過(guò)度引起

5、的。 答案：(1)d(2)1.2(3)平衡摩擦力過(guò)度3.(2021桂林模擬)為了探究物體質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系,甲、乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,其中m為小車的質(zhì)量,m為砂和砂桶的總質(zhì)量,m0為滑輪的質(zhì)量。力傳感器可測(cè)出輕繩中的拉力大小。(1)(多選)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是。(填序號(hào))a.用天平測(cè)出砂和砂桶的總質(zhì)量b.將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高,以平衡摩擦力c.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄力傳感器的示數(shù)d.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量m(2)甲同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖(b)所示的一條紙帶(兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有

6、畫出),已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50 hz的交流電,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。(3)甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)f為橫坐標(biāo),加速度a為縱坐標(biāo),畫出的a-f圖線是一條直線,如圖(c)所示,圖線與橫坐標(biāo)的夾角為,求得圖線的斜率為k,則小車的質(zhì)量m=。a.b.-m0 c.-m0 d.(4)乙同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出如圖(d)所示的a-f圖線,該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題是。【解析】(1)驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)原理是f=ma,本題繩中拉力可以由力傳感器測(cè)出,不需要用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量,也就不需要使砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量m,a、d錯(cuò)誤。用力傳感器測(cè)量繩子的拉力,則力傳感器示數(shù)的2倍等于小車受到的合外力大小,需要平衡摩擦力,b正確。釋放小車之前應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車,該實(shí)驗(yàn)還需要記錄力傳感器的示數(shù),c正確。(2)由逐差法計(jì)算加速度,a=,其中t=0.1 s,代入數(shù)據(jù)解得a=2.00 m/s2。(3)對(duì)小車與滑輪系統(tǒng),由牛頓第二定律得a=f,圖線的斜率為k,則k=,故小車的質(zhì)量m=-m0,故選項(xiàng)c