高考物理二轮复习考点千题精练第十二章物理实验专题验证牛顿运动定律 联系客服

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固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高,接通打点计时器,让小车以一定初速度沿木板向下运动,并不断调节木板的倾斜度,直到小车拖动纸带沿木板做_______运动。

③甲同学利用v-t图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时,求出每个计数点对应的速度,并将各点的速度都标在了如图2所示的坐标系中。请在坐标系中作出小车运动的v-t图像,并利用图像求出小车此次运动的加速度a = __________m/s。

④ 乙同学在验证小车加速度a与所受拉力F的关系时,根据实验数据作出的a-F图像如图3所示。发现图线不过原点,原因可能是_________。 A.木板一端垫得过高 B.木板一端垫得过低 C.盘和砝码的总质量太大了 D.盘和砝码的总质量太小了 ⑤ 丙同学作出的a-F图像如图4所示。发现图线有一段是曲线,他认为这是系统误差造成的。他将实验方法做了如下改进:他先将一些砝码放在小车上;之后每次从小车上取下一些砝码移到牵引小车的盘上;重复多次实验,直到将砝码全部移到盘中;根据测得的数据,绘制 出小车加速度a随着盘和盘中的砝码所受重力F变化的关系图线,得到

的是一条过原点的直线。已知盘和所有砝码的总质量为m,小车的质量为M。请你分析说明图线为直线的原因,并说明图线斜率的物理意义。

【参考答案】① BD ② 匀速直线 ③ 如图。1.00 ④A (10分)

F

2

a F a 5

⑤ 根据牛顿第二定律,可得a?(4分)

F1,其中M+m为定值,所以a-F图像为过原点的直线,斜率为。

M?mM?m④如图4所示a-F图像不过原点,在力F为零时,就有了加速度,说明平衡摩擦力过度,原因是木板一端垫得过高。

F1,其中M+m为定值,所以a-F图像为过原点的直线,斜率为。

M?mM?m5.(2016·江西名校学术联盟调研)(6分)在“探究加速度与力、质量的关系的实验”时,采用了如图甲所

⑤ 根据牛顿第二定律,可得a?示的实验方案。操作如下:

(1)平衡摩擦力时,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,应________(填“减小”或“增大”)木板的倾角,反复调节,起到纸带上打出的点迹________为止。

(2)已知小车质量为M,盘和砝码的总质量为m,要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力,应该满足的条件是m________M(填“远小于”、“远大于”或“等于”)。

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(3)图丙为小车质量一定时,根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立,则小车的质量M=________kg。 【参考答案】(1)增大 间距相等 (2)远小于 (3)0.08

1M11(3)根据mg=(M+m)a变式为=·+

agmgM1k由题意知k=,b=,所以M=。

ggb0.9-0.1

由图象可知k==0.008,b=0.1,所以M=0.08 kg。

100-0

6.图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50 Hz的交流电源,打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列________的点。

7

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点列的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m。 ④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1、s2、…。求出与不同

m相对应的加速度a。

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⑥以砝码的质量m为横坐标, 为纵坐标,在坐标纸上作出 -m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质

aa1

量成反比,则 与m应成________关系(填“线性”或“非线性”)。

a(2)完成下列填空:

①本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是________________________________________。

②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示为 a=________。图乙为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=________mm,s3=________ mm,由此求得加速度的大小a=________ m/s。

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③图丙为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为____________,小车的质量为________。

【参考答案】(1)等间距 线性 (2)①远小于小车和砝码的总质量

s3-s1

2 24.2(23.9~24.5之间均正确) 47.3(47.0~47.6之间均正确) 1.16(1.13~1.19之间均正50 Δt确)

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