2017高考物理力学实验专题04验证牛顿运动定律含解析.doc

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1、专题04验证牛顿运动定律1．（2017天津六校联考）如图1所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图．钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g．（1）下列说法正确的是　　A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远小于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作﹣a图象（2）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，测得F=m1g，作出a﹣F图象，他可能作出图2中　　（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线．

2、此图线的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．钩码的总质量太大D．所用小车的质量太大（3）实验中打出的纸带如图4所示．相邻计数点间的时间是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是　　m/s2（4）若不断增加钩码的个数，a﹣F图象中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度的趋向值为　　（5）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的﹣a图象，如图3．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数μ=　　，钩码的质量m1=　　．-13-（1）平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，

3、则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，每次在小车上加减砝码时，故不需要重新平衡摩擦力．故A错误．实验时应先接通电源后释放小车，故B错误．对小车和砝码整体，由牛顿运动定律，F=m2a，对钩码，m1g-F=m1a，联立解得：让小车的质量m1远远大于小盘和重物的质量m2，因为：实际上绳子的拉力F=m2a=，故应该是m1＜＜m2，故C错误；F=ma，所以：a=F/m，所以在用图象探究小车的加速度与质量的关系时，通常作a﹣图象，故D正确；（2）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，说明没有平衡摩擦力或平衡不够．故可能作出图2中丙．此图线的A

4、B段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是砝码盘和砝码的总质量太大，没有远小于小车和砝码的质量，（3）根据匀变速直线的推论：s4﹣s1=3aT2，a==0.46m/s2（4）若不断增加钩码的个数，a﹣F图象中各点连成的曲线将不断延伸，由于际上绳子的拉力F=m2a=，，那么加速度，当m1远大于m2时：a=g。（5）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，根据牛顿第二定律得：F﹣μm2g=m2am1g﹣F=m1a=+μg/F设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，所以k=1/F，μg/F=b，解得：μ=，钩码的质量m1=．-13-【参考答案】：（1）D；（2）丙，C；（

5、3）0.46；（4）g；（5），2．(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”)。(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

6、实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M＝________kg。(3)根据mg＝(M＋m)a变式为＝·＋由题意知k＝，b＝，所以M＝。由图象可知k＝＝0.008，b＝0.1，所以M＝0.08kg。【参考答案】　(1)增大　间距相等　(2)远小于　(3)0.083．如图甲所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。-13-(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示，则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹_

7、_________为止。(2)如图丙所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。【参考答案】：(1)砝码　减小　间隔相等(均匀)　(2)　4　(2016·芜湖模拟)在验证牛顿第二定律的实验中，某学习小组使用的实验装置如图甲所示：-13-(1)由于没有打点计时器，该小组让小车由静止开始运动，发生位移x，记录时间t，则小车的加速度的表达式为a＝________。(2)指出该实验中