世纪金榜2016高考物理一轮梯级演练跟踪检测区 实验04-验证牛顿运动定律

世纪金榜2016高考物理一轮梯级演练跟踪检测区 实验04-验证牛顿运动定律内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 跟踪检测区【高考题组】1.(2012安徽高考)图甲为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。 砂和砂桶的总质量为 m,小车和砝码的总质量为 M。 实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。 (1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行。 接下来还需要进行的一项操作是()小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节 m 的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动(2 2、)实验中要进行质量 m 和 M 的选取,以下最合理的一组是()00g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 00g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 00g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 00g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)图乙是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G 为 7 个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。 量出相邻的计数点之间的距离分别为高中物理资源下载平台世昌的博客 、s s s s s 知打点计时器的工作频率为 50小车的加速度 a 3、=_m/果保留2 位有效数字)。 【解析】(1)要使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力, 应将长木板远离定滑轮的一端垫起,使小车所受重力沿木板向下的分力与小车及纸带所受摩擦力平衡,即选项 B 正确。 (2)要使砂和砂桶的总重力的大小作为细线对小车拉力的大小, 必须使 mM,选项 C 符合这个要求。 (3)小车的加速度为a= ,(+)(+)92其中 t=入数据得： a=案：(1)B(2)C(3)2012大纲版全国卷)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交流电源,打点的时间间隔用 t 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 4、加速度与其质量间的关系”。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)完成下列实验步骤中的填空。 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。 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。 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。 按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤。 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、s 2求出与不同 m 相对应的加速度 a。 以砝码的质量 m 为横坐标, 为纵坐标,在坐标纸上作出 系图线。 若加速1 1度与小车和砝码的总质 5、量成反比,则 与 m 应成_(选填“线性”或“非线1性”)关系。 (2)完成下列填空。 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_。 设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、s 2和 s3。 a 可用 s1、s 3和 t 表示为a=_。 图乙为用米尺测量某一纸带上的 s1、s 3的情况,由图可读出_mm,_此求得加速度的大小 a=_m/中物理资源下载平台世昌的博客 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_。 【解析】(1)小车和吊盘受到的合外力为零 ,一起做 6、匀速直线运动 ,所以纸带点距相等。 平衡阻力后,设小车受到的拉力为 F,则有 F=(m+m 车 )a,即 = m+ , 是11 1关于 m 的一次函数,它们是线性关系。 (2)实际上,小车的拉力 F 会随 m 的变化而变化, 不是恒定的。 因为：对小车由牛顿第二定律有：F=(m+m 车 )a,对吊盘和物块(设其质量为 m 0立以上两式得：F= 1+ 0+车因此,当改变小车上的砝码的质量 m 时,F 会相应改变。 只有当吊盘和物块质量m0m+m 车 时,拉力 F是不变的, 在这种情况下,才可验证“拉力一定时,加速度与物体质量的关系”。 高中物理资源下载平台世昌的博客 由逐差法 a(5t)2 得加速度 a 7、= ,由图可读出 12(5)定要估读到毫米的下一位数字。 代入数据,得加速度的大小 a=意单位的变换。 由 = m+ 可知：斜率 =k,截距 =b,解这两式得 F= ,m 车 =。 11 1 1 b答案：(1)间距相等 线性(2)小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的质量 12(5)2 1 b【创新题组】顿第二定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。 实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据：小车 8、、力传感器和挡光板的总质量 M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量 光板的宽度 d,光电门 1 和 2 的中心距离 s。 (1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量?_(选填“需要”或“不需要”)。 (2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度 d,如图所示,d=_中物理资源下载平台世昌的博客 (3)某次实验过程：力传感器的读数为 F,小车通过光电门 1 和 2 的挡光时间分别为 t1、t 2(小车通过光电门 2 后,砝码盘才落地),已知重力加速度为 g,则该实验要验证的表达式是_。 【解析】(1)由于实验装置图中已给出了力传感器 ,所以不需要满足。 (2)d=503)小车在光电门 1 处的 9、速度为 ,在光电门 2 处的速度为 ,所以根据d1 d2- =2得： a=212由 F=知 F=M。 (d2)2(1)22答案：(1)不需要(2)F=M(d2)2(1)22究加速度与物体受力的关系”实验中,设计出如下的实验方案,其实验装置如图所示。 已知小车质量 M=码盘质量 使用的打点计时器交流电频率 f=50实验步骤是：中物理资源下载平台世昌的博客 ,轻推小车后,使小车能沿长木板向下做匀速运动。 下砝码盘中砝码的质量 m。 接通电源,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求得小车的加速度 a。 变砝码盘中砝码的质量,重复 B、C、D 步骤,求得小车在不同合外力 F 作用下的加速度。 回答下列问题：(1)按 10、上述方案做实验,是否要求砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?_(选填“是”或“否”)。 (2)实验中打出的其中一条纸带如图甲所示,由该纸带可求得小车的加速度a=_m/3)某同学将有关测量数据填入他所设计的表格中,如下表：次数 1 2 3 4 5砝码盘中砝码的重力 F/N a/(m像(如图乙)。 造成图线不过坐标原点的一条最主要原因是_,从该图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是_,其大小为_。 高中物理资源下载平台世昌的博客 【解析】(1)取下砝码盘后 ,小车加速运动时所受的合外力即为砝码和砝码盘的总重力,而实验中的研究对象是小车, 因此, 实验中不必使砝码及砝码盘的质量远小于小车的质量。 (2)a= 10(3)实验中本应有(m 0+m)g=于实验中未计入砝码盘质量 得的图像与真实图像相比沿 F 轴左移 像将不过原点。 由图像及上述分析可知,案：(1)否(2)在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力砝码盘的重力。