高中物理課練10實(shí)驗(yàn) 驗(yàn)證牛頓第二定律

1、課練實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓第二定律研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲探究小車質(zhì)量不變時(shí)其加速度與力為小車，為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，為力傳感器測(cè)繩子的拉力，P為小桶內(nèi)有砂子，M是一端帶有定滑輪的水平放置的足夠長(zhǎng)的木板不計(jì)繩子與滑輪間的摩擦圖甲圖乙含導(dǎo)線外，還需要的實(shí)驗(yàn)儀器是_(填“刻度尺”、“天平”或“秒表”平衡摩擦力后再按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？_(填“是”或“否”已知交流電源的頻率為加速度_m/s.(結(jié)果保留位有效數(shù)字如圖所示，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，沿木板勻速運(yùn)動(dòng)，記下此時(shí)托盤和重物的總質(zhì)量m、小車的總質(zhì)量M.已知重力加速度為g.在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，若測(cè)得托盤和

2、重物的總質(zhì)量為mmM_的總質(zhì)量重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，_(填“需要”或“不需要”重新平衡摩擦力在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，當(dāng)改變小車的總質(zhì)量時(shí)，_(填“需要”或“不需要”重新平衡摩擦力采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置小車及車中砝碼的總質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的總質(zhì)量用m表示當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足_時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于盤和砝碼的總重力某一組同學(xué)先保持盤及盤中砝碼的總質(zhì)量m一定來做實(shí)驗(yàn)，其具體操作步驟如下，以下做法正確的是A平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上B每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源m以及小車和車中砝碼的總質(zhì)量Mmg加

3、速度可直接用公式M求出另兩組同學(xué)保持小車及車中砝碼的總質(zhì)量M與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當(dāng)，這兩組同學(xué)得到的F關(guān)系圖象分別如圖甲和圖乙所示，其原因分別是：圖甲：_；圖乙：_.學(xué)習(xí)了傳感器之后，在“研究小車加速度與所受合外力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，甲、乙兩實(shí)驗(yàn)小組引進(jìn)“位移傳感器”“力傳感器”，分別用如圖、所示的實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)，重物通過細(xì)線跨過滑輪傳感器固定在軌道一端在運(yùn)動(dòng)過程中位移傳感器發(fā)出信號(hào)，位移傳感器重力作為拉力F，乙組直接用力傳感器測(cè)得拉力F，改變重物的重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次，記錄多組數(shù)據(jù)，并畫出F圖象甲組實(shí)驗(yàn)把重物的重力作為拉力F的條件是_.圖中符合甲組同學(xué)作出的實(shí)驗(yàn)圖象的是_；符合乙組同學(xué)

4、作出的實(shí)驗(yàn)圖象的是_某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置來探究合力一定時(shí)物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系甲乙做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器圖中未畫出可讀出遮光條通過光電門、的時(shí)間分別為、用刻度尺測(cè)得兩個(gè)光電門中心之間的距離，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度d.則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度表達(dá)式v_度的表達(dá)式_(以上表達(dá)式均用已知字母表示如圖乙所示，若用分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，其讀數(shù)為_為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度見圖甲關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度”的正確操作方法是_填選項(xiàng)字母AM增大時(shí)，增大，以保持二者乘積增大BM增大時(shí)，減小

5、，以保持二者乘積不變M減小時(shí)，增大，以保持二者乘積不變M減小時(shí)，減小，以保持二者乘積減小用如圖所示裝置做驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)已提供了小車、一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、紙帶、細(xì)線、砝碼、砂和砂桶、刻度尺、天平、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)中將砂和砂桶總重力大小作為細(xì)線拉力的大小，從而在質(zhì)量_小車質(zhì)量小于”或“等于”實(shí)驗(yàn)中，先調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車，小_的拉力等于小車所受的合外力下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法錯(cuò)誤的是_A做實(shí)驗(yàn)之前必須平衡摩擦力B小車的質(zhì)量必須比所掛鉤碼的質(zhì)量大得多應(yīng)調(diào)節(jié)定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候，小車最好距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

6、遠(yuǎn)一點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)中挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，每個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，源的頻率為從圖乙中所給的刻度尺上讀出、兩點(diǎn)間的距離_cm；該小車的加速度_m/s.(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字實(shí)驗(yàn)中紙帶的_(填“左”或“右”端與小車相連接在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中備有器材：A.帶有定滑輪的長(zhǎng)木板；B.交流電源、紙帶；C.細(xì)繩、小車、砝碼；裝有細(xì)砂的砂桶；E.墊片；F.毫米刻度尺還缺少的一件器材是_實(shí)驗(yàn)得到如圖所示的一條紙帶，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為；、間距和、E間距已測(cè)出，利用這兩段間距計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為_.同學(xué)甲根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖所示m砂和砂桶的總質(zhì)量為_kg.(g取m/s同學(xué)乙根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出了圖

7、所示圖線，從圖線可知同學(xué)乙操作過程中可能_山東棗莊模擬某位同學(xué)用圖所示實(shí)驗(yàn)裝置做驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作步驟是_F中的實(shí)線所示，則圖線上部彎曲的原因是_.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率，如圖是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶，其中、E每?jī)牲c(diǎn)之間還有個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出，寫出用、以及來表示小車加速度的計(jì)算式：_；根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù)，計(jì)算可得小車的加速度大小為_m/s結(jié)果保留兩位有效數(shù)字練高考找規(guī)律新課標(biāo)全國(guó)卷某物理課外小組利用圖中的裝置探木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木N個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為實(shí)驗(yàn)步驟如下：將個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長(zhǎng)木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，

8、使小車和鉤碼可以在木板上勻速下滑將依次取個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻相對(duì)于其起始位置的位移，繪制圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度.對(duì)應(yīng)于不同的的值見下表時(shí)的圖象如圖所示；由圖求出此時(shí)小車的加速度保留位有效數(shù)字，將結(jié)果填入下表.利用表中的數(shù)據(jù)在圖中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出圖象從成正比利用圖象求得小車空載的質(zhì)量為_保留位有效數(shù)字，重力加速度取g若以“保持木板水平”來代替步驟，下列說法正確的是_(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào)A圖線不再是直線B圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)圖線仍是直線，但該直線的斜率變大課標(biāo)某同學(xué)利用圖所示實(shí)驗(yàn)

9、裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)中小車含發(fā)射器的質(zhì)量為g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕得到，回答下列問題：根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成_(填“線性”或“非線性”關(guān)系由圖可知，m_若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為_質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_練模擬明趨勢(shì)江西八校聯(lián)考為了探究質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系，M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量滑輪質(zhì)量不計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作是_A用天平測(cè)出砂和砂桶的質(zhì)量B將帶滑輪的長(zhǎng)木板右端墊高，以平衡摩擦力小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接

10、通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)改變砂和砂桶的質(zhì)量，打出幾條紙帶E為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒有畫出，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_m/s結(jié)果保留兩位有效數(shù)字以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的F圖象是一條直線，圖線與橫坐標(biāo)的夾角為，求得圖線的斜率為，則小車的質(zhì)量為_A江西八校聯(lián)考用分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量某工件的內(nèi)徑時(shí)，示數(shù)如圖甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為_cm；用螺旋_mm.某同學(xué)采用如圖丙所示的裝置探究物體的加速度與所受合力的關(guān)

11、系用砂桶和砂的重力充當(dāng)小車所受合力F；通過分析打點(diǎn)計(jì)時(shí).分別以合力F和加速度作為橫軸和縱如下：在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過高；沒有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力時(shí)將木板右端墊得過低；的實(shí)驗(yàn)條件；測(cè)量小車的質(zhì)量或者加速度時(shí)的偶然誤差過大通過進(jìn)一步分析，你認(rèn)為比較合理的原因可能是A和B和和和寶雞一模振華同學(xué)用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律該實(shí)驗(yàn)裝置中有兩處錯(cuò)誤，分別是：_和_振華同學(xué)在老師的指導(dǎo)下改正了實(shí)驗(yàn)裝置中的錯(cuò)誤后，將細(xì)一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比”實(shí)驗(yàn)中，砝碼盤及盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量最好應(yīng)為_(填選項(xiàng)前的字母AgBgg戊中屬于上述紙帶的是_已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為，則由甲、乙紙帶可求得小車

12、的加速度大小為_m/s結(jié)果保留兩位小數(shù)合肥一測(cè)某實(shí)驗(yàn)小組在做“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)中在閉合開關(guān)之前，甲同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝成圖甲所示請(qǐng)指出該裝置中的錯(cuò)誤或不妥之處只要答出其中的兩點(diǎn)即可：_；_.乙同學(xué)將上述裝置調(diào)整正確后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中得到如圖圖中的數(shù)據(jù)可算得小車加速度為_m/s.(保留兩位有效數(shù)字質(zhì)量不變，小車自身的質(zhì)量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質(zhì)量mm為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上作出如圖丙所示的m關(guān)系圖線，圖中縱軸上的截距為b，則小車受到的拉力大小為_廣西適應(yīng)性測(cè)試要測(cè)量?jī)蓚€(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒有直接的測(cè)量工具，某實(shí)驗(yàn)小組選用下列器材：輕質(zhì)定滑輪質(zhì)量和摩擦可忽略、砝碼一套

13、總質(zhì)量m和截距求出沙袋的質(zhì)量請(qǐng)完成下列步驟：實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，設(shè)右邊沙袋的質(zhì)量為m，左邊沙袋的質(zhì)量為m.取出質(zhì)量為mi的砝碼放在沙袋中，剩余砝碼都放在左邊沙袋中，發(fā)現(xiàn)下降，上升左右兩側(cè)砝碼的總質(zhì)量始終不變用刻度尺測(cè)出沙袋開始時(shí)離桌面的距離，用秒表測(cè)出從開始位置下降到桌面所用的時(shí)間，則可知的加速度大小_.改變mi，測(cè)量相應(yīng)的加速度，得到多組mi及的數(shù)據(jù)，作_(選填“mi”或“mi”圖線若求得圖線的斜率，縱軸上的截距bm/s，則沙袋的質(zhì)量m_kg，m_kg.(重力加速度g取m/smM，只有當(dāng)課練10mM，只有當(dāng)解題思路：因?yàn)榱鞲衅骺蓽y(cè)得小車受到的拉力，故不需要再保證實(shí)驗(yàn)中小桶和砂子的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于

14、小車的質(zhì)量的條件；根據(jù)逐差法可求得結(jié)果答案：刻度尺否解題思路：此題用總質(zhì)量為m的托盤和重物平衡摩擦力，則小車所受的合外力為mmg時(shí)，不需要重新平衡摩擦力在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，當(dāng)改變小車的總質(zhì)量時(shí)，小車所受的摩擦力改變，需要重新平衡摩擦力答案：mmg不需要需要解題思路：在實(shí)驗(yàn)中，整體的加速度mgmM時(shí)，小車所受的拉力才可以認(rèn)為等于盤和砝碼的總重力平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，使小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，若先放開小車，再接通打點(diǎn)

15、計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故錯(cuò)誤；用天平測(cè)mg出m以及M，直接用公式M求出，這是在直接運(yùn)用牛頓第二定錯(cuò)誤圖甲中F圖象發(fā)生彎曲，這是由于沒有保證小車及車中砝點(diǎn)，當(dāng)F時(shí)，也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)小車的加速度還為，說明該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中遺漏了平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過小答案：mM不滿足mM沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)傾角過小解題思路：甲組實(shí)驗(yàn)把重物的重力作為拉力F的條件是小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量由于甲組實(shí)驗(yàn)把重物的重力作為拉力F中符合甲組同學(xué)作出的實(shí)驗(yàn)圖象的是；符合乙組同學(xué)作出的實(shí)驗(yàn)圖象的是.答案：小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量解題思路：氣墊導(dǎo)軌

16、上滑塊沿導(dǎo)軌下滑，重力沿導(dǎo)軌方向Mgh的分力Mg等于合力，而MgL，為了保持滑塊所受的合M力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度，M增大時(shí)，M減小時(shí)，項(xiàng)B、正確答案：dd解題思路：為了減小系統(tǒng)誤差，砂和砂桶總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量平衡摩擦力后，細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力答案：遠(yuǎn)小于平衡摩擦力解題思路：做實(shí)驗(yàn)之前必須平衡摩擦力，消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，故A正確；利用力傳感器研究加速度與合外力的關(guān)系，不需要滿足小車的質(zhì)量比所掛鉤碼的質(zhì)量大得多這一條件，B錯(cuò)誤；的方向與細(xì)線的拉力的方向相同，正確；實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候，小車最好距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器近一些，使紙帶的使用率更高，錯(cuò)誤點(diǎn)的讀數(shù)為，點(diǎn)的讀數(shù)為

17、，所以、兩點(diǎn)間的距離；小車的加速度m/sm/s小車做加速運(yùn)動(dòng)，相等時(shí)間內(nèi)，代入數(shù)據(jù)解得m/s.答案：左解題思路：本題需要用天平測(cè)量小車的質(zhì)量，所以還缺少的器材是天平根據(jù)逐差法得，解得根F據(jù)牛頓第二定律可知，m，則F即為m圖象的斜率，所以砂和砂桶的總重力mgF，解得m由題圖可知，圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一大于零的值時(shí)，加速度為零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足答案：天平均正確未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解題思路：小車質(zhì)量M與合力F成正所以在做實(shí)驗(yàn)前必須要先平衡摩擦力隨著合力F的增大，砂和小車質(zhì)量的情況，因此F圖線出現(xiàn)了上部彎曲的現(xiàn)象由題意可知，兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為，由逐差法可得答案：平

18、衡摩擦力沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的總質(zhì)量加餐練解題思路：由得：，在圖象中找一點(diǎn)坐標(biāo)，代入公式即可求出.對(duì)小車和鉤碼組成的系統(tǒng)應(yīng)用牛頓第二定律：nmgMnmgNm，則，圖象的斜率，從MNmMM而可解出M.對(duì)于已平衡摩擦力的情況，對(duì)整體應(yīng)用牛頓第二定律：nmgmgMNm，則；對(duì)于木板水平的情況，對(duì)整體應(yīng)用牛MNm頓第二定律：nmgMNmgMNm，整理得：mgg，比較可見，B、均正確MNm答案：在范圍內(nèi)均可以如圖所示在范圍內(nèi)均可以解題思路：將圖中各點(diǎn)連線，得到的是一條曲線，故與m的關(guān)系是非線性的由圖可知，當(dāng)鉤碼質(zhì)量不為零時(shí)，在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零，即細(xì)繩對(duì)小車的拉力大于某一數(shù)值時(shí)小車才產(chǎn)

19、生加速度，故可能的原因是存在摩擦力若將鉤碼所受重力作為小車所受合力，則應(yīng)滿足三個(gè)條件，可見當(dāng)mM，可見當(dāng)mM時(shí)才有mg，故第三個(gè)條件為mmM，拉力等于車所受合力，設(shè)繩的拉力為，由mgma、有mMmggMmM.答案：非線性存在摩擦力調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量解題思路：由實(shí)驗(yàn)原理圖可以看出，由彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)需要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，A、E錯(cuò)；為保證繩上拉力提供合外力，必須平衡摩擦力，B對(duì)；小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再放小車，同時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，對(duì)；為了多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，需改變砂和砂桶的質(zhì)量多做幾次實(shí)驗(yàn)，對(duì)將，代入可得m/s由題圖結(jié)合牛頓第二定律，有FM，得MF則