高考物理一轮复习课后限时作业13实验：验证牛顿运动定律（含解析）新人教版

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1、课后限时作业13　实验：验证牛顿运动定律　　　　　　　　　　　　时间：45分钟　1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应是图中的(　D　)解析：小车加速度a＝，实验时若保持小车质量不变，横轴为，则a图象必为过原点的直线．当满足M≫m时，m可忽略，a≈，a图象还可以满足图象是过原点的直线．当小车质量较小，不满足M≫m时，图象会向下弯曲，选项D正确．2.如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图．图中A为

2、小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，P的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦．(1)下列说法正确的是(　B　)A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B．实验时应先接通电源后释放小车C．实验中m2应远小于m1D．测力计的读数始终为(2)如图为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是0.50m/s2

3、(交流电的频率为50Hz，结果保留两位有效数字)．(3)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象可能是图中的图线(　C　)解析：(1)一端带有定滑轮的长木板必须稍微倾斜，以平衡摩擦力，选项A错误；实验时应先接通电源后释放小车，选项B正确；实验中m2不必远小于m1，选项C错误；由于P向下加速运动，测力计的读数始终小于，选项D错误．(2)由Δx＝aT2解得小车的加速度的大小是0.50m/s2.(3)遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象，应该是当F从某一值开始增大，加速

4、度a才开始增大，所以可能是图线C.3．某同学利用图甲所示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m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻质定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成非线性(选填“线性”或“非线性”)关系．(2)由图乙可知，am图线不经过原点，可能的原因是存在摩擦力．(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用

5、力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是调整轨道倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车质量．解析：本题考查了验证牛顿第二定律．(1)根据图中描出的各点，作出的图象不是一条直线，即小车的加速度与钩码的重力成非线性关系．(2)图线不过原点，有拉力但没有加速度，原因是存在摩擦力．(3)平衡摩擦力之后，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，可以得出小车质量不变情况下加速度与拉力成正比的结论．4．某同学在做验证牛顿第二定律的实验中，实验装置如图所示

6、，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，开始实验时，细线上挂适当的钩码，释放小车后，小车做匀加速运动，与小车相连的纸带上被打出一系列小点．(1)如图是实验中获取的一条纸带的一部分，1、2、3、4是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点，计数点间的距离如图所示，根据图中数据计算的加速度a＝0.16m/s2(保留两位有效数字)，计数点2对应的速度大小v2＝0.36m/s(保留两位有效数字)．(2)实验中，该同学测出拉力F(钩码重力)和小车质量M，根据a＝计算出加速度，发现绝大多数情况下，根据公式计算出的加

7、速度要比利用纸带测出的加速度大，若该同学实验操作过程没有错误，试分析其原因．存在摩擦阻力；绳的拉力小于钩码的重力(至少写两点)．(3)另一同学在完成同样的实验时，每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的钩码，利用纸带测出每次小车的加速度，如果小车质量为100g，细绳质量可忽略，则下列曲线最适合描述小车加速度随着吊挂钩码个数变化的是(　D　)解析：(1)a＝，Δx＝(3.83－3.52)cm＝0.31cmt＝5T＝＝s＝0.1s，则a≈0.16m/s2v2＝m/s＝0.36m/s(2)从小车的受力情况

8、及其合力与F的关系思考，可能存在摩擦阻力或绳的拉力小于钩码的重力．(3)根据牛顿第二定律，对钩码有：mg－FT＝ma，对小车有FT＝Ma，则a＝，当M≫m时，a∝mg∝N(钩码数)．实验中，随着钩码个数的增多，M≫m已不成立，由a＝＝·mg可知图象的斜率随着m(或N)的增大而减小，选项D正确．5．某物理兴趣小组的同学用如图甲所示的装置来验证牛顿第二定律．同学们在实验中，都将砂和小桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小，通过改变小桶中砂的质量