2013高考物理复习 金版教程 实验四 验证牛顿运动定律练习

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1、限时规范特训(时间：45分钟　分值：100分)1.在“验证牛顿运动定律”的实验中，按实验要求安装好器材后，应按一定步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序填写在下面的横线上：__________(填字母代号)．A．保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次B．保持小车质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几次C．用天平测出小车和重物的质量D．平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动E．挂上重物，放进砝码，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点F．根据测量的数据，分别画出a－F和a－图线解析：利用控制变量法和逐差法分析纸带求加速度，最后处理实验数

2、据，合理的操作顺序应为DCEABF或DCEBAF.答案：见解析2.(1)如图所示为某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，若在图示状态下开始做实验，请从该同学的装置和操作中指出存在的问题或错误__________(回答两条即可)．(2)如图是(1)中更正后实验打出的一条纸带，已知打点计时器的打点周期是0.02s，求出小车运动加速度的大小为__________m/s2(计算结果保留两位有效数字)．解析：(1)“验证牛顿第二定律”的实验中，通过打点计时器测量加速度，而打点计时器需要使用交流电源；小车运动中受到摩擦力，故需要使木板形成斜面平衡摩擦力，小车应放在打点计时器左端附近．(2)小车运动

3、的加速度a＝＝4.0m/s2.答案：(1)用交流电源；木板右侧垫起以平衡摩擦力；小车应放在打点计时器左端附近(任写两条即可)(2)4.0命题分析：“验证牛顿第二定律”的实验中，还要注意只有当满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量时，才能使误差减小．3.某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．电源频率为50Hz，实验时得到一条纸带如图所示．他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点下标明A，之后每隔4个点取一个计数点，分别标明B、C、D、E.测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm.则打C点时小车的瞬时速度大小为______

4、____m/s；小车运动的加速度大小为__________m/s2；AB的距离应为__________cm.(保留三位有效数字)解析：打C点时小车的瞬时速度大小等于从打A点到打E点时间内小车的平均速度，即vC＝＝＝0.986m/s，根据Δx＝aT2得a＝＝2.58m/s2；根据xDE－xAB＝3aΔt2得xAB＝xDE－3aΔt2＝5.99cm.答案：0.986　2.58　5.994.关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实验过程，以下做法中正确的是(　　)A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

5、C．实验时，先放开小车，再接通电源D．可以利用天平测出砂桶和砂质量m和小车质量M，直接用公式a＝求出加速度解析：平衡摩擦力时，使小车的重力沿斜面向下的分力与小车运动所受摩擦力平衡，所以不能将小桶系在小车上，A错．平衡摩擦力后，小车和板间的动摩擦因数μ＝tanα，与小车的质量无关，所以改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，B正确．实验时，应先接通电源，待打点稳定后，放开小车，C错误．本实验是探究作用力一定时，加速度与质量成反比，不能直接用公式a＝求加速度，D错误．答案：B5.[2012·阳江模拟]为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数

6、字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？答：____________________________________________________________________________________________________________.(2)若取M＝0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取

7、值不合适的一个是__________．A.m＝5g　　　　　　B.m＝15gC.m＝40gD.m＝400g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为__________．(用Δt1、Δt2、D、x表示)解析：(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M应能在任意位置静止不动，或推动M后能使M匀速运动．(2)应满足M≫m，故m＝400g不合适．(3)由v1＝，v2＝，v－