2017高考物理模拟题精选训练力学实验专题04验证牛顿运动定律含解析

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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IS码的质量对应关系图•钩码的质量为rih,小车和祛码的质量为m2,重力加速度为g.（1）下列说法正确的是A.每次在小车上加减祛码时，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gD.在用图象探究加速度与质量关系时，应作^-a图象ITI?（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二m：g,作出a-F图象,他可能作出图2中（选填“甲”、“乙”、“丙”）图线•此图线的AB

2、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）实验屮打出的纸带如图4所示.相邻计数点间的时间是0.Is,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，ITI?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卩二—,钩码的质量mL【名师解析】实验时需要提前做的工作有两个：①平衡摩揀力，且每次改变小车质量时，不用重

3、新平衡摩揀力〉因为f=mgsin6=P-mgcos0,m约掉了.②让小车的质量M远远犬于小盘和重物的质量m・如果没有平衡摩揀力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况.根据匀变速直线运动的推论计算小车运动的加速度.（1）平衡摩擦力，假设木板倾角为0,则有：f=mgsin0=umgcos0,m约掉了，每次在小车上加减祛码时，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.对小车和祛码整体，由牛顿运动定律，F二血弘对钩码，叫旷F利a,联立解得：让小车的质量叫远远大于小盘和重物的质量山2,因为：实际m.£上绳子的拉力F=mia=-,故应该是nh

4、误；F二ma,所以：a=F/m,所以1+/m21在用图象探究小车的加速度与质量的关系吋，通常作a-—图象，故D正确；m2（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AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是弦码盘和舷码的总质量太大，没有远小于小车和舷码的质量，jA9G?-001（3）根据匀变速直线的推论：s4-S1=3aT2,旷丄:•「丄乙丄0.461必2F二irk护1+“/m2那么加速度,当叫远大于盹吋：a=go3X0.m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

5、（5）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，根据牛顿笫二定律得:F-Um2g=m2am)g-F=niia设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,所以k二1/F,ug/F=h,解得：钩码的质量吩三.gkgkb1【参考答案】：（1）D；（2）丙，C；（3）0.46；（4）g；（5）—,—gkgk1.（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：⑴平衡摩擦力吋，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。⑵已知小车质量为必盘和舷码的总质量

6、为/〃，要使细线的拉力近似等于盘和磁码和总重力,应该满足的条件是刃〃（填“远小于”、“远大于”或“等于”）。电火花针时器小车纸带卅亍冷二二长木板/纸带运动方向图乙图甲（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臼与盘和磁码的总质量刃之间的实验关系图彖。若牛顿第二定律成立，则小车的质量〃=kgo【名师解析】（1）平衡摩揀力时，由于打出的纸带点迹间距逐渐减小，说明是减速运动，故斜面倾角偏小,应増犬斜面倾角，反复调节，直到打出的纸带点迹间距相等为止。⑵以/和血系统为研究对象，隔=（跖血巧以小车为研究对象片阳联立方程得片』-•昭=」一•昭〉当曲腓时〉分母近似等于1；则於昭。r1

7、M11⑶根据mg=（J/+/Z7）a变式为一=一•一+-agmgIf1L由题意知k=一,b=一,所以M=~oggb09—01由图象可知Qgc=0.008,b=0.1,所以J/=0.08kgo1UU—u【参考答案】（1）增大间距相等（2）远小于（3）0.081.如图甲所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。(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