高考物理新课标一轮复习训练：实验4验证牛顿运动定律含解析

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1、高考真题1.（2014新课标全I）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:位移传感器辔器）位移传憊器（接收器）p—n丄钩码轨道ti/Km/s根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成（填"线性”或“非线性”）关系.由图乙可知，a-m图线不经过原点，可能的原因是・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力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力加g作为)6-0501

2、00150200250w/g小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是钩码的质量应满足的条件是・解析：⑴在本实验中，小车的加速度a=M；*n=霹血,在研究加速度与外力关系时，保持小车的质量M不变，若横轴为钩码质量加，则当满足M》加时，加可以忽略不计，a=需,a—m图象是过原点的直线；当不满足M》加时，斜率将变小，图象便发生弯曲.（2）图线没有过原点，即当挂上钩码绳子有拉力时，小车的加速度还为零，说明存在摩擦力.（3）实验中应采取的改进措施有两个：一个是为了使图线过原点，调整轨道的倾斜度以平衡摩擦力；另一个就是小车实际的加速度为a=M+m=M-^m9只有当“》加时,a=^M9才有"°°加

3、4图线为直线，所以要满足钩码的质量远小于小车（含发射器）的质量.答案：（1）非线性（2）存在摩擦力（3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车的质量2.（2013新课标全国I）图甲为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图.实验步骤如下：遮光片q物块盘光电门:彳紳线光电门轻滑轮1重物①用天平测量物块和遮光片的总质量M、重物的质量用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测量两光电门之间的距离£；②调整轻滑轮,使细线水平;③让物块从光电门A的左侧由静止释放，用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门昇和光电门〃所用的时间禺和A切求出加速度a；④多次重复步骤③，求。的平均值a;⑤根据上述实验数据

4、求出动摩擦因数“•回答下列问题：⑴测量〃时，某次游标卡尺(主尺的分度值为1mm)的示数如图乙所示，其读数为12311111,1,

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14、05101520乙⑵物块的加速度a可用“、£、和表示为a=(3)动摩擦因数“可用M、ma和重力加速度g表示为“=(4)如果细线没有调整到水平，由此引起的误差属于(填“偶然误差”或“系统误差”).解析：(1)游标卡尺的读数0.9cm+12X0.05mm=0.960cm.(2)由于"咼由运动学公式得v2B—v=las9联立解得厠曲-(着)2]⑶由牛顿第二定律得mg—Fj=ma,Fj—fiMg=Ma,联立解/wg—

15、(M+/w)a得“=顾•(4)系统误差是由于仪器本身不精确，或实验方法粗略，或实验原理不完善而产生的.偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的.细线没有调整到水平引起的误差属于系统误差.答案：⑴0.960⑵吕(佥A(£)：/ng—(M+/w)a(3)盂Mg(4)系统误差3・(2012-大纲全国)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50Hz的交流电源，打点的时间间隔用心表示.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，物体的加速度与其质量间的关系”.甲(1)完成下列实验步骤中的填空:①平衡小车所受的阻力：小

16、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.①按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入舷②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祛码的质量m.③按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤③.④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刿，$2’…•求出与不同加相对应的加速度a・⑤以舷码的质量m为横坐标，+为纵坐标，在坐标纸上作出十一加关系图线.若加速度与小车和祛码的总质量成反比，贝吃与m应成关系(填“线性”或“非线性”).(2)完成下列填空：①本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时

17、，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②设纸带上三个相邻计数点的间距为列、£2和曲皿可用尙、曲和•图乙为用米尺测量某一纸带上的£15的情况,由图可读出51=mm,曲=mm•由此求得加速度的大小a=m/s2.$1.$2内:1.•.t•♦»••••<••••b<5"]

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