2019-2020年高考物理一轮复习第三单元牛顿运动定律题组层级快练15实验：验证牛顿运动定律新人教版

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1、2019-2020年高考物理一轮复习第三单元牛顿运动定律题组层级快练15实验：验证牛顿运动定律新人教版1．(xx·湖南省联考)某物理兴趣小组利用图示实验装置做“验证牛顿运动定律”的实验．(1)在平衡摩擦力后，要使细线的拉力可近似认为等于砝码盘及盘中砝码受到的总重力，小车的质量M和砝码盘及盘中砝码的总质量m应满足的条件是________．(2)下列实验操作中，正确的是________．(填正确选项前的字母)A．调节定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行B．每次小车都要从同一位置开始运动C．实验中应先放小车，然后再接通打点计时器的电源

2、D．平衡摩擦力后，通过增减小车上的砝码改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力．答案　(1)M≫m　(2)AD解析　(1)将两者看做一个整体，对整体有mg＝(M＋m)a，对小车有T＝Ma，联立可得T＝Ma＝＝，只有当M≫m时，T≈mg.(2)为了减小实验误差，使牵引小车的细绳与长木板保持平行，A项正确；我们通过实验需要得到一条打出的纸带，根据纸带上的数据验证牛顿第二定律，每次实验时不需要小车都要从同一位置开始运动，B项错误；为了能得到更多数据，应先接通电源后释放小车，C项错误；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即mgsinθ＝

3、μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力，D项正确．2．如图所示，为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在小车的前端固定一个传感器，和砂桶连接的细线接在传感器上，通过传感器可显示出细线的拉力．在图示状态下开始做实验．(1)从图上可以看出，该同学在装置和操作中的主要错误是___________________________________________________________________________________________________．(2)若砂和砂桶的质量为m，小车和传感器的总重量为M，做好

4、此实验________(填“需要”或“不需要”)M≫m的条件．答案　(1)未平衡摩擦力；细线与木板不平行；开始实验时，小车离打点计时器太远　(2)不需要解析　不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力，而接了传感器后细线的拉力可以直接读出．3．(xx·唐山模拟)用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1)某同学通过实验得到如图(b)所示的a－F图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角________(填“偏大”或“偏小”)．(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和

5、盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足________的条件．(3)某同学得到如图所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．Δx＝xDG－xAD＝________cm.由此可算出小车的加速度a＝________m/s2(保留两位有效数字)．答案　(1)偏大　(2)小于　M≫m　(3)1.80　5.0解析　(1)根据所给的F－a图像可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大

6、造成的．(2)根据牛顿第二定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝＜mg，只有当M≫m时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减小误差．(3)由题图读出xAD＝2.10cm，xDG＝3.90cm，所以Δx＝xDG－xAD＝1.80cm，根据Δx＝a(Δt)2，解得a＝5.0m/s2.4．(xx·上海质检)在用DIS研究小车加速度与外力的关系时，某实验小组先用如图(a)所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器，位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器(接收器)固定在

7、轨道一端．实验中力传感器的拉力为F，保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变，改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图(b)所示．(重力加速度g＝10m/s2)．(1)小车与轨道的滑动摩擦力f＝________N.(2)从图像中分析，小车(包括位移传感器发射器)的质量为________kg.(3)为得到a与F成正比的关系，应将斜面的倾角θ调整到tanθ＝________．答案　(1)0.5N　(2)0.7　(3)1/14解析　(1)根据图像可知，当F＝0.5N时，小车开始有加速度，则f＝0.5N；(2)根据牛顿第二定律，得

8、a＝＝F－，则a－F图像的斜率表示小车质量的倒数，则M＝＝＝0.7kg(3)为得到a与F成正比的关系，则应该平衡摩擦力，则有：Mgsinθ＝μMgcosθ解得：tanθ＝μ，根据f＝μMg，得