2019版高考物理一輪復習實驗四驗證牛頓運動定律學案(無答案)

1、實驗四：驗證牛頓運動定律1 某實驗小組利用長木板、實驗小車、打點計時器及砂桶等實驗裝置來探究質(zhì)量一定 時，物體的加速度與細繩拉力之間的關系.實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象,可能是圖 KS4-1 中的圖線 _ (填“甲”“乙”或“丙”).(2)圖 KS4-2 為某次實驗得到的紙帶，紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標出，相鄰計數(shù)點 間還有四個點沒有畫出.由此可求得小車通過計數(shù)點3 時的速度大小為 _ m/s，小車的加速度大小為 _ . m/s2.(計算結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字)T1T?T1IInI圖 KS4-22.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”的實驗中：我們已

2、經(jīng)知道，物體的加速度a同時跟合外力F和質(zhì)量m兩個因素有關.要研究這三個 物理量之間的定量關系的基本思路是先保持m不變，研究a與F的關系；再保持F不變，研究a與m的關系.(1)某同學的實驗方案如圖 KS4-3 所示，她想用砂和砂桶的總重力大小替代小車受到的 合外力大小，為了減小這種做法而帶來的實驗誤差，你認為在實驗中應該米取的兩項措施是：a. _b. _帯有定滑輪的氏術桓 牴帶、按電源圖 KS4-3(2)該同學利用實驗中打出的紙帶求加速度時，處理方案有兩種：A. 利用公式 a=嚴計算AsB. 根據(jù) a=斤廠利用逐差法計算兩種方案中，你認為選擇方案 _比較合理.3. (2016 年安徽合肥一模)某

3、實驗小組在做“驗證牛頓第二定律”實驗，(1) 在閉合開關之前，甲同學將實驗器材組裝成如圖KS4-4(a)所示.請指出該裝置中的錯誤或不妥之處(只要答出其中的兩點即可)：_; _.(2) 乙同學將上述裝置調(diào)整正確后進行實驗，在實驗中得到如圖(b)所示的一條紙帶，圖中相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出，由圖中的數(shù)據(jù)可計算得小車的加速度為_m/s2.(計算結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字)圖 KS4-12犖s:彈位込卜-6.21-甲皿10 U6- (b)圖 KS4-4（3）丙同學在利用上述調(diào)整好的裝置進行實驗時，保持砂和砂桶的總質(zhì)量不變，小車自身的質(zhì)量為M且保持不變，改變小車中砝碼的質(zhì)量m并測出小車中放不同

4、砝碼時所對應的一 1 一 一 一 1加速度a，以m為橫坐標，-為縱坐標，在坐標紙上作出如圖（c）所示的-m關系圖線，圖中aa縱軸上的截距為b,則小車受到的拉力大小為 _ .4. （2017 年江西九江第一中學高三月考）某同學利用 DIS 做“探究小車加速度與外力關 系”的實驗時，實驗裝置如圖 KS4-5 甲所示.重物通過滑輪用細線與小車相連，在小車和重物之間連接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器.位移傳感器A（發(fā)射器）隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器B（接收器）固定在軌道一端其中位移傳感器B與計算機相連，并且能直接得到小車運動的加速度數(shù)值. 實驗中力傳感器的拉力為F,保持小車及位移傳感器A（發(fā)射器

5、） 的總質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量，重復實驗若干次，得到加速度與外力關系的圖線如圖乙 所示已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.位移傳感黠甘 位移傳感器沖甲1.0 2.03.0 4.U F/N乙圖 KS4-53（1）小車與軌道之間的滑動摩擦力大小 R =_N.由圖象可知，小車及位移傳感器A發(fā)射器）的總質(zhì)量為 _kg.4(3)_ 該同學為得到a與F成正比的關系，應將軌道的傾角B調(diào)整到 tan0=_ .5.(2017 年福建四地六校高三大聯(lián)考)為了探究物體質(zhì)量一定時加速度與力的關系，甲、乙同學設計了如圖 KS4-6 所示的實驗裝置其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的 質(zhì)量，m為滑輪的質(zhì)量力傳感器可

6、測出輕繩中的拉力大小.(1)實驗時，一定要進行的操作是 _A.用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量B.將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力C.小車靠近打點計時器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時記錄力傳感 器的示數(shù)D.為減小誤差，實驗中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠小于小車的質(zhì)量M(2)甲同學在實驗中得到如圖 KS4-7 所示的一條紙帶(兩計數(shù)點間還有四個點沒有畫 出)，已知打點計時器采用的是頻率為50 Hz 的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為_m/s2(計算結(jié)果保留 3 位有效數(shù)字).單位t cm.Llp.3.Q9.127.1J1.09T023456圖 KS4-7(3)如圖 KS4-8 所

7、示，甲同學以力傳感器的示數(shù)F為橫坐標，加速度a為縱坐標，畫出的a-F圖象是一條直線，圖線與橫坐標的夾角為0,求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為2 2%-mD.R乙同學根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖KS4-9 所示的a-F圖線，該同學做實驗時存在的問題是_ .6.(2016 年福建漳州高三模擬)為了探究“加速度與力的關系”，使用如圖KS4-10 所示的氣墊導軌裝置進行實驗其中G、G為兩個光電門，當滑塊通過G、G2光電門時，光束被遮擋的時間t1、t2都可以被測量并記錄，滑塊連同上面固定的條形擋光片的總質(zhì)量為M擋光片寬度為d,光電門間的距離為x,牽引砝碼的質(zhì)量為m實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下-U LI圖 KS4

8、-6LJ1A.tan0圖 KS4-95圖 KS4-10(1)若取細繩牽引滑塊的拉力FT=mg測得滑塊質(zhì)量 M= 0.2 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適 的一個是_.A.m= 5 g B .m= 15 g面的螺釘，使氣墊導軌水平.請回答下列問題:L.IOAf16C.m3= 20 g D .m4= 200 g(2) 在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，其中求得的加速度的表達式為a=_(用11、12、d、x表示).(3) 以滑塊和牽引砝碼為研究對象，滑塊質(zhì)量M定，改變牽引砝碼的質(zhì)量m根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的滑塊加速度a與牽引砝碼的質(zhì)量m之間的實驗關系圖象，能正確反映的圖是7. (2017 年湖南長沙雅禮中學高三月考)現(xiàn)要驗證“當合外力一定時，物體運動的加速 度與其質(zhì)量成反比”這一物理規(guī)律給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面KS4-11 所示)、小車、計時器一個、摩擦力的影響)：米尺、天平、砝碼、鉤碼若干實驗步驟如下(如圖(不考慮(1)(2)(3)(4)用天平測出小車的質(zhì)量讓小車自斜面上方一固定點用米尺測量A與A之間的距離s.則小車的加速度a=_.用米尺測量A相對于A的高度h.則小車所受的合外力F=_ .m同時改變h,Ai從靜止下滑到斜面底端A,記下所用的時間t.(5) 在小車中加鉤碼，