2025版高考物理一輪總復習專題三牛頓運動定律實驗四驗證牛頓運動定律提能演練

試驗四驗證牛頓運動定律學問鞏固練1.(2024年哈爾濱模擬)如圖為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的試驗裝置示意圖.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M.(1)下列說法正確的是()A.每次小車都要從同一位置起先運動B.掛上砝碼盤，輕推小車，拖著紙帶的小車勻速運動說明摩擦力已被平衡C.調(diào)整定滑輪的高度，使牽引小車的細線與長木板表面保持平行D.紙帶與小車相連一端的點跡較疏(2)如圖是試驗打出的一條紙帶，已知打點計時器的打點周期是0.02s，結(jié)合圖中給出的數(shù)據(jù)(單位：cm)，求出小車運動加速度的大小為__________m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(3)某同學想利用此裝置測算小車與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ.于是他讓小車在細繩的牽引下水平運動，并通過紙帶確定了小車的加速度a.則μ＝__________(用m、M、a及重力加速度g表示，小車與長木板之間的摩擦力可認為是滑動摩擦力)

【答案】(1)C(2)4.0(3)mg【解析】(1)小車的釋放位置對該試驗沒有影響，不要求每次在同一位置，A錯誤；不掛砝碼盤，輕推小車，拖著紙帶的小車勻速運動說明摩擦力已被平衡，B錯誤；調(diào)整滑輪的高度，使牽引小車的細繩與長木板保持平行，C正確；小車做勻加速運動，紙帶與小車相連端的點跡較密，D錯誤.(2)計數(shù)點時間間隔T＝0.02s×2＝0.04s，由逐差法求加速度a＝(10.95+10.33+9.68)－(7.74+8.41+9.05)9T2×10－2m/s2(3)設細線的拉力大小為T，對砝碼和砝碼盤由牛頓其次定律得mg－T＝ma，對小車由牛頓其次定律得T－μMg＝Ma，解得μ＝mg－(2.某同學設計了如圖所示的裝置來探究加速度與力的關(guān)系，彈簧測力計固定在一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩條平行線P、Q，并測出間距d.起先時將木塊置于P處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛起先運動為止，登記彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小.再將木塊放回原處并按住，接著向瓶中加水后，登記彈簧測力計的示數(shù)F，然后釋放木塊，并用秒表登記木塊從P運動到Q處所用的時間t.(1)木塊的加速度可以用d和t表示為a＝.(2)變更瓶中水的質(zhì)量重復試驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)F的關(guān)系.下圖中能表示該同學試驗結(jié)果的是________.

ABCD(3)用加水的方法變更拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________.

A.可以變更滑動摩擦力的大小B.可以更便利地獲得更多組試驗數(shù)據(jù)C.可以更精確地測出摩擦力的大小D.可以獲得更大的加速度以提高試驗精度【答案】(1)2d綜合提升練3.某試驗小組應用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所運用的打點計時器所接的交變電流的頻率為50Hz.試驗步驟如下：A.按圖所示安裝好試驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；B.調(diào)整長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；C.掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；D.變更砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度.依據(jù)以上試驗過程，回答以下問題：(1)對于上述試驗，下列說法正確的是__.

A.小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B.試驗過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)C.與小車相連的輕繩與長木板肯定要平行D.彈簧測力計的示數(shù)應為砝碼和砝碼盤總重力的一半E.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應遠小于小車的質(zhì)量(2)試驗中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度約為________m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(3)由本試驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖像，與本試驗相符合的是________.

ABCD【答案】(1)C(2)0.16(3)A4.(2024年荊州中學模擬)某探討性學習小組設計了如圖甲所示的試驗裝置，用于“探究質(zhì)量肯定時，加速度a與物體所受合力F的關(guān)系”.某次試驗中，測得兩物塊質(zhì)量分別為m1、m2，傳感器示數(shù)為F，打出的紙帶如圖乙所示，相鄰計時點A、B、C、D、E間距依次為s1、s2、s3、s4，打點計時器打點頻率為f，不計滑輪質(zhì)量及摩擦.(1)依據(jù)試驗打出的紙帶計算出紙帶加速度a＝________(用題中物理量字母表示).

(2)依據(jù)圖甲所示的試驗裝置，兩物體的質(zhì)量必需滿意m2________m1(填“＞”“＜”或“＝”).

(3)試驗時，關(guān)于試驗探討對象的選取下列說法正確的一項是________.

A.若以m1為探討對象，m1受到的合力大小應表示為m2gB.若以m1為探討對象，m1受到的合力大小應表示為12F－m1C.若以m2為探討對象，m2受到的合力大小應表示為m1gD.若以m2為探討對象，m2受到的合力大小應表示為12F－m1【答案】(1)(s【解析】(1)由勻變速直線運動的判別式Δs＝aT2，結(jié)合逐差法可得a＝(s(2)試驗時需保證m1向上加速運動從而能拖動