2017届高考物理必威体育精装版模拟题精选训练（力学实验）专题04验证牛顿运动定律（含解析）.docVIP

专题04 验证牛顿运动定律 1．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砝码的质量对应关系图．钩码的质量为m1，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g． （1）下列说法正确的是　　 A．每次在小车上加减砝码时，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m1 D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作﹣a图象 （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=m1g，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）实验中打出的纸带如图4所示．相邻计数点间的时间是0.1s，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，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μ=　　，钩码的质量m1=　　． （1）平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，每次在小车上加减砝码时，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．小车和砝码让小车的质量m1远远大于小盘和重物的质量m2，因为：实际上绳子的拉力F=ma=，故应该是m1m2，故C错误；F=ma，所以：a=，所以在用图象探究小车的加速度与质量的关系时，通常作a﹣图象，故D正确； （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砝码盘和砝码的总质量太大，没有远小于小车和砝码的质量， （3）根据匀变速直线的推论：s4﹣s1=3aT2a==0.46m/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，由于际上绳子的拉力F=ma=，，那么加速度，当m远大于m时： （5）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，根据牛顿第二定律得： F﹣μm2g=m2a m1g﹣F=m1a = 设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b， 所以k=， =b， 解得：μ=，钩码的质量m1=． ：（1）D；（2）丙，C； （3）0.46；（4）g；（5）， 2．(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： (1)平衡摩擦力时，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。 (2)已知小车质量为M，盘和砝码的总质量为m，要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力，应该满足的条m________M(填“远小于”、“远大于”或“等于”)。 (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a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立，则小车的质量M＝________kg。 (3)mg＝(M＋m)a变式为＝·＋ 由题意知k＝，b＝，所以M＝。 由图象可知k＝＝0.008，b＝0.1，所以M＝0.08 kg。 【参考答案】　(1)增大 　间距相等 　 (2)远小于 　 (3)0.08 3．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”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹__________为止。 (2)如图丙所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。 【参考答案】：(1)砝码　减小　间隔相等(均匀)　(2)　 4　(2016·芜湖模拟)在验证牛顿第二定律的实验中，某学习小组使用的实验装置如图甲所示： (1)由于没有打点计时器，该小组让小车由静止开始运动，发生位移x，记录时间t，则小车的加速度的表达式为a＝________。 (2)指出该实验中的一个明显疏漏：________________________