1、【 精品教育资源文库 】 实验四：验证牛顿运动定律 1某实验小组利用长木板、实验小车、打点计时器及砂桶等实验装置来探究质量一定时，物体的加速度与细绳拉力之间的关系 (1)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的 aF 图象，可能是图 KS41 中的图线 _(填 “ 甲 ”“ 乙 ” 或 “ 丙 ”) 图 KS41 (2)图 KS42 为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出由此可求得小车通过计数点 3 时的速度大小为 _m/s，小车的加速度大小为 _m/s2.(计算结果保留 2 位有效数字 ) 图 KS42 2在 “ 探究加速
2、度与力、质量的关系 ” 的实验中： 我们已经知道，物体的加速度 a 同时跟合外力 F 和质量 m 两个因素有关要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是先保持 m 不变，研究 a 与 F 的关系；再保持 F 不变，研究 a 与 m 的关系 . (1)某同学的实验方案如图 KS43 所示，她想用砂和砂桶的总重力大小替代小车受到的合外力大小，为了减小这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是： a _； b _. 图 KS43 (2)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种： A利用公式 a 2st2计算 B根据 a sT2 利用逐差法计算 两种方案中，你认为选择方
3、案 _比较合理 3 (2016 年安徽合肥一模 )某实验小组在做 “ 验证牛顿第二定律 ” 实验， (1)在闭合开关之前，甲同学将实验器材组装成如图 KS44(a)所示请指出该装置中的错误或不妥之处 (只要答出其中的两点即可 )： _； _. (2)乙同学将上述装置调整正确后进行实验，在实验中得到如图 (b)所示的一条纸带，图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出，由图中的数据可计算得小车的加速度为_m/s2.(计算结果保留 2 位有效数字 ) 【 精品教育资源文库 】 (a) (b) (c) 图 KS44 (3)丙同学在利用上述调整好的装置进行实验时，保持砂和砂桶的总质量不变，小车自身的质量
4、为 M 且保持不变，改变小车中砝码的质量 m，并测出小车中放不同砝码时所对应的加速度 a，以 m 为横坐标， 1a为纵坐标，在坐标纸上作出如图 (c)所示的 1am 关系图线，图中纵轴上的截距为 b，则小车受到的拉力大小为 _ 4 (2017 年江西九江第一中学高三月考 )某同学利用 DIS 做 “ 探究小车加速度与外力关系 ” 的实验时，实验装置如图 KS45 甲所示重物通过滑轮用细 线与小车相连，在小车和重物之间连接一个不计质量的微型力传感器位移传感器 A(发射器 )随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器 B(接收器 )固定在轨道一端其中位移传感器 B 与计算机相连，并且能直接得到小车运动的
5、加速度数值实验中力传感器的拉力为 F，保持小车及位移传感器 A(发射器 )的总质量不变，改变所挂重物质量，重复实验若干次，得到加速度与外力关系的图线如图乙所示已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力 甲 乙 图 KS45 【 精品教育资源文库 】 (1)小车与轨道之间的滑动摩擦力大小 Ff _N. (2)由图象可知，小车及位移传 感器 A(发射器 )的总质量为 _kg. (3)该同学为得到 a与 F成正比的关系，应将轨道的倾角 调整到 tan _. 5 (2017 年福建四地六校高三大联考 )为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图 KS46 所示的实验装置其中 M 为带滑轮的小车
6、的质量， m 为砂和砂桶的质量， m0为滑轮的质量力传感器可测出轻绳中的拉力大小 图 KS46 (1)实验时，一定要进行的操作是 _ A用天平测出砂和砂桶的质量 B将带滑轮的长木板右端垫高，以平 衡摩擦力 C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量 m 远小于小车的质量 M (2)甲同学在实验中得到如图 KS47 所示的一条纸带 (两计数点间还有四个点没有画出 )，已知打点计时器采用的是频率为 50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2(计算结果保留 3 位有效数字 ) 图 KS47 (3)
7、如图 KS48 所示，甲同学以力传感器的示数 F 为横坐标，加速度 a 为纵坐标，画出的 aF 图象是一条直线，图线与 横坐标的夹角为 ，求得图线的斜率为 k，则小车的质量为_ 图 KS48 A. 1tan B. 1tan m0 C.2k m0 D.2k (4)乙同学根据测量数据作出如图 KS49 所示的 aF 图线，该同学做实验时存在的问题是 _ 图 KS49 6 (2016 年福建漳州高三模拟 )为了探究 “ 加速度与力的关系 ” ，使用如图 KS410 所示的气垫导轨装置进行实验其中 G1、 G2为两个光电门，当滑块通过 G1、 G2光电门时，光束被遮挡的时间 t1、 t2都可以被测量并
8、记录，滑块连同上面固定的条形挡光片的总质量为 M，挡光片宽度为 d，光电门间的距离为 x，牵引砝码的质量为 m.实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平请回答下列问题： 图 KS410 【 精品教育资源文库 】 (1)若取细绳牵引滑块的拉力 FT mg，测得滑块质量 M 0.2 kg，改变 m 的值，进行多次实验，以下 m 的取值 不合适 的一个是 _ A m1 5 g B m2 15 g C m3 20 g D m4 200 g (2)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a _(用 t1、 t2、 d、 x 表示 ) (3)以滑块和牵引砝码为研
9、究对象，滑块质量 M 一定，改变牵引砝码的质量 m，根据实验数据描绘的滑块加速度 a 与牵引砝码的质量 m 之间的实验关系图象，能正确反映 1a1m关系的图是 _ A B C D 7 (2017 年湖南长沙雅礼中学高三月考 )现要验证 “ 当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比 ” 这一物理规律给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面 (如图KS411 所示 )、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干实验步骤如下 (不考虑摩擦力的影响 )： 图 KS411 (1)用天平测出小车的质量 m. (2)让小车自斜面上方一固定点 A1从静止下滑到斜面底端 A2，记下 所用的时间 t. (3)用米尺测量 A1与 A2之间的距离 s.则小车的加速度 a _. (4)用米尺测量 A1相对于 A2的高度 h.则小车所受的合外力 F _. (5)在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量 m，同时改变 h，使 m 与 h的乘积不变测出小车从 A1静止开始下滑到斜面底端 A2所需的时间 t.请说出总质量与高度的 乘 积 不 变 的 原 因 ：_ _. (6)多次测量 m 和 t，以 m 为横坐标， t2为纵坐标，根据实验数据作图如能得到一条_线，则可验证 “ 当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比 ” 这一规律
