实验:验证牛顿第二定律习题及详解Word文件下载.doc
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平衡摩擦力时,细线不能系在小车上,纸带必须连好,故A错D对;
小车和砝码的总质量应远大于小盘和砝码的总质量,故B对;
若横坐标表示小车和车内砝码的总质量,则a-M图象是双曲线,不是直线,故C错.
答案:
BD
2.(2011年三明模拟)用如图甲所示的装置做“验证牛顿第二定律”实验,甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图中的直线Ⅰ,乙同学画出的a-F图象为下图中的直线Ⅱ.直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大,明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是( )
A.实验前甲同学没有平衡摩擦力
B.甲同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了
C.实验前乙同学没有平衡摩擦力
D.乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了
由直线Ⅰ可知,甲同学在未对小车施加拉力F时小车就有了加速度,说明在平衡摩擦力时,把木板的末端抬得过高了,B正确,A错误;
由直线Ⅱ可知,乙同学在对小车施加了一定的拉力时,小车的加速度仍等于零,故实验前乙同学没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,C正确,D错误.
BC
3.在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中,某小组设计了如图所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过定滑轮并挂上砝码盘,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,然后同时停止.
(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使__________.在实验时,为减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量________(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)小车的质量.
(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小,能这样比较,是因为________.
(1)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线与水平轨道平行,在实验时,为使砝码和盘的总重力近似等于细线的拉力,作为小车所受的合外力,必须满足砝码和盘的总质量远小于小车的质量.
(2)因为两小车同时开始运动,同时停止,运动时间相同,由s=at2可知,a与s成正比.
(1)小车与滑轮之间的细线与轨道平行 远小于
(2)两车从静止开始匀加速直线运动,且两车运动的时间相同,其加速度与位移成正比
4.如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置.
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持________不变,用钩码所受的重力作为________,用DIS测小车的加速度.
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示).
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_______________.
②(单选题)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.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
(1)因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变,钩码所受的重力作为小车所受外力.
(2)由于OA段a-F关系为一倾斜的直线,所以在质量不变的条件下,加速度与外力成正比.
由实验原理:
mg=Ma得a==,而实际上a′=,可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M≫m造成的.
(1)小车的总质量 小车所受外力
(2)①在质量不变的条件下,加速度与外力成正比 ②C
5.(2010年高考江苏单科)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
时间t/s
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
速度v/(m·
s-1)
0.12
0.19
0.23
0.26
0.28
0.29
请根据实验数据作出小车的v-t图象.
(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:
随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?
请根据v-t图像简要阐述理由.
(1)之前
(2)如图所示
(3)同意.在v-t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大.
(1)之前
(2)如图所示 (3)见解析
6.(2011年潍坊模拟)为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,光电门间距离为x,牵引砝码的质量为m.回答下列问题:
(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位?
答:
____________________________
(2)若取M=0.4kg,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=5g B.m2=15g
C.m3=40gD.400g
(3)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:
___________________________.
(用Δt1、Δt2、D、s表示)
(1)如果气垫导轨水平,则不挂砝码时,M应能在任意位置静止不动,或推动M后能使M匀速运动.
(2)应满足M≫m,故m4=400g不合适.
(3)由v1=,v2=,v-v=2as
可得:
a=.
(1)取下牵引砝码,M放在任意位置都不动;
或取下牵引砝码,轻推滑行器M,数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相等.
(2)D (3)a=
6
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