南宁市高考物理一轮专题 第14讲 实验验证牛顿运动定律II卷Word格式文档下载.docx
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B.②③⑤
C.③④⑤
D.②④⑤
(2)
某组同学实验得出数据,画出a﹣F图象如图乙所示,那么该组同学实验中出现的问题可能是()
A.实验中摩擦力没有平衡
B.实验中摩擦力平衡过度
C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D.实验中小车质量发生变化
二、实验探究题(共12题;
共58分)
2.(4分)(2017高三上·
高邮开学考)如图甲所示,某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器的挂钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系.
(1)实验过程中,电火花计时器接在交流电源上,调整________,使细线与长木板平行;
(2)该同学将实验器材如图甲所示连接后,沙桶的质量________(填“需要”、“不需要”)远小于小车及传感器总质量,实验时如将细线拉力当作小车及传感器的合外力,则________(填“需要”、“不需要”)先平衡摩擦力;
(3)先接通电源,小车由静止释放,获得的一条纸带如图乙,每打5个点取一个计数点,x1=3.62cm,x4=5.12cm,由图中数据可求得:
小车的加速度为________m/s2,第3个计数点与第4个计数点的距离(即x3)约为________cm.(结果保留三位有效数字)
3.(4分)(2016·
铜仁模拟)某实验小组成员要做探究加速度与合外力、质量关系实验.
实验前要平衡摩擦力,关于平衡摩擦力,下列说法正确的是
.
A.平衡摩擦力的方法就是,通过改变悬挂钩码的质量,使小车能匀速滑动
B.平衡摩擦力的目的,使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力
C.平衡摩擦力时,若小车能从垫斜的木板上静止开始下滑,则表明摩擦力与重力沿斜面方向的分力平衡
D.若改变小车的质量,则需要重新平衡摩擦力
实验中打点计时器使用的电源频率为50Hz,如图1为实验中打出的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为依次选取的7个计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出,从纸带上测出x1=4.20cm,x2=5.52cm,x3=9.42cm,x4=10.70cm,则木块加速度的大小a=________m/s2(保留两位有效数字).
(3)
小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验,根据各自测得的数据在同一坐标纸上作出a﹣F图像如图2所示,根据图像可知,这两个同学实验操作时,都没有________,若甲、乙两同学所用小车的质量分别为m甲、m乙,由图可知,m甲________
m乙,(选填“大于”“小于”或“等于”)
4.(4分)(2016·
济宁模拟)某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图(a)所示的实验装置,用钩码所受重力作为小车所受的拉力,用DIS(数字化信息系统)测小车的加速度.通过改变钩码的数量,多次重复测量,可得小车运动的加速度a和所受拉力的关系图象.他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验,得到了两条a﹣F图线,如图(b)所示.
图线________是在轨道水平的情况下得到的(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
小车和位移传感器发射部分的总质量为________kg,小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为________N.
5.(5分)在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。
(1)某组同学用如图甲所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到合力的关系。
下列措施中不需要和不正确的是_____;
A.平衡摩擦力的方法就是在砝码盘中添加砝码,使小车能匀速滑动;
B.每次改变拉小车拉力后不需要重新平衡摩擦力;
C.实验中通过在砝码盘中添加砝码来改变小车受到的拉力;
D.每次小车都要从同一位置开始运动;
E.实验中应先放小车,然后再开打点计时器的电源;
(2)实验使用频率为50Hz的交流电源,得到的一条纸带如图乙所示。
从比较清晰的点起,每4个点取一个计数点,第1与第2个计数点的间距为s=3.58cm,第3与第4个计数点的间距为
=4.71cm,该小车的加速度大小a=________m/s2(保留两位有效数字)。
6.(3分)(2017高一上·
盐城期末)某同学利用如图所示实验装置“探究加速度与力、质量的关系”
实验中打点计时器应接________电源(选填“交流”或“直流”);
为了用沙和沙桶的重力表示绳上拉力,实验中小车质量应________沙和沙桶的总质量.(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)
该同学实验中打出了一条纸带,如图2所示,计时器打点的时间间隔为0.02s,从比较清晰的点起,每5个点取1个计数点,量出相邻两个计数点之间的距离分别为:
OA=1.40cm,AB=1.70cm,BC=2.00cm,CD=2.30cm,由此可知,小车的加速度大小为________m/s2.
在实验中保持小车质量不变,改变沙和沙桶的总质量,测的沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如表:
①根据测得的数据,在图3中作出a=F图象________;
F/N
0.21
0.30
0.40
0.49
0.60
a/(m•s﹣2)
0.10
0.29
0.41
②由图象可知,小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为________N(结果保留两位有效数字).
7.(6分)(2016高二上·
扬州开学考)某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮;
轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有N=5个,每个质量均为0.010kg.实验步骤如下:
①将5个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上匀速下滑.
②将n(依次取n=1,2,3,4,5)个钩码挂在轻绳右端,其余N﹣n个钩码仍留在小车内;
用手按住小车并使轻绳与木板平行.释放小车,同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s,绘制s﹣t图象,经数据处理后可得到相应的加速度a.
对应于不同的n的a值见下表.n=2时的s﹣t图象如图(b)所示;
由图(b)求出此时小车的加速度(保留2位有效数字),将结果填入下表.
n
1
2
3
4
5
a/m•s﹣2
0.20
0.58
0.78
1.00
利用表中的数据在图(c)中补齐数据点,并作出a﹣n图象.从图象可以看出:
当物体质量一定时,物体的加速度与其所受的合外力成正比.
利用a﹣n图象求得小车(空载)的质量为________
kg(保留2位有效数字,重力加速度取g=9.8m•s﹣2).
(4)
若以“保持木板水平”来代替步骤①,下列说法正确的是
(填入正确选项前的标号)
A.a﹣n图线不再是直线
B.a﹣n图线仍是直线,但该直线不过原点
C.a﹣n图线仍是直线,但该直线的斜率变大.
8.(2分)(2018高三上·
茂名月考)某实验小组利用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为M,单个钩码的质量为m,打点计时器所接的交流电源的频率为50Hz,动滑轮质量不计。
实验步骤如下:
①按图所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;
②调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;
③挂上钩码,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;
④改变钩码的数量,重复步骤③,求得小车在不同合力作用下的加速度。
根据上述实验过程,回答以下问题:
(1)对于上述实验,下列说法正确的是___________。
(填选项前的字母)
A.钩码的质量应远小于小车的质量
B.实验过程中钩码处于超重状态
C.与小车相连的细线与长木板一定要平行
D.弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半
(2)实验中打出的一条纸带如图所示,图中两邻两计数点间还有4个点
未画出,由该纸带可求得小车的加速度a=________m/s2(结果保留两位有效
数字)。
若交流电的实际频率大于50Hz,则上述计算结果与实际值相比较________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
(3)由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,与本实验相符合的是________。
9.(6分)(2017高二上·
如皋期末)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某学习小组在实验室组装了如图的装置外,还备有下列器材:
打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.测量得滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.
还缺少的实验器材是________.
实验时为保证滑块受到的合力近似等于沙和小桶的总重力,沙和小桶的总质量m与滑块的质量M应满足的关系是________;
实验时为保证细线的拉力等于滑块所受的合外力,首先要做的步骤是________.
实验中得到一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取作一个计数点,分别标明0、1、2、3、4,量得1、2两点间的距离x2=12.0mm,2、3两点间的距离x3=30.0mm,3、4两点间的距离x4=48.0mm,由以上信息可以求出滑块运动的加速度大小是________m/s2.打下计数点2时滑块的速度大小为________m/s.(打点计时器使用的交流电源频率为50Hz,结果保留二位有效数字)
10.(7分)(2018高一上·
黄陵期末)如图甲所示,在探究加速度与力、质量的关系实验中,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后面拖动的纸带打上的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳对小车的拉力大小约等于盘及盘中砝码的重力.
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系,应该做a与________的图象.
(3)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a—
图线如图乙所示,两个同学做实验时的盘及盘中砝码的质量m乙________(填“大于”“小于”或“等于”)m丙.
11.(7分)(2017高一上·
大庆期末)如图1所示为探究物体运动加速度与物体质量,物体受力关系的实验装置,砂和砂桶质量用m表示,小车和车上所加砝码总质量用M表示,小车运动加速度用a表示.
实验过程中需要适当抬起长木板的一端以平衡小车所受的摩擦力,该步骤中木板被抬起的角度与小车质量________(选填“有关”或“无关”)
在探究加速度与小车受力关系的过程中,甲和乙两小组分别用下列两组数据进行实验操作,其中你认为合理的是________(选填“甲”或“乙”)
M甲=500g
M乙=500g
甲m(g)
20
22
24
26
乙m(g)
30
40
50
在探究加速度与小车质量的过程中,应保持________不变,通过增减小车中砝码改变小车质量M,实验测出几组a、M数据,下列图线能直观合理且正确反映a﹣M关系的是________
图3为某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50Hz.根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2.(结果保留二位有效数字)
12.(5分)(2017高三上·
潍坊期末)某同学将力传感器固定在小车上,然后把绳的一端固定在传感器拉钩上,用来测量绳对小车的拉力,探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系,根据所测数据在坐标系中作出了如图2所示的a﹣F图象.
图线不过坐标原点的原因是________;
本实验中是否仍需要砂和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量________(填“是”或“否”);
由图象求出小车和传感器的总质量为________
kg.(保留1位有效数字)
13.(5分)(2017高一上·
湛江期末)在“验证牛顿第二定律”的实验中:
某同学所安装的装置如图1所示,并在图示状态下,开始做实验,请指出该同学的装置和操作中主要的四点错误:
①________;
②________;
③________;
④________;
在研究加速度跟合外力的关系的实验过程中,做出的a﹣F图线应如图3中图线1所示,小张同学根据实验作出图线如图3中的图线2所示,原因是________,小李同学根据实验作出的图线如图3中的图线3所示,原因是________.
参考答案
1-1、
1-2、
2-1、
2-2、
2-3、
3-1、
3-2、
3-3、
4-1、
4-2、
5-1、
5-2、
6-1、
6-2、
6-3、
7-1、
7-2、
7-3、
7-4、
8-1、
8-2、
8-3、
9-1、
9-2、
9-3、
10-1、
10-2、
10-3、
11-1、
11-2、
11-3、
11-4、
12-1、
12-2、
12-3、
13-1、
13-2、
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