第三章 第三讲 实验验证牛顿第二定律.doc

第三讲 实验:验证牛顿第二定律基础巩固1.用斜面a、m、F三者关系的实验中,得到图所示的一条打点的纸带,相邻计数点的时间间隔为T,且间距s1,s2,s3,…,s6已量出.(1)请写出三个不同的计算加速度的表达式.(2)图(1)所示是甲同学根据测量数据画出的a-F图线,表明实验的问题是___________.(3)乙,画出了各自得到的a-F图线,如图(2)所示,说明两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?并比较其大小.答案:(1)a=(s2-s1)/T2,a=(s4-s1)/(3T2), a=[(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)]/(9T2). (2) 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(3)小车及车上的砝码的总质量不同,且m乙m丙.2.在“验证牛顿运动定律”的实验中,作出了如图所示的(a)(b)图象,图(a)中三线表示实验中小车的__________不同;图(b)中图线不过原点的原因是__________.解析:由a=可知,a-F图线的斜率为,三线的斜率不同,表示实验中小车的质量不同,(b)图线与a轴正半轴有交点,说明平衡摩擦力使平板倾角过大了.答案:质量 平衡摩擦力过度3.关于验证牛顿第二定律的实验,下列说法中符合实际的是 ( )A.通过对同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度B.通过对保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度C.通过对保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,就可以得出加速度D.先不改变小车质量,研究加速度与力的关系;再不改变力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度解析:由于实验中有三个量同时变化,在研究过程中采用控制变量法,通过对保持小车质量不变,只改变小车的拉力的研究,可以归纳出加速度,再通过对保持小车受力不变,只改变小车质量的研究,可以得出加速度,所以D项正确.答案:D4.(2011,寿光高三期中检测)某实验小组在探究加速度与力,得到以下左图所示的实验图线a、b,其中描述加速度与质量关系的图线是________;描述加速度与力的关系图线是________. 为了便于观察加速度与质量关系通常采用________关系图线.答案:b a 加速度与质量的倒数5.(2010·山东高考理综)某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧秤固定在一合适的木板上,桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮,细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线MNPQ,并测出间距d.开始时将木板置于MN处,现缓慢向瓶中加水,直到木板刚刚开始运动为止,记下弹簧秤的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木板放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧秤的示数F1,然后释放木板,并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t. (1)木板的加速度可以用d、t表示为a=________;为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)________.(2)改变瓶中水的质量重复实验,确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是________. (3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.a.可以改变滑动摩擦力的大小b.可以更方便地获取多组实验数据c.可以比较精确地测出摩擦力的大小d.可以获得更大的加速度以提高实验精度解析:(1)木板做初速度为零的匀加速直线运动,其位移d=at2,加速度a=.为了减小偶然误差,可多次测量时间t,取t的平均值.(2)当F1F0时,木块不动,加速度为零,a、b均错;当F1F0时,木板开始运动,但F1并非绳子的拉力而是瓶和水的总重力,只有当瓶和水的质量远小于木板和弹簧秤的质量时,F1才可近似等于绳子拉力,此时a-F1图线为一段倾斜的直线,当瓶和水的质量不远小于木板和弹簧的总质量时,绳子的拉力将小于F1,其加速度a随着F1的增大而减小,其a-F1图线的斜率将逐渐减小,因而只有c项正确.(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码相比,水的质量可以连续调节,因而F1的大小也可以连续调节,从而比较精确地测出摩擦力的大小和更方便地获取多组实验数据,故正确答案为b、c.答案:(1) 多次测量时间t,取t的平均值(2)c (3)bc 3