2016版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习：第三章牛顿运动定律实验四 验证牛顿第二定律实验4.doc

1．关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实验过程，以下做法中正确的是(　　) A．平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力 C．实验时，先放开小车，再接通电源 D．可以利用天平测出沙桶和沙质量m和小车质量M，直接用公式a＝求出加速度 解析：平衡摩擦力时，使小车的重力沿斜面向下的分力与小车运动所受摩擦力平衡，所以不能将小桶系在小车上，A错误．平衡摩擦力后，小车和板间的动摩擦因数μ＝tanα，与小车的质量无关，所以改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，B正确．实验时，应先接通电源，待打点稳定后，再放开小车，C错误．本实验是探究作用力一定时，加速度与质量成反比，不能直接用公式a＝求加速度，D错误． 答案：B 2．为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图所示的实验装置．请思考探究思路并回答下列问题： (1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取的做法是________； A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上 (2)在实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，则小车加速度的表示式为a＝________； (3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图所示．图线________是在轨道倾斜情况下得到的(选填“”或“”)；小车及车中的砝码总质量m＝________kg. 解析：(1)为平衡滑动摩擦力，应使小车的重力沿斜面的分力与滑动摩擦力相等，此时不能连接钩码，故C正确． (2)计算加速度可用逐差法得到三个加速度再取平均值，此时误差较小．a＝ (3)轨道倾斜太大，即使没有钩码拉小车也将加速下滑，因此图线为轨道倾斜情况下得到的． 由题图中图线可得mgsinθ－f＝ma0， F1＋mgsinθ－f＝ma1， 可得：F1＋ma0＝ma1 由图象知F1＝1 N a0＝2 m/s2　a1＝4 m/s2 可求得m＝0.5 kg 答案：(1)C　(2) (3)　0.5 3．在做“探究加速度和力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示： F/N 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 a/(m·s－2) 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51 (1)根据表中的数据在下图的坐标系上作出a－F图象； (2)图象斜率的物理意义是________． (3)小车和砝码的总质量为________kg. (4)图线(或延长线)与F轴截距的物理意义是________． 解析：(1)根据所给数据在所给坐标系中准确描点，作出的a－F图象如图所示． (2)根据(1)中图象可知，保持小车和砝码的总质量不变，小车的加速度a和拉力F成正比；若保持力F不变，改变小车和砝码的总质量，通过实验探究可知小车的加速度a与小车和砝码的总质量成反比；因此可以判断(1)中图象斜率表示小车和砝码总质量的倒数． (3)由(1)中图象可得：＝，解得M＝1 kg. (4)由a－F图象可知，当力F＝0.1 N时，小车开始运动，说明此时小车受到的阻力为0.1 N. 答案：(1)见解析　(2)小车和砝码总质量的倒数　(3)1　(4)小车受到的阻力为0.1 N 4．某实验小组设计了如图甲所示的实验装置研究加速度和力的关系．实验装置主要部件为位移传感器的发射器和接收器，分别固定在轨道右端和小车上；通过传感器测定两者间位移变化，从而测出小车的加速度． (1)在该实验中采用的方法是________： 保持小车的总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受拉力，用传感器测小车的加速度．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F的关系图象． 该实验小组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，如图乙所示，可知在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的图线是________(选填“”或“”)． (2)随着钩码的数量逐渐增大，图乙中的图线明显偏离直线，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 解析：(1)在研究加速度与力的关系时，要控制小车的质量不变，这种方法叫做控制变量法，a－F图线中