物理（新课标）一轮复习习题：第三章 牛顿运动定律 课时作业4 .docxVIP

学必求其心得，业必贵于专精

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课时作业（十四)验证牛顿运动定律

［基础训练］

1．某同学做“探究加速度与力的关系”的实验，实验的探究对象是铝块(质量小于砂桶的质量），在静止释放轻绳前,装置如图甲所示:

甲乙

（1)该同学在实验操作中有两处明显错误,分别是__________和__________．

(2)纠错后开始实验：保持铝块的质量m不变,通过在砂桶中添加砂来改变对铝块的拉力；每次释放轻绳,由力传感器可测得拉力的大小F，由纸带上打出的点可算出对应加速度的大小a；已知重力加速度为g.该同学根据多组实验数据画出如图乙所示的一条过坐标原点的直线,他标注纵轴为加速度a，但忘记标注横轴，你认为横轴代表的物理量是________（用所给的字母表示)．

（3）若把力传感器装在右侧轻绳上，则实验的误差会更________(填“大”或“小”)．

（4）本装置还可用来做________的实验．(只填一个）

答案：见解析解析：（1)该同学在实验操作中有两处明显错误，分别是:打点计时器错接在直流电源上;要进行打点的纸带留得太短．

(2）铝块受重力mg和拉力F,所以铝块的合力F合＝F－mg,所以横轴代表的物理量是F－mg.

(3）由于滑轮的摩擦，若把力传感器装在右侧轻绳上，则实验的误差会更大．

(4)本装置还可用来做探究动能定理（或验证机械能守恒定律或探究加速度与质量的关系）的实验．

2．（2015·新课标全国卷Ⅱ）某同学用图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．

甲

乙

（1）物块下滑时的加速度a＝________m/s2，打C点时物块的速度v＝________m/s.

(2）已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(填正确答案标号）．

A．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角

答案：（1)3.251.79(2）C

解析：(1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13cm，由a＝eq\f(Δx,T2）得a＝eq\f（0。13×10－2,?0.02?2）m/s2＝3。25m/s2，其中打C点时物块的速度v＝eq\f（xBD，tBD）＝eq\f（?3。65＋3。52?×10－2，2×0。02）m/s≈1.79m/s.

(2)对物块进行受力分析如图所示，则物块所受合外力为F合＝mgsinθ－μmgcosθ，即a＝gsinθ－μgcosθ，得μ＝eq\f(gsinθ－a,gcosθ)，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.

3．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图乙所示．实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：

甲

乙

(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成________（填“线性”或“非线性”）关系．

（2）由图乙可知，a.m图线不经过原点，可能的原因是________________．

(3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论,并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力,则实验中应采取的改进措施是________________________,钩码的质量应满足的条件是________________________________________________________。

答案：(1)非线性(2)小车与轨道间存在摩擦力(3）调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车(含发射器)的质量

解析:(1）根据题图乙坐标系中给出的数据连线,小车的加速度与钩码的质量成非线性关系．

（2)根据题图乙中数据，小车受到钩码的拉力的作用，但没有加速度，故未平衡摩擦力或倾角过小,没有完全平衡摩擦力．

(3）在实验中要求“直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力”需要满足两个条件：①平衡摩擦力；②钩码的质量远小于小车(含发射器)的质量．

4．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，当滑块通过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．滑块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s，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