优化探究高考物理一轮复习 3.4实验 验证牛顿运动定律知能检测.doc

3.4实验 验证牛顿运动定律命题报告教师用书独具知识点题号实验注意事项1实验操作步骤2实验数据处理4、6实验原理及器材选择3实验创新设计5、71.在“验证牛顿第二定律”的实验中，以下做法正确的是()a平衡摩擦力时，应将小盘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，再接通打点计时器的电源d求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量(m和m)以及小车质量m，直接用公式ag求出解析：平衡摩擦力时，不能给小车任何牵引力，a错；由mgsin mgcos ，小车质量能约去，故b对；实验时，要先接通电源，再放开小车，c错；此实验是验证牛顿第二定律，而不是应用牛顿第二定律，d错答案：b2做“验证牛顿第二定律”实验时，按实验要求安装好器材后，应按一定的步骤进行实验，下列给出供选择的操作步骤：a保持小盘和其中砝码的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次b保持小车质量不变，改变小盘里砝码的质量，测出加速度，重复几次c用天平测出小车和小盘的质量d在长木板没有定滑轮的一端垫上厚度合适的垫木，平衡摩擦力e根据测出的数据，分别画出af和a图象f用秒表测出小车运动的时间g将装有砝码的小盘用细线通过定滑轮系到小车上，接通电源，释放小车，在纸带上打出一系列的点以上步骤中，不必要的步骤是_，正确步骤的合理顺序是_(填写代表字母)解析：此实验中不需要用秒表测量小车的运动时间答案：fcdgbae3在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线为了完成实验，还须从图中选取实验器材，其名称是_；并分别写出所选器材的作用_解析：该实验为了使盘和盘中砝码的重力近似等于绳子对小车的拉力，应保证盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量，所以要选用砝码；为了改变小车的质量，要选钩码；对于打点计时器的选择，若选用电磁打点计时器则还要选择学生电源，以便提供低压交流电压，若选用电火花打点计时器，则不要学生电源答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到拉力的大小，还可用于测量小车质量4(2014年滁州模拟)如图甲所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置(1)在实验过程中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为0.02 s从比较清晰的点起，每两测量点间还有4个点未画出，量出相邻测量点之间的距离如图乙所示，该小车的加速度大小a_m/s2(结果保留两位有效数字)(2)根据实验收集的数据作出的af图线如图丙所示，请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议：_.解析：(1)由 xat2得x0.16 cm1.6103 m.t50.02 s0.1 s，可求得：a0.16 m/s2(2)由图中数据可以看出，实验中没有平衡或者没有完全平衡小车的摩擦力，实验前应先平衡小车的摩擦力答案：(1)0.16(2)实验前要完全平衡小车的摩擦力5.(2014年芜湖模拟)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t1、t2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，如何判断调节是否到位？答：_.(2)若取m0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是_am5 gbm15 gcm40 g dm400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为_(用t1、t2、d、x表示)答案：(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t都相等(2)d(3)a6(2014年合肥模拟)某同学采用图1所示的装置探究“物体质量一定时，其加速度与所受合力的关系”(1)该同学是采用vt图象来求加速度的图2是实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的3个计数点，依次为b、c、d，相邻计数点之间还有4个点没有画出打点计时器接在频率为50 hz的交变电源上打点计时器打c点时，小车的速度为_m/s.(结果保留两位有效数字)图2(2)其余各点的速度都标在了vt坐标系中，如图3甲所示t0.1 s时，打点计时器恰好打b点请你将(1)中所得结果标在图甲所示坐标系中(其他点已标出)，并作出小车运动的vt图线；利用图线求出小车此次运动的加速度a_m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)该同学最终所得小车运动的af图线如图3乙所示，从图中我们可以看出图线是一条过原点的直线根据该图线可以确定下列判断中错误的是_a本实验中小车的质量一定时，其加速度与所受合力成正比b小车的加速度可能大于重力加速度gc可以确定小车的质量约为0.50 kgd实验中配重的质量m远小于小车的质量m解析：(1)相邻计数点间时间间隔t0.1 s，由匀变速直线运动的特点可知：vcbd m/s0.44 m/s.(2)如图所示，在vt图线中，图线的斜率大小等于小车运动的加速度大小，即在图线上取两点，根据a可得a1.0 m/s2.(3)根据牛顿第二定律可得af，则在质量一定时，a和f成正比，a正确；为了让配重的重力近似等于小车所受的合力，则配重质量应远小于小车质量，d正确；由图线可知，图线斜率大小表示小车质量m的倒数大小，即m0.50 kg，c正确；由于细线上的拉力是由配重所受的重力提供的，所以二者运动的加速度不可能大于重力加速度g，b错误答案：(1)0.44(2)vt图线见解析1.0(0.951.1之间均可)(3)b7某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们的实验室组装了一套如图1所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量m，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2和中心距离x.(1)该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量？_(填“需要”或“不需要”)(2)实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，d_mm.(3)某次实验过程：力传感器的读数为f，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为