【三维设计】2013届高考物理一轮复习 第三章 实验四 验证牛顿运动定律提升练习 粤教版（广东专用）

用心 爱心 专心 1 20132013 届高考物理届高考物理 三维设计三维设计 粤教版广东专用 一轮复习课下 粤教版广东专用 一轮复习课下 提升练习 第三章提升练习 第三章 实验四实验四 验证牛顿运动定律验证牛顿运动定律 1 1 双选双选 如图实 如图实 4 4 7 7 所示 在探究牛顿运动定律的演示实验中 若所示 在探究牛顿运动定律的演示实验中 若 1 1 2 2 两个相同的两个相同的 小车所受拉力分别为小车所受拉力分别为F F1 1 F F2 2 车中所放砝码的质量分别为 车中所放砝码的质量分别为m m1 1 m m2 2 打开夹子后经过相同的时 打开夹子后经过相同的时 间两车的位移分别为间两车的位移分别为s s1 1 s s2 2 则在实验误差允许的范围内 有 则在实验误差允许的范围内 有 图实 图实 4 4 7 7 A A 当 当m m1 1 m m2 2 F F1 1 2 2F F2 2时 时 s s1 1 2 2s s2 2 B B 当 当m m1 1 m m2 2 F F1 1 2 2F F2 2时 时 s s 2 2s s1 1 C C 当 当m m1 1 2 2m m2 2 F F1 1 F F2 2时 时 s s1 1 2 2s s2 2 D D 当 当m m1 1 2 2m m2 2 F F1 1 F F2 2时 时 s s2 2 2 2s s1 1 解析 当解析 当m m1 1 m m2 2 F F1 1 2 2F F2 2时 由时 由F F mama可知 可知 a a1 1 2 2a a2 2 再由 再由s s atat2 2可得 可得 s s1 1 2 2s s2 2 故 故 1 1 2 2 A A 正确 正确 B B 错误 当错误 当m m1 1 2 2m m2 2 F F1 1 F F2 2时 时 a a1 1 a a2 2 再由 再由s s atat2 2可得 可得 s s1 1 s s2 2 故 故 C C 错误 错误 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 D D 正确 正确 答案 答案 ADAD 2 2 双选双选 在在 验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律 的实验中 以下说法正确的是的实验中 以下说法正确的是 A A 平衡摩擦力时 小桶应用细线通过定滑轮系在小车上 但小桶内不能装砂 平衡摩擦力时 小桶应用细线通过定滑轮系在小车上 但小桶内不能装砂 B B 实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量 实验中应始终保持小车和砝码的质量远远大于砂和小桶的质量 C C 实验中如果用纵坐标表示加速度 用横坐标表示小车和车内砝码的总质量 描出相 实验中如果用纵坐标表示加速度 用横坐标表示小车和车内砝码的总质量 描出相 应的点在一条直线上时 即可证明加速度与质量成反比应的点在一条直线上时 即可证明加速度与质量成反比 D D 平衡摩擦力时 小车后面的纸带必须连好 因为运动过程中纸带也要受到阻力 平衡摩擦力时 小车后面的纸带必须连好 因为运动过程中纸带也要受到阻力 解析 平衡摩擦力时 不应用小桶拉动小车做匀速运动 让小车带着纸带下滑来平衡摩解析 平衡摩擦力时 不应用小桶拉动小车做匀速运动 让小车带着纸带下滑来平衡摩 擦力即可 擦力即可 A A 错误 错误 D D 正确 实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量 正确 实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量 B B 正确 由实验画的正确 由实验画的a a M M图像是一条曲线 难以判定它所对应的函数式 从而难以确定图像是一条曲线 难以判定它所对应的函数式 从而难以确定a a与与 M M的定量关系 所以在实验中应作的定量关系 所以在实验中应作a a 图像而不是图像而不是a a M M图像来分析实验结果 图像来分析实验结果 C C 错误 错误 1 1 M M 答案 答案 BDBD 3 3 如图实 如图实 4 4 8 8 甲所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带 纸带上甲所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带 纸带上 A A B B C C D D E E F F G G为七个相邻的计数点 相邻计数点间的时间间隔是为七个相邻的计数点 相邻计数点间的时间间隔是 0 10 1 s s 距离如图 距离如图 用心 爱心 专心 2 所示 单位是所示 单位是 cmcm 小车的加速度是 小车的加速度是 m sm s2 2 在验证质量一定时 加速度 在验证质量一定时 加速度a a和合外力和合外力 F F的关系时 某学生根据实验数据作出了如图乙所示的的关系时 某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a a F F图像 该图线不过原点 其原因图像 该图线不过原点 其原因 是是 图实 图实 4 4 8 8 解析 解析 a a s s4 4 s s5 5 s s6 6 s s1 1 s s2 2 s s3 3 9 9T T2 2 m sm s2 2 1 59 1 59 m sm s2 2 0 0 4 40 06 6 5 5 0 0 1 13 31 1 5 5 2 2 9 9 0 0 1 12 2 长木板垫得太高 倾角太大 平衡摩擦力过度 长木板垫得太高 倾角太大 平衡摩擦力过度 答案 答案 1 591 59 平衡摩擦力过度平衡摩擦力过度 4 4 如图实 如图实 4 4 9 9 实所示为实所示为 用用 DIS DIS 位移传感器 数据采集器 计算机位移传感器 数据采集器 计算机 研究加速度和研究加速度和 力的关系力的关系 的实验装置 的实验装置 图实 图实 4 4 9 9 1 1 在该实验中必须采用控制变量法 应保持在该实验中必须采用控制变量法 应保持 不变 用钩码所受的重力作为不变 用钩码所受的重力作为 用 用 DISDIS 测小车的加速度 测小车的加速度 2 2 改变所挂钩码的数量 多次重复测量 在某次实验中根据测改变所挂钩码的数量 多次重复测量 在某次实验中根据测 得的多组数据可画出得的多组数据可画出a a F F关系图线关系图线 如图实 如图实 4 4 1010 所示所示 分析此图线的分析此图线的OAOA段可得出的实验结论是段可得出的实验结论是 此图线的此图线的ABAB段明显偏离直线 造成此误差的主要原因是段明显偏离直线 造成此误差的主要原因是 图实 图实 4 4 1010 A A 小车与轨道之间存在摩擦 小车与轨道之间存在摩擦 B B 导轨保持了水平状态 导轨保持了水平状态 C C 所挂钩码的总质量太大 所挂钩码的总质量太大 D D 所用小车的质量太大 所用小车的质量太大 解析 解析 1 1 在研究加速度与力的关系时必须保持小车质量不变 才能找出二者的关系 在研究加速度与力的关系时必须保持小车质量不变 才能找出二者的关系 2 2 OAOA段在实验的允许范围内 图线是一条直线 因此可得出段在实验的允许范围内 图线是一条直线 因此可得出a a与与F F成正比的关系 成正比的关系 用心 爱心 专心 3 由实验的原理由实验的原理a a 可知可知ABAB段明显偏离直线是由于没有满足段明显偏离直线是由于没有满足M M车 车 F F M M车车 m m钩钩 m m钩钩g g M M车车 m m钩钩 m m钩 钩造成的 造成的 答案 答案 1 1 小车的总质量小车的总质量 或 小车的质量或 小车的质量 小车所受外力小车所受外力 或 外力 合外力或 外力 合外力 2 2 在质量不变的条件下 加速度与合外力成正比在质量不变的条件下 加速度与合外力成正比 C C 5 5 某同学设计了一个探究加速度 某同学设计了一个探究加速度a a与物体所受合力与物体所受合力F F及质量及质量m m关系的实验 图实关系的实验 图实 4 4 1111 甲所示为实验装置简图 甲所示为实验装置简图 交流电的频率为交流电的频率为 5050 Hz Hz 图实 图实 4 4 1111 1 1 如图乙所示为某次实验得到的纸带 根据纸带可求出小车的加速度大小为如图乙所示为某次实验得到的纸带 根据纸带可求出小车的加速度大小为 m s m s2 2 保留两位有效数字保留两位有效数字 2 2 保持砂和砂桶质量不变 改变小车质量保持砂和砂桶质量不变 改变小车质量m m 分别得到小车加速度 分别得到小车加速度a a与质量与质量m m及对应及对应 的的 数据如下表 数据如下表 1 1 m m 实验次数实验次数 1 12 23 34 45 56 67 78 8 小车加速度小车加速度 a a m s m s 2 2 1 901 901 721 721 491 491 251 251 001 000 750 750 500 500 300 30 小车质量小车质量 m m kg kg 0 250 250 290 290 330 330 400 400 500 500 710 711 001 001 671 67 kg kg 1 1 1 1 m m 4 004 003 453 453 033 032 502 502 002 001 411 411 001 000 600 60 请在如图实 请在如图实 4 4 1212 所示的坐标纸中画出所示的坐标纸中画出a a 图线 并由图线求出小车加速度图线 并由图线求出小车加速度a a与质与质 1 1 m m 量倒数量倒数 之间的关系式是之间的关系式是 1 1 m m 用心 爱心 专心 4 图实 图实 4 4 1212 解析 解析 1 1 由逐差法得由逐差法得a a a a s s3 3 s s4 4 s s1 1 s s2 2 4 4T T2 2 10 10 2 2 m s m s2 2 7 7 7 72 2 7 7 2 21 1 6 6 7 70 0 6 6 1 19 9 4 4 0 0 0 04 42 2 3 2 3 2 m sm s2 2 2 2 如图所示如图所示 由图知斜率由图知斜率k k 0 50 5 即保持拉力 即保持拉力F F 0 50 5 N N 所以所以a a 0 0 5 5 m m 1 1 2 2m m 答案 答案 1 3 2 1 3 2 2 2 图见解析图见解析 a a 1 1 2 2m m 6 6 如图实 如图实 4 4 1313 为用拉力传感器和速度传感器探究为用拉力传感器和速度传感器探究 加速度与物体受力的关系加速度与物体受力的关系 实验实验 装置 用拉力传感器记录小车受到拉力的大小 在长木板上相距装置 用拉力传感器记录小车受到拉力的大小 在长木板上相距L L 48 048 0 cmcm 的的A A B B两点各两点各 安装一个速度传感器 分别记录小车到达安装一个速度传感器 分别记录小车到达A A B B时的速率 时的速率 图实 图实 4 4 1313 1 1 实验主要步骤如下 实验主要步骤如下 将拉力传感器固定在小车上 将拉力传感器固定在小车上 平衡摩擦力 让小车做平衡摩擦力 让小车做 运动 运动 把细线的一端固定在拉力传感器上 另一端通过定滑轮与钩码相连 把细线的一端固定在拉力传感器上 另一端通过定滑轮与钩码相连 接通电源后自接通电源后自C C点释放小车 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力点释放小车 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力F F的大小及小车的大小及小车 分别到达分别到达A A B B时的速率时的速率v vA A v vB B 改变所挂钩码的数量 重复改变所挂钩码的数量 重复 的操作 的操作 2 2 下表中记录了实验测得的几组数据 下表中记录了实验测得的几组数据 v v v v是两个速度传感器记录速率的平方差 是两个速度传感器记录速率的平方差 2 2B B2 2A A 则加速度的表达式则加速度的表达式a a 请将表中第 请将表中第 3 3 次的实验数据填写完整次的实验数据填写完整 结果保留三位有效数结果保留三位有效数 字字 用心 爱心 专心 5 次数次数 F F N N v v v v B B 2 2A A 2 2 m m2 2 s s 2 2 a a m s m s 2 2 1 10 600 600 770 770 800 80 2 21 041 041 611 611 681 68 3 31 421 422 342 34 4 42 622 624 654 654 844 84 5 53 003 005 495 495 725 72 3 3 由表中数据 在图实 由表中数据 在图实 4 4 1414 中的坐标纸上作出中的坐标纸上作出a a F F关系图线 关系图线 图实 图实 4 4 1414 4 4 对比实验结果与理论计算得到的关系图线对比实验结果与理论计算得到的关系图线 图中已画出理论图线图中已画出理论图线 造成上述偏差的 造成上述偏差的 原因是原因是 解析 解析 1 1 平衡摩擦力时 应让小车载长木板上做匀速直线运动 平衡摩擦力时 应让小车载长木板上做匀速直线运动 2 2 由运动学知识可知 由运动学知识可知 v v v v 2 2aLaL B B 2 2A A 2 2 所以所以a a v vB B 2 2 v vA A 2 2 2 2L L 由此式可求出第三次测量时小车的加速度为由此式可求出第三次测量时小车