【三维设计】2013高三物理备考复习 第三章实验四 验证牛顿运动定律课下知能提升 新人教版（广东专版）

用心 爱心 专心1 三维设计三维设计 2013 2013 高三物理备考复习高三物理备考复习 第三章第三章 实验四实验四 验证验证 牛顿运动定律课下知能提升牛顿运动定律课下知能提升 新人教版 广东专版 新人教版 广东专版 1 双选 如图实 4 7 所示 在探究牛顿运动定律的演示实验中 若 1 2 两个相同 的小车所受拉力分别为F1 F2 车中所放砝码的质量分别为m1 m2 打开夹子后经过相同 的时间两车的位移分别为s1 s2 则在实验误差允许的范围内 有 图实 4 7 A 当m1 m2 F1 2F2时 s1 2s2 B 当m1 m2 F1 2F2时 s 2s1 C 当m1 2m2 F1 F2时 s1 2s2 D 当m1 2m2 F1 F2时 s2 2s1 解析 当m1 m2 F1 2F2时 由F ma可知 a1 2a2 再由s at2可得 s1 2s2 1 2 故 A 正确 B 错误 当m1 2m2 F1 F2时 a1 a2 再由s at2可得 s1 s2 故 C 错 1 2 1 2 1 2 误 D 正确 答案 AD 2 双选 在 验证牛顿第二定律 的实验中 以下说法正确的是 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 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 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 应的点在一条直线上时 即可证明加速度与质量成反比 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 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 A 错误 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 B 正确 由实验画的a 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a 与M的定量关系 所以在实验中应作a 图像而不是a M图像来分析实验结果 C 错误 1 M 答案 BD 3 如图实 4 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 A B C D E F G为七个相邻的计数点 相邻计数点间的时间间隔是 0 1 s 距离如图 用心 爱心 专心2 所示 单位是 cm 小车的加速度是 m s2 在验证质量一定时 加速度a和合外 力F的关系时 某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a F图像 该图线不过原点 其 原因 是 图实 4 8 解析 a s4 s5 s6 s1 s2 s3 9T2 m s2 1 59 m s2 0 406 5 0 131 5 2 9 0 12 长木板垫得太高 倾角太大 平衡摩擦力过度 答案 1 59 平衡摩擦力过度 4 如图实 4 9 实所示为 用 DIS 位移传感器 数据采集器 计算机 研究加速度和 力的关系 的实验装置 图实 4 9 1 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 用 DIS 测小车的加速度 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 得的多组数据可画出a F关系图线 如图实 4 10 所示 分析此图线的OA段可得出的实验结论是 此图线的AB段明显偏离直线 造成此误差的主要原因是 图实 4 10 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必须保持小车质量不变 才能找出二者的关系 用心 爱心 专心3 2 OA段在实验的允许范围内 图线是一条直线 因此可得出a与F成正比的关系 由实验的原理a 可知AB段明显偏离直线是由于没有满足M车 F M车 m钩 m钩g M车 m钩 m钩造成的 答案 1 小车的总质量 或 小车的质量 小车所受外力 或 外力 合外力 2 在质量不变的条件下 加速度与合外力成正比 C 5 某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验 图实 4 11 甲所示为实验装置简图 交流电的频率为 50 Hz 图实 4 11 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 m s2 保留两位有效数字 2 保持砂和砂桶质量不变 改变小车质量m 分别得到小车加速度a与质量m及对应 的 数据如下表 1 m 实验次数 12345678 小车加速度 a m s 2 1 901 721 491 251 000 750 500 30 小车质量 m kg 0 250 290 330 400 500 711 001 67 kg 1 1 m 4 003 453 032 502 001 411 000 60 请在如图实 4 12 所示的坐标纸中画出a 图线 并由图线求出小车加速度a与质 1 m 量倒数 之间的关系式是 1 m 用心 爱心 专心4 图实 4 12 解析 1 由逐差法得a a s3 s4 s1 s2 4T2 10 2 m s2 7 72 7 21 6 70 6 19 4 0 042 3 2 m s2 2 如图所示 由图知斜率k 0 5 即保持拉力F 0 5 N 所以a 0 5 m 1 2m 答案 1 3 2 2 图见解析 a 1 2m 6 如图实 4 13 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 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L 48 0 cm 的A B两 点各安装一个速度传感器 分别记录小车到达A B时的速率 图实 4 13 1 实验主要步骤如下 将拉力传感器固定在小车上 平衡摩擦力 让小车做 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 接通电源后自C点释放小车 小车在细线拉动下运动 记录细线拉力F的大小及小 用心 爱心 专心5 车分别到达A B时的速率vA vB 改变所挂钩码的数量 重复 的操作 2 下表中记录了实验测得的几组数据 v v是两个速度传感器记录速率的平方差 2B2A 则加速度的表达式a 请将表中第 3 次的实验数据填写完整 结果保留三位有效 数字 次数 F N v v B 2A 2 m2 s 2 a m s 2 10 600 770 80 21 041 611 68 31 422 34 42 624 654 84 53 005 495 72 3 由表中数据 在图实 4 14 中的坐标纸上作出a F关系图线 图实 4 14 4 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 造成上述偏差的 原因是 解析 1 平衡摩擦力时 应让小车载长木板上做匀速直线运动 2 由运动学知识可知 v v 2aL B 2A 2 所以a vB 2 vA 2 2L 由此式可求出第三次测量时小车的加速