2016《名师面对面》高考物理大一轮复习（课件+课时训练）第三章牛顿运动定律第4讲 实验四 验证牛顿运动定律

2016《名师面对面》高考物理大一轮复习（课件+课时训练）第三章牛顿运动定律第4讲 实验四 验证牛顿运动定律内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 第 4讲1(2015 年深圳质检)某组同学设计了“探究加速度 a 与物体所受合力 F 及质量 m 的关系”实验图 1 甲为实验装置简图， A 为小车， B 为电火花计时器，C 为装有细砂的小桶，D 为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力 F 等于细砂和小桶的总重量，小车运动的加速度 a 可用纸带上打出的点求得(1)图 1 乙为某次实验得到的纸带，已知实验所用电源的频率为 50 点时的速度为_m/s ，小车的加速度大小为_m/结果均保留两位有效数字)图 1(2)在“探究加速度 a 与质量 m 的关系”时，某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进 2、行了标注，但尚未完成图象(如图 2 甲所示 )请继续帮助该同学作出坐标系中的图象图 2(3)在“探究加速度 a 与合力 F 的关系”时，该同学根据实验数据作出了加速度 a 与合力 F 的图线如图 2 乙，该图线不通过坐标原点，试分析图线不通过坐标原点的原因答： _.【答案】(1)2) 见解析(3) 实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】(1)段位移的平均速度等于 段时间中间时刻的瞬时速度，即 B 点的瞬时速度，故高中物理资源下载平台世昌的博客 m/s1.6 m/10 24a 2T2 m/10 2423.2 m/s 2.(2)将坐标系中各点连成一条直线，连线时应使直线过尽可能多的点，不在直 3、线上的点应大致对称分布在直线的两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予考虑，连线如图所示：(3)图线与横轴有截距，说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够2(2013 年四川高考)如图 3 所示，某组同学借用“探究 a 与 F、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验：图 3(1)为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘，通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动(2)连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图 4 所示的纸带纸带上 O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为 0.1 s 的相邻计数点 A，B，C 4、，D，E，F，G ，小车的质量为 0.2 世昌的博客 44请计算小车所受合外力做的功 W 和小车动能的变化 填表中空格(结果保留至小数点后第四位) OC OD OE O 分析上述数据可知：在实验误差允许的范围内 WE k，与理论推导结果一致(3)实验前已测得托盘质量为 03 验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(g 取 9.8 m/果保留至小数点后第三位) 【答案】(1)匀速直线(或匀速 )(2)(3)析】(1)实验中，首先平衡摩擦力，改变长木板的倾角，轻推小车，小车沿长木板向下做匀速直线运动(2)打下 F 点时，小车运动的位移大小等于 O、F 间的距离，即 m，细绳对小车的拉力为 ，则 5、拉力做功为 J，小车的瞬时速度为 m/s s，动能增量为 J.(3)由纸带数据求得：G车、托盘和砝码组成的整体运动的加速度大小为 a m/ m/车受到的拉力为 F， m，由牛顿第二定律得 m0 2 盘中砝码质量为 2015 年惠州模拟)某实验小组利用如图 5 甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系高中物理资源下载平台世昌的博客 45(1)由甲图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离 s24 图 5 乙中游标卡尺测得遮光条的宽度 d滑块从甲图所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门 1 的时间 光条通过光电门 2 的时间 滑块经过光电门 1 时的瞬 6、时速度的表达式 _，滑块经过光电门 2时的瞬时速度的表达式 _，则滑块的加速度的表达式 a_.(以上表达式均用字母表示)(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了 6 组实验，得到如下表所示的实验数据通过分析表中数据后，你得出的结论是_.m/g 250 300 350 400 500 800a/(ms2 ) )现须通过图象进一步验证你的结论，请利用表格数据，在如图 6 所示的坐标系中描点作出相应图象图 6【答案】(1) )在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比(3)如图所示高中物理资源下载平台世昌的博客 某同学设计了如图 7 所示的装置来探究加速度与力的关系弹簧测力 7、计固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接在桌面上画出两条平行线 Q，并测出间距D 开始时将木板置于 ，现缓慢向瓶中加水，直到木板开始运动为止，记下弹簧测力计的示数 此表示滑动摩擦力的大小再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧测力计的示数 用秒表记下木板运动到 的时间 347(1)木板的加速度可以用 d、t 表示为 a_；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的办法是(一种即可)_(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度 a 与弹簧测力计示数 关系下列图象能表示该同学实验结果的是_A B CD(3)用加水的方 8、法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_A可以改变滑动摩擦力的大小B可以更方便地获取多组实验数据C可以比较精确地测出摩擦力的大小D可以获得更大的加速度以提高实验精度【答案】(1) 增大 d(或让 于 前提下尽量小) (2)C(3)世昌的博客 【解析】(1)由于木板从静止开始做匀加速直线运动，由 d a )由牛顿第二定律，可得 0解得 a ，此实验要求水的质量必须远0矿泉水瓶中水的质量逐渐增大到一定量后，图象将向下弯曲，所以能够表示该同学实验结果的图象是图 C(3)由于水的质量可以几乎连续变化，所以可以方便地获取多组实验数据，从而比较精确地测出摩擦力，还可多次测量时间 t，取 t 的平均 9、值，所以选项 B、C 正确5(2015 年重庆模拟)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度图 8实验步骤如下：用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作 G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示在 A 端向右拉动木板，等弹簧秤读数稳定后，将读数记作 F；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如表所示：G/N 图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端 C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物 P 连接，保持滑块静止，测量重物 P 离地面的高度 h；滑块由静止释放后开始运动，最终停在木板上 D 点( 未与滑轮碰撞 )，测量 C、 10、D 间距离 1)根据表中数据在给定的坐标纸( 如图丙)上作出 FG 图线(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数 _( 保留 2 位有效数字)(3)滑块最大速度的大小 v_( 用 h、s、 和重力加速度 g 表示)【答案】(1)如图所示(2)3) 2gs h高中物理资源下载平台世昌的博客 【解析】(1)根据描点法在 FG 图象上描出各点，再连接起来，如图所示；(2)由图甲可知 FG ，则 F G 图象上的直线的斜率代表 值的大小由 FG 图象可知 )当重物 P 刚好下落到地面时，滑块的速度 时滑块的位移为 h，此后滑块做加速度为 公式 v2v 2：20滑块的最大速度 v 2g(sh) ，2s h。