人教版高中物理必考实验验证牛顿第二定律名师精编单元测试文档格式.docx

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3．在探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中砝码的总质量用M表示，盘及盘中砝码的总质量用m表示．

（1）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的总重力．

（2）某一组同学先保持盘及盘中砝码的总质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是（　　）

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中砝码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．用天平测出m以及小车和车中砝码的总质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝求出

（3）

另两组同学保持小车及车中砝码的总质量M一定，探究加速度a与所受外力F的关系，由于他们操作不当，这两组同学得到的a－F关系图象分别如图甲和图乙所示，其原因分别是：

图甲：

______________________________________________；

图乙：

_____________________________________________.

4．学习了传感器之后，在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”“力传感器”，分别用如图（a）、（b）所示的实验装置做实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量的小车，位移传感器B随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器A固定在轨道一端．在运动过程中位移传感器B发出信号，位移传感器A接收信号且显示小车运动的位移．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a－F图象．

（1）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件是

________________________________________________________________________.

（2）图（c）中符合甲组同学作出的实验图象的是________；

符合乙组同学作出的实验图象的是________．

5．某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时物体的加速度与质量之间的关系．

　　　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　　　　　乙

（1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；

用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d.则滑块经过光电门1时的速度表达式v1＝________；

滑块加速度的表达式a＝________（以上表达式均用已知字母表示）．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为________mm.

（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h\”的正确操作方法是________．（填选项字母）

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大

B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变

C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变

D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小

6．用如图所示装置做验证牛顿第二定律的实验．现已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、细线、砝码、砂和砂桶、刻度尺、天平、导线．

（1）实验中将砂和砂桶总重力大小作为细线拉力的大小，从而在实验中产生了系统误差，为尽量减小该系统误差，可以让砂和砂桶总质量________小车质量（选填“大于”、“远大于”、“小于”、“远小于”或“等于”）．

（2）实验中，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，小车做匀速运动．这样做的目的是______________，从而使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力．

7．利用力传感器研究加速度与合外力的关系，实验装置如图甲．

（1）下列关于该实验的说法错误的是________．

A．做实验之前必须平衡摩擦力

B．小车的质量必须比所挂钩码的质量大得多

C．应调节定滑轮的高度使细线与木板平行

D．实验开始的时候，小车最好距离打点计时器远一点

（2）从实验中挑选一条点迹清晰的纸带，每5个点取一个计数点，用刻度尺测量计数点间的距离，如图乙所示．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz.

从图乙中所给的刻度尺上读出A、B两点间的距离s1＝________cm；

该小车的加速度a＝________m/s2.（计算结果保留两位有效数字）

（3）实验中纸带的________（填“左”或“右”）端与小车相连接．

8．在“探究加速度与质量的关系”的实验中．

（1）备有器材：

A.带有定滑轮的长木板；

B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；

C.细绳、小车、砝码；

D.装有细砂的砂桶；

E.垫片；

F.毫米刻度尺．还缺少的一件器材是________．

（2）实验得到如图（a）所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为T；

B、C间距s2和D、E间距s4已测出，利用这两段间距计算小车加速度a的表达式为a＝________.

（3）同学甲根据实验数据画出如图（b）所示a—图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为________kg.（g取10m/s2）

（4）同学乙根据实验数据画出了图（c）所示图线，从图线可知同学乙操作过程中可能_________________________________________．

9．（2017·

山东枣庄模拟）

（1）某位同学用图1所示实验装置做验证牛顿第二定律实验，实验前必须进行的操作步骤是________________________________________________________________________．

（2）正确操作后通过测量，作出a—F图线，如图2中的实线所示，则图线上部弯曲的原因是___________________________.

（3）打点计时器使用的交流电频率f＝50Hz，如图3是某同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标出，写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车加速度的计算式：

a＝________；

根据纸带所提供的数据，计算可得小车的加速度大小为________m/s2（结果保留两位有效数字）．

1．（2016·

新课标全国卷Ⅲ）某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系．图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；

轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码．本实验中可用的钩码共有N＝5个，每个质量均为0.010kg.实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．

（2）将n（依次取n＝1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；

用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s－t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a.

（3）对应于不同的n的a值见下表．n＝2时的s－t图象如图（b）所示；

由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表.

n

1

2

3

4

5

a/m·

s－2

0.20

0.58

0.78

1.00

（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a－n图象．从图象可以看出：

当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比．

（5）利用a－n图象求得小车（空载）的质量为__________kg（保留2位有效数字，重力加速度取g＝9.8m·

s－2）．

（6）若以“保持木板水平”来代替步骤

（1），下列说法正确的是__________（填入正确选项前的标号）．

A．a－n图线不再是直线

B．a－n图线仍是直线，但该直线不过原点

C．a－n图线仍是直线，但该直线的斜率变大

2．（2014·

课标Ⅰ）某同学利用图1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2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：

（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2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________．

3．（2017·

江西八校联考）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置．其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量．（滑轮质量不计）

（1）实验时，一定要进行的操作是________．

A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带

E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2（结果保留两位有效数字）．

以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为________．

A．2tanθB.C．kD.

4．（2017·

江西八校联考