人教版高中物理必考验证牛顿运动定律单元测试

1、名校名 推荐课时达标检测 (十九 )验证牛顿运动定律(实验提能课 )1关于“验证牛顿第二定律”实验中验证“作用力一定时，加速度与质量成反比”的实验过程，以下做法中正确的是()A平衡摩擦力时，应将装砂的小桶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，再接通电源mgD可以利用天平测出砂桶和砂的质量m 和小车的质量M ，直接用公式a M 求出加速度解析： 选 B平衡摩擦力时，使小车的重力沿斜面向下的分力与小车运动所受摩擦力平衡，所以不能将小桶系在小车上，A 错误；平衡摩擦力后，小车和板间的动摩擦因数 tan ，与小车的质量无关，所以改变小车的质量时，不

2、需要重新平衡摩擦力，B 正确；实验时，应先接通电源，待打点稳定后，再放开小车，C 错误；本实验是探究作用力一定时，加速度与质量成反比，不能直接用公式a mg求加速度， D 错误。M2 (2017 汕头质检 )如图甲为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。(1) 平衡小车所受阻力的操作：取下 _，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示，则应_( 选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹_为止。(2)图丙为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图像，横坐标 m 为小车上砝码的质量。设图

3、中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为_，小车的质量为_。解析： (1) 平衡小车所受阻力时，需要将砝码取下；题图纸带反映了小车在做加速运动，即垫木垫高了，应减小木板的倾角，直到纸带打出的点迹均匀为止。1(2) 当小车上的砝码为零时，小车加速度为a0 b，设小车的质量为M ，则小车受到的拉1名校名 推荐力为 F Ma0 M ；图中直线的函数关系式为1 km b，根据牛顿第二定律F (m M )a，ba可解得： M b，F 1。kk答案： (1)砝码减小间隔相等 (均匀 )(2)1bkk3如图所示，为某同学安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，在小车的前端固

4、定一个传感器，和砂桶连接的细线接在传感器上，通过传感器可显示出细线的拉力。在图示状态下开始做实验。(1) 从图上可以看出，该同学在装置和操作中的主要错误是_ 。(2) 若砂和砂桶的质量为 m，小车和传感器的总重量为 M ，做好此实验 _(填“需要”或“不需要” )M ? m 的条件。解析： 不加传感器时将砂和砂桶的重力作为细线的拉力，而接了传感器后细线的拉力可以直接读出。答案： (1)未平衡摩擦力； 细线与木板不平行； 开始实验时， 小车离打点计时器太远 (2) 不需要4利用如图所示装置可以做力学中的许多实验。(1)( 多选 )以下说法正确的是()A用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消

5、除小车和长木板间的摩擦阻力的影响B用此装置“研究匀变速直线运动”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量C用此装置“探究加速度a 与力 F 的关系”时， 必须设法消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响D用此装置“探究加速度a 与力 F 的关系”时， 应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量(2) 本装置中要用到打点计时器，如图所示为实验室常用的两种计时器，其中甲装置用的电源要求是 ()2名校名 推荐A交流 220 VB直流 220 VC交流 4 6 VD直流 4 6 V(3) 在利用此装置“探究加速度a 与力 F 的关系”时，实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如图所示。已知打点计时器接

6、在频率为50 Hz 的交流电源上，则此次实验中打点计时器打下A 点时小车的瞬时速度为_m/s。 (结果保留2 位有效数字 )解析： (1)用此装置 “ 研究匀变速直线运动” 时，没必要消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，也没有必要使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，A、 B 错误。在用此装置“ 探究加速度 a 与力 F 的关系 ” 时，必须设法消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响。还应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，这样才可认为细绳对小车的拉力等于盘和盘内砝码的重力， D 正确。(2)甲是电火花计时器，可直接接220 V 交流电源， A 正确。0.021(3)打点计时器打下A 点时

7、小车的瞬时速度为v A 0.04 m/s 0.53 m/s。答案： (1)CD (2)A(3)0.535 (2017 山模拟唐 )用图 (a)所示的实验装置验证牛顿第二定律：(1) 某同学通过实验得到如图 (b)所示的 a-F 图像，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角 _(填“偏大”或“偏小” )。(2) 该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力_砝码和盘的总重力 (填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量M 与砝码和盘的总质量 m 满足 _的条件。(3) 某同学得到如图所示的纸带。已知打点计时器电源频率为50 Hz 。A

8、、B、 C、D 、E 、F 、G 是纸带上 7 个连续的点。 x xDG xAD _cm。由此可算出小车的加速度a_m/s2(保留两位有效数字 )。3名校名 推荐解析： (1)根据所给的 F- a 图像可知，当F 0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角偏大造成的。(2) 根据牛顿定律，对小车 F Ma，对砝码和盘Mmg mg，只mg F ma，解得 F M m有当 M ? m 时，小车受到的拉力才近似等于mg，从而减少误差。(3) 由题图读出 xAD 2.10 cm， xDG 3.90 cm，所以 x xDG xAD 1.80cm，根据 x a t2，解得

9、 a 5.0 m/s2。答案： (1)偏大(2)小于M ? m(3)1.805.06某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧测力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以代替定滑轮，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MN 、 PQ，并测出间距d。开始时将木板置于MN 处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧测力计的示数F 0，以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F 1，然后释放木板，并用停表记下木板运动到PQ 处的时间t。(1) 木板的加速度可以用 d、 t

10、表示为 a _；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是 (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F 1 的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是 ()(3) 用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_。(填选项前的字母 )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4名校名 推荐D可以获得更大的加速度以提高实验精度解析： (1)由 d 1at2 可得 a 2d2。减小偶然误差的主要方法是多次测量，求平均值。2t(2) 由题意可知， F 1是水瓶的重力，设绳中拉力为F T F 0，在 M

11、 板 ?FT ，对木板， aM 板m 水 时 FT F 1，aF 1 F 0F T F 1，而M，排除 A、 B 选项；逐渐增加水的质量，将不再满足是 F T F 1，将导致小车加速度实际值较理论值偏小，故选项C 正确。(3) 改变质量且可以连续改变，可更方便地获取多组实验数据；可比较准确地测出摩擦力的大小。2d不变，重复实验多次测量，求平均值(2)C (3)BC答案： (1) 2 保持 F 1t7. (2017 阳一中模拟南) 某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。 如图所示， 将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端。 开始时小球和滑块均静止， 剪断细绳后， 小球自由

12、下落， 滑块沿斜面下滑， 可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变， 调整挡板位置， 重复以上操作， 直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H 、滑块释放点与挡板处的高度差 h 和沿斜面运动的位移x。 (空气阻力对本实验的影响可以忽略)(1) 滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为_。(2) 滑块与斜面间的动摩擦因数为 _。(3) 以下能引起实验误差的是 _。 (填选项前的字母 ) A滑块的质量B当地重力加速度的大小C长度测量时的读数误差D小球落地和滑块撞击挡板不同时解析： (1)设剪断细绳后，小球和滑块下落的时间均为t，则对小球： H 1gt2；212对滑块： x 2at ；ax联立解得：。(2) 由牛顿第二定律可知：