牛顿第二定律实验专题

一、实验题1.小明用如图所示装置研究加速度与力的关系，图中带滑轮的长木板水平放置于桌面，拉力传感器可直接显示所受到的拉力大小.实验时，下列操作必要且正确的是.打点升时首打点升时首吊上砂桶时将长木板右端适当垫高，使小车能自由匀速滑动；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，同时记录传感器的示数；改变砂和砂桶质量，重复步骤B，打出几条纸带；用天平测出砂和砂桶的质量；为了减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量2.某同学用气垫导轨完成“探究加速度与力的关系”实验中打出纸带，选取纸带的一部分如下图所示，纸带上按时间顺序每隔5个点取一计数点，每两个计数点之间时间间隔s。相邻计数点间的距离S]=1.17cm,S2=1.82cm,S3=2.47cm,S4=3.12cm,S5=3.77cm,S6=4.42cm。则可计算出小车的加速度a=m/s2。打点计时器记录D点时，小车的瞬时速度是 m/s。(小数点后保留两位有效数字)⑶改变砂和砂桶的重力，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出。一F关系图线(如图所示)。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是：小车与轨道之间存在摩擦导轨保持了水平状态砂和砂桶的总质量太大所用小车的质量太大分析此图线的S段可得出的实验结论是3.在“探究加速度与力、质量关系”的实验中:探究物体的加速度与力的关系时，应保持的质量不变，分别改变施加在物体上的力尸，测出相对应的加速度a.实验中，长木板不是直接放在水平实验台上，而是把后端略微垫高，这样做的目的是 当小车质量M与小沙桶及沙子质量m的大小关系满足 时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘中砝码的重力。一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持小沙桶及沙子的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象。用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验。下下面列出了一些实验器材：打点计时器、纸带、刻度尺、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的两种实验器材。秒表 B.天平(附砝码)C.直流电源 D.交流电源实验中，需要平衡小车和纸带运动过程中所受的阻力，正确的做法。小车放在木板上，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力

时沿木板做匀速直线运动。小车放在木板上，挂上砂桶，把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在砂桶的作用下沿木板做匀速直线运动。小车放在木板上，小车后面拴一条纸带，纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高，调节木板的倾斜程度，使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动。实验中，为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力，砂和砂桶的总质量m与小车和车上砝码的总质量M之间应满足的条件是实验中需要计算小车的加速度。如图所示，A、B、C为三个相邻的计数点，若相邻计数点之间的时间间隔为T，A、B间的距离为x1，B、C间的距离为x2,则小车的加速度a=。已知T=0.10s速度a=。已知T=0.10s，X]=5.90cm，x2=6.46cm，则a=m/s2(结果保留2位有效数字)。某小组在探究“外力一定时，加速度与质量的关系”时，保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量M，分别记录小车加速度。与其质量M的数据。在分析处理数据时，该组同学产生分歧：甲同学认为根据实验数据可以作出小车加速度a与其质量M的图像，如图13(甲)，然后由图像直接得出a与M成反比。乙同学认为应该继续验证a与其质量倒数［是否成正比，并作出小车加速度a与其质量倒数［的图像，如图(乙)所M M过改变砂的质量来改变小车受到的拉力F，过改变砂的质量来改变小车受到的拉力F，根据测得的数据作出a-F图像，如图所示。，通发现图像不过原点，末端发生了弯曲，出现这种情况可能的原因是平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且小车质量较大平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过大，且砂和砂桶的质量较大平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且砂和砂桶的质量较大平衡摩擦力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大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为沙和沙桶的质量。（滑轮质量不计）实验时，一定要进行的操作是（）§弹簧醐方计 2CLgLIF用天平测出沙和沙桶的质量将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力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改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M某实验小组设计了如图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。图中A为滑块.B为装有砝码的小盘，C为放置在水平桌面上一端带有定滑轮的长木板，滑块通过纸带与电磁打点计时器（未画出）相连.①.小组成员先用弹簧测力计测量滑块的重力（如图乙）.由图可知滑块的重力GA=N。（保留2位有效数字）.小组成员接着将滑块与砝码盘用细绳连接，将细绳挂在滑轮上，使滑轮和滑块间的细绳处于水平然后在砝码盘中添加砝码.在规范操作的情况下.得到了滑块加速度《与砝码盘及砝码总重力F的关系.将实验数据描绘在a-F图象中，得到一条实验图线如图丙所示.该图线与横轴的交点数值FO=0.87N，据此可计算出滑块与木板间的动摩擦因数"=（保留2位有效数字）.该图线在a较小（a<lm/s2）时基本上是一直线.该直线段的斜率（填选项前面的代号）只跟GA有关只跟F0有关跟Ga和F0之和有关只跟《有关（1）如图甲所示，螺旋测微器读数是―mm.（2）某学习小组在探究加速度与力、质量的关系时，采用图乙所示的装置，通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力，通过加减钩码来改变小车总质量M。①实验中需要平衡摩擦力，应当取下（选填“小车上的钩码”、“小托盘和砝码”或“纸带”），将木板右端适当垫高，直至小车在长木板上运动时，纸带上打出来的点C1 ]245， Ya J Tv J<A1图丙②图丙为实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻两计数点间还有4个打点未画出.所用交流电的频率为50Hz，从纸带上测出气=3.20cm，x2=4.74cm，x3=6.30cm，x4=7.85cm，x5=9.41cm，x6=10.96cm.小车运动的加速度大小为m/s2（结果保留三位有效数字）.某实验小组采用如图所示的装置“探究加速度、质量和合力的关系”。提供的实验器材：电火花打点计时器、纸带、砂桶、细砂、细线、小车及砝码、一端带滑轮的长木板及垫块。某同学打出了一条纸带。已知计时器打点的时间间隔为0.02s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了A、B、C、D、E等几个计数点。为完成此实验，下列不需要的器材是 (填下列仪器前的字母代号)。天平秒表毫米刻度尺实验时，为了使小车所受的合力大小等于砂和砂桶的总重力，为此，一方面要消除摩擦力的影响；另一方面还应使砂和砂桶的质小车和砝码的总质量(填“远小于”或“远大于”)。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，打C点时的瞬时速度侦m/s，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=m/s2.(结果保留两位有效数字)甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a一F图线，如图(a)所示。则实验存在的问题是 。乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a-F图线，如图(W所示。则是两同学做实验时 取值不同造成的。随着F的增大，a-F图线最后会略微向弯曲(填上或下)。某同学将力传感器固定在小车上，然后把绳的一端固定在传感器拉钩上，用来测量绳对小车的拉力，探究在小车及传感器总质量不变时加速度跟它们所受拉力的关系，根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的"图象。::图线不过坐标原点的原因是 ;L:由图象求出小车和传感器的总质量为 kg；「"本实验中若仍用砂和桶的重力表示绳子的拉力小车及传感器的总质量始终远大于砂及桶的总质量:，从理论上分析，该实验图线的斜率将 :选填“变大”或“变小”:。某同学用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律.打点计时器是一种计时仪器，其电源频率为50Hz，常用的电磁打点计时器和电火花打点计时器，使用的都(填“直流电”或“交流电”).下列说法中正确的图中细线应保持与木板表面平行每次改变小车质量后都需要重新平衡摩擦力用沙和沙桶的总重力作为绳的拉力，对实验结果会产生误差为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高某同学在实验中，打出的一条纸带如图所示，他选择了几个计时点A、B、C、D、E作为计数点，相邻两计数点间还有4个计时点没有标出，其中％=7.06cm、x2=7.68cm、x3=8.30cm、x4=8.92cm，那么打B点的瞬时速度大小是 m/s；纸带加速度的大小是 m/s2.(计算结果保留两位有效数字)

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