（全國通用）2020高考物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 第4講 實驗四 驗證牛頓運動定律練習（通用）

《（全國通用）2020高考物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 第4講 實驗四 驗證牛頓運動定律練習（通用）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國通用）2020高考物理一輪復習 第三章 牛頓運動定律 第4講 實驗四 驗證牛頓運動定律練習（通用）（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4講 實驗四 驗證牛頓運動定律 1.(5分)(2020·中山模擬)在“驗證牛頓第二定律”的實驗中,以下做法正確的是　B　。 A.平衡摩擦力時,應(yīng)將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上 B.每次改變小車的質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力 C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器的電源 D.求小車運動的加速度時,可用天平測出小盤和砝碼的質(zhì)量(M'和m')以及小車質(zhì)量M,直接用公式a=g求出 【解析】平衡摩擦力時,不能給小車任何牽引力,A項錯誤;由mgsin θ=μmgcos θ,小車質(zhì)量能約去,所以改變小車質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力,B項正確;實驗時,要先接通打點計時器的電源,再放開小車,

2、C項錯誤;此實驗是驗證牛頓第二定律,而不是應(yīng)用牛頓第二定律,D項錯誤。 2.(10分)(2020·長沙二中期中檢測)用圖a所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律。 (1)某同學通過實驗得到如圖b所示的a-F圖象,造成這一結(jié)果的原因是在平衡摩擦力時　長木板的傾角過大　,圖中a0表示的是　未掛沙桶　時小車的加速度。(5分) (2)某同學得到如圖c所示的紙帶。已知打點計時器電源頻率為50 Hz。A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個連續(xù)的點,Δx=xDG-xAD=　1.80　cm。由此可算出小車的加速度a=　5.0　m/s2。(5分) 【解析】(1)a-F圖象的縱軸截距大于零是因為平衡摩擦力

3、過度,即長木板的傾角過大造成的;a-F圖象的縱軸截距a0表示的是未掛沙桶時小車的加速度。(2)Δx=xDG-xAD=3.90 cm-2.10 cm=1.80 cm;由Δx=xDG-xAD=a(3T)2,解得a=5.0 m/s2。 3.(10分)(2020·鄭州質(zhì)檢)為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供如圖所示的實驗裝置。請思考探究并回答下列問題: (1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是　C　。(3分) A.將木板不帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動 B.將木板帶滑輪的一端適當墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動 C.將木板不帶滑輪的

4、一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動 D.將木板不帶滑輪的一端適當墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上 (2)在實驗中,得到一條打點的紙帶,如圖所示,已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T,且間距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出,則小車加速度的表達式為a=?　。(3分) (3)有一組同學保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,他們在軌道水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗,得到了兩條a-F圖線,如圖所示。圖線?、佟?填“①”或“②”)是在軌道傾斜情況下得到的;小車及車中的砝碼總質(zhì)量m=　0.5　 kg。(4分) 【解析】(1)為平衡滑

5、動摩擦力,應(yīng)使小車的重力沿斜面向下的分力與滑動摩擦力相等,此時不能連接鉤碼,故C項正確。(2)計算加速度可用逐差法得到三個加速度再取平均值,此時誤差較小,則a=。(3)軌道傾斜太大,即沒有鉤碼拉小車也將加速下滑,因此圖線①為軌道傾斜情況下得到的。由題圖中圖線可得mgsin θ-Ff=ma0,F1+mgsin θ-Ff=ma1,可得:F1+ma0=ma1,由圖象知F1=1 N,a0=2 m/s2,a1=4 m/s2,得m=0.5 kg。 4.(20分)(2020·浙江紹興第一中學月考)如圖所示為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實驗裝置圖。圖中A為小車,質(zhì)量為m1,連接在小車后面的紙帶穿過電火花

6、打點計時器B,它們均置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上,P的質(zhì)量為m2,C為彈簧測力計,實驗時改變P的質(zhì)量,讀出測力計不同讀數(shù)F,不計繩與滑輪的摩擦及動滑輪的重力。 (1)電火花打點計時器的工作電壓為　交　(填“交”或“直”)流　220　V。(5分) (2)下列說法正確的是　B　。(5分) A.一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平 B.實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車 C.實驗中m2應(yīng)遠小于m1 D.測力計的讀數(shù)始終為 (3)如圖為某次實驗得到的紙帶,紙帶上標出了所選的四個計數(shù)點之間的距離,相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出。由此可求得小車的加速度大小是　0.50　m/s2(

7、交流電的頻率為50 Hz,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。(5分) (4)實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a-F圖象可能是下圖中的圖線　C　。(5分) 【解析】(1)電火花打點計時器工作電壓為220 V交變電流。(2)一端帶有定滑輪的長木板必須稍微傾斜,以平衡摩擦力,A項錯誤;實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車,B項正確;實驗中m2不必遠小于m1,C項錯誤;由于P向下加速運動,測力計的讀數(shù)始終小于,D項錯誤。(3)由Δx=aT2解得小車的加速度大小是0.50 m/s2。(4)遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a-F圖象,應(yīng)該是當F從某一值開始增大時,加速度a才開

8、始增大,所以可能是圖線C。 5.(15分)某實驗小組利用彈簧測力計和刻度尺,測量滑塊在木板上運動的最大速度。 實驗步驟: ①用彈簧測力計測量橡皮泥和滑塊的總重力,記作G; ②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過水平細繩和固定彈簧測力計相連,如圖甲所示。在A端向右拉動木板,待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記作F; ③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復步驟①②;實驗數(shù)據(jù)如下表所示: G/N 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 F/N 0.59 0.83 0.99 1.22 1.37 1.61 ④如圖乙所示,將木板固定在水平桌面上,滑

9、塊置于木板上左端C處,細繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接,保持滑塊靜止,測量重物P離地面的高度h; ⑤滑塊由靜止釋放后開始運動并最終停在木板上的D點(未與滑輪碰撞),測量C、D間的距離s。 完成下列作圖和填空: (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標紙上作出F-G圖線。(5分) 答案:如圖所示 (2)由圖線求得滑塊和木板間的動摩擦因數(shù)μ=　0.40(0.38~0.42均正確)　(保留2位有效數(shù)字)。(5分) (3)滑塊最大速度的大小v=?　(用h、s、μ和重力加速度g表示)。(5分) 【解析】(1)由胡克定律可知F-G圖線應(yīng)為一條直線,因此應(yīng)畫一條直線盡可能通過較多的點。(2)由F=μG知,動摩擦因數(shù)μ等于圖中直線的斜率,求得μ=0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正確)。(3)懸掛物P落地之前,滑塊受到細繩拉力和摩擦力作用在木板上加速,該過程位移為h,P落地后滑塊只在摩擦力的作用下做減速運動,該過程位移為s-h。P落地瞬間,滑塊速度最大,根據(jù)滑塊減速階段的運動得v2=2a(s-h),又μmg=ma,解得v=。