高考物理总复习-高中全程训练计划-物理-课练10　实验：验证牛顿第二定律

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课练 10　实验：验证牛顿第二定律

小题狂练⑩ 小题是基础　练小题　提分快

1.[2019·宁夏长庆高级中学检测]在“验证牛顿第二定律”的实验

中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用 M表示，

砂和砂桶的质量用 m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计

算出．

(1)实验中，为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，

先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需

要进行的一项操作是________．

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，

给打点计时器通电．改变砂桶中砂子的多少，使小车在砂和砂桶的

牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B．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，从

打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，

轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动

(2)实验中要进行质量 m和M的选取，以下最合理的一组是_____

___．

A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 g

B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 g

D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz，每相邻两个计数

点间还有 4个点未画出，利用图给数据可求出小车运动的加速度 a＝

________ m/s2.(结果保留三位有效数字)

答案：(1)B　(2)C　(3)1.58

解析：(1)为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，

先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需

要进行的一项操作是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，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力，

B正确．(2)当m远远小于 M时，即当砂和砂桶总质量远远小于小车

和砝码的总质量，细线的拉力大小近似等于砂和砂桶的总重力．因

此最合理的一组是 C.(3)相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，

两相邻的计数点时间间隔为 T＝0.1 s，利用匀变速直线运动的推论

Δx＝aT2，得 xDE－xAB＝3a1T2、xEF－xBC＝3a2T2，xCD－xOA＝3a3T2，则

加速度应为 a＝＝ m/s2＝1.58 m/s2.

2．[2019·陕西省西安市长安一中模拟]如图所示是某同学探究加

速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门

B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与

力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从 A处由静止释

放．已知遮光条的宽度 d＝2.25 mm.

(1)下列不必要的一项实验要求是________．(请填写选项前对应

的字母)

A．应使 A位置与光电门间的距离适当大些

B．应将气垫导轨调节水平

C．应使细线与气垫导轨平行

D．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

(2)实验时，将滑块从 A位置由静止释放，由数字计时器读出遮

光条通过光电门 B的时间 t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的

物理量是__________________________．(写出物理量名称及表示符

号)

(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数 F和遮光条通过

光电门的时间 t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的

关系，处理数据时应作出______图象．

答案：(1)D　(2)A位置到光电门的距离 L　(3)F－

解析：(1)应使 A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小

误差，故 A是必要的；应将气垫导轨调节水平，使拉力等于合力，

故B是必要的；要保持细线方向与气垫导轨平行，故 C是必要的；

拉力是直接通过力传感器测量的，故与滑块质量和钩码质量大小关

系无关，故 D是不必要的；(2)根据匀变速直线运动的位移速度公式

得v2＝2aL，又因为 v＝，解得 a＝，故要测加速度还需要测出 A位

置到光电门的距离 L；(3)根据牛顿第二定律得：a＝，解得：F＝·，

所以处理数据时应作出 F－的图象．

3．[2019·重庆市重庆一中考试]某实验小组设计如图甲所示实验

装置“探究加速度与力的关系”．已知小车的质量 M，砝码盘的质

量m0，打点计时器使用的交流电频率 f＝50 Hz.

(1)探究方案的实验步骤

A．按图甲安装好实验装置；

B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做

匀速运动；

C．取下细绳和砝码盘，记录砝码盘中砝码的质量 m；

D．将小车紧靠打点计时器，接通电源后放开小车，得到一条点

迹清晰的纸带，由纸带求得小车的加速度 a；

E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量 m，重复

多次步骤 B～D，得到多组 m、a.

(2)记录数据及数据分析

①实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小

车的加速度 a＝________ m/s2.

②实验小组认为小车受到的合外力 F＝mg，根据记录数据和纸

带，将计算得到的合外力和加速度填入设计的表中(表略)．

③ 建立 a－F坐标系，利用②中得到的表中数据描点得到如图丙

所示的图线．根据图线，“小车加速度 a与外力 F成正比”的结论是

________(选填“成立”或“不成立”)的；已知图线延长线与横轴的

交点 A的坐标是(－0.08 N,0) ，由此可知，砝码盘的质量 m0＝

________ kg.(已知数据测量是准确的，重力加速度 g取10 m/s2)

(3)方案评估：若认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总重

力，即F＝(m0＋m)g，实验中随着F的增大，不再满足砝码和砝码

盘的总质量远小于小车的质量要求，实验图应为________．(填正确

答案标号)

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课练10　实验：验证牛顿第二定律小题狂练⑩小题是基础　练小题　提分快1.[2019·宁夏长庆高级中学检测]在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，砂和砂桶的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出．(1)实验中，为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是________．A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电．改变砂桶中砂子的多少，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B．将长木板的一端垫起适当...

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