2018年高考物理第一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤練：第3章第3講 實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓第二定律 (含解析).doc

1、第三章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三講 實(shí)驗(yàn)四：驗(yàn)證牛頓第二定律課時(shí)跟蹤練1由于沒(méi)有始終滿足小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和桶的總質(zhì)量m的關(guān)系，結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的()解析：由于沒(méi)有始終滿足小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砂和桶的總質(zhì)量m的關(guān)系，則得到的a圖象先是直線后向下發(fā)生彎曲，故選D.答案：D2.如圖所示，在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，若1、2兩個(gè)相同的小車(chē)所受拉力分別為F1、F2，車(chē)中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2，打開(kāi)夾子后經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間兩車(chē)的位移分別為x1、x2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有()A當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，x12x2B當(dāng)m1m2、F12F2時(shí)，x22x1C當(dāng)F1F2、m12m2時(shí)，x

2、12x2D當(dāng)F1F2、m12m2時(shí)，x22x1解析：題中m1和m2是車(chē)中砝碼的質(zhì)量，絕不能認(rèn)為是小車(chē)的質(zhì)量，題中只說(shuō)明了兩小車(chē)是相同的，并未告訴小車(chē)的質(zhì)量是多少當(dāng)m1m2時(shí)，兩車(chē)加砝碼后質(zhì)量仍相等，若F12F2，則a12a2，由xat2得x12x2，A對(duì)，B錯(cuò)；若m12m2時(shí)，無(wú)法確定兩車(chē)加砝碼后的質(zhì)量關(guān)系，兩小車(chē)的加速度關(guān)系也就不清楚，故無(wú)法判定兩車(chē)的位移關(guān)系，C、D錯(cuò)故選A.答案：A3圖甲為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖沙和沙桶的總質(zhì)量為m，小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用沙和沙桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)小車(chē)?yán)Φ拇笮D甲(1)實(shí)驗(yàn)中，為了使細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力等于小車(chē)所受的合外力，先調(diào)節(jié)

3、長(zhǎng)木板一端滑輪的高度，使細(xì)線與長(zhǎng)木板平行接下來(lái)還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是()A將長(zhǎng)木板水平放置，讓小車(chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車(chē)在沙和沙桶的牽引下運(yùn)動(dòng)，從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)B將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，讓小?chē)連著已經(jīng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，撤去沙和沙桶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，輕推小車(chē)，從打出的紙帶判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)C將長(zhǎng)木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨?，撤去紙帶以及沙和沙桶，輕推小車(chē)，觀察判斷小車(chē)是否做勻速運(yùn)動(dòng)(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是()AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gBM20

4、0 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為xAB4.22 cm、xBC4.65 cm、xCD5.08 cm、xDE5.49 cm、xEF5.91 cm、xFG6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，則小車(chē)的加速度a_m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖乙解

5、析：(1)平衡小車(chē)的摩擦力時(shí)，應(yīng)撤去沙和沙桶，安裝紙帶，給打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通電，根據(jù)紙帶上打出點(diǎn)的分布來(lái)判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)，故B正確(2)為使細(xì)線的拉力近似等于沙和沙桶的總重力，應(yīng)滿足Mm，故C組最合理(3)由a，T0.1 s，可解得a0.42 m/s2.答案：(1)B(2)C(3)0.424“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中用所掛鉤碼的重量作為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力F.通過(guò)增加鉤碼的數(shù)量，多次測(cè)量，可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖乙所示(1)圖線_(選填“”或“”)是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下

6、得到的(2)在軌道水平時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的阻力Ff_N.(3)圖乙中，拉力F較大時(shí)，a-F圖線明顯彎曲，產(chǎn)生誤差為避免此誤差可采取的措施是()A調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時(shí)使小車(chē)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)B在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車(chē)上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量C將無(wú)線力傳感器捆綁在小車(chē)上，再將細(xì)線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力D更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)解析：(1)在水平軌道上，由于受到摩擦力，拉力不為零時(shí)，加速度仍然為零，可知圖線是在軌道水平的情況下得到的當(dāng)軌道的右側(cè)抬高過(guò)高時(shí)(平衡摩擦力過(guò)度)，拉力等于零時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)加速度，所以圖線是在軌道

7、右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的(2)根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)Ffma，當(dāng)F0.5 N時(shí)，a0，解得Ff0.5 N.(3)由于開(kāi)始段aF關(guān)系為一條傾斜的直線，所以在小車(chē)質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實(shí)驗(yàn)原理有mgMa，得a，而實(shí)際上a，可見(jiàn)aF圖線末端明顯偏離直線是由于沒(méi)有滿足Mm造成的將無(wú)線力傳感器捆綁在小車(chē)上，再將細(xì)線連在力傳感器上，用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力可以避免出現(xiàn)這種情況故C選項(xiàng)正確答案：(1)(2)0.5(3)C5(2018長(zhǎng)沙模擬)某同學(xué)利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車(chē)加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，如圖乙所示實(shí)驗(yàn)中小車(chē)(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200 g，實(shí)

8、驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪，小車(chē)的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到回答下列問(wèn)題：圖甲圖乙(1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成_(選填“線性”或“非線性”)關(guān)系(2)由圖乙可知，am圖線不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，可能的原因是_(3)若利用本實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證“在小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，小車(chē)的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車(chē)受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是_，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是_解析：(1)由描點(diǎn)作圖可知小車(chē)的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系(2)由題給圖象可知，當(dāng)小車(chē)的加速度為0時(shí)，砝碼質(zhì)量不為0，說(shuō)明此時(shí)存在摩擦力(3)對(duì)小車(chē)受力分析，有

9、FTFfMa，mgFTma.聯(lián)立兩式可得a.可知應(yīng)平衡摩擦力，平衡摩擦力后a，F(xiàn)T.為使FTmg，應(yīng)使m M.答案：(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量6(2018開(kāi)封模擬)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，打出的紙帶如圖所示，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T.圖甲圖乙(1)測(cè)出紙帶各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為x1、x2、x3、x4，如圖甲所示，為使由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果更精確一些，計(jì)算加速度平均值的公式應(yīng)為a_(2)在該實(shí)驗(yàn)中，為驗(yàn)證小車(chē)質(zhì)量M不變時(shí)，a與F成正比，小車(chē)質(zhì)量M、沙及沙桶的質(zhì)量m分別選取下列四組值A(chǔ)M500 g，m分別為50 g、70 g、100

10、 g、125 gBM500 g，m分別為20 g、30 g、40 g、50 gCM200 g，m分別為50 g、70 g、100 g、125 gDM200 g，m分別為30 g、40 g、50 g、60 g若其他操作都正確，那么在選用_組值測(cè)量時(shí)所畫(huà)出的aF圖象較準(zhǔn)確(3)有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，作出a-F圖象，如圖乙所示試分析：圖象不通過(guò)原點(diǎn)的原因是_圖象上部彎曲的原因是_解析：(1)逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)公式a求解加速度(2)滿足沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M的條件，繩對(duì)小車(chē)的拉力才近似等于沙和桶的重力，故選B.(3)分析實(shí)驗(yàn)誤差出現(xiàn)的原因：沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠；未滿足沙和沙桶的

11、質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M.答案：(1)(2)B (3)沒(méi)有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠未滿足沙和沙桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量M7某同學(xué)為探究加速度與合外力的關(guān)系，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板固定在水平桌面上，用輕繩繞過(guò)定滑輪及輕滑輪將小車(chē)與彈簧測(cè)力計(jì)相連實(shí)驗(yàn)中改變懸掛的鉤碼個(gè)數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，并利用紙帶計(jì)算出小車(chē)對(duì)應(yīng)的加速度a.圖甲(1)實(shí)驗(yàn)中的鉤碼的質(zhì)量可以不需要遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，其原因是_A車(chē)所受的拉力與鉤碼的重力無(wú)關(guān)B小車(chē)所受的拉力等于鉤碼重力的一半C小車(chē)所受的拉力可由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的某條紙帶的一部分已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz，由紙帶數(shù)據(jù)求出小車(chē)的加速度a_m/s2.圖乙(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出小車(chē)的加速度a與彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F的關(guān)系圖象，下列圖象中最符合本實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況的是_解析：(1)小車(chē)所受的拉力可由彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)出，因此實(shí)驗(yàn)中鉤碼的質(zhì)量可以不需要遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量，選項(xiàng)