牛頓第二定律實驗練習題含答案

1、牛頓第二定律實驗練習題1 關于“驗證牛頓運動定律”的實驗，下列說法中符合實際的是（）A .通過何時改變小車的質量關系 m及受到的拉力F的研究,能歸納出加速度、力、質量三者之間的B.通過保持小車質量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質量三者之間的關系C.通過保持小車受力不變，只改變小車質量的研究，就可以得出加速度、力、質量三者之間的關系D.先不改變小車質量，研究加速度與力的關系；再不改變受力，研究加速度與質量的關系，最后歸納出加 速度、力、質量三者之間的關系2.如圖所示，在探究牛頓運動定律的演示實驗中，若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為Fi、F2,車中所放硅碼的質量分別為m

2、m2,打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為Xi、X2，則在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，有（）（i）根據(jù)表中數(shù)據(jù),畫出a城帶運動方向* v6.19IJ6.70u' 7.21 117.72'單 : cm（i）出小車的加速度大小為 有效數(shù)字）根據(jù)圖象判定：當m一定時，a與F的關系為若甲、乙兩同學在實驗過程中，由于沒有按照正確步驟進行實驗，處 理數(shù)據(jù)后得出如圖所示的a- F圖象.試分析甲、乙兩同學可能存在的問題：甲：乙：4 .某同學設計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質量m關系的實驗，圖（a）所示為實驗裝置簡圖.（交流電的頻率為50 Hz）電源插頭紙帶六，里火花計時器B %111=砂

3、桶u（a）圖（b）所示為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求，2m/s .（保留兩位 速度保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m,分別得到小車加 a與質量m及對應的不數(shù)據(jù)如1請在下圖所示的坐標紙中畫出a_L圖線，并由圖線求出小車加mo/(mb)1 11 1 1 -r1速度a與質量倒數(shù)_1之間的關系式是mFTTa l +L 1.t -r-*5 -F-2 T -I J 一T_L5 為了探究加速度與力的關系，使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗. 其中Gi、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過 Gi、G2光電門時，光束被遮擋的時間Ati、盤2都可以被測量并記錄,lllll IFTII rt-

4、l.l- !. gZj4- -hi- L、；一iXJ4-IIIIIrT mr T-1-i-m r r-tT-r Bu- .=IT滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為檔光片擋光片寬度為D，光電門間距離為x,牽引硅碼的質量為m.回答下列問實驗次數(shù)123-X -45678小牛加拜度 .2 a/m s1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質量 m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671 -1 m/kg4.003.453.032.502.001.411.000.60OGi：(1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增

5、加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié) 是否到位？答：(2)若取M=0.4 kg,改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是A mi= 5 gB. m2= 15 gC. ms= 40 gD m4= 400 g(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度,求得的加速度的表達式為(用Ai、A2、D、x表示)6 在用DIS研究小車加速度與外力的關系時，某實驗小組先用如圖(a)所示的實驗裝置，重物通過滑輪用細線拉小車，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運動，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端.實驗中把重物的重力作為拉力F,改變重物重力重復實驗四次，列表記錄四組數(shù)據(jù).a/ms-22.01

6、2.984.026.00F/N1.002.003.005.00(1)在坐標紙上作出小車加速度a和拉力F的關系圖線;圖(a)重物a/ms(2 )從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當之處是:（b）所示.從理論上（3）如果實驗時，在小車和重物之間接一個不計質量的微型力傳感器，如圖分析，該實驗圖線的斜率將.（填“變大”，“變小”，“不變7.如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓運動定律，小車上固定一個盒子，盒子內(nèi)盛有沙子.沙桶的總質量（包 括桶以及桶內(nèi)沙子質量）記為m小車的總質量（包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質量）記為M.沙桶（i）驗證在質量不變的情況下，加觸與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中，

7、稱量并記 錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應的加速度a則從打下的紙帶中計算得出.多次改變合外力F的大小，每次都會得到一個相應的加速度.本次實驗中，桶內(nèi)的沙子取自小車中，故 系統(tǒng)的總質量不變.以合外力F為橫軸，以加速度a為縱軸，畫出aF圖象，圖象是一條過原點的直線.a F圖象斜率的物理意義是.你認為把沙桶的總重力mg當作合外力F是否合理？答：.（填“合理”或“不合理”） 本次實驗中，是否應該滿足M?m這樣的條件？答：（填“是”或“否”）；理由是 .（2）驗證在合外力不變的情況下，加速度與質量成反比：保持桶內(nèi)沙子質量m不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗證加速度與質量的關系.本次實驗中，

8、桶內(nèi)的沙子總質量不變，故系統(tǒng)所受的合外力不變.用圖 象法處理數(shù)據(jù)時，以加速度a為縱橫，應該以 倒數(shù)為橫軸.匕參考合柔1 解析：驗證牛頓運動定律的實驗，是利用控制變量法，探究加速度a與合外力F、物體質量m的關系，故D項正確.答案：D1 02 .解析：當mi二m2、2F2時，由F=ma可知，2a2，再由x二-at可得：2x2，故A正確, B錯12i誤；當 rm = 2m2、Fi = F2時 , ai= a2,再由 x= Aat?可得：Xi = 2x2,故 C 錯誤，D 正確.答案：AD3 .解析：（1）若a與F成正比，則圖象是一條過原點的直線.同時，因實驗中不可避免地出現(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，

9、從而減小誤差，增大實驗的準確性，則在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條過原點的直線即可.連線時應使直線過盡可能多的點，不在直線上的點應大致對稱地分布在直線兩側，離直線較遠的點應視為錯誤數(shù)據(jù)，不予以考慮.描點畫圖如圖所示.（2）由圖可知a與F的關系是正比例關系.（3）圖中甲在縱軸上有較大截距，說明繩對小車拉力為零時小車就有 加速度a。，可能是平衡摩擦力過度所致乙在橫軸上有截距，可能是實 驗前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠.答案：（1）見解析（2）正比例關系（3）平衡摩擦力時木板抬的過高 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠4 .解析：（1）由逐差法得X3+ X4 Xi+ X2 a= a = 2(4T)-27.7

10、2 + 7.21 6.70+6.19 X10 16 m/s2X 0.02203.2 m/s1如圖所示，2m No/ (aivs2)耐出口說也.答案：見解析5.意位置靜止不動，或推動M后能使M勻速運解析：（1）如果氣墊導軌水平，則不掛硅碼時，M應能在任動.(2)應滿足M? m,故m仁400 g不合適.± D Do/9_ v? v 1 2 ax 由 Vl= At' A”D 可得：a喬 2x答案：(1)取下牽引硅碼，M放在任意位置都不動；或取下牽引硅碼，輕推滑行器M，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被擋的時間At都相等D 2_ $26.(1)(2)傾角過大觀察圖像可以發(fā)現(xiàn)當外力為零等時，加速度a不于0,說明在平衡摩擦力時軌道傾角過(3)變大本實At2 AT a;大，使得重力沿斜面向下的分力大于摩擦力。驗中，以重物重力mg作為外力F，其實是整體的合力即a=F/(M+m)，圖像斜率為1/(M+m)換用力傳感器后,拉力F只是小車的合力此時a=F/M，斜率1/M，所以斜率變大。7.解析：(1)將車內(nèi)的沙子轉移到桶中，就保證了 M+m不變，即系統(tǒng)的總質量不變，研究對象是整個系統(tǒng)，a二F合 /(M+ m)=mg/(M+ m