2020新課標(biāo)高考物理總復(fù)習(xí)課時檢測(十九)驗證牛頓運動定律(實驗增分課)

1、課時檢測（十九）驗證牛頓運動定律（實驗增分課） 1 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置， 將一端帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，小車置于長木板上，并用細(xì)繩跨過定滑輪與托 盤相連，小車右端連一條紙帶，通過打點計時器記錄其運動情況。開始時，托盤中放少許 砝碼，釋放小車，通過紙帶記錄的數(shù)據(jù)，得到如圖乙中所示的圖線 a,然后在托盤上添加一 個質(zhì)量為 m= 0.05 kg 的砝碼，再進(jìn)行實驗，得到圖線 b。已知小車與長木板間存在摩擦， 在小車運動過程中，細(xì)繩中的拉力近似等于托盤和所加砝碼的重力之和， g 取 10 m/s2。則 （1）通過圖乙可以得出，小車先后兩次運動

2、的加速度之比為 _ 。 根據(jù)圖乙，可計算小車的質(zhì)量為 _ kg。 解析：（1）在速度一時間圖像中，圖線的斜率表示加速度，故小車第一次運動的加速度 先后兩次運動的加速度之比 ai :a2= 3 ：4。 設(shè)開始托盤和砝碼的質(zhì)量為 mo,根據(jù)牛頓第二定律有： mog= Ma i，添加砝碼時有: mog+ mg= Ma2，解得 M = 2.5 kg。 答案：( (1)3 : 4 (2)2.5 2.某同學(xué)用圖（a）所示的實驗裝置測量物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)。 所用電源的頻率為 50 Hz，物塊下滑過程中所得到的紙帶的一部分如圖 了五個連續(xù)點之間的距離。 （2）已知重力加速度大小為 g,為求出動摩擦因數(shù)

3、，還必須測量的物理量是 正確答案標(biāo)號 為：ai 0.4 - 0.1 0.5 m/s2= 0.6 m/s2,第二次運動的加速度為: 0.4 a2=05 2 2 m/s = 0.8 m/s，故小車 已知打點計時器 （b）所示，圖中標(biāo)出 （1）物塊下滑時的加速度 a= 65+3.52*1*3.3心 Cin i i ri m/s2,打 C 點時物塊的速度 v= m/s; 00.10.2030.40,5 f/s 乙 解析：（1）物塊沿斜面下滑做勻加速運動，根據(jù)紙帶可得連續(xù)兩段距離之差為A .物塊的質(zhì)量 B.斜面的高度 C 斜面的傾角 0.13 cm, 答案：(1)0.67(0.65 0.7 均可)(2)

4、0.67 (3)0.1 由 a =學(xué)得 a =叩蔦叩蔦0 0 m/s2 = 3.25 m/s2,打 C 點時物塊的速度 3.65+ 3.52 X 10 2 2K05 m/仁79 m/so 對物塊進(jìn)行受力分析如圖，則物塊所受合外力為 F合=mgsin 0卩 mg gsin 0 a cos 0= ma,即卩 a= gsin 0 ugos 0,得尸 gcos 0，所以還需測量的物理 gcos 0 量是斜面的傾角 0O 答案：( (1)3.25 1.79 (2)C 3在用 DIS 研究小車加速度與外力的關(guān)系時， 某實驗小組使用如圖（a）所示的實驗裝置, 重物通過滑輪用細(xì)線拉小車，在小車和重物之間接一個

5、不計質(zhì)量的微型力傳感器，位移傳 感器（發(fā)射器）隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器 （接收器）固定在軌道一端，實驗中力 傳感器的拉力為 F，保持小車包括位移傳感器（發(fā)射器）的質(zhì)量不變，改變重物質(zhì)量重復(fù)實 驗若干次，得到加速度與外力的關(guān)系如圖 （b）所示。 動摩擦力 Ff = 0.67 N O XBD tBD 6.0 力傳感常LL 匣物一 * Z z （1）小車與軌道的滑動摩擦力 F f= 從圖像中分析，小車包括位移傳感器（發(fā)射器）的質(zhì)量為 kg。 （3）該實驗小組為得到 a 與 F 成正比的關(guān)系, 應(yīng)將斜面的傾角 B調(diào)整到 tan 0= 解析：根據(jù)題圖（b）可知，當(dāng) F = 0.67 N 時，

6、小車開始有加速度，則小車與軌道的滑 根據(jù)牛頓第二定律 a= 冷立=*F 二, 則 a F 圖像的斜率表示小車包括位移傳感 L0 2.0 &Q 4.0 協(xié) 圖 t d/ (nr sz) 答案：(1)0.67(0.65 0.7 均可)(2)0.67 (3)0.1 1 4.0 2.0 器(發(fā)射器)質(zhì)量的倒數(shù)，則 M = 1= k 5.0 2.0 2 kg = 3 kg 0.67 kgo 為得到 a 與 F 成正比的關(guān)系，則應(yīng)該平衡摩擦力， 則有：Mgsin 0=卩 Mgos 0,解得: tan 0= u,根據(jù) Ff= u Mg 得: 0.67 0.67 X =0.1,所以 tan 0= 0.

7、1 O （1） 甲同學(xué)所設(shè)計的實驗裝置如圖 1 所示，其中 A 為一質(zhì)量為 M的長直木板，B 為木板 上放置的質(zhì)量為 m 的物塊，C 為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測力計 （水平放置），實驗時用力 將 A 從 B 的下方抽出，通過 C 的讀數(shù) F1即可測出動摩擦因數(shù)，則該設(shè)計能測出 _ （填 “A 與 B”或“ A 與地面”）之間的動摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為 _ 。 （2） 乙同學(xué)的設(shè)計如圖 2 所示，他在一端帶有光滑輕質(zhì)定滑輪的長木板上固定 A、B 兩 個光電門，與光電門相連的計時器可以顯示帶有遮光條的物塊在其間的運動時間，與跨過 定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示掛鉤處所受的拉力。實驗時，多次

8、改變砂桶中 砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門 A 處由靜止開始運動，讀出多組測力計示數(shù) F 及對 1 應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運動時間 t。在坐標(biāo)系中作出 F 孑的圖線如圖 3 所示，圖線的 斜率為 k，縱軸的截距為 b,橫軸的截距為 c。因乙同學(xué)不能測出物塊質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng) 該測出的物理量為 _。根據(jù)該測量物理量及圖線信息可知物塊 和長木板之間的動摩擦因數(shù)表達(dá)式為 _ 。 解析：（1）當(dāng) A 達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時 B 處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計的讀數(shù) Fi 與 B 所受的滑 動摩擦力 Ff大小相等，B 對 A 的壓力大小等于 B 所受的重力 mg,由 Ff=（IFN，得 尸孑= F N F1 m

9、g =卩 mg k 與摩擦力是否存在無關(guān)， 物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為: 答案:1 1A 與 B mg光電門 A、B 之間的距離x尸鴛 1 2 2x 4甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計了測動摩擦因數(shù)的實驗，已知重力加速度為 g。 I 物塊 1 Z O 4-/S! 物塊由靜止開始做勻加速運動, 定律得: F m= ma,則: 2mx T t +卩 mg 則圖線的斜率為: k = 2mx,縱軸的截距為：b b = 2xb mg= kg 5如圖甲所示，某同學(xué)設(shè)計了一個測量滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù)的實驗裝置，裝 有定滑輪的長木板固定在水平實驗臺上，長木板上有一滑塊，滑塊右端固定一個動滑輪, 位移 x = ?at

10、 ,可得：a =孑，對于物塊根據(jù)牛頓第二 鉤碼和彈簧測力計通過繞在滑輪上的細(xì)線相連，放開鉤碼，滑塊在長木板上做勻加速直線 運動。 （i）實驗得到一條如圖乙所示的紙帶，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為 的數(shù)據(jù)可知，滑塊運動的加速度大小是 _ m/s2 3（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字 滑塊受到的拉力 FT為彈簧測力計示數(shù)的兩倍，即： FT = 2F，滑塊受到的摩擦力為： Ff=mg 由牛頓第二定律可得：FT Ff= ma,解得力 F 與加速度 a 的函數(shù)關(guān)系式為：F = ma + g由題圖丙所給信息可得圖像縱軸截距為： b=詈g解得：尸型。 3 2 2 mg 答案：（怦（2）mg 長木楓水平實驗臺 鉤碼 0.1 s,由圖乙中 單位:ClT丿曲卑別一 J * 18.01 Ml 28.81- - a 乙 讀出彈簧測力計的示數(shù) F，處理紙帶，得到滑塊運動的加速度 a; 改變鉤碼個數(shù)，重復(fù)實驗。以彈簧測力計的示數(shù) F 為縱坐標(biāo)，以