驗證牛頓第二定律實驗有答案

1、驗證牛頓第二定律1. （10分）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示。（1）在平衡小車與桌面之間摩擦力的過程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計時器打點的時間間隔為0.02s.從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離。該小車的加速度a=_m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）平衡摩擦力后，將5個相同的砝碼都放在小車上.掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個砝碼添加到砝碼盤中，測量小車的加速度。小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實驗數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）

2、0.691.181.662.182.70請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖像.（3）根據(jù)提供的試驗數(shù)據(jù)作出的-F圖線，請說明圖像不過原點主要原因。答案： (1) 0.16 (0.15也算對) ；（2）（見圖）；（3）未計入砝碼盤的重力。解析：（1）處理勻變速直線運(yùn)動中所打出的紙帶，求解加速度用公式，關(guān)鍵弄清公式中各個量的物理意義，為連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差，t為連需相等的時間間隔，如果每5個點取一個點，則連續(xù)兩點的時間間隔為t=0.1s，（3.68-3.52）m，帶入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s2.（2）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，合理的設(shè)計橫

3、縱坐標(biāo)的刻度值，使圖線傾斜程度太小也不能太大，以與水平方向夾角45°左右為宜。由此確定F的范圍從0設(shè)置到1N較合適，而a則從0到3m/s2較合適。設(shè)好刻度，根據(jù)數(shù)據(jù)確定個點的位置，將個點用一條直線連起來，延長交與坐標(biāo)軸某一點。如圖所示。（3）處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點、拐點、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問題將會迎刃而解。與縱坐標(biāo)相交而不過原點，該交點說明當(dāng)不掛砝碼時，小車仍由加速度，即繩對小車仍有拉力，從此拉力的來源考慮很容易得到答案，是因為砝碼盤的重力，而在（2）問的圖表中只給出了砝碼的總重力，而沒有考慮砝碼盤的重力。2. 某同學(xué)設(shè)計了一個探究小車的加速度a與小

4、車所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖（所用交變電流的頻率為50Hz）（1）圖（b）為某次實驗得到的紙帶，實驗數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計數(shù)點之間還有4個點未畫出，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為 m/s2（保留三位有效數(shù)字）（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的，數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)12345678小車加速度a/m·s20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67小車質(zhì)量倒數(shù)4.003.453.032.502.001.

5、411.000.60請在方格坐標(biāo)紙中畫出圖線,并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是 （3）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，一位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線如圖所示。該圖線不通過原點，其主要原因是_ 答案：(1)0.510 (2)略 (3)沒有平衡摩擦力3. 在探究牛頓第二定律實驗中，得到以下數(shù)據(jù)：物體質(zhì)量不變時，加速度a與物體所受合力F的對應(yīng)數(shù)據(jù)如表1；物體所受合力不變時，加速度a和物體質(zhì)量的倒數(shù)1/M的對應(yīng)數(shù)據(jù)如表2。表1 表2a(m·s2)1.02.04.06.08.1F（N）0.51.02.03.04.0a(m·s2)1.02.02

6、.73.04.00.250.500.690.801.0（1）分別畫出a F圖象和a1/M圖象。（2）由a F圖象得到的結(jié)論是 ；由a 1/M圖象得到的結(jié)論是 答案：（1）如圖所示（2）物體的加速度與物體所受的合力成正比 物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比4. 為了探究受到空氣阻力時，物體運(yùn)動速度隨時間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實驗裝置（如圖所示）。實驗時，平衡小車與木板之間的摩擦力后，在小車上安裝一薄板，以增大空氣對小車運(yùn)動的阻力。（1）往砝碼盤中加入一小砝碼，在釋放小車 （選填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點。（2）從紙帶上選取若

7、干計數(shù)點進(jìn)行測量，得出各計數(shù)點的時間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出小車的v-t圖像。（3）通過對實驗結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動速度的增加，小車所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀點？請根據(jù)v-t圖象簡要闡述理由。答案：5. 在做“研究勻變速直線運(yùn)動”的實驗時，某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個計數(shù)點（每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個打點計時器打下的點，本圖中沒有畫出）打點計時器接的是220V、50Hz的交變電流他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計數(shù)點A對齊（下述第（1）、（2）、（3）小題結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）.（1）由以上數(shù)據(jù)

8、計算打點計時器在打C點時，物體的即時速度vC是_m/s；（2）計算該物體的加速度a為_m/s2；（3）紙帶上的A點所對應(yīng)的物體的即時速度vA=_m/s； （4）如果當(dāng)時電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實驗的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測量值比實際值偏_（填“大”或“小”）答案：（1）0.16；（2）0.42-0.44；（3）0.070-0.080；（4）大6. 在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，采用如圖A所示的實驗裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙 帶由打點計時器打出的點計算出當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足

9、 時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與_的圖象如圖B所示為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的aF圖象，說明實驗存在的問題是 乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗，畫出了各自得到的a-F圖象如圖C所示，兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同_ 7. 某實驗小組采用圖示的裝置探究“恒力拉動下小車的運(yùn)動情況”，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點針時器工作頻率為50 Hz（1）實驗的部分步

10、驟如下，請將步驟補(bǔ)充完整：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點計時器附近， ， ，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點，斷開開關(guān)，取下紙帶。改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作。（2）下圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg，砝碼質(zhì)量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及A、B、C、D和E五個計數(shù)點，通過數(shù)據(jù)處理可獲得各計數(shù)點對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v,VA= ，VB= ， VC= ，VD= ，右表是紙帶的測量結(jié)果（填補(bǔ)表格空白位置）（3）由紙帶和測量數(shù)據(jù)不難看出，紙帶的 （“左”或“右”）端是系小車的。答案：（1）接通電源 ； 釋放小車（2）1.51，5.06（無估讀不給分）；0.49（3） 左8. “測量紙帶運(yùn)動加速度”實驗中利用打點計時器得到一條紙帶，紙帶上 A、B、C、D、E、F、G這些點的間距如圖中標(biāo)示，其中每相鄰兩點間還有4個點未畫出。根據(jù)測量結(jié)果計算：(1)打C點時紙帶的速度大小：_m/s；(2)紙帶運(yùn)動的加速度大?。篲m/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)答案： 1.18 m/s； 1.50 m/s2。9. 某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動”實驗時，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每兩點間還有4個點沒有畫出來），圖中上部的數(shù)字為相鄰兩