(廣東專用)高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律微專題18實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律粵教

(廣東專用)2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律微專題18實(shí)驗(yàn)：考證牛頓運(yùn)動(dòng)定律粵教版!(廣東專用)2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律微專題18實(shí)驗(yàn)：考證牛頓運(yùn)動(dòng)定律粵教版!(廣東專用)2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)第3章牛頓運(yùn)動(dòng)定律微專題18實(shí)驗(yàn)：考證牛頓運(yùn)動(dòng)定律粵教版!實(shí)驗(yàn)：考據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律[方法點(diǎn)撥](1)控制變量法．(2)圖象法．1．用圖1甲所示裝置“研究小車加快度與力、質(zhì)量的關(guān)系”．請(qǐng)思慮并完成相關(guān)內(nèi)容：圖1實(shí)驗(yàn)時(shí)，為平衡摩擦力，以下操作正確的選項(xiàng)是________．A．連著砂桶，合適調(diào)整木板右端的高度，直到小車被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)B．取下砂桶，合適調(diào)整木板右端的高度，直到小車被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)C．取下砂桶，合適調(diào)整木板右端的高度，直到小車緩慢沿木板做直線運(yùn)動(dòng)(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz，由此可求出小車的加快度a＝________m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)．(3)一組同學(xué)在保持木板水平時(shí)，研究小車質(zhì)量必然的情況下加快度a與合外力F的關(guān)系，得到如圖丙中①所示的a－F圖線．則小車運(yùn)動(dòng)時(shí)碰到的摩擦力f＝______N，小車質(zhì)量M＝________kg.若該小組正確完成了步驟(1)，獲取的a－F圖線應(yīng)該是圖丙中的________(填“②”“③”或“④”)．2．某研究性學(xué)習(xí)小組利用如圖2所示裝置研究圓滑斜面上物體的加快度與物體質(zhì)量及斜面傾角的關(guān)系．以下實(shí)驗(yàn)方法，可以采用________．A．等效法B．控制變量法C．放大法D．累積法(2)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過向小車放入鉤碼來改變小車質(zhì)量，只要測(cè)出小車從長(zhǎng)為L(zhǎng)的斜面頂端滑至底端的時(shí)間t，就可以由公式a＝________________求出加快度．1圖2(3)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過改變方木塊墊放地址來調(diào)整長(zhǎng)木板的傾角，由于沒有量角器，因此經(jīng)過測(cè)量出長(zhǎng)木板頂端到水平面的高度hh，求出傾角α的正弦值sinα＝.某同學(xué)記錄了高度和加快度L的對(duì)應(yīng)值，并在坐標(biāo)紙上建立合適的坐標(biāo)系后描點(diǎn)作圖如圖3，請(qǐng)依照他所作的圖線求出當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭＝________m/s2.圖33．為了研究加快度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板水平放置，長(zhǎng)木板上安裝兩個(gè)相距為d的光電門；放在長(zhǎng)木板上的滑塊經(jīng)過繞過定滑輪的細(xì)線與力傳感器相連，力傳感器下掛一重物．拉滑塊的細(xì)線的拉力大小F等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門1處由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t后，經(jīng)過光電門2.改變重物質(zhì)量，重復(fù)以上操作，獲取下表中的5組數(shù)據(jù)．(取g＝10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)圖4次數(shù)a－2/N/(m·s)F12345(1)若測(cè)得兩光電門之間距離d＝0.5m，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝0.5s，則滑塊的加快度a＝________m/s2.(2)依照表中數(shù)據(jù)在圖5中畫出a－F圖象．2圖5依照?qǐng)D象可得滑塊的質(zhì)量m＝________kg，滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________.4．某同學(xué)利用“考據(jù)牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)．如圖6所示，帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置，力傳感器固定在墻上，輕繩分別超出固定在滑塊上和固定在長(zhǎng)木板尾端的滑輪，一端與力傳感器連接，另一端豎直懸掛一砂桶，砂桶距地面足夠遠(yuǎn)．調(diào)治兩滑輪的地址使輕繩與長(zhǎng)木板平行，不計(jì)輕繩與各滑輪之間的摩擦．圖6實(shí)驗(yàn)時(shí)，必然要進(jìn)行的操作是______(填選項(xiàng)前的字母)．A．將長(zhǎng)木板右端墊高以平衡摩擦力B．使砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量C．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接交流電源D．用天平測(cè)砂和砂桶的總質(zhì)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄力傳感器的示數(shù)F,用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量m,由紙帶上的點(diǎn)求出加快度a.依照這些數(shù)據(jù),可以得出滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ＝________.(重力加快度為g)5．如圖7甲所示，一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板放置在水平桌面上，湊近長(zhǎng)木板的左端固定有一光電門，右端放置一帶有擋光片的小車，小車和擋光片的總質(zhì)量為M，細(xì)線繞過定滑輪，一端與小車相連，另一端掛有6個(gè)鉤碼，已知每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，且M＝4m.圖7(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出小車上的擋光片的寬度，讀數(shù)如圖乙所示，則擋光片寬度d＝________cm.(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為了除掉摩擦力的影響，可以把木板右端合適墊高，調(diào)治木板的傾斜度，直到使小3車在________(填“受”或“不受”)細(xì)線的拉力時(shí)能沿木板做________直線運(yùn)動(dòng)．(3)將小車從木板右端由靜止釋放，小車上的擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間為t1，則小車經(jīng)過光電門的速度為______(用題給字母表示)．(4)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，細(xì)線另一端掛有6個(gè)鉤碼，由靜止釋放小車后細(xì)線上的拉力為F1，接著每次實(shí)驗(yàn)時(shí)將1個(gè)鉤碼移放到小車上，當(dāng)細(xì)線掛有3個(gè)鉤碼時(shí)細(xì)線上的拉力為2，則FF________2F(填“大于”“等于”或“小于”)．12(5)若每次搬動(dòng)鉤碼后都從同一地址釋放小車，設(shè)擋光片(寬度為d，且d?L)與光電門的距離為,細(xì)線所掛鉤碼的個(gè)數(shù)為，測(cè)出每次擋光片經(jīng)過光電門的時(shí)間為t,測(cè)出多組數(shù)據(jù),并繪Ln1出n－t2圖象如圖8所示,已知圖線斜率為k,則當(dāng)?shù)刂亓涌於葹開______(用題給字母表示)．圖86．為測(cè)量一鉛塊的質(zhì)量，某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖9a所示的實(shí)驗(yàn)．將鉛塊和鉤碼用超出定滑輪的細(xì)繩連接，在質(zhì)量為200g的鉤碼下端拴上穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，閉合電源釋放鉛塊，鉛塊下降,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列的點(diǎn).圖b為紙帶的一部分,其中A、B、C、D為四個(gè)連續(xù)的點(diǎn)，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上,當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭＝9.75m/s2，不計(jì)滑輪的質(zhì)量及摩擦，回答以下問題：(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)圖9計(jì)時(shí)點(diǎn)D對(duì)應(yīng)刻度尺的刻度值為________cm；鉛塊的加快度大小為________m/s2；可求得鉛塊的質(zhì)量為________kg.7．某實(shí)驗(yàn)小組在“研究加快度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出以下的實(shí)驗(yàn)方案，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖10所示．已知小車質(zhì)量M＝g，砝碼盤質(zhì)量m＝g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所使用的0交流電頻率f＝50Hz.其實(shí)驗(yàn)步驟是：4圖10A．按圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；B．調(diào)治長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)；C．取下細(xì)繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m；D．將小車置于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器旁,先接通電源,再松開小車,打出一條紙帶,由紙帶求得小車的加快度a；E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)B～D步驟，求得小車在不同樣合外力F作用下的加快度．回答以下問題：(1)按上述方案做實(shí)驗(yàn)，可否要求砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？________(填“是”或“否”)．實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖11所示，由該紙帶可求得小車的加快度a＝________m/s2.圖11某同學(xué)將相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中，以下表：次數(shù)12345砝碼盤中砝碼的重力/NF小車的加快度a/(m·s－2)他依照表中的數(shù)據(jù)畫出a－F圖象(如圖12)．造成圖線但是坐標(biāo)原點(diǎn)的最主要原因是_________，從該圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)可求出的物理量是_______，其大小為________.5圖126答案精析1．(1)B②解析(1)在平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)使小車所受重力沿木板斜面方向的分力等于小車所受摩擦力，因此應(yīng)該取下砂桶，輕推小車后，小車能勻速下滑，B項(xiàng)正確．將所得紙帶分為等時(shí)的兩大段，由逐差公式s＝aT2可知，小車的加快度為：a＝12.22＋79＋7.41＋cm/s2＝1.60m/s2.9×0.12(3)木板水平時(shí)，由牛頓第二定律F－f＝Ma得1f，結(jié)合圖象可知，a＝0時(shí)，f＝F＝a＝F－MMN；當(dāng)F＝0時(shí)，f＝0.50m/s2，因此M＝0.20kg.無論可否平衡摩擦力，a－F圖線的斜率都M等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，故正確完成實(shí)驗(yàn)步驟(1)所獲取的實(shí)驗(yàn)圖線應(yīng)過原點(diǎn)且與圖線①平行，因此應(yīng)是圖線②.22．(1)B(2)t2解析(1)要研究圓滑斜面上物體的加快度與物體質(zhì)量及斜面傾角的關(guān)系，由于有兩個(gè)變量，12可采用控制變量法，B正確．(2)小車在圓滑斜面上做初速度為零的勻加快運(yùn)動(dòng)，由L＝2at可得＝2L＝sinα，－sinα圖象的斜率表2.(3)小車在圓滑斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加快度ataga示重力加快度，得g＝9.6m/s2.3．(2)見解析圖122d2×22解析(1)依照運(yùn)動(dòng)學(xué)公式d＝2at得，a＝t2＝m/s＝4.0m/s.以下列圖F(3)依照F－μmg＝ma得a＝－μg，因此滑塊運(yùn)動(dòng)的加快度a和所受拉力F的關(guān)系圖象的斜m率等于滑塊質(zhì)量的倒數(shù)．7由圖象得加快度a和所受拉力F的關(guān)系圖象的斜率k＝4，因此滑塊的質(zhì)量m＝0.25kg.由圖象得，當(dāng)＝0.5N時(shí)，滑塊剛要開始滑動(dòng)，因此滑塊與軌道間的最大靜摩擦力等于FN.而最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，即μ＝0.5N，解得μ＝0.2.mg4．(1)C2F－ma(2)mg解析(1)由于采用了力傳感器，可直接讀出輕繩的拉力，不需要使砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量，也不需要測(cè)量砂和砂桶的總質(zhì)量，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由于是測(cè)量滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，因此不需要將長(zhǎng)木板右端墊高以平衡摩擦力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必定接交流電源才能使用，選項(xiàng)C正確．(2)由于滑塊上有動(dòng)滑輪，滑塊所受拉力為2F.對(duì)滑塊，2F－ma由牛頓第二定律，2F－μmg＝ma，解得：μ＝mg.d5d25．(2)不受勻速(3)t1(4)小于(5)kL解析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)尺讀數(shù)為0.05×4mm＝0.20mm，則最后讀數(shù)為5.20mm＝0.520cm.(2)當(dāng)小車不受細(xì)線的拉力時(shí)，重力沿木板向下的分力若與摩擦力平衡，小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)．(3)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小，則小車經(jīng)過光電門的速度為d.(4)當(dāng)細(xì)線掛有6個(gè)鉤碼時(shí)，對(duì)小車和鉤碼整體解析，16mg＝0.6g，對(duì)小車分t＋6Mm析，依照牛頓第二定律得F＝Ma＝4m×g＝mg，當(dāng)細(xì)線掛有3個(gè)鉤碼時(shí)，對(duì)整體解析，113mga2＝＝g，對(duì)小車解析，依照牛頓第二定律得F2＝7ma2＝mg，可知F1＜2F2.(5)小車10m經(jīng)過光電門的速度d2d2＝2aL，由于a＝nmgngn＝5d2v＝，依照v＝2aL，得t2＝，代入解得gLt2，t10m105d25d2圖線的斜率k＝gL，解得g＝kL.6．解析(1)依照刻度尺讀數(shù)規(guī)則，毫米刻度尺需要估讀到0.1mm，計(jì)時(shí)點(diǎn)D對(duì)應(yīng)刻度尺的刻2s2度值為7.60cm.(2)由s＝aT可得鉛塊的加快度大小a＝T2＝5.00m/s.(3)以鉛塊和鉤碼整體為研究對(duì)象，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律得Mg－mg＝(M＋m)a，解得鉛塊的質(zhì)量M＝0.621kg.7．(1)否(3)在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力(只要涉及“未考