高考物理總復(fù)習(xí)專題三牛頓運動定律實驗四驗證牛頓運動定律練習(xí)含答案

知識鞏固練1.(2023年中山一中模擬)某學(xué)習(xí)小組利用如圖甲實驗裝置“探究小車的加速度與力的關(guān)系”.(1)要用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，則應(yīng)先平衡摩擦力，同時使鉤碼的質(zhì)量________(填“遠小于”“等于”或“遠大于”)小車的質(zhì)量.

(2)保持小車質(zhì)量不變，改變鉤碼(質(zhì)量均為m)的個數(shù)n，測出小車對應(yīng)的加速度a.(3)作出a-n圖像如圖乙所示，則說明在小車質(zhì)量一定時，加速度與合力成______.

(4)若該圖線斜率為k，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，則小車的質(zhì)量M＝______，測量值________(填“大于”“等于”或“小于”)真實值.

【答案】(1)遠小于(3)正比(4)mgk【解析】(1)根據(jù)牛頓第二定律，對鉤碼和小車整體m0g＝(M+m0)a，對小車T＝Ma，整理得T＝m0g(4)用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，根據(jù)牛頓第二定律nmg＝Ma，整理a＝mgMn，結(jié)合圖像知k＝mgM，可得M＝mgk.實際上，鉤碼本身也有加速度，則nmg＝(m+M)a，整理得a＝mgM+mn，結(jié)合圖像有k＝mgM+2.某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的裝置來“探究加速度與力的關(guān)系”，彈簧測力計固定在一合適的木塊上，桌面的右邊緣固定一個光滑的定滑輪，細繩的兩端分別與彈簧測力計的掛鉤和礦泉水瓶連接.在桌面上畫出兩條平行線P、Q，并測出間距d.開始時將木塊置于P處，現(xiàn)緩慢向瓶中加水，直到木塊剛剛開始運動為止，記下彈簧測力計的示數(shù)F0，以此表示滑動摩擦力的大小.再將木塊放回原處并按住，繼續(xù)向瓶中加水后，記下彈簧測力計的示數(shù)F，然后釋放木塊，并用秒表記下木塊從P運動到Q處所用的時間t.(1)木塊的加速度可以用d和t表示為a＝________.

(2)改變瓶中水的質(zhì)量重復(fù)實驗，確定加速度a與彈簧測力計示數(shù)F的關(guān)系.下圖中能表示該同學(xué)實驗結(jié)果的是________.

ABCD(3)(多選)用加水的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，它的優(yōu)點是________.

A.可以改變滑動摩擦力的大小B.可以更方便地獲取更多組實驗數(shù)據(jù)C.可以更精確地測出摩擦力的大小D.可以獲得更大的加速度以提高實驗精度【答案】(1)2dt2(2)C(綜合提升練3.某實驗小組應(yīng)用如圖所示裝置“探究加速度與物體受力的關(guān)系”，已知小車的質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的總質(zhì)量為m，所使用的打點計時器所接的交變電流的頻率為50Hz.實驗步驟如下：A.按圖所示安裝好實驗裝置，其中與定滑輪及彈簧測力計相連的細線豎直；B.調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車能沿長木板向下勻速運動；C.掛上砝碼盤，接通電源后，再放開小車，打出一條紙帶，由紙帶求出小車的加速度；D.改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟C，求得小車在不同合力作用下的加速度.根據(jù)以上實驗過程，回答以下問題：(1)對于上述實驗，下列說法正確的是.A.小車的加速度與砝碼盤的加速度大小相等B.實驗過程中砝碼盤處于超重狀態(tài)C.與小車相連的輕繩與長木板一定要平行D.彈簧測力計的示數(shù)應(yīng)為砝碼和砝碼盤總重力的一半E.砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車的質(zhì)量(2)實驗中打出的一條紙帶如圖所示，由該紙帶可求得小車的加速度約為________m/s2.(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(3)由本實驗得到的數(shù)據(jù)作出小車的加速度a與彈簧測力計的示數(shù)F的關(guān)系圖像，與本實驗相符合的是________.

ABCD【答案】(1)C(2)0.16(3)A4.(2023年廣東二模)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置測量物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ.長木板固定在水平桌面上，左端安裝遮光片的物塊通過細繩跨過定滑輪與重物連接，光電門固定在靠近定滑輪處，物塊(含遮光片)的質(zhì)量為M，重物的質(zhì)量為m.靜止釋放物塊，記錄物塊剛釋放時與光電門的距離s及遮光片通過光電門的遮光時間t，改變物塊的釋放位置，重復(fù)多次實驗.(1)下列操作對實驗是必要的有________.

A.調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使細繩與長木板平行B.用天平測出物塊(含遮光片)和重物的質(zhì)量C.為減小實驗誤差，物塊剛釋放時與光電門的距離s盡可能近一點(2)利用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d，如圖乙所示，應(yīng)利用游標(biāo)卡尺______部分進行測量(填圖乙中字母代號)，讀數(shù)為d＝__________mm.

(3)根據(jù)多組s、t數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作出1t2-s圖像如圖丙所示，圖像的斜率為k，設(shè)重力加速度為g，則物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝__________(用題中物理量字母符號表示)【答案】(1)AB(2)B11.70(3)2【解析】(1)為了減小誤差，繩子拉力應(yīng)沿著水平方向，需要調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使細繩與長木板平行，A正確；本實驗利用牛頓第二定律測動摩擦因數(shù)，需要用天平測出物塊(含遮光片)和重物的質(zhì)量，B正確；為減小實驗誤差，物塊剛釋放時與光電門的距離s適當(dāng)遠一些，C錯誤.(2)由圖可知，應(yīng)利用游標(biāo)卡尺B部分進行測量，讀數(shù)為d