组卷网 > 高中物理综合库 > 物理实验 > 力学实验 > 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 > 验证牛顿第二定律实验图像的解读
题型:实验题 难度:0.4 引用次数:1208 题号:14370021
如图甲所示,某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上,小车的左端通过轻细绳跨过定滑轮与砝码盘相连,小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连,实验中认为砝码和盘的总重力近似等于绳的拉力,已知重力加速度为g,打点计时器的工作频率为

(1)补偿阻力:用小木块把木板垫高后,在__________(选填“挂”或“不挂”)砝码盘的情况下,轻推一下小车,直到打点计时器打出一系列________的点。
(2)甲同学在补偿阻力后,在保持小车质量不变的情况下,改变砝码盘中砝码的质量,重复实验多次,根据实验数据作出了如图乙所示的图象,其中图线末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能是____________。(直接答出原因即可,不需要分析说明)
(3)乙同学实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中OABCD为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个点未画出,则滑块运动的加速度_________。(结果保留三位有效数字)
(4)丙同学保持小车质量一定,探究加速度a与所受外力F的关系,他在轨道水平时做的实验,按正确的操作得到了如图丁所示图线,则小车与木板间的动摩擦因数_______。(用字母表示)

(5)小许同学在探究小车加速度a与所受合外力F的关系时,设计并采用了如图所示的方案。其实验操作步骤如下:
a.挂上砝码盘和砝码,调节木板的倾角,使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑;
b.取下砝码盘和砝码,测出其总质量为m,并让小车沿木板下滑,测出加速度a
c.改变砝码盘中砝码的个数,重复步骤ab,多次测量,作出图像。

若小许同学实验操作规范,随砝码盘中砝码个数的增加,作出的图像最接近如图中的_______,并分析说明理由,其中小车下滑时受到的阻力用f表示___________________
A.B.C.

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【推荐1】某同学用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律:

(1)通过实验得到如图(b)所示的aF图像,造成图线不经过原点这一结果的原因是:在平衡摩擦力时木板与水平桌面的倾角________(填“偏大”或“偏小”);
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验,把砝码和盘的总重视为拉力大小,为了便于探究和减小误差,应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足____________的条件;
(3)该同学从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点未画出),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。由这些已知数据计算:(结果保留3位有效数字)

①小车匀变速直线运动的加速度a________m/s2.
②与纸带上C点相对应的瞬时速度v______ m/s。
2020-04-17更新 | 279次组卷
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【推荐2】某实验小组的同学在“验证牛顿第二定律”实验中,使用了如图所示的实验装置.

(1)在下列测量工具中,本次实验需要用的测量仪器有_________
A.游标卡尺       B.刻度尺       C.秒表             D.天平
(2)实验中,为了可以将细线对小车的拉力看成是小车所受的合外力,某同学先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项必须且正确的操作是___________
A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节砂和砂桶的总质量的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的右端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的右端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推一下小车,观察判断小车是否做匀速运动
(3)某同学在做保持小车质量不变,验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时,根据测得的数据作出如图所示的a﹣F图线,所得的图线既不过原点,又不是直线,原因可能是_________
A.木板右端所垫物体较低,使得木板的倾角偏小
B.木板右端所垫物体较高,使得木板的倾角偏大
C.小车质量远大于砂和砂桶的质量
D.砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量
(4)在某次利用上述已调整好的装置进行实验时,保持砂和砂桶的总质量不变,小车自身的质量为M且保持不变,改变小车中砝码的质量m,并测出小车中不同砝码质量时所对应的加速度a,以m为横坐标,以为纵坐标,在坐标纸上作出如图所示的关系图线,实验结果验证了牛顿第二定律.如果图中纵轴上的截距为b,则小车受到的拉力大小为_________
(5)下图是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出.量出相邻的计数点之间的距离分别为:SAB=4.20 cm、SBC=4.65 cm、SCD=5.10 cm、SDE=5.54 cm、SEF=6.00 cm、SFG=6.46 cm,已知打点计时器的工作周期为0.02s,则小车的加速度a=_________m/s2.(结果保留2位有效数字)
2018-07-16更新 | 1152次组卷
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【推荐3】在“探究物体的加速度与物体所受外力、物体质量间的关系”的实验中,采用如图甲所示的实验装置。小车及车中的砝码总质量用M表示,盘及盘中的砝码总质量用m表示。

(1)当Mm的大小关系满足__________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小近似等于盘和盘中砝码所受的总重力。
(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码总质量m不变来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是__________选填前面的字母
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车及车中砝码的总质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源
D.改变小车及车中的砝码总质量M,应该重复实验,得到多组不同的M及相应a的实验数据
(3)另一组同学保持小车及车中的砝码总质量M不变,探究加速度a与所受外力F的关系,由于他们操作不当,这两组同学得到的a-F关系图像分别如图乙和图丙所示,回答下列问题:

图乙中图线上端不是直线的原因是_______
图丙中图线不过原点的原因是_____________
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