组卷网 > 知识点选题 > 验证牛顿第二定律实验图像的解读
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解析
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1 . 某学习小组用如图所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验:

(1)实验可能用到的两种打点计时器构造如图甲、乙所示,以下说法正确的是___________

A.甲图是电磁打点计时器,乙图是电火花计时器
B.甲图使用的电源是直流8V左右,乙图使用的电源是交流220V
C.利用打点计时器可以直接测量计数点的瞬时速度
D.电磁打点计时器和电火花计时器在本实验中的作用是相同的
(2)下图是实验时平衡阻力的情形,其中正确的是___________(选填字母)。

(3)如图为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点ABCDE,相邻两个计数点之间的时间间隔为,现测出各计数点到A点之间的距离,如图所示。根据纸带可求得,此次实验中小车的加速度测量值___________。(结果保留两位有效数字)

(4)该小组多次实验后根据实验数据作出了小车的加速度a随合力F的变化图线如图所示,图丙中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线,其主要原因是___________

A.该小组做实验时不满足盘和重物质量m远小于小车和车上砝码总质量M
B.该小组未将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡阻力
C.该小组平衡阻力时长木板右端垫高倾角太大
(5)该小组利用所作的加速度a随合力F的变化图线求得了小车及砝码的总质量___________kg。
2024-02-05更新 | 59次组卷 | 1卷引用:山西省运城市2023-2024学年高一上学期期末调研物理试卷
2 . 利用位移传感器可以测定物体运动的加速度,学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究物体加速度与力的关系,其中位移传感器(接收器)固定,物块和位移传感器(发射器)的总质量为M,所挂钩码的总质量为m,木板及物块和定滑轮之间的轻绳均水平,重力加速度大小为g。用轻绳所挂钩码受到的重力作为轻绳对物块的拉力F,通过位移传感器测得物块的加速度为a,改变m,多次重复测量,得到的图线如图乙所示。

(1)保持物块和位移传感器(发射器)的总质量M不变,通过改变轻绳所挂钩码的总质量m,多次重复测量来研究物块的加速度aF的关系,这种研究方法叫______(填“等效替代法”或“控制变量法”)。
(2)若m不断增大,图乙中的曲线部分不断延伸,则物块的加速度a的趋向值为______
(3)物块和位移传感器(发射器)的总质量______
(4)物块与木板间的动摩擦因数______
2024-02-04更新 | 39次组卷 | 1卷引用:河北省保定市2023-2024学年高一上学期期末调研考试物理试题
3 . 某实验小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力的关系”。按图甲所示安装好实验装置,并进行如下操作:

①调节砂桶中砂的质量,轻推物块。直到打点计时器打出的纸带上的点间隔均匀,记下这时弹簧测力计的示数F0
②加大砂和砂桶的质量,释放小车,打点计时器打出一条纸带,记录这时弹簧测力计的示数为F
③继续加大砂和砂桶的质量,多次重复步骤②,记下弹簧测力计的示数F
(1)调节定滑轮的高度,使牵引小车的细线与长木板保持平行,请选出你认为这样做的目的是________(填字母代号)。
A.防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰
B.保证小车运动中所受合力不变
C.防止小车在木板上运动过程中发生抖动
(2)实验中__________(选填“需要”或“不需要”)满足所挂钩码质量远小于小车质量。
(3)图乙为某次实验中打出的一条纸带,图中相邻计数点间还有4个点未画出,打点计时器所接的交流电的频率为f=50Hz,测得0、3两计数点之间距离为x1=7.50cm,3、6之间距离x2=11.10cm。则小车运动的加速度大小a=_________m/s2(结果保留两位有效数字)。
(4)若由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图像,下列四幅图中,与本实验相符合的是__________(填字母代号)。
A. B. C.   D.
2024-02-02更新 | 95次组卷 | 1卷引用:安徽省临泉第一中学2023-2024学年高一上学期末考试物理试卷
4 . 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系,小明同学设计了如图(a)所示的实验装置,其中为小车的质量,为砂和砂桶的总质量,为滑轮的质量,力传感器可测出轻绳中的拉力大小。

(1)下列关于实验操作说法正确的是_______
A.需要用天平测砂和砂桶的总质量m        B.需要保证细线与木板平行
C.需要先释放小车,再接通电源        D.需要平衡小车所受滑动摩擦力
(2)为了完成该实验_______(填“需要”或“不需要”)使砂和砂桶的总质量远小于小车的质量。
(3)某次实验得到如图(b)所示的纸带,已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个点未画出,则C点速度为_______m/s,小车运动的加速度大小为_______(结果均保留三位有效数字);

(4)由实验得到小车加速度a与力传感器示数F的关系如图(c)所示,图线未过坐标原点的原因是_______,由图可知小车的质量为_______
2024-02-02更新 | 62次组卷 | 1卷引用:陕西省安康市2023-2024学年高一上学期期末考试物理试题
5 . 某同学在做“探究加速度与物体受力的关系”实验时的实验装置示意图如图甲所示。实验时所用交变电流的频率为50Hz。

(1)图乙是某次实验得到的纸带,相邻计数点间有四个计时点未画出,由图乙可知,纸带的______(填“左”或“右”)端与小车相连,打B点时小车的速度为______m/s,小车的加速度是______m/s2。(结果均保留2位有效数字)
(2)保持小车质量m不变,改变小车所受的拉力,分别测得不同拉力下小车的加速度a,并在坐标纸中作出a-F图像。某两次实验作出的a-F图像分别如图丙中I和II所示,均明显超出了误差范围,出现图线II这种状况的原因可能为______
2024-02-02更新 | 58次组卷 | 1卷引用:河北省邯郸市2023-2024学年高一上学期期末质量检测物理试卷
6 . 下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源频率为的交流电源,打点的时间间隔用表示。在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来探究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”。

(1)完成下列实验步骤中的空格部分:
①补偿小车所受的阻力:撤去小吊盘,调整木板右端的高度,用手轻推小车,直到打点计时器在纸带上打出一系列__________的点。(填“均匀”或“不均匀”)
②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块(小吊盘和物块的总质量比小车的质量小得多),在小车中放入砝码。
③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量
④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.
⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距…。求出与不同相对应的加速度
⑥以砝码的质量为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上作出关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则应成__________关系(填“线性”或“非线性”)。
(2)完成下列的问题:

(i)上图为实验过程中的某一条纸带,由此可知小车的加速度__________(结果保留2位有效数字)。
(ii)下图为根据实验测得数据绘制的图像。设图中直线的斜率为,在纵轴上的截距为,若牛顿第二定律成立,则小车受到的拉力为__________,小车的质量为__________
2024-02-01更新 | 55次组卷 | 1卷引用:安徽省黄山市2023-2024学年高一上学期期末质量检测物理试题
7 . 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)某同学将实验装置按图甲所示安装好,不挂细线与砝码盘,轻推小车,打点计时器打出纸带及纸带运动方向如图乙所示,则应将垫块适当_________(选填“左移”或“右移”)以平衡摩擦力。

(2)平衡摩擦力后,实验得到一条纸带,纸带上按时间顺序选取五个计数点,相邻的两计数点之间还有4个点未画出,如图丙所示。已知打点计时器的打点周期为,则小车加速度大小_________(结果保留2位小数)。

(3)在研究加速度与质量的关系时,砝码和砝码盘的质量为保持不变。小车的总质量为,改变进行多次实验,测得对应的小车加速度大小,作出的图线,合理的应为_________
A.         B.
C.          D.
2024-02-01更新 | 65次组卷 | 1卷引用:福建省泉州市2023-2024学年高一上学期1月期末教学质量跟踪监测物理试题
8 . “验证牛顿第二定律”的实验装置如图所示。按图设置好实验装置后,把细线系在小车上并绕过滑轮悬挂钩码。

(1)图中木板右端被垫高,这样做的目的是________
(2)某同学正确进行实验后,打出了一条纸带如图所示。计时器打点的时间间隔为。从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。则在打下点迹3时,小车运动的速度______(结果保留3位有效数字),该小车的加速度________;(结果保留3位有效数字)

(3)根据测量的实验数据作出物体的加速度和拉力图线即:图线,发现其不通过原点,请分析其主要原因是________

(4)在对上一问中的装置进行了调整后,图线能够通过原点。为得到更多的数据点,该同学不断改变钩码质量,发现随着增大,图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线,如图所示。图线在末端弯曲的原因是________
2024-02-01更新 | 41次组卷 | 1卷引用:湖北省2023-2024学年高一上学期1月期末考试物理试题
9 . 用图(a)所示的实验装置研究小车加速度与其受力和质量的关系。主要实验步骤如下:

a.安装好实验器材,接通打点计时器电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动。
b.获得一条点迹清晰的纸带,如图(b)所示,其中ABCDE为计数点,用s1s2s3s4以及相邻两个计数点的时间间隔t来表示小车加速度的计算式a__________

c.用弹簧测力计测出重物的重力G,当重物的质量________(选填“等于”、“远大于”、“远小于”)小车的质量时,小车所受拉力F近似等于___________
d.改变___________(选填“重物的质量”、“小车的质量”),再重复上述步骤,获得多组数据aF。得到的a-F图像如图(c)所示。图线不过原点的原因是缺失_______________步骤。
2024-01-31更新 | 0次组卷 | 1卷引用:广东省深圳市龙华区2023-2024学年高一上学期期末检测物理试题
10 . 利用图甲所示的实验装置探究物体加速度与力和质量的关系。

(1)某同学通过实验得到如图乙所示图像,造成这一结果的原因是:在补偿阻力时木板与水平桌面间的倾角______(填“偏大”或“偏小”)。
(2)该同学重新补偿阻力后进行实验,实际小车在运动过程中所受的拉力______(填“大于”、“小于”或“等于”)砝码和盘的总重力,为了便于探究、减小误差,应使砂桶及砂的总质量______小车的总质量(“远大于”、“远小于”或“近似等于”)。
(3)某同学得到如图丙所示的纸带,已知打点计时器电源频率为50Hz,0、1、2、3、4、5、6是纸带上7个连续计数的点,这些点的间距如图中标示,其中每相邻两点间还有4个计时点未画出,根据测量结果计算:打3点时小车的速度大小为______m/s;小车运动的加速度大小为______m/s2。(结果均保留2位有效数字)

(4)如图丁所示,在某次利用上述已调整好的装置进行实验时,若保持作用在小车上且平行于木板的拉力F不变,小车自身的质量M保持不变,在小车上增加质量为m的砝码,并测出此时小车的加速度a,调整小车上的砝码,进行多次实验,得到多组数据,以小车上砝码的质量m为横坐标,相应加速度的倒数为纵坐标,在坐标纸上作出如图戊所示的关系图线,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,图线的斜率为k,则小车的质量M______
2024-01-31更新 | 67次组卷 | 1卷引用:江西省抚州市2023-2024学年高一上学期期末学业质量监测物理试卷
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