2019年度高中物理一轮重难点典例精析必修1试题专题14 实验：验证牛顿运动定律(通关检测) Word版含解析

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(高中物理一轮复习)高考物理一轮复习实验四验证牛顿运动定律

2．数据处理
(1)把小车在不同力作用下产生的加速度填在下表中：
小车质量的倒
实验
加速度小车受力
次数
a/(m·s－2)
F/N
数M1 /kg－1
1
2
3
4
由以上数据画出它的 a－F 关系图象如图所示．通过 a－F 关系图象我们可以得出，小车的加速度 a 与力 F 成正比．
(2)把不同质量的小车在相同力作用下产生的加速度填在下表中：
1．实验步骤 (1)用天平测出小车和小盘的质量 M 和 M′，把数值记录下来． (2)按照如图所示装置把实验器材安装好，只是不把悬挂小盘的细线系在小车上(即不给小车加牵引力)．
(3)平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块，反复移动木块的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受重力在斜面方向上的分力平衡． (4)把细绳系在小车上并绕过滑轮悬挂小盘，先接通电源再放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列的点．打点完成后切断电源，取下纸带，在纸带上标上纸带号码． (5)保持小车及车内砝码的质量不变，在小盘内放入质量为 m′的砝码，重复步骤 (4)．在小盘内分别放入质量为 m″、m′′′、…的砝码，再重复步骤(4)．m′、 m″、m′′′、…的数值都要记录在纸带上(或表格内)． (6)在每条纸带上都选取一段比较理想的部分，标明计数点，测量计数点间的距离，算出每条纸带上的加速度的值．
次数n
1
2
3
4
5
质量M/g
100 140 180 200 240
加速度a/(m·s－2)
1.00 0.67 0.53 0.48 0.40
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高考物理一轮专题：第14讲实验：验证牛顿运动定律

高考物理一轮专题：第14讲实验：验证牛顿运动定律姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共1题；共2分)1. （2分）(2017·泰州模拟) “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示．实验中，为使小车运动时所受的拉力近似等于盘和重物的总重力，则盘和重物的总质量m与小车的质量M应满足的关系是（）A . m远大于MB . m远小于MC . m略大于MD . m略小于M二、实验探究题 (共12题；共58分)2. （4分） (2020高三上·和平期末) 在进行力学实验时，需要结合实验原理开掌握实验的有关要求，不能死记硬背，利用如图所示的装置，可完成多个力学实验，附有滑轮的长木板平放在实验桌面上，将细绳一端拴在滑块上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码使滑块在钩码的牵引下运动。

①利用这套装置做“探究加速度与力和质量的关系”的实验，需要先将长木板倾斜适当的角度，这样做的目的是________，还要求钩码的质量远小于滑块的质量，这样做的目的是________。

A．避免在滑块运动的过程中发生抖动B．使滑块获得较大的加速度C．使细线的拉力等于滑块受到的合外力D．使滑块最终能匀速运动E．使纸带上点迹清晰，便于进行测量F．使钩码重力近似等于细线的拉力②若用此装置做“研究匀变速直线运动”实验，实验中必须的措施是（________）A．与滑块连接的部分细线必须与长木板平行B．滑块的质量远大于钩码的质量C．先接通电源再释放滑块D．倾斜木板以平衡滑块与长木板间的摩擦力3. （4分） (2017高一上·九江期末) 某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系．（1）下列做法正确的是（填字母代号）A . 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B . 在调节木板倾斜度，平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上C . 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D . 通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上硅码的总质量（填远大于，远小于，或近似于）（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m 乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙μ甲________μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”）4. （4分） (2017高一上·黑龙江期末) 如图1所示，为探究“加速度与合力、质量的关系”的实验装置，请完成以下问题：（1）本实验先保证小车质量不变，探究加速度与合力的关系；再保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，该实验采用的研究方法为A . 等效替代法B . 控制变量法C . 理想模型法（2）实验中小车和木板间存在摩擦，为了设法排除摩擦的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现，则实验中应将图中木板________侧（填右或左）垫高，从而达到平衡摩擦力．（3）平衡摩擦力后，若小车的总质量为M，钩码总质量为m（m＜＜M），重力加速度为g，可认为小车释放后受到的合外力大小为________（4）该实验中，保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，采用图象法处理数据．为了比较容易地看出加速度a与质量M的关系，应作A . a﹣M图象B . a﹣图象C . a﹣图象D . a﹣M2图象（5）保证小车质量不变，探究加速度与所受力的关系时，某同学根据实验得到数据，画出F﹣a图象如图2所示，那么该同学实验中出现的问题最可能的是________a．平衡摩擦力过度b．平衡摩擦力不足．5. （5分） (2019高一下·包头月考) 在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．（1）当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据为了比较容易地观测加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．（3）乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的图线如图所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同________？6. （3分） (2018高二下·伊宁期末) 如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。

2019高中物理专题14 实验验证牛顿运动定律学案新人教版必修1

专题13 实验验证牛顿运动定律重难讲练一、数据处理1．计算加速度——先在纸带上标明计数点，测量各计数点间的距离，根据逐差法计算各条纸带对应的加速度。

2．作图象找关系——根据记录的各组对应的加速度a 与小车所受牵引力F ，建立直角坐标系，描点画a F 图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，便证明加速度与作用力成正比。

再根据记录的各组对应的加速度a 与小车和砝码总质量M ，建立直角坐标系，描点画a －1M图象，如果图象是一条过原点的倾斜直线，就证明了加速度与质量成反比。

二、注意事项1．平衡摩擦力：在平衡摩擦力时，不要把悬挂小盘的细绳系在小车上，即不要给小车加任何牵引力，且要让小车拖着纸带匀速运动。

2．不重复平衡摩擦力：整个实验平衡了摩擦力后，不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量，都不需要重新平衡摩擦力。

3．实验条件：每条纸带都必须在满足小车的质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出。

只有如此，小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。

4．一先一后一按住：改变拉力和小车质量后，每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先接通电源，再放开小车，且应在小车到达定滑轮前按住小车。

5．作图：作图时，两坐标轴的比例要适当，要使尽可能多的点落在所作直线上，不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧。

题型1 对实验原理及误差分析的考查【典例1】用图a 的装置“探究加速度与力、质量的关系”时有两个“巧妙”的设计，一是要求小车的质量远大于砂和砂桶的质量之和；二是对小车要进行“平衡摩擦力”操作。

回答下列问题：(1)实验要求“小车质量远大于砂和砂桶质量之和”的目的是________。

(2)对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是________(填字母序号)。

A ．取下砂和砂桶B ．在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动C ．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开D．把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度(3)在满足实验条件下，某同学得到了如图b的图线(M为小车和砝码的总质量)，图线在纵轴上截距不为零的原因是______________。

2019高中物理重难点复习一本通专题14 实验：验证牛顿运动定律重、难点通关学案1

专题14 实验：验证牛顿运动定律重难点1 探究加速度与力、质量的关系一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律.2.会测量加速度、力和质量，能作出物体运动的a －F 、a －1m 图象.，掌握利用图象处理数据的方法。

3.会通过实验探究加速度与力、加速度与质量的定量关系．二、实验器材小车、砝码、砝码盘、细线、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、交流电源、纸带、刻度尺、天平．三、实验原理实验的基本思想——控制变量法（1）保持研究对象即小车的质量不变，改变砝码盘内砝码的质量，即改变作用力，测出小车的对应加速度，验证加速度是否正比于作用力．（2）保持砝码盘中砝码的质量不变，即保持作用力不变，改变研究对象即小车的质量，测出对应不同质量的加速度，验证加速度是否反比于质量．四、实验方案的设计1．三个物理量的测量方法——近似法本实验的研究对象：小车（装置如图所示）．（1）小车质量的测量：利用天平测出，在小车上增减砝码可改变小车的质量．（2）拉力的测量：当砝码盘和砝码的质量远小于小车质量的情况下，可以认为砝码盘和砝码的重力近似等于小车所受的拉力（合外力）．（3）加速度的测量：由纸带根据公式Δx ＝aT 2，结合逐差法计算出小车的加速度． 2．实验数据的处理方法——图象法、“化曲为直”法（1）研究加速度a 和力F 的关系以加速度a 为纵坐标，力F 为横坐标，根据测量数据描点，然后作出图象，如图2所示，若图象是一条通过原点的直线，就能说明a 与F 成正比．（2）研究加速度a 与质量m 的关系如图所示，因为a －m 图象是曲线，检查a －m 图象是不是双曲线，就能判断它们之间是不是成反比关系，但检查这条曲线是不是双曲线，相当困难．若a 和m 成反比，则a 与1m 必成正比．我们采取“化曲为直”的方法，以a 为纵坐标，以1m 为横坐标，作出a －1m 图象，若a －1m 图象是一条过原点的直线，说明a 与1m 成正比，即a 与m 成反比．五、实验步骤1．用天平测出小车的质量M ，并把数值记录下来．2．按如图所示的装置把实验器材安装好（小车上先不系绳）．3．平衡摩擦力：在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块，反复移动木块位置，直到轻推小车在斜面上运动时可保持匀速直线运动为止（纸带上相邻点间距相等）．4．在砝码盘里放入适量的砝码，用细绳绕过定滑轮系在小车上，在小车上加放适量的砝码，用天平测出砝码盘和砝码的质量m ，记录下来．接通电源，放开小车，待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带，并设计表格如下.56．在每条纸带上选取一段比较理想的部分，算出每条纸带对应的加速度的值，填入表格中．7．用纵坐标表示加速度，横坐标表示作用力，根据实验结果画出小车运动的a －F 图象，从而得出a 、F 之间的关系．8．保持砝码和砝码盘的质量不变，在小车上加放砝码，重复上面的实验，求出相应的加速度，并设计表格如下．根据实验结果画出小车运动的a －1M 图象，从而得出a 、M 之间的关系.2 3 9六、注意事项1．打点前小车应靠近打点计时器且应先接通电源后释放小车．2．在平衡摩擦力时，不要（填“要”或“不要”）悬挂砝码盘，但小车应连着纸带且接通电源．用手轻轻地给小车一个初速度，如果在纸带上打出的点的间隔均匀，表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡．3．改变砝码的质量的过程中，要始终保证砝码和砝码盘的质量远小于小车的质量．4．作图时应使所作的直线通过尽可能多的点，不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧，但若遇到个别偏离较远的点可舍去.【典例精析】（2013·天津高考）某实验小组利用图所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

高中物理必修一《实验验证牛顿运动定律》典型题练习(含答案)

《实验验证牛顿运动定律》典型题练习1．在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，下列说法中不正确的是()A．平衡摩擦力时，应将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车2．“验证牛顿运动定律”的实验，主要的步骤有：A．将一端附有定滑轮的长木板放在水平桌面上，取两个质量相等的小车，放在光滑的水平长木板上B．打开夹子，让两个小车同时从静止开始运动，小车运动一段距离后，夹上夹子，让它们同时停下来，用刻度尺分别测出两个小车在这一段时间内通过的位移大小C．分析所得到的两个小车在相同时间内通过的位移大小与小车所受的水平拉力的大小关系，从而得到质量相等的物体运动的加速度与物体所受作用力大小的关系D．在小车的后端也分别系上细绳，用一只夹子夹住这两根细绳E．在小车的前端分别系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘内分别放着数目不等的砝码，使砝码盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量．分别用天平测出两个砝码盘和盘内砝码的总质量上述实验步骤，正确的排列顺序是________．3．用如下图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系．实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动．(1)此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是______________________．(2)通过改变________，就可以改变小车所受的合力．(3)在探究加速度与质量关系时，分别以________为纵坐标、________为横坐标作图象，这样就能直观地看出二者关系．4．在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时，采用如图所示的实验装置．小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示．(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验，其具体操作步骤如下，以下做法正确的是________．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．每次改变小车的质量时，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．用天平测出m以及小车质量M，小车运动的加速度可直接用公式a＝mg M求出(3)另两组同学保持小车及车中的砝码质量M一定，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关系图象分别如图1和图2所示，其原因分别是：图1：____________________________________________________________________；图2：_____________________________________________________________________5．某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系．弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接．在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d.开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小．再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t.(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝________；为了减小测量加速度的偶然误差可以采用的方法是(一种即可)______．(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系．下列图象能表示该同学实验结果的是________．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是________．a．可以改变滑动摩擦力的大小b．可以更方便地获取多组实验数据c．可以比较精确地测出摩擦力的大小d．可以获得更大的加速度以提高实验精度6．某实验小组利用如下图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x＝24 cm，由下图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d＝________cm.该实验小组在做实验时，将滑块从上图甲所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1，遮光条通过光电门2的时间Δt2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1＝________，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2＝________，则滑块的加速度的表达式a＝________.(以上表达式均用字母表示)乙丙(2)在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验，得到如表所示的实验数据．通过分析表中数据后，你得出的结论是________.(3)描点作出相应图象．《实验验证牛顿运动定律》典型题练习参考答案1．解析：本题考查实验过程中应注意的事项，选项A 中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳拴在小车上，A 错；选项B 、C 、D 符合正确的操作方法，B 、C 、D 对，A 错．答案： A2．解析：此题考查的是实验步骤，对于实验的一些常识，必须牢记于心，结合本实验的实验步骤，不难排列出正确的顺序．答案： AEDBC3．答案： (1)探究的是加速度与其他量之间的比例关系(其他解答只要合理就给分．如：初速度为零的匀加速运动，在相同的时间内，位移与加速度成正比) (2)砝码的数量 (3)a ⎝ ⎛⎭⎪⎫或1m 1m (或a )4．解析： (1)实验中的实际加速度为a ＝mg M ＋m，实验时把mg 当成对M 的拉力，即忽略m 对加速度的影响，使加速度约为a ＝mgM ，显然需m ≪M .(2)平衡摩擦力的实质是，让重力的下滑分力Mg sin θ＝μMg cos θ……①，只需将纸带挂上，不需施加其他外力，A 错；由①式可知B 对；每次实验时应先接通打点计时器的电源，再放开小车，C 错；小车的加速度应由小车后面拖动的纸带上打出的点计算出，D 错．(3)若m ≪M 则a ＝1M mg ，斜率1M 基本不变，若m 过大(或M 过小)，则m 不能忽略，a ＝1M ＋mmg ，随m 的增大斜率1M ＋m减小；从图2可以看到，有了一定的拉力而加速度为零，显然摩擦力还没有完全平衡掉．答案：(1)m≪M(2)B(3)m过大(或M过小)，造成m不是远小于M没有平衡摩擦力或木板的倾角过小5．解析：(1)木板做初速度为零的匀加速直线运动，其位移d＝12at2，加速度a＝2dt2.为了减小偶然误差，可多次测量时间t，取t的平均值．(2)当F1＜F0时，木块不动，加速度为零，a、b均错；当F1＞F0时，木板开始运动，但F1并非绳子的拉力而是瓶和水的总重力，只有当瓶和水的质量远小于木板和弹簧秤的质量时，F1才可近似等于绳子拉力，此时a－F1图线为一段倾斜的直线，当瓶和水的质量不远小于木板和弹簧的总质量时，绳子的拉力将小于F1，其加速度a随着F1的增大而增加的变慢，即a－F1图线的斜率将逐渐减小，因而只有c项正确．(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码相比，水的质量可以连续调节，因而F1的大小也可以连续调节，从而比较精确地测出摩擦力的大小和更方便地获取多组实验数据，故正确答案为b、c.答案：(1)2dt2多次测量时间t，取t的平均值(2)c(3)bc6．解析：(1)由图可知：d＝5 mm＋0.1 mm×2＝5.2 mm＝0.52 cm.遮光条的宽度很小，遮光条通过光电门的时间很短，这段时间内的平均速度即为滑块通过光电门的瞬时速度，故v1＝dΔt1，v2＝dΔt2.滑块由光电门1到光电门2做匀加速直线运动，由v22－v21＝2ax可得：a＝⎝⎛⎭⎪⎫dΔt22－⎝⎛⎭⎪⎫dΔt122x.(2)在合外力不变的情况下，物体运动的加速度跟物体的质量成反比，当合外力一定时，在误差允许的范围内，物体质量和加速度的乘积近似相等．(3)如图所示答案： (1)0.52 d Δt 1 d Δt 2 ⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 22－⎝ ⎛⎭⎪⎫d Δt 122x(2)(3)见解析。

高考物理一轮复习课件专题实验验证牛顿运动定律

数据记录
在实验过程中，需要记录小车在不同时间点的位置，可以使用打点计时器或者高速摄像机等设备进行记录。同时，还需要记录实验过程中的其他相关参数，如拉力大小、滑轮高度等。
数据处理
通过对实验数据的处理，可以得到小车的运动轨迹、速度变化等信息。可以使用Excel等软件进行数据处理和图表绘制。
结果分析与讨论
2023
PART 03
实验验证牛顿第二定律
REPORTING
实验原理及步骤
• 实验原理：牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用力成正比，与物体质量成反比。通过测量不同作用力下物体的加速度，可以验证这一定律。
实验原理及步骤
实验步骤
1. 准备实验器材，包括光滑斜面、小车、砝码、细绳、打点计时器等。
牛顿运动定律在生活中的应用
REPORTING
力学现象解释
01
02
03
牛顿第一定律
解释物体不受外力时的运动状态，即静止或匀速直线运动。
牛顿第二定律
解释物体受到外力作用时的加速度与外力、质量之间的关系，F=ma。
牛顿第三定律
解释物体间相互作用力的关系，即作用力和反作用力大小相等、方向相反。
实验原理及步骤
实验步骤 1. 准备实验器材，包括光滑水平面、小车、滑轮、细绳、砝码等。
2. 将小车放置在光滑水平面上，并调整滑轮高度，使细绳与水平面平行。
实验原理及步骤
01
3. 在细绳一端挂上砝码，使小车受到恒定的拉力作用。
02
4. 记录小车在不同时间点的位置，并观察其运动情况。
数据记录与处理
根据牛顿第二定律求解加速度
根据物体的质量和所受合力，利用F=ma求解加速度。

高考物理一轮复习实验四验证牛顿运动定律课件新人教版

解析：(3)因为小车做初速度为零的匀加速直线运动，将图中点
(2,0.78)代入 s＝12at2 可得，a＝0.39 m/s2. (4)根据描点法可得如图所示图线．
(5)根据牛顿第二定律可得 nmg＝(M＋5m)a，则 a＝M＋mg5mn，
图线斜率 k＝M＋mg5m＝1.500，可得 M＝0.44 kg. (6)若保持木板水平，则小车运动中受到摩擦力的作用，由牛顿
解析：(1)由题意可知位移为 x2 时对应 x1 到 x3 的中间时刻，则该位置的速度为 x1 到 x3 的平均速度，则 v2＝x32－Tx1；由逐差法 Δx ＝aT2 可知，(x3－x2)－(x2－x1)＝aT2，解得：a＝x3－2Tx22＋x1.(2)将数据代入公式 a＝x3－2Tx22＋x1，可解得 a＝2 m/s2，由牛顿第二定律得 mgsin37°－μmgcos37°＝ma，解得 μ＝0.5.(3)若增大木板的倾角，则木块下滑的加速度增大，则相邻相等时间间隔的位移差增大，分析
A．安装好打点计时器和纸带，调整长木板的倾斜程度，平衡小车所受的摩擦力；
B．小车与细线相连，细线通过长木板一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端；
C．打开力传感器并接通打点计时器的电源(频率为 50 Hz 的交流电源)；
D．释放小车，使小车在长木板上做匀加速直线运动； E．关闭传感器，记录下力传感器的示数 F，通过分析纸带得到小车的加速度 a； F．改变钩码的质量，重复以上步骤； G．作出 a－F 图象，得到实验结论．
见解析图
图(c)
(5)利用 a－n 图象求得小车(空载)的质量为__0_._4_4___kg(保留 2 位有效数字，重力加速度取 g＝9.8 m·s－2)．

高考物理一轮复习讲义第3章实验四验证牛顿运动定律

实验四验证牛顿运动定律1．实验原理(1)保持质量不变,探究加速度跟合外力的关系．(2)保持合外力不变,探究加速度与质量的关系．(3)作出a－F图象和a－1m图象,确定其关系．2．实验器材小车、砝码、小盘、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带、天平、米尺．3．实验步骤(1)测量:用天平测量小盘和砝码的质量m′和小车的质量m.(2)安装:按照如图1所示装置把实验器材安装好,只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上(即不给小车牵引力)．图1(3)平衡摩擦力:在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块,使小车能匀速下滑．(4)操作:①小盘通过细绳绕过定滑轮系于小车上,先接通电源后放开小车,断开电源,取下纸带,编号码．②保持小车的质量m不变,改变小盘和砝码的质量m′,重复步骤①.③在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测加速度a.④描点作图,作a－F的图象．⑤保持小盘和砝码的质量m′不变,改变小车质量m,重复步骤①和③,作a－1m图象．1．注意事项(1)平衡摩擦力:适当垫高木板不带定滑轮的一端,使小车的重力沿斜面方向的分力正好平衡小车和纸带受到的阻力．在平衡摩擦力时,不要把悬挂小盘的细绳系在小车上,让小车拉着穿过打点计时器的纸带匀速运动．(2)不用重复平衡摩擦力．(3)实验条件:m≫m′.(4)一先一后一按:改变拉力或小车质量后,每次开始时小车应尽量靠近打点计时器,并应先接通电源,后释放小车,且应在小车到达滑轮前按住小车．2．误差分析(1)实验原理不完善:本实验用小盘和砝码的总重力m′g代替小车的拉力,而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力．(2)摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差．3．数据处理(1)利用Δx＝aT2及逐差法求a.(2)以a为纵坐标,F为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,说明a与F成正比．(3)以a为纵坐标,1m为横坐标,描点、画线,如果该线为过原点的直线,就能判定a与m成反比.例1(2019·湖北武汉市四月调研)某同学用如图2所示装置来探究“在外力一定时,物体的加速度与其质量之间的关系”．图2(1)下列实验中相关操作正确的是________．A．平衡摩擦力时,应先将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上B．平衡摩擦力时,小车后面应固定一条纸带,纸带穿过打点计时器C．小车释放前应靠近打点计时器,且先释放小车后接通打点计时器的电源(2)将沙和沙桶的总重力mg 近似地当成小车所受的拉力F 会给实验带来系统误差．设小车所受拉力的真实值为F 真,为了使系统误差mg －F 真F 真<5%,小车和砝码的总质量是M ,则M 与m 应当满足的条件是m M<________. (3)在完成实验操作后,用图象法处理数据,得到小车的加速度倒数1a与小车质量M 的关系图象正确的是________．答案 (1)B (2)0.05 (3)C解析 (1)平衡摩擦力时,应不挂沙桶,只让小车拖着纸带在木板上做匀速运动,选项A 错误;平衡摩擦力时,小车后面应固定一条纸带,纸带穿过打点计时器,选项B 正确;小车释放前应靠近打点计时器,且先接通打点计时器的电源后释放小车,选项C 错误;(2)在本实验中认为细线的拉力F 等于沙和沙桶的总重力mg ,由此造成的误差是系统误差,对小车,根据牛顿第二定律得:a ＝F 真M ,对整体,根据牛顿第二定律得:a ＝mg M ＋m ,且mg －F 真F 真<5%,解得:m M <0.05.(3)由牛顿第二定律可知:a ＝mg M ＋m ,则1a ＝1mg (M ＋g ),故选C. 变式1 (2019·河北中原名校联盟下学期联考)在“探究加速度和力、质量的关系”的实验中,采用如图3甲所示的装置进行实验:图3(1)已知打点计时器电源为频率为50 Hz 的正弦交变电流,若实验中打出的某一条纸带如图乙所示,相邻两个计数点间还有四个点没有画出,x 1＝3.13 cm,x 4＝7.48 cm,由此可以算出小车运动的加速度大小是________ m/s 2.(2)利用测得的数据,可得到小车质量M 一定时．运动的加速度a 和所受拉力F (F ＝mg ,m 为砂和砂桶质量,g为重力加速度)的关系图象如图丙所示．由此可知,直线段的斜率k＝________.在拉力F较大时,a－F图线明显弯曲,产生误差．若不断增加砂桶中砂的质量,a－F图象中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度a的趋向值为________(用题中出现的物理量表示)．答案(1)1.45(2)1M g解析(1)相邻两个计数点的时间间隔是T＝5×1f＝5×0.02 s＝0.10 s,采用逐差法可得a＝x4－x13T2＝1.45 m/s2.(2)根据牛顿第二定律,a＝FM,所以a－F图象的斜率k＝1M.不断增加砂桶中砂的质量,当砂桶中砂的质量远远大于小车质量时,小车的加速度趋近于重力加速度g.实验装置图创新/改进点1.实验方案的改进:系统总质量不变化,改变拉力得到若干组数据.2.用传感器记录小车运动的时间t与位移x,直接绘制x－t图象．3.利用牛顿第二定律求解实验中的某些参量,确定某些规律.1.用传感器与计算机相连,直接得出小车的加速度.2.用图象法处理数据时,用钩码的质量m代替合力F,即用a－m图象代替a－F图象.1.用光电门代替打点计时器,遮光条结合光电门测得物块的初速度和末速度,由运动学公式求出加速度.2.结合牛顿第二定律,该装置可以测出动摩擦因数.弹簧测力计测量小车所受的拉力,钩码的质量不需要远小于小车质量,更无需测钩码的质量.1.气垫导轨代替长木板,无需平衡摩擦力.2.力传感器测量滑块所受的拉力,钩码的质量不需要远小于滑块质量,更无需测钩码的质量.3.用光电门代替打点计时器,遮光条结合光电门测得滑块的末速度,由刻度尺读出遮光条中心初始位置与光电门之间的距离,由运动学公式求出加速度.例2(2019·安徽合肥市第二次质检)某课外小组利用图4甲装置探究物体的加速度与所受合力之间的关系,请完善如下主要实验步骤．图4(1)如图乙,用游标卡尺测量遮光条的宽度d＝________ cm;(2)安装好光电门,从图甲中读出两光电门之间的距离s＝________ cm:(3)接通气源,调节气垫导轨,根据滑块通过两光电门的时间________(选填“相等”或“不相等”)可判断出导轨已调成水平;(4)安装好其他器材,并调整定滑轮,使细线水平;(5)让滑块从光电门1的左侧由静止释放,用数字毫秒计测出遮光条经过光电门1和2的时间分别为Δt1和Δt2,计算出滑块的加速度a1＝________(用d、s、Δt1和Δt2表示),并记录对应的拉力传感器的读数F1;(6)改变重物质量,多次重复步骤(5),分别计算出加速度a2、a3、a4…并记录对应的F2、F3、F4…;(7)在a－F坐标系中描点,得到一条通过坐标原点的倾斜直线,由此得出__________________ ________________________________________________________________________.答案(1)0.550(2)50.00(3)相等(5)(dΔt2)2－(dΔt1)22s(7)物体质量一定时,其加速度与所受合力成正比解析(1)由题图乙可知,该游标卡尺为20分度,精度为0.05 mm,读数为5 mm＋10×0.05 mm＝5.50 mm＝0.550 cm;(2)s＝70.50 cm－20.50 cm＝50.00 cm;(3)在调整气垫导轨水平时,滑块不挂重物和细线,判断气垫导轨水平的依据是:接通气源后,给滑块一个初速度,反复调节旋钮,使滑块通过两光电门的时间相等;(5)根据滑块和遮光条经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度,则有:v ＝d Δt ,则通过光电门1和2的速度分别为v 1＝d Δt 1和v 2＝d Δt 2,由速度位移公式可得:2as ＝v 22－v 12＝(d Δt 2)2－(d Δt 1)2,故可得a ＝(d Δt 2)2－(d Δt 1)22s; (7)一条通过坐标原点的倾斜直线是正比例函数,故说明物体质量一定时,其加速度与所受合力成正比．变式2 (2019·云南昆明市4月教学质检)探究“加速度与力、质量关系”的实验装置如图5甲所示．小车后面固定一条纸带,穿过电火花计时器,细线一端连着小车,另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连,拉力传感器用于测小车受到拉力的大小．图5(1)关于平衡摩擦力,下列说法正确的是________．A ．平衡摩擦力时,需要在动滑轮上挂上钩码B ．改变小车质量时,需要重新平衡摩擦力C ．改变小车拉力时,不需要重新平衡摩擦力(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)某同学根据实验数据作出了加速度a 与力F 的关系图象如图乙所示,图线不过原点的原因是________．A ．钩码质量没有远小于小车质量B ．平衡摩擦力时木板倾角过大C ．平衡摩擦力时木板倾角过小或未平衡摩擦力答案 (1)C (2)不需要 (3)B解析 (1)平衡摩擦力时,小车要在不挂钩码情况下做匀速直线运动,故A 错误;平衡摩擦力时有:mg sin α＝μmg cos α,即有g sin α＝μg cos α,所以与质量无关,故B 错误,C 正确．(2)由于本实验中的拉力传感器可以读出细线的拉力,所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量;(3)由题图可知,当没有挂钩码时小车具有加速度,说明平衡摩擦力时木板倾角过大,故选B. 变式3 (2019·贵州安顺市适应性监测(三))如图6甲所示,质量为m 的滑块A 放在气垫导轨上,B 为位移传感器,它能将滑块A 到传感器B 的距离数据实时传送到计算机上,经计算机处理后在屏幕上显示滑块A 的速率－时间(v －t )图象．整个装置置于高度h 可调节的斜面上,斜面长度为l .图6(1)现给滑块A 沿气垫导轨向上的初速度,其v －t 图线如图乙所示．从图线可得滑块A 上滑时的加速度大小a ＝________ m/s 2(结果保留一位有效数字)．(2)若用此装置来验证牛顿第二定律,通过改变________________,可验证力一定时,加速度与质量成反比的关系;通过改变________,可验证质量一定时,加速度与力成正比的关系(重力加速度g 的值不变)．答案 (1)3 (2)调节滑块的质量及斜面的高度,且使mh 不变高度h解析 (1)在v －t 图象中斜率代表加速度,故a ＝Δv Δt ＝1.5－00.5＝3 m/s 2. (2)牛顿第二定律研究的是加速度与合外力和质量的关系．当质量一定时,可以改变力的大小,当斜面高度不同时,滑块受到的力不同,可以探究加速度与合外力的关系．由于使滑块加速下滑的力是由重力沿斜面向下的分力提供,所以要保证重力沿斜面向下的分力不变,应该使mg ·h l不变,即mh 不变,所以应该调节滑块的质量及斜面的高度,且使mh 不变,来探究力一定时,加速度与质量的关系．例3 (2019·全国卷Ⅱ·22)如图7,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50 Hz 的交流电源、纸带等．回答下列问题:图7(1)铁块与木板间动摩擦因数μ＝______(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g 和铁块下滑的加速度a 表示)．(2)某次实验时,调整木板与水平面的夹角使θ＝30°.接通电源,开启打点计时器,释放铁块,铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带,如图8所示．图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出)．重力加速度为9.80 m/s 2.可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为________(结果保留2位小数)．图8答案 (1)g sin θ－a g cos θ(2)0.35 解析 (1)对铁块受力分析,由牛顿第二定律有mg sin θ－μmg cos θ＝ma ,解得μ＝g sin θ－a g cos θ. (2)两个相邻计数点之间的时间间隔T ＝5×150s ＝0.10 s, 由逐差法和Δx ＝aT 2可得a ＝(x 5＋x 6＋x 7)－(x 1＋x 2＋x 3)12T 2≈1.97 m/s 2, 代入μ＝g sin θ－a g cos θ,解得μ≈0.35. 变式4 (2019·云南大姚县一中一模)甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为g .图9(1)甲同学所设计的实验装置如图9甲所示．其中A 为一质量为M 的长直木板,B 为木板上放置的质量为m 的物块,C 为物块右端连接的一轻质弹簧测力计．实验时用力将A 从B 的下方抽出,通过C 的读数F 1即可测出动摩擦因数．则该设计能测出________(选填“A 与B ”或“A 与地面”)之间的动摩擦因数,其表达式为________________．(2)乙同学的设计如图乙所示．他在一端带有定滑轮的长木板上固定A 、B 两个光电门,与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间,与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力．实验时,多次改变沙桶中沙的质量,每次都让物块从靠近光电门A 处由静止开始运动,读出多组测力计示数F 及对应的物块在两光电门之间的运动时间t ,在坐标系中作出F －1t 2的图线如图丙所示,图线的斜率为k ,与纵轴的截距为b ,因乙同学不能测出物块质量,故该同学还应测出的物理量为________．根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为________________．答案 (1)A 与B F 1mg (2)光电门A 、B 之间的距离x 2xb kg解析 (1)当A 达到稳定状态时B 处于静止状态,弹簧测力计的读数F 与B 所受的滑动摩擦力F f 大小相等,B 对木板A 的压力大小等于B 的重力mg ,由F f ＝μF N 得,μ＝F f F N ＝F mg,由C 的读数为F 1,可求得μ＝F 1mg,为A 与B 之间的动摩擦因数． (2)物块由静止开始做匀加速运动,根据匀加速直线运动位移时间公式得:x ＝12at 2, 解得:a ＝2x t 2 根据牛顿第二定律,对于物块:F 合＝F －μmg ＝ma可得F ＝2mx t 2＋μmg 则图线的斜率为:k ＝2mx ,纵轴的截距为b ＝μmg ;k 与摩擦力是否存在无关,物块与长木板间的动摩擦因数:μ＝b mg ＝2xb kg .。

2018-2019学年人教版高一物理(必修1)专题练习卷：实验：验证牛顿运动定律

实验：验证牛顿运动定律1．（2018·中原名校联盟质检）某实验小组在做“验证牛顿第二定律”实验中．（1）在闭合开关之前，甲同学将实验器材组装成如图甲所示．请指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中两点即可）：_________________；________________________．（2）乙同学将上述装置调整正确后进行实验，在实验中得到如图乙所示的一条纸带，图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出，且打点计时器每0.02 s打一个点，由图中的数据可计算出小车加速度为_____________m/s2．（保留两位有效数字）（3）丙同学在利用上述调整好的装置进行实验中，保持沙和沙桶的总质量不变，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，并测出小车中放不同质量砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的－m关系图线，图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小为_____________．【答案】（1）①用的是直流电源②木板的右端没有垫高（或小车离打点计时器太远）（2）0.50（或0.49）（3）M /b2．（2016·北京房山区一模）图甲是用来探究加速度和力之间关系的实验装置示意图，图乙是其俯视图。

两个相同的小车，放在比较光滑的水平板上（摩擦力很小，可以略去），前端各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘里可放砝码。

两个小车后端各系一条细线，细线后端用夹子固定，打开夹子，小盘和砝码牵引小车运动，合上夹子，两小车同时停止。

用刻度尺测出两小车通过的位移，则位移之比就等于它们的加速度之比。

为了探究加速度大小和力大小之间的关系，下列说法中正确的是A．使小盘和砝码的总质量尽可能等于小车质量B．若将小车放在粗糙水平板上，对实验结果没有影响C．位移之比等于加速度之比是因为小车的位移与加速度成正比D．可在两小盘内放置相同质量的砝码，在两小车内放置不同质量的砝码进行实验【答案】C3．为了探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系，某学生想到用气垫导轨（物体在其上面运动时可认为摩擦力为0）和光电门及质量为m 的滑块来进行实验。

【物理】2019届一轮复习人教版实验四　验证牛顿运动定律学案

实验四验证牛顿运动定律注意事项1.实验方法：控制变量法。

2.平衡摩擦力：不悬挂小盘，但小车连着纸带3.不重复：不重复平衡摩擦力。

4.实验条件：M≫m。

小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力。

5.一先一后一按住：先接通电源，后放小车，且在小车到达滑轮前按住小车。

6.作图：作图时两轴标度比例要适当，各量须采用国际单位。

误差分析1.因实验原理不完善引起的误差：本实验用小盘和砝码的总重力mg代替小车的拉力，而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力。

2.摩擦力平衡不准确、质量测量不准确、计数点间距测量不准确、纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差。

热点一教材原型实验【例1】为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图1所示的实验装置：图1(1)以下实验操作正确的是()A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动B.调节滑轮的高度，使细线与木板平行C.先接通电源，后释放小车D.实验中小车的加速度越大越好(2)在实验中得到一条如图2所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09 cm、3.43 cm、3.77 cm、4.10 cm、4.44 cm、4.77 cm，则小车的加速度a＝________m/s2。

(结果保留2位有效数字)图2(3)有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a－F图线，如图3所示。

图线________是在轨道倾斜情况下得到的(填“①”或“②”)；小车及车中砝码的总质量m＝________kg。

图3解析(1)将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面的分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是细线的拉力，故选项A错误；细线的拉力为小车的合力，所以应调节定滑轮的高度使细线与木板平行，故选项B正确；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车，故选项C正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当大一些，但不是越大越好，故选项D错误。

2019版高考物理一轮复习实验四验证牛顿运动定律学案(无答案)

实验四：验证牛顿运动定律1．某实验小组利用长木板、实验小车、打点计时器及砂桶等实验装置来探究质量一定时，物体的加速度与细绳拉力之间的关系．(1)实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a F 图象，可能是图KS41中的图线________(填“甲”“乙”或“丙”)．图KS41(2)图KS42为某次实验得到的纸带，纸带中相邻计数点间的距离已标出，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车通过计数点3时的速度大小为__________m/s ，小车的加速度大小为____________m/s 2.(计算结果保留2位有效数字)图KS422．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：我们已经知道，物体的加速度a 同时跟合外力F 和质量m 两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是先保持m 不变，研究a 与F 的关系；再保持F 不变，研究a 与m 的关系.(1)某同学的实验方案如图KS43所示，她想用砂和砂桶的总重力大小替代小车受到的合外力大小，为了减小这种做法而带来的实验误差，你认为在实验中应该采取的两项措施是： a ．________________________________________________________________________； b ．________________________________________________________________________.图KS43(2)该同学利用实验中打出的纸带求加速度时，处理方案有两种：A ．利用公式a ＝2s t 2计算B ．根据a ＝Δs T 2利用逐差法计算两种方案中，你认为选择方案________比较合理．3．(2016年安徽合肥一模)某实验小组在做“验证牛顿第二定律”实验，(1)在闭合开关之前，甲同学将实验器材组装成如图KS44(a)所示．请指出该装置中的错误或不妥之处(只要答出其中的两点即可)：__________________；___________________.(2)乙同学将上述装置调整正确后进行实验，在实验中得到如图(b)所示的一条纸带，图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出，由图中的数据可计算得小车的加速度为________m/s 2.(计算结果保留2位有效数字)(a)(b)(c)图KS44(3)丙同学在利用上述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 ，并测出小车中放不同砝码时所对应的加速度a ，以m 为横坐标，1a 为纵坐标，在坐标纸上作出如图(c)所示的1am 关系图线，图中纵轴上的截距为b ，则小车受到的拉力大小为________．4．(2017年江西九江第一中学高三月考)某同学利用DIS 做“探究小车加速度与外力关系”的实验时，实验装置如图KS45甲所示．重物通过滑轮用细线与小车相连，在小车和重物之间连接一个不计质量的微型力传感器．位移传感器A (发射器)随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器B (接收器)固定在轨道一端．其中位移传感器B 与计算机相连，并且能直接得到小车运动的加速度数值．实验中力传感器的拉力为F ，保持小车及位移传感器A (发射器)的总质量不变，改变所挂重物质量，重复实验若干次，得到加速度与外力关系的图线如图乙所示．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力．甲乙图KS45(1)小车与轨道之间的滑动摩擦力大小F f ＝______N.(2)由图象可知，小车及位移传感器A (发射器)的总质量为__________kg.(3)该同学为得到a 与F 成正比的关系，应将轨道的倾角θ调整到tan θ＝__________.5．(2017年福建四地六校高三大联考)为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图KS46所示的实验装置．其中M 为带滑轮的小车的质量，m 为砂和砂桶的质量， m 0为滑轮的质量．力传感器可测出轻绳中的拉力大小．图KS46(1)实验时，一定要进行的操作是________．A ．用天平测出砂和砂桶的质量B ．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C ．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D ．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m 远小于小车的质量M(2)甲同学在实验中得到如图KS47所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz 的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s 2(计算结果保留3位有效数字)．图KS47(3)如图KS48所示，甲同学以力传感器的示数F 为横坐标，加速度a 为纵坐标，画出的a F 图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k ，则小车的质量为____________．图KS48 A.1tan θ B.1tan θ－m 0 C.2k －m 0 D.2k(4)乙同学根据测量数据作出如图KS49所示的a F 图线，该同学做实验时存在的问题是________________________________________________________________________．图KS496．(2016年福建漳州高三模拟)为了探究“加速度与力的关系”，使用如图KS410所示的气垫导轨装置进行实验．其中G 1、G 2为两个光电门，当滑块通过G 1、G 2光电门时，光束被遮挡的时间t 1、t 2都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的条形挡光片的总质量为M ，挡光片宽度为d ，光电门间的距离为x ，牵引砝码的质量为m .实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平．请回答下列问题：图KS410(1)若取细绳牵引滑块的拉力F T ＝mg ，测得滑块质量M ＝0.2 kg ，改变m 的值，进行多次实验，以下m 的取值不合适．．．的一个是________． A ．m 1＝5 g B ．m 2＝15 gC ．m 3＝20 gD ．m 4＝200 g(2)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a ＝____________________(用t 1、t 2、d 、x 表示)．(3)以滑块和牵引砝码为研究对象，滑块质量M 一定，改变牵引砝码的质量m ，根据实验数据描绘的滑块加速度a 与牵引砝码的质量m 之间的实验关系图象，能正确反映1a 1m关系的图是________．A B C D7．(2017年湖南长沙雅礼中学高三月考)现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图KS411所示)、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干．实验步骤如下(不考虑摩擦力的影响)：图KS411(1)用天平测出小车的质量m .(2)让小车自斜面上方一固定点A 1从静止下滑到斜面底端A 2，记下所用的时间t .(3)用米尺测量A 1与A 2之间的距离s .则小车的加速度a ＝________.(4)用米尺测量A 1相对于A 2的高度h .则小车所受的合外力F ＝________.(5)在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m ，同时改变h ，使m 与h 的乘积不变．测出小车从A 1静止开始下滑到斜面底端A 2所需的时间t .请说出总质量与高度的乘积不变的原因：__________________________________________________________________________________________________________________________________________.(6)多次测量m 和t ，以m 为横坐标，t 2为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条________________线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．。

备考2019年高考物理一轮专题：第14讲实验：验证牛顿运动定律单位制解析版

备考2019年高考物理一轮专题：第14讲实验：验证牛顿运动定律一、单选题（共1题；共2分）1.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中：某组同学用如图所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到的力的关系，下列措施中正确的是（）①首先要平衡摩擦力，使小车受到的合力就是细绳对小车的拉力②平衡摩擦力的方法就是，在砂桶中添加砝码，使小车能匀速滑动③每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力④实验中通过在砂桶中增加砝码来改变小车受到的拉力⑤实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源⑥实验中绳子拉力方向跟平板平行A. ①④⑤B. ②③⑥C. ①③⑥D. ①④⑥二、实验探究题（共12题；共58分）2.用如图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系。

实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速度为零的匀加速运动。

这个实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量，其中质量可以用天平测量。

（1）此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是________。

（2）通过改变________，就可以改变小车所受到的合力。

（3）在探究加速度与质量关系时，分别以________为纵坐标、________为横坐标作图象，这样就能直观地看出其关系。

3.某实验小组同学用如图所示装置探究“物体加速度与力、质量的关系”．（1）在研究物体加速度与力的关系时，保持不变的物理量是（只需填A或B）A. 小车质量B. 塑料桶和桶中砝码的质量（2）实验中，首先要平衡摩擦力，具体做法是（只需填A或B）A. 在塑料桶中添加砝码，使小车带着纸带匀速运动．B. 取下塑料桶，垫起滑板的一端，使小车带着纸带匀速运动．4.某实验小组欲以如图1所示实验装置探究“加速度与物体受力和质量的关系”。

图1中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电磁打点计时器相连，小车的质量为m1，小盘（及砝码）的质量为m2。

2019年度高中物理一轮重难点典例精析必修1试题 专题14 实验：验证牛顿运动定律(通关检测) Word版含解析

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高考物理一轮专题： 第14讲 实验：验证牛顿运动定律

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