河北省安平县安平中学高一物理寒假作业18实验班2019032202113

河北安平中学实验部高一年级物理学科寒假作业
2019年2月19日
实验:验证牛顿运动定律
1．图6为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小．
(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，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操作是
( )．
图6
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m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．将长木板的一端垫起适当的高度，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．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是( )．
A．M＝200 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g
D． M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g
(3)图7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：s AB＝4.22 cm、s BC＝4.65 cm、s CD＝5.08 cm、s DE＝5.49 cm，s EF＝5.91 cm，s FG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度大小a＝________m/s2.(结果保留两位有效数字)．
图7
2．如图8为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置．用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L＝48.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率．
图8
(1)实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上；
②平衡摩擦力，让小车做________运动；
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B
时的速率v A、v B；
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作．
(2)下表中记录了实验测得的几组数据，v2B－v2A是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式
a＝________.请将表中第3次的实验数据填写完整．
(3)由表中数据，在图中的坐标纸上作出aF关系图线．
(4)对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线)，造成上述偏差的原因是
______________________．
实验：研究平抛运动
3．（１）在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从_____________位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．
B．按图安装好器材，注意__________________________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
利用描迹法描出小球的运动轨迹，建立坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标x和y，根据公式：x＝________
v=
和y＝________ ，就可求得
4．下面是做“研究平抛物体的运动”实验的步骤
A．将钢球从斜槽上的某点释放，它离开槽后在空间做平抛运动，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接
小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点；
B．以斜槽末端作为平抛运动的起点O，在白纸上标出O的位置；
C．取下白纸，在纸上画一条与竖直线Oy垂直的水平直线Ox；
D．用光滑曲线把记录小球通过的位置的若干点连接起来，就得到平抛运动的轨迹，由于测定各个点时存在
误差，所画的曲线可不通过个别偏差大的点，但必须保持曲线光滑，不允许出现凹陷处；
E．从斜槽上不同点释放小球，用步骤A的方法确定平抛轨迹上的其他点；
～个点（不必是步骤A测出的点），用尺测出每个点的坐标值x、y，分别求出小球的F．在曲线上取56
初速度，然后取平均值就得到实验测出的初速度；
G．靠目测在纸上画出O点向下的竖直线Oy；
H．将白纸用图钉钉在竖直的木板上，在木板的左上角固定斜槽．
（1）以上实验步骤有错误或不足，需要修改的是
___________________________________________________；（写出一条即可）
（2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为
v=__________（用L、g表示）．
5．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________。

每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_______________________。

（）
(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s。

(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝1.25cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s；B点的竖直分速度为_______m/s。

（）
6．(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。

为了能准确地描绘运动轨迹，固定斜槽时应注意使末端________。

实验过程中需经过多次释放小球才能描绘出小球平抛运动的轨迹，释放小球时应注意使小球每次从________开始自由滑下。

取点画轨迹时应选取离抛出点比较_________的点。

(2)在“研究平抛物体的运动”的实验中，记录了下图所示的一段轨迹ABC.已知物体是由原点O水平抛出的，C点的坐标为（60,45），则平抛物体的初速度为v0=________m/s，物体经过B点时的速度v B的大小为v B=________m/s.（取g=10m/s2）
2月19日作业答案
1. 解析 (1)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，则需要平衡摩擦力，并使细线与长木板平行．平衡摩擦力的方法是只让小车牵引纸带(撤去砂及砂桶)，纸带穿过打点计时器，并垫高长木板不带滑轮的一端，打点计时器接通电源工作．如果打出纸带上的点迹分布均匀，则说明小车做匀速运动．故选项B 正确，选项A 、C 错误．
(2)在“验证牛顿第二定律”的实验中，为使细线对小车的拉力等于砂及砂桶的总重力，则M ≫m ，且尽可能地多做几组．故选项C 最合理．
(3)根据题意，相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ， 根据Δs ＝aT 2
，得，
s DE －s AB ＝3a 1T 2 s EF －s BC ＝3a 2T 2 s FG －s CD ＝3a 3T 2
所以小车的加速度
a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(s DE ＋s EF ＋s FG )－(s AB ＋s BC ＋s CD )9T
2
＝0.42 m/s 2. 答案 (1)B (2)C (3)0.42
2. 解析 (1)判断摩擦力是否平衡，要根据小车不受拉力作用时，沿长木板能否做匀速直线运动．(2)
小车在拉力作用下做匀变速直线运动，由匀变速直线运动的规律可得：a ＝v 2B －v 2
A
2L
.小车在不同拉力作用
下均做匀变速直线运动，由v 2B －v 2A 与a 成正比可得：a ＝2.40 m/s 2
.
(3)根据表中a 与F 的数据描点，发现各点基本处于同一条直线上，通过各点作直线即可．
(4)没有完全平衡摩擦力．当没有完全平衡摩擦力时，由F －f ＝ma 得：a ＝1m F －f
m
，aF 图线交于F 轴的
正半轴．
答案 (1)②匀速直线 (2)v 2B －v 2
A
2L
2.40 (3)如解析图所示 (4)没有完全平衡摩擦力
3. 斜槽上的相同 斜槽末端切线水平，方木板竖直且与小球运动轨迹所在竖直面平行 v 0t
2
12
gt ；
4.步骤B中应将小球处于斜槽末端时球心位置作为平抛运动的起点及坐标原点，步骤E中从相同的位
置释放小球，步骤G中利用重锤线画出竖直线Oy．；
5. 水平得到相同的初速度（或初速度相同） 1.6 0.75 1；
6. 水平从同一个位置远 2 22；
w。