[提分专题]2012高考物理模拟精选分类解析(二十三)验证牛顿运动定律(学生版)

1. （高考学习网2012年湖北黄冈期末）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块上，桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮，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P、Q，并测出间距d。

开始时将木块置于P处，现缓慢向瓶中加水，直到木块刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。

再将木块放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F，然后释放木块，并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间。

①木块的加速度可以用d、表示为a＝。

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F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．可以更方便地获取更多组实验数据
C．可以更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
1.答案：
2.（5分）（高考学习网2012年山东日照期末）如图甲所示为“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置。

（1）在实验过程中，打出了一条纸带如图乙所示，计时器打点的时间间隔为0.02s。

从比较清晰的点起，每两测量点间还有4个点未画出，量出相邻测量点之间的距离如图乙所示，该小车的加速度大小a= m/s2(结果保留两位有效数字)。

（2）根据实验收集的数据作出的a－F图线如图丙所示，请写出一条对提高本实验结果准确程度有益的建议：。

2.答案：
3.（高考学习网2012年宜春期末）某实验小组利用如图所示的气垫导轨实验装置
来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系。

（1）做实验时，将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为Δt1、Δt2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d。

则滑块经过光电门1时的速度表达式v1= ；，滑块加速度的表达式a= 。

（以上表达式均用已知字母表示）。

（2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图）。

关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是。

A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小
3.答案：
4．（9分）（高考学习网2012年年2月宁波八校联考）如图所示，是
第15题图
某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图，图中A为砂桶和砂，B为定滑轮，C为滑块及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6 V，G是电键，请指出图中的三处错误：
（1）___________________________________________；
（2）____________________________________________________；
（3）_______________________________________________．
4.答案：
5.．（9分）（高考学习网2012年南京四校联考）某个同学分别做“探究加速度与力、质量关系”的实验。

如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d = ▲ cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间∆t，则小车经过光电门时的速度为（用字母表示）；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m 与小车的质量M间应满足的关系为；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间∆t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系。

处理数据时应作出(选填“v—m”或“v2—m”)图象；
（4）该同学在③中作出的线性图象不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是
A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．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D．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加速运动
5、答案：
6．（江苏南通市高考学习网2012年届高三第一学期期末）某研究性学习小组采用如图甲所示的装置，探究物体的加速度与质量的关系．提供的器材有：气垫导轨、滑块（总质量为m，左端装有遮光板）、光电门（配接数字计时器）、米尺、铁架台．实验中，测出导轨顶端A与光电门所在位置B的距离为L，导轨顶端距水平面的高度为h．
（1）用游标卡尺测量遮光板的宽度d，如图所示，则d= mm
（2）接通气源，让滑块从A端由静止开始向下运动，读出遮光板通过光电门的时间为t1，若遮光板的宽度用d表示，则滑块运动到B点时的速度v1= ，下滑过程的加速度a1= ．
（3）实验中，为使滑块受到的合外力保持不变，在改变滑块质量m时，应调节，使保持不变．测出多组m、t数据后，描点做出（选
填“t2–m”，“t2–1
m
”）的线性图象，可得出加速度与质量的关系．
6．答案：
7.（高考学习网2012年山西太原期末）为探究“合外力一定时，物体运动的加速
度与质量的关系”，某同学设计了如图所示的实验装置：A1A2是倾角可以调节的长斜面，B是不计摩擦力的小车，另有计时器、米尺、天平和砝码等，完成下列步骤中的填空：（用测得的物理量符号表示）
（1）用天平测出小车的质量M，用米尺测出斜面上固
定点P与斜面底端A2间的距离x；
（2）让小车自P点从静止开始下滑到A2，记下所用的
时间t1，则小车的加速度a1= ；
（3）用米尺测量P点相对于A2所在水平面的高度h1，则小车所受的合力F= ；
（4）在小车中加质量为m的砝码，要使小车（包括砝码）受到的合力不变，则应同时改变P点相对于A2所在水平面的高度为h2，那么h2/ h1= ；
（5）测量小车（包括砝码）自P点从静止下滑到A2所用的时间t2．如牛顿第二定律成立，那么两次小车（包括砝码）质量比与小车运动时间应满足的关
系是
M m
M
= ；
（6）多次改变小车（包括砝码）的质量及P点相应的高度，同时测量小车自P点从静止下滑到A2所用的时间，以小车（包括砝码）的质量为横坐标，时间的平方为纵坐标，根据实验数据作图，如能得到一条，则可得到“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”。

7.答案：
8．（6分）（高考学习网2012年年2月陕西师大
附中第四次模拟）在“探究加速度与物体受
力的关系”活动中，某小组设计了如图所示的实验。

图中上下两层水平轨道表面光滑，两完全相同的小车前端系上细线，细线跨过滑轮并分别挂上装有不同质量砝码的盘，两小车尾部细线水平连到控制装置上，实验时通过控制细线使两小车同时开始运动，然后同时停止。

实验中：
（1）应使砝码和盘的总质量远小于小车的质量，这时可认为小车受到的合力的大小等于 。

（2）若测得小车1、2的位移分别为x 1和x 2，则小车1、2的加速度之比12
a a 。

（3）要达到实验目的，还需测量的物理量是 。

8．(6分)答案：
9. (9分）（河北省唐山市高考学习网2012年届高三下学期第一次模拟）某研究小组在“探究加速度和力、质量的关系”时，利用气垫导轨和光电门进行实验。

气垫导轨可以在滑块与导轨之间形成很薄的空气膜，从而极大地减少摩擦力的影响，滑块的运动可以近似看成无摩擦运动。

光电门可以准确地记录滑块挡光板通过光电门的时间，从而得到滑块通过光电门的速度，如图所示。

(1)实验时，该小组将托盘和砝码的重力作为滑块所受合外力，但实际上二者只是近似相等，请回答，二者近似相等需要满足什么条件？ ________________________________________________________________
(2)滑块挡光板宽度为d ，某次实验时发现光电门记录时间为△t ，则滑块通过光电门时的速度大小的表达式v=__________。

(3)该小组保持滑块质量恒定，光电门的位置固定，并且始终从同一位置释放，不
断改变砝码的个数，并通过计算得到多组滑块通过光电门的数据，如下表所示。

为了便于研究合外力与加速度的关系，该小组用托盘和砝码的总质量代表合外力作为横轴，请你选择合适的物理量代表加速度作为纵轴，并利用表格中数据在坐标纸中选择标度描点作图。

通过绘出的图线可以得到如下结论：在滑
块质量一定时，_________________________________。

9．答案：
10．（8分）（高考学习网2012年南京一模）为了
探究加速度与力、质量的关系，某实验小组设计如
图1所示的实验装置：一个木块放在水平长木板上，
通过细线跨过定滑轮与重物相连，木块与纸带相
连，在重物牵引下，木块向左运动，重物落地后，
木块做匀减速运动，打出的纸带如图2所示，不计
纸带所受到的阻力。

交流电频率为50Hz ，重力加速度g 取10m/s 2。

（1）木块加速阶段的加速度为 m/s 2
（2）木块与木板间的动摩擦因数μ=
（3）某同学发现在实验中未平衡木块与木板间的摩擦力，接着他应当 ，将木板右端垫高，使木块沿木板匀速下滑。

纸带 打点计时器
第10题图1
10．答案：
11.（高考学习网2012年年开封二模）下图为研究加速度和力的关系的实验装置。

(1)在本实验中，用钩码所受的重力大小当做小车所受的
________，用DIS系统测小车的加速度。

在改变所挂钩码的数
量，多次重复测量中，有无必要同时在小车上加减砝码_______
(选填“需要”“不需要”）。

(2)根据在某次实验中测得的多组数据可画出a — F关系图线(如图所示）。

分析此图线的OA段可得出的实验结论是_____________________
此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_______(选填A、B、C、D其中一项）
A.小车与轨道之间存在摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
11.答案：
12.（高考学习网2012年福建六校联考）如图所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置图。

图中A 为小车，B 为砝码及砝码盘，C 为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，
计时器接50Hz 交流电。

小车A 的质量为m 1，砝
码及砝码盘B 的质量为m 2。

（1）下列说法正确的是 。

A ．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B ．实验时应先释放小车后接通电源
C ．本实验m 2应远大于m 1
D ．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a -11m 图象 （2）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 图像，可能是图中的图线 。

(选填“甲”、“ 乙”、“ 丙”)
（3）如图所示为某次实
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。

由此可求得小车的加速度大小 m/s 2。

（结果保留二位有效数字）
12. 答案：
13.
（高考学习网2012年南京四校联考）某个同学分别做“探究加速度与力、质量关
系”的实验。

如图甲所示是该同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）若用游标卡尺测出光电门遮光条的宽度d如图乙所示，则d = cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间∆t，则小车经过光电门时的速度为（用字母表示）；
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m 与小车的质量M间应满足的关系为；
（3）测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间∆t，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图象，研究小车加速度与力的关系。

处理数据时应作出(选填“v—m”或“v2—m”)图象；
（4）该同学在③中作出的线性图象不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是
A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C．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D．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加速运动
13.答案：。