高考力学实验训练题

实验验证牛顿第二定律

1、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，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)如图(a)为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1s，距离如图，单位是cm，小车的加速度是________m/s2。（结果保留两位小数）

（2）以下措施正确的是（）（填入相应的字母，多选少选均不得分）

A.平衡摩擦力时，应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上

B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力[来

C.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

D.实验时，先放开小车，后接通电源

(3)当M与m的关系满足 _时，才可认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．

(4)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．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与________的图象．(5) 如图(a)，甲同学根据测量数据做出的a－F图线，说明实验存在的问题是________．

2、用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律：

（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a﹣F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角（填“偏大”或“偏小”）．

（2）该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、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）某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz． A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=s DG﹣s AD= cm．由此可算出小车的加速度a= m/s2（加速度a计算结果保留两位有效数字）．

图14

A

C

D

E F

B

G

3、图为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。用悬挂重物的方法为小车提供拉力，用打点计时器测量小车下滑时的加速度，通过改变重物的质量（本实验用砝码作为重物）改变对细绳的拉力，从而探究出小车在不同拉力下的加速度。

（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。接下来还需要将长木板的一端垫起适当的高度，关于这一项操作以下说法正确的是 。

A ．这样做的目的是为了让小车更快地下滑，因为一个砝码提供的拉力太小，不足以拉动小车

B ．这样做是不合适的，因为小车将在重力作用下向下运动，从而使得小车加速运动的力不仅仅是细线的拉力

C ．这里适当的高度是指在这个高度下，当盘中不加砝码时，小车恰好能够匀速运动

D ．将长木板的一端垫起适当的高度，观察判断小车是否做匀速运动的方法是让小车连着已经穿过打点计时器的纸带、细线和砝码盘，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

（2）实验中设小车的质量为M ，砝码的质量为m ，要使小车下滑时受到的合力大小更接近砝码收到的重力，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14所示，是实验中用打点计时器得到的一条纸带，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。测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a ＝______ m/s 2

(结果保留两位有效数字)。

4、某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系，

（1）下列做法正确的是

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，将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴在木块上

C、实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D、增减木块上的砝码改变木块的质量时，不需要重新调节木板倾斜度

（2）为使砝码盘及盘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盘及盘内砝码的总质量木块和木块上砝码的总质量．（填“远大于”，“远小于”，或“近似等于”）

（3）某次实验，保持木块所受的合外力相同，测量不同质量的木块在相同的力作用下的加速度，根据实验数据描绘出a﹣m图象如图甲所示，由于这条曲线是不是双曲线并不容易确定，因此不能确定a与m成反比，紧接着该同学作了a ﹣图象如图乙所示

①根据a﹣图象是过坐标原点的直线，因此可判断出a与成比，即a与m成反比；

②根据图象可以得到物体受到的外力为N．

5、如图甲所示为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。

(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动。如果打出的纸带如图乙所示，则应________(选填“减小”或“增大”)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹__________为止。

(2)如图丙所示为研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象，横坐标m为小车上砝码的质量。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________。