牛顿第二定律实验练习题(含答案)

牛顿第二定律实验练习题

1.关于“验证牛顿运动定律”的实验,下列说法中符合实际的是（)

A.通过同时改变小车的质量ｍ及受到的拉力F的研究,能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究,就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系;再不改变受力,研究加速度与质量的关系,最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

2．如图所示,在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2,车中所放砝码的质量分别为m1、m２，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2,则在实验误差允许的范围内，有（)

A．当ｍ1＝m2、F1＝2Ｆ2时，x1=2x2

B.当ｍ１=m２、F1=2Ｆ2时，ｘ２＝2ｘ1

C.当m１＝２m2、F１=F2时，x1＝2x2

D.当m１＝2ｍ2、F1=Ｆ2时,ｘ2＝2x1

示:

ａ/(m·s－２)１.9

８

4．06５．958.12

Ｆ／N １.0

０

２.00

３.０

４.00

(1)根据表中数据,画出a-F图象.

(2）根据图象判定:当m一定时,a与Ｆ的关系为_______＿_＿_＿__

(3)若甲、乙两同学在实验过程中,由于没有按照正确步骤进行实验，

处理数据后得出如图所示的a－F图象．

试分析甲、乙两同学可能存在的问题：

甲:_＿_____＿＿___＿____＿＿_＿____＿＿___＿_＿___＿___＿

____＿_＿＿＿___

乙:_＿___＿__________＿______＿_＿_＿＿__＿___＿＿______＿＿__＿_＿＿＿_ 4．某同学设计了一个探究加速度ａ与物体所受合力F及质量m关系的实验，图(a)所示为实验装置简图．（交流电的频率为50Hz）

(1)图（b）所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为_＿_＿_＿__ｍ/s2.(保

留两位有效数字）

(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的＼f(1,m）数

据如下表:

实验次数1２345678

小车加速度

a/m·ｓ-2

1．90 1.72１.49 1.25 1.000.750.50

０.３

小车质量

m/kg

0.25

０.2

９

0．330.400.５0

0.７

１

1.０01．67

1

m/kg

-1

４.0

０

3.４5 3.0３２.50 2.00１.41 1.00

０．６

０请在下图所示的坐标纸中画出ａ－错误!图线，并由图线求出

小车加速度a与质量倒数＼ｆ(1,m)之间的关系式是_＿____＿

___＿_＿___________

5．为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实

验.其中Ｇ１、Ｇ２为两个光电门,它们与数字计时器相连，当滑行

器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δｔ2都可以被测

量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,

挡光片宽度为Ｄ,光电门间距离为ｘ，牵引砝码的质量为m.回答下

列问题:

(1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平,在不增加其他仪器的情况下,如何判定调节是否到位？

答：_＿_＿_＿______＿＿_＿___＿_＿_____＿____＿___＿__＿___＿___＿__＿_＿__＿＿_＿__＿_____＿

(2)若取M＝０.4kg,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．ｍ1＝5 g Ｂ.m２=１５g

C．m3＝40 g D．m４＝400 g

（3)在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为

＿_____＿_______＿____________＿＿_(用Δt1、Δt2、D、x表示)

６．在用DＩS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车,位移传感器(发射器)随小车一起沿倾斜轨道运动，位移传感器（接收器)固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F，改变重物重力重复实验四次,列表记录四组数据.

（1)在坐标纸上作出小车加速度a和拉力F的关系图线；

a/ms-２ 2.０１ 2.９８ 4.02 6.00

F/N 1．00 2.00 3.００5．0０

位移传感器

（接收器）

小车

位移传感器

（发射器）

轨道

（2）从所得图线分析该实验小组在操作过程中的不当之处是:_______________＿______＿＿＿＿；

(3）如果实验时，在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,如图(b)所示.从理论上分析,该实验图线的斜率将______＿_＿_＿．(填“变大”,“变小”,“不变”）

7.如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量）记为m ，小车的总质量（包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.

(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F ，对应的加速度a 则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变．以合外力F 为横轴,以加速度a 为纵轴，画出a-F 图象，图象是一条过原点的直线. ①a-F 图象斜率的物理意义是＿_______＿＿______________＿_＿__＿__＿＿_______．

②你认为把沙桶的总重力mg 当作合外力F 是否合理？

答：_____＿__．(填“合理”或“不合理”)

③本次实验中,是否应该满足M ≫m 这样的条件？

答：___＿_＿_＿(填“是”或“否”);

理由是___＿＿_______＿___＿__＿＿_＿_＿_＿_＿＿_＿__＿______________＿＿＿＿_．

(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m 不变,在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系．本次实验中,桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a 为纵横，应该以_＿＿__＿倒数为横轴.

位移传感器

（接收器） 小车 力传感器 位移传感器 （发射器） 重物

轨道 )b 图（