高考物理一轮复习随堂精品练习：第13课时验证牛顿运动定律

第13课时 实验 验证牛顿运动定律
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
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．
答案：BCD
2． 在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a 与小车的质量M 的关系时，由于没
有注意始终满足M ≫m 的条件，结果得到的图象应是下图中的( )
解析：在本实验中绳中的张力F ＝Mmg M ＋m ，则小车的加速度a ＝F M ＝mg M ＋m
，在研究加速度跟小车质量M 的关系时，保持m 不变，若横轴为1/(M ＋m )，则a －1/(M ＋m )图象应是过原
点的直线，当满足M ≫m 时，m 可以忽略不计，a ≈mg M
，a －1/M 图象还可以满足图象是过原点的直线；当小车的质量较小、不满足M ≫m 时，图象便发生向下弯曲．故选D. 答案：D 3.
图3－4－6
如图3－4－6所示，在研究牛顿第二定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F 1、F 2，车中所放砝码的质量分别为m 1、m 2，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x 1、x 2，则在实验误差允许的范围内，有( )
A ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 1＝2x 2
B ．当m 1＝m 2、F 1＝2F 2时，x 2＝2x 1
C ．当m 1＝2m 2、F 1＝F 2时，x 1＝2x 2
D ．当m 1＝2m 2、F 1＝F 2时，x 2＝2x 1
解析：题中m 1和m 2是车中砝码的质量，绝不能认为是小车的质量．当m 1＝m 2时，两车总
质量仍相等，因F 1＝2F 2，则a 1＝2a 2.由x ＝12
at 2知，A 正确，B 错误；若m 1＝2m 2，两车总质量关系未知，故C 、D 不能确定．
答案：A
4． (2010·南通质检) “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________．
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：AEDBC 5.
图3－4－7
如图3－4－7所示，是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)_______________________________________________________________________． 答案：(1)B 接滑块的细线应水平(或与导轨平行)
(2)C 滑块离计时器太远
(3)E 电火花计时器用的是220 V 的交流电，不能接直流电
6．(2009·江苏，11)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图3－4－8所示．
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图3－4－9所示．计时器
打点的时间间隔为0.02 s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度a＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上．挂上砝码盘，然后每次从小车上取
一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度．小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F 的实验数据如下表：
请根据实验数据作出a－F的关系图象．
(3)根据提供的实验数据作出的a－F图线不通过原点，请说明主要原因．
解析：根据Δx＝aT2，可计算小车的加速度，a＝0.16 m/s2，运用表格中给出的数据可0绘出图象，图象不过原点的主要原因是未计入砝码盘的重力．
答案：(1)0.16(0.15也可)
(2)见右图
(3)未计入砝码的重力。