(完整word版)牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)練習(xí)題含答案

1、牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)練習(xí)題1 關(guān)于“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中符合實(shí)際的是()A .通過(guò)冋時(shí)改變小車的質(zhì)量 關(guān)系m 及受到的拉力 F 的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的B. 通過(guò)保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C. 通過(guò)保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D.先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變受力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后 歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系2.如圖所示，在探究牛頓運(yùn)動(dòng)定律的演示實(shí)驗(yàn)中，若1、2 兩個(gè)相同的小車所受拉力分別為Fi、F2,車中所放砝碼的

2、質(zhì)量分別為mm2,打開夾子后經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間兩車的位移分別為Xi、X2，則在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，有()A .當(dāng) mi= m2、Fi= 2F2時(shí)，Xi= 2x2B .當(dāng) mi= m?、Fi= 2F2時(shí)，X2= 2xiC. 當(dāng) mi= 2m2、Fi= F2時(shí)，Xi= 2x2D. 當(dāng) mi= 2m?、Fi= F2時(shí)，x?= 2xi(i)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，畫出 a F 圖象.(i)圖(b)所示為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的m 一疋時(shí)，a 與 F 的有關(guān)數(shù)據(jù)資料如下表所示：2a/(m s )1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.003 .若測(cè)得某一物體質(zhì)量(2)根據(jù)圖

3、象判定：當(dāng) m 一定時(shí)，a 與 F 的關(guān)系為 _(3)若甲、乙兩同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于沒有按照正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 處理數(shù)據(jù)后得出如圖所示的 a F 圖象.試分析甲、乙兩同學(xué)可能存在的問題：甲：_乙：_4 .某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究加速度a 與物體所受合力 F 及質(zhì)量 m 關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖圖.(交流電的頻率為 50 Hz)(a)所示為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)2m/s .(保留兩位城帶運(yùn)動(dòng)方向* V6.l9|J6.70l1 7.21117.72單盧:cm加速度大小為有效數(shù)字)1(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a 與質(zhì)量 m 及對(duì)應(yīng)的不數(shù)據(jù)如實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車加速度-2a/m s

4、1.901.721.491.251.000.750.500.30小車質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.671-1m/kg4.003.453.032.502.001.411.000.60(1) 實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何 判定調(diào)節(jié)是否到位？答：_(2) 若取 M = 0.4 kg,改變 m 的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m 的取值不合適的一個(gè)是A mi= 5 gB. m2= 15 gC. m3= 40 gD m4= 400 g(3) 在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，求得的加速度的表達(dá)式為(用A1

5、、A2、D、x 表示)6 在用 DIS 研究小車加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組先用如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，重物通過(guò)滑輪用細(xì)線拉小車，位移傳感器(發(fā)射器)隨小車一起沿傾斜軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器(接收器)固定在軌道一端.實(shí)驗(yàn)中把重物的重力作為拉力F,改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)據(jù).(1)在坐標(biāo)紙上作出小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線;1請(qǐng)?jiān)谙聢D所示的坐標(biāo)紙中畫出a-丄圖線，并由圖線求出小車加m1速度 a 與質(zhì)量倒數(shù)丄之間的關(guān)系式是m-5 為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行 實(shí)驗(yàn).其中 Gi、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連， 當(dāng)滑 行器通過(guò) Gi、G2光電門

6、時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Ati、盤2都可以被 測(cè)量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M ,擋光片寬度為 D，光電門間距離為 x,牽引砝碼的質(zhì)量為 m.回答 下列問題：o/(mb)-N N-i1i-i1iuiuiITIT T T + +丄lrlr .r.r4-L4-L i iI I I IIFTII-rt-l-l-4- + -l-i- _ LX J-i1JLIrTIrTmlmlITT+IITT+I二ITITITIT 1-1-丄丄i i r r r r L-L- LILIFTT L + rTj丄一i Ll J-lJ-lJi i T T4 4 J J i iITTITT + + rr r

7、rI IITT+IITT+Ir rI.I.I-I-I-I-1 11 1 1_rTi nr -1丁F-jj -4-J-丄一J_l一L丄J-丄,I II I I rTmr T-l-i-mTTTm-rr-tT-r1.i i廣Ll二mm_L_L r rl-ll-l- -L La/ms-22.012.984.026.00F/N1.002.003.005.00_L_L IT:IT:亠丄二一i iTTTT1 1 ITITT T J J.rrl.rrl JIJI1-IT1-ITI I T T * * XIXI1-2(2 )從所得圖線分析該實(shí)驗(yàn)小組在操作過(guò)程中的不當(dāng)之處是:（3）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車和重物之間接一

8、個(gè)不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器，如圖分析，該實(shí)驗(yàn)圖線的斜率將 _.（填“變大”，“變小”，“不變7.如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，小車上固定一個(gè)盒子，盒子內(nèi)盛有沙子.沙桶的 總質(zhì)量（包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量）記為 m 小車的總質(zhì)量（包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量）記為 M.（i）驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下，加速度與合外力成正比：從盒子中取出一些沙子，裝入沙桶中， 稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力 F,對(duì)應(yīng)的加速度 a 則從打下的紙帶中計(jì)算得出.多次改變合外力 F 的大小，每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度.本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子取自 小車中，故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變.以合外力F 為橫軸，以加速度 a

9、 為縱軸，畫出 aF 圖象，圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線.1a F 圖象斜率的物理意義是 _ .2你認(rèn)為把沙桶的總重力 mg 當(dāng)作合外力 F 是否合理？答：_.（填“合理”或“不合理”）3本次實(shí)驗(yàn)中，是否應(yīng)該滿足 M? m 這樣的條件？答: _（填“是”或“否”）；理由是_ .（2）驗(yàn)證在合外力不變的情況下，加速度與質(zhì)量成反比：保持桶內(nèi)沙子質(zhì)量m 不變，在盒子內(nèi)添加或去掉一些沙子，驗(yàn)證加速度與質(zhì)量的關(guān)系.本次實(shí)驗(yàn)中，桶內(nèi)的沙子總質(zhì)量不變，故系統(tǒng)所受的合外 力不變.用圖象法處理數(shù)據(jù)時(shí)，以加速度a 為縱橫，應(yīng)該以 _ 倒數(shù)為橫軸.（b）所示.從理論上圖（b）重物參考答案1解析：驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)，是

10、利用控制變量法，探究加速度a 與合外力 F、物體質(zhì)量 m 的關(guān)系，故 D 項(xiàng)正確.答案：D1o2.解析：當(dāng) mi= m2、2F2時(shí)，由 F = ma 可知，2a2，再由 x = -at 可得：2x2，故 A 正確，B 錯(cuò)1i2i誤；當(dāng) m1= 2m2、F1= F2時(shí)，a1= a2, 再由 x= at2可得：X1= 2x2,故 C 錯(cuò)誤，D 正確.答案：AD3.解析：（1）若 a 與 F 成正比，則圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線.同時(shí)，因?qū)嶒?yàn)中不可避免地出現(xiàn)誤差，研究誤差產(chǎn)生的原因，從而減小誤差，增大實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，則在誤差允許范圍內(nèi)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線即可.連線時(shí)應(yīng)使直線過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在直線上的點(diǎn)

11、應(yīng)大致對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)，離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)視為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，不予以考慮.描點(diǎn)畫圖如圖所示.（2） 由圖可知 a 與 F 的關(guān)系是正比例關(guān)系.（3） 圖中甲在縱軸上有較大截距，說(shuō)明繩對(duì)小車?yán)榱銜r(shí)小車就 有加速度 a。，可能是平衡摩擦力過(guò)度所致乙在橫軸上有截距, 可能是實(shí)驗(yàn)前沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠.答案：（1）見解析（2）正比例關(guān)系（3）平衡摩擦力時(shí)木板抬的過(guò)高沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠4.解析：（1）由逐差法得X3+ X4 X1+ X2a= a =2(4T)27.72+7.216.70+6.19 X 10 16X0.022答案：見解析5.解析：（1）如果氣墊導(dǎo)軌水平，則不掛砝碼時(shí)，

12、 M 應(yīng)能在任意位置靜止不動(dòng)，或推動(dòng) M 后能使 M 勻速運(yùn)m/s2o3.2 m/s1(2)如圖所示，a= 2m N2.0010IJOOo/ (aivs2)TTTr-+4-4-*-HH-r二+THTHI I L L r r r r土丈 rk-Lrk-L-nSLnrnSLnr不亠J丄!_丄- 丄I I I V亠J.J.-JLFJL-t-i-i-r*r 十f動(dòng).記錄每一個(gè)光電門的光束被擋的時(shí)間At 都相等觀察圖像可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外力為零 等于 0,說(shuō)明在平衡摩擦力時(shí)軌道傾角過(guò)大，使得重力沿斜面向下的分力大于摩擦力。 驗(yàn)中，以重物重力 mg 作為外力 F，其實(shí)是整體的合力即 a=F/(M+m)，圖像斜率為 1/(M+m)換用力傳感器后，拉力 F 只是小車的合力此時(shí) a=F/M，斜率 1/M，所以斜率變大。7.解析：(1)將車內(nèi)的沙子轉(zhuǎn)移到桶中，就保證了 M+ m 不變，即系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，研究對(duì)象是整個(gè)系統(tǒng), a= F合/(M+ m)= mg/(M+ m)，可見 a- F 圖象斜率的物理意義是 1/(M + m)，系統(tǒng)的合外力就等于所懸掛沙 桶的重力 mg 不必滿足 M? m 這樣的條件.(2)向小車內(nèi)添加或去掉部分沙子，是改變系統(tǒng)的總質(zhì)量M+m 而系統(tǒng)的合外