驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)有答案

1、驗(yàn)證牛頓第二定律1. （10分）“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。（1）在平衡小車(chē)與桌面之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙袋如圖乙所示。計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s.從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。該小車(chē)的加速度a=_m/s2.（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（2）平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車(chē)上.掛上砝碼盤(pán)，然后每次從小車(chē)上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤(pán)中，測(cè)量小車(chē)的加速度。小車(chē)的加速度a與砝碼盤(pán)中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：砝碼盤(pán)中砝碼總重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（m·s-2）

2、0.691.181.662.182.70請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-F的關(guān)系圖像.（3）根據(jù)提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的-F圖線(xiàn)，請(qǐng)說(shuō)明圖像不過(guò)原點(diǎn)主要原因。答案： (1) 0.16 (0.15也算對(duì)) ；（2）（見(jiàn)圖）；（3）未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力。解析：（1）處理勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中所打出的紙帶，求解加速度用公式，關(guān)鍵弄清公式中各個(gè)量的物理意義，為連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差，t為連需相等的時(shí)間間隔，如果每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)，則連續(xù)兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為t=0.1s，（3.68-3.52）m，帶入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s2.（2）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，合理的設(shè)計(jì)橫

3、縱坐標(biāo)的刻度值，使圖線(xiàn)傾斜程度太小也不能太大，以與水平方向夾角45°左右為宜。由此確定F的范圍從0設(shè)置到1N較合適，而a則從0到3m/s2較合適。設(shè)好刻度，根據(jù)數(shù)據(jù)確定個(gè)點(diǎn)的位置，將個(gè)點(diǎn)用一條直線(xiàn)連起來(lái)，延長(zhǎng)交與坐標(biāo)軸某一點(diǎn)。如圖所示。（3）處理圖象問(wèn)題要注意圖線(xiàn)的斜率、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問(wèn)題將會(huì)迎刃而解。與縱坐標(biāo)相交而不過(guò)原點(diǎn)，該交點(diǎn)說(shuō)明當(dāng)不掛砝碼時(shí)，小車(chē)仍由加速度，即繩對(duì)小車(chē)仍有拉力，從此拉力的來(lái)源考慮很容易得到答案，是因?yàn)轫来a盤(pán)的重力，而在（2）問(wèn)的圖表中只給出了砝碼的總重力，而沒(méi)有考慮砝碼盤(pán)的重力。2. 某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)探究小車(chē)的加速度a與小

4、車(chē)所受拉力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖（a）為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖（所用交變電流的頻率為50Hz）（1）圖（b）為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖，圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，根據(jù)紙帶可求出小車(chē)的加速度大小為 m/s2（保留三位有效數(shù)字）（2）保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車(chē)質(zhì)量m，分別得到小車(chē)加速度a與質(zhì)量m及對(duì)應(yīng)的，數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)12345678小車(chē)加速度a/m·s20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小車(chē)質(zhì)量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67小車(chē)質(zhì)量倒數(shù)4.003.453.032.502.001.

5、411.000.60請(qǐng)?jiān)诜礁褡鴺?biāo)紙中畫(huà)出圖線(xiàn),并從圖線(xiàn)求出小車(chē)加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是 （3）保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，一位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨拉力F的變化圖線(xiàn)如圖所示。該圖線(xiàn)不通過(guò)原點(diǎn)，其主要原因是_ 答案：(1)0.510 (2)略 (3)沒(méi)有平衡摩擦力3. 在探究牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)中，得到以下數(shù)據(jù)：物體質(zhì)量不變時(shí)，加速度a與物體所受合力F的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表1；物體所受合力不變時(shí)，加速度a和物體質(zhì)量的倒數(shù)1/M的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如表2。表1 表2a(m·s2)1.02.04.06.08.1F（N）0.51.02.03.04.0a(m·s2)1.02.02

6、.73.04.00.250.500.690.801.0（1）分別畫(huà)出a F圖象和a1/M圖象。（2）由a F圖象得到的結(jié)論是 ；由a 1/M圖象得到的結(jié)論是 答案：（1）如圖所示（2）物體的加速度與物體所受的合力成正比 物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比4. 為了探究受到空氣阻力時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間的變化規(guī)律，某同學(xué)采用了“加速度與物體質(zhì)量、物體受力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）。實(shí)驗(yàn)時(shí)，平衡小車(chē)與木板之間的摩擦力后，在小車(chē)上安裝一薄板，以增大空氣對(duì)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的阻力。（1）往砝碼盤(pán)中加入一小砝碼，在釋放小車(chē) （選填“之前”或“之后”）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。（2）從紙帶上選取若

7、干計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，得出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間t與速度v的數(shù)據(jù)如下表：請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出小車(chē)的v-t圖像。（3）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，該同學(xué)認(rèn)為：隨著運(yùn)動(dòng)速度的增加，小車(chē)所受的空氣阻力將變大，你是否同意他的觀(guān)點(diǎn)？請(qǐng)根據(jù)v-t圖象簡(jiǎn)要闡述理由。答案：5. 在做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)，本圖中沒(méi)有畫(huà)出）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接的是220V、50Hz的交變電流他把一把毫米刻度尺放在紙帶上，其零刻度和計(jì)數(shù)點(diǎn)A對(duì)齊（下述第（1）、（2）、（3）小題結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）.（1）由以上數(shù)據(jù)

8、計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打C點(diǎn)時(shí)，物體的即時(shí)速度vC是_m/s；（2）計(jì)算該物體的加速度a為_(kāi)m/s2；（3）紙帶上的A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的物體的即時(shí)速度vA=_m/s； （4）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=49Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么由此引起的系統(tǒng)誤差將使加速度的測(cè)量值比實(shí)際值偏_（填“大”或“小”）答案：（1）0.16；（2）0.42-0.44；（3）0.070-0.080；（4）大6. 在“探究”加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖A所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車(chē)的加速度可由小車(chē)后拖動(dòng)的紙 帶由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)計(jì)算出當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿(mǎn)足

9、 時(shí)，才可以認(rèn)為繩對(duì)小車(chē)的拉力大小等于盤(pán)和盤(pán)中砝碼的重力一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持盤(pán)及盤(pán)中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車(chē)及車(chē)中砝碼的質(zhì)量，測(cè)出相應(yīng)的加速度采用圖象法處理數(shù)據(jù)為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該做a與_的圖象如圖B所示為甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的aF圖象，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是 乙、丙同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，畫(huà)出了各自得到的a-F圖象如圖C所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同_ 7. 某實(shí)驗(yàn)小組采用圖示的裝置探究“恒力拉動(dòng)下小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況”，圖中小車(chē)中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車(chē)碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)針時(shí)器工作頻率為50 Hz（1）實(shí)驗(yàn)的部分步

10、驟如下，請(qǐng)將步驟補(bǔ)充完整：在小車(chē)中放入砝碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車(chē)后端，用細(xì)線(xiàn)連接小車(chē)和鉤碼；將小車(chē)停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近， ， ，小車(chē)拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，取下紙帶。改變鉤碼或小車(chē)中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作。（2）下圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg，砝碼質(zhì)量為0.02 kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車(chē)的瞬時(shí)速度v,VA= ，VB= ， VC= ，VD= ，右表是紙帶的測(cè)量結(jié)果（填補(bǔ)表格空白位置）（3）由紙帶和測(cè)量數(shù)據(jù)不難看出，紙帶的 （“左”或“右”）端是系小車(chē)的。答案：（1）接通電源 ； 釋放小車(chē)（2）1.51，5.06（無(wú)估讀不給分）；0.49（3） 左8. “測(cè)量紙帶運(yùn)動(dòng)加速度”實(shí)驗(yàn)中利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到一條紙帶，紙帶上 A、B、C、D、E、F、G這些點(diǎn)的間距如圖中標(biāo)示，其中每相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出。根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算：(1)打C點(diǎn)時(shí)紙帶的速度大?。篲m/s；(2)紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大?。篲m/s2。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)答案： 1.18 m/s； 1.50 m/s2。9. 某同學(xué)在做“研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條（每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出來(lái)），圖中上部的數(shù)字為相鄰兩