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1、2022年高考物理一輪復習 3.4實驗 驗證牛頓運動定律知能檢測
知識點
題號
實驗注意事項
1
實驗操作步驟
2
實驗數(shù)據(jù)處理
4、6
實驗原理及器材選擇
3
實驗創(chuàng)新設計
5、7
(1)在實驗過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示，計時器打點的時間間隔為0.02 s．從比較清晰的點起，每兩測量點間還有4個點未畫出，量出相鄰測量點之間的距離如圖乙所示，該小車的加速度大小a＝________m/s2(結果保留兩位有效數(shù)字)．
(2)根據(jù)實驗收集的數(shù)據(jù)作出的a - F圖線如圖丙所示，請寫出一條對提高本實驗結果準確程度有益的建議：
_________________
2、___________________________________________________________________________________________________.
解析：(1)由Δ x＝aT 2得Δx＝0.16 cm＝1.6×10－3 m.
T＝5×0.02 s＝0.1 s，可求得：a＝0.16 m/s2
(2)由圖中數(shù)據(jù)可以看出，實驗中沒有平衡或者沒有完全平衡小車的摩擦力，實驗前應先平衡小車的摩擦力．
答案：(1)0.16 (2)實驗前要完全平衡小車的摩擦力
5.(xx年蕪湖模擬)為了探究加速度與力的關系，使用如圖所示的氣墊導軌裝置進行實驗．其
3、中G1、G2為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質量為m，回答下列問題：
(1)實驗開始應先調節(jié)氣墊導軌下面的螺釘，使氣墊導軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判斷調節(jié)是否到位？
答：________________________________________________________________________
___________________________________________
4、_____________________________.
(2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是________．
A．m＝5 g B．m＝15 g
C．m＝40 g D．m＝400 g
(3)在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應的加速度，求得的加速度的表達式為________．(用Δt1、Δt2、D、x表示)
答案：(1)取下牽引砝碼，M放在任意位置都不動；或取下牽引砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被擋的時間Δt都相等
(2)D (3)a＝
6．(xx年合肥模擬)某同學采用圖1所示的裝置探究“物
5、體質量一定時，其加速度與所受合力的關系”．
(1)該同學是采用v - t圖象來求加速度的．圖2是實驗中打出的一條紙帶的一部分，紙帶上標出了連續(xù)的3個計數(shù)點，依次為B、C、D，相鄰計數(shù)點之間還有4個點沒有畫出．打點計時器接在頻率為50 Hz的交變電源上．打點計時器打C點時，小車的速度為________m/s.(結果保留兩位有效數(shù)字)
圖2
(2)其余各點的速度都標在了v-t坐標系中，如圖3甲所示．t＝0.1 s時，打點計時器恰好打B點．請你將(1)中所得結果標在圖甲所示坐標系中(其他點已標出)，并作出小車運動的v - t圖線；利用圖線求出小車此次運動的加速度a＝________m/
6、s2.(結果保留兩位有效數(shù)字)
(3)該同學最終所得小車運動的a - F圖線如圖3乙所示，從圖中我們可以看出圖線是一條過原點的直線．根據(jù)該圖線可以確定下列判斷中錯誤的是________．
A．本實驗中小車的質量一定時，其加速度與所受合力成正比
B．小車的加速度可能大于重力加速度g
C．可以確定小車的質量約為0.50 kg
D．實驗中配重的質量m遠小于小車的質量M
解析：(1)相鄰計數(shù)點間時間間隔T＝0.1 s，由勻變速直線運動的特點可知：
vC＝BD＝ m/s＝0.44 m/s.
(2)如圖所示，在v - t圖線中，圖線的斜率大小等于小車運動的加速度大小，即在圖線上取兩點
7、，根據(jù)a＝可得a＝1.0 m/s2.
(3)根據(jù)牛頓第二定律可得a＝F，則在質量一定時，a和F成正比，A正確；為了讓配重的重力近似等于小車所受的合力，則配重質量應遠小于小車質量，D正確；由圖線可知，圖線斜率大小表示小車質量M的倒數(shù)大小，即M≈0.50 kg，C正確；由于細線上的拉力是由配重所受的重力提供的，所以二者運動的加速度不可能大于重力加速度g，B錯誤．
答案：(1)0.44 (2)v - t圖線見解析 1.0(0.95～1.1之間均可) (3)B
7．某探究學習小組的同學要驗證“牛頓第二定律”，他們的實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置，水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感
8、器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．實驗首先保持軌道水平，通過調整砝碼盤里砝碼的質量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力，再進行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2和中心距離x.
(1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于車的質量？________(填“需要”或“不需要”)
(2)實驗需用游標卡尺測量擋光板的寬度d，如圖2所示，d＝________mm.
(3)某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2(小車通過光電門2后，砝碼盤才落地)，已知重力加速度為g，則該實驗要驗證的表達式是__________________________________________．
解析：(1)由于實驗裝置圖中已給出了力傳感器，所以不需要滿足m0?M 車．
(2)d＝5 mm＋0.05×10 mm＝5.50 mm.
(3)小車在光電門1處的速度為v1＝，在光電門2處的速度為v2＝，所以根據(jù)v－v＝2ax，可得：a＝由F＝Ma可知F＝M
答案：(1)不需要 (2)5.50
(3)F＝M
2022年高考物理一輪復習 3.4實驗 驗證牛頓運動定律知能檢測
