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1、小题狂练10实验：验证牛顿第二定律小题狂练 小题是基础练小题提分快1.2019宁夏长庆高级中学检测在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，砂和砂桶的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出(1)实验中，为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操作是_A将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电改变砂桶中砂子的多少，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动B将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时
2、器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动C将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是_AM200 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 gBM200 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 gCM400 g，m10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g、40 gDM400 g，m20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g(3)已知打点计时器使用的交流电频率
3、为50 Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图给数据可求出小车运动的加速度a_ m/s2.(结果保留三位有效数字)答案：(1)B(2)C(3)1.58解析：(1)为了使细线对小车的拉力大小等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力，B正确(2)当m远远小于M时，即当砂和砂桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，细线的拉力大小近似等于砂和砂桶的总重力因此最合理的一组是C.(3)相邻的
4、两个计数点之间还有四个点未画出，两相邻的计数点时间间隔为T0.1 s，利用匀变速直线运动的推论xaT2，得xDExAB3a1T2、xEFxBC3a2T2，xCDxOA3a3T2，则加速度应为a m/s21.58 m/s2.22019陕西省西安市长安一中模拟如图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放已知遮光条的宽度d2.25 mm.(1)下列不必要的一项实验要求是_(请填写选项前对应的字母)A应使A位置与光电门间的距离适当大些B应将气垫导轨调节
5、水平C应使细线与气垫导轨平行D应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量(2)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是_(写出物理量名称及表示符号)(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出_图象答案：(1)D(2)A位置到光电门的距离L(3)F解析：(1)应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故A是必要的；应将气垫导轨调节水平，使拉力等于合力，故B是必要的；要保持细线方向与气垫导轨平行，故C是必要的；拉力
6、是直接通过力传感器测量的，故与滑块质量和钩码质量大小关系无关，故D是不必要的；(2)根据匀变速直线运动的位移速度公式得v22aL，又因为v，解得a，故要测加速度还需要测出A位置到光电门的距离L；(3)根据牛顿第二定律得：a，解得：F，所以处理数据时应作出F的图象32019重庆市重庆一中考试某实验小组设计如图甲所示实验装置“探究加速度与力的关系”已知小车的质量M，砝码盘的质量m0，打点计时器使用的交流电频率f50 Hz.(1)探究方案的实验步骤A按图甲安装好实验装置；B调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；C取下细绳和砝码盘，记录砝码盘中砝码的质量m；D将小车紧靠打点计时
7、器，接通电源后放开小车，得到一条点迹清晰的纸带，由纸带求得小车的加速度a；E重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量m，重复多次步骤BD，得到多组m、a.(2)记录数据及数据分析实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度a_ m/s2.实验小组认为小车受到的合外力Fmg，根据记录数据和纸带，将计算得到的合外力和加速度填入设计的表中(表略)建立aF坐标系，利用中得到的表中数据描点得到如图丙所示的图线根据图线，“小车加速度a与外力F成正比”的结论是_(选填“成立”或“不成立”)的；已知图线延长线与横轴的交点A的坐标是(0.08 N,0)，由此可知，砝码盘的质量m0_ kg.
8、(已知数据测量是准确的，重力加速度g取10 m/s2)(3)方案评估：若认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总重力，即F(m0m)g，实验中随着F的增大，不再满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量要求，实验图应为_(填正确答案标号)答案：(2)0.88不成立0.008(3)A解析：(2)根据xaT2，运用逐差法得a m/s20.88 m/s2；由题图丙可知，图象是不过原点的倾斜直线，a与 F不成正比；由图象可知，当F0时，小车有加速度，这说明在计算小车所受的合外力时未计入砝码盘的重力，由图线延长线与横轴的交点可求出的物理量是砝码盘的重力大小，砝码盘的重力大小为0.08 N，则砝码盘的质量m
9、00.008 kg；(3)当小车匀速下滑时有：Mgsinf(mm0)g，当取下细绳和砝码盘后，由于重力沿斜面向下的分力Mgsin和摩擦力f不变，因此其合外力为(mm0)g，由此可知该实验中不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故aF图线是过原点的倾斜直线，A正确42019河北省衡水中学一调为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置其中带滑轮的小车的质量为M，砂和砂桶的质量为m.(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧
10、测力计的示数D改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两相邻计数点间还有四个点)，测得：x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm.那么打下3点时小车的瞬时速度的大小是_ m/s，小车加速度的大小是_ m/s2.已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电(结果保留两位有效数字)(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，作出的aF图象是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的
11、质量为_A2tan B.Ck D.答案：(1)BCD(2)0.260.50(3)D解析：(1)本实验中拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量，A、E错误；弹簧测力计测出拉力，从而得到小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，B正确；打点计时器使用时，先接通电源，再释放小车，该实验探究质量一定时加速度与力的关系，要记录弹簧测力计的示数，C正确；改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随力的变化关系，D正确(2)两相邻计数点间还有四个点，则相邻两计数点间的时间间隔T0.025 s0.1 s；打下
12、3点时小车的瞬时速度的大小v m/s0.26 m/s；由匀变速直线运动的推论可知，小车加速度的大小a，代入数据可解得a0.50 m/s2.(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，故k，由牛顿第二定律F合Ma得，小车的质量为M，故选D.52019湖北省宜昌市部分高中联考某同学做“探究加速度与力、质量关系”的实验如图甲所示是该实验的装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放(1)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为_(2)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则
13、d_ cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，就可以计算出小车经过光电门时的速度v.(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间t，并算出相应的小车经过光电门时的速度v，通过描点作出v2m线性图象(如图丙所示)，从图线得到的结论是：在小车质量一定时，_.如果小车的质量M5 kg，图象的斜率k1 m2s2kg1，则A、B间的距离s_ m(g取10 m/s2)(4)另一实验小组设计了如图(a)所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，
14、如图(b)所示滑块和位移传感器发射部分的总质量m_kg；滑块和轨道间的动摩擦因数_.(重力加速度g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)答案：(1)mM(2)1.050(3)加速度与合外力成正比0.25(4)0.50.2解析：(1)该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面的分力和摩擦力相抵消，那么小车所受的合力就是细线的拉力根据牛顿第二定律：对重物，mgFma，对小车，FMa，解得F，当m远小于M，即当重物重力远小于小车的重力时，细线的拉力近似等于重物的总重力(2)游标卡尺的主尺读数为10 mm，游标尺读数为0.0510 mm0.50 mm，所以最终读数为：10 mm0.50 mm10.50 mm1.050 cm；数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出小车通过光电门的平均速度，用该平均速度代替小车的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时小车的瞬间速度为：v.(3)由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v22asm，由题意可知，M、s不变，因v2m图象为过原点的直线，则说明加速度与合外力成正比如果小车的质量M5 kg，图象的斜率k1 m2s2kg1，则
