《2020届高考物理总复习微专题文档：第三章 牛顿运动定律 微专题28》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020届高考物理总复习微专题文档：第三章 牛顿运动定律 微专题28（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 方法点拨 1 实验方法 控制变量法 2 数据处理 图象法 1 2017 广东广州测试一 为验证物体所受合外力一定时 加速度与质量成反比 同学们设 计了如图 1 中 a 所示的装置来进行实验 在自制的双层架子上固定带有刻度标记的水平木 板 架子放在水平桌面上 实验操作步骤如下 适当调整装置 使装置不带滑轮的一端稍稍垫高一些 在两个托盘中放入砝码 并使两托盘质量 含砝码 相同 且远小于小车的质量 连接小 车的细线跨过定滑轮与托盘相连 让两小车紧靠右边的挡板 小车前端在刻度尺上的读数如图 a 所示 在甲车上放上砝码 同时释放两小车 当小车运动一段时间后 用手机对整个装置进行拍照 结合照片和小车 的
2、初始刻度标记 得到甲 乙两车运动的距离分别为 s1 s2 在甲小车上逐渐增加砝码个数 重复步骤 图 1 1 本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车 含砝码 的质量成 关系 来验 证合外力一定时加速度与质量成反比 2 实验前将装置右端稍稍垫高一些的目的是 3 某次拍到的照片如图 b 所示 则小车通过的位移是 cm 4 如果以为横坐标 以甲车 含砝码 的质量为纵坐标 作出的图线如图 c 所示 则该直 s2 s1 线斜率代表的物理量是 其大小为 2 为了 探究加速度与力 质量的关系 现提供如图 2 甲所示的实验装置 图 2 1 以下实验操作正确的是 A 将木板不带滑轮的一端适当垫高 使小车在砝码
3、及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动 B 调节滑轮的高度 使细线与木板平行 C 先接通电源后释放小车 D 实验中小车的加速度越大越好 2 在实验中 得到一条如图乙所示的纸带 已知相邻计数点间的时间间隔为 T 0 1 s 且 间距x1 x2 x3 x4 x5 x6已量出分别为3 09 cm 3 43 cm 3 77 cm 4 10 cm 4 44 cm 4 77 cm 则小车的加速度 a m s2 结果保留两位有效数字 3 有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定 探究加速度 a 与所受外力 F 的关系 他们 在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验 得到了两条 a F 图线 如图丙所示 图线 是在轨道倾
4、斜情况下得到的 填 或 小车及车中砝码的总质量 m kg 3 2018 辽宁沈阳九中月考 用图 3 甲所示装置 探究小车加速度与力 质量的关系 请 思考并完成相关内容 图 3 1 实验时 为平衡摩擦力 以下操作正确的是 A 连着砂桶 适当调整木板右端的高度 直到小车被轻推后沿木板匀速运动 B 取下砂桶 适当调整木板右端的高度 直到小车被轻推后沿木板匀速运动 C 取下砂桶 适当调整木板右端的高度 直到小车缓慢沿木板做直线运动 2 图乙是实验中得到的一条纸带 已知相邻计数点间还有四个点未画出 打点计时器所用 电源频率为 50 Hz 由此可求出小车的加速度 a m s2 计算结果保留三位有效数 字
5、3 一组同学在保持木板水平时 研究小车质量一定的情况下加速度 a 与合外力 F 的关系 得到如图丙中 所示的 a F 图线 则小车运动时受到的摩擦力 Ff N 小车质量 M kg 若该小组正确完成了步骤 1 得到的 a F 图线应该是图丙中的 填 或 4 某探究性学习小组利用如图 4 所示装置探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面 倾角的关系 图 4 1 下列实验方法 可以采用 A 等效法 B 控制变量法 C 放大法 D 累积法 2 实验中 通过向小车放入钩码来改变小车质量 只要测出小车从长为 L 的斜面顶端从静 止开始滑至底端的时间 t 就可以由公式 a 求出加速度 3 实验中通过改变方
6、木块垫放位置来调整长木板的倾角 由于没有量角器 因此通过测量 出长木板顶端到水平面的高度 h 求出倾角 的正弦值 sin 某同学记录了高度和加速 h L 度的对应值 并在坐标纸上建立适当的坐标系后描点作图如图 5 请根据他所作的图线求 出当地的重力加速度 g m s2 图 5 5 为了探究加速度与力的关系 某同学设计了如图 6 所示的实验装置 一端带有定滑轮的 长木板水平放置 长木板上安装两个相距为 d 的光电门 放在长木板上的滑块通过绕过定 滑轮的细线与力传感器相连 力传感器下挂一重物 拉滑块的细线的拉力大小 F 等于力传 感器的示数 让滑块从光电门 1 处由静止释放 运动一段时间 t 后
7、经过光电门 2 改变重 物质量 重复以上操作 得到下表中的 5 组数据 取g 10 m s2 最大静摩擦力等于滑动摩擦 力 图 6 次数a m s 2 F N 11 00 76 22 00 99 33 01 23 44 01 50 55 01 76 1 若测得两光电门之间距离 d 0 5 m 运动时间 t 0 5 s 则滑块的加速度 a m s2 2 依据表中数据在图 7 中画出 a F 图象 图 7 3 根据图象可得滑块的质量 m kg 滑块和长木板间的动摩擦因数 6 2018 四川成都模拟 如图 8 甲所示 一端带有定滑轮的长木板放置在水平桌面上 靠近 长木板的左端固定有一光电门 右端放置
8、一带有挡光片的小车 小车和挡光片的总质量为 M 细线绕过定滑轮 一端与小车相连 另一端挂有 6 个钩码 已知每个钩码的质量为 m 且 M 4m 图 8 1 用游标卡尺测出小车上的挡光片的宽度 读数如图乙所示 则挡光片宽度 d cm 2 实验时为了消除摩擦力的影响 可以把木板右端适当垫高 调节木板的倾斜度 直到使 小车在 填 受 或 不受 细线的拉力时能沿木板做 直线运动 3 将小车从木板右端由静止释放 小车上的挡光片通过光电门的时间为 t1 则小车通过光 电门的速度为 用题给字母表示 4 开始实验时 细线另一端挂有 6 个钩码 由静止释放小车后细线上的拉力为 F1 接着每 次实验时将 1 个钩
9、码移放到小车上 当细线挂有 3 个钩码时细线上的拉力为 F2 则 F1 2F2 填 大于 等于 或 小于 图 9 5 若每次移动钩码后都从同一位置释放小车 设挡光片 宽度为 d 且 d L 与光电门的距 离为 L 细线所挂钩码的个数为 n 测出每次挡光片通过光电门的时间为 t 测出多组数据 并绘出 n 图象如图 9 所示 已知图线斜率为 k 则当地重力加速度为 用题给字 1 t2 母表示 答案精析答案精析 1 1 反比 2 消除小车与木板之间摩擦力造成的影响 3 42 0 4 小车乙的质量 m乙 0 2 kg 2 1 BC 2 0 34 3 0 5 解析 1 平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用
10、下做匀速直线运动 让小车重力沿斜面的 分力等于小车受到的摩擦力 所以平衡时应为 将不带滑轮的木板一端适当垫高 在不连 砝码及砝码盘的情况下使小车恰好做匀速运动 故 A 错误 为了使绳子拉力代替小车受到的合力 需要调节滑轮的高度 使细线与木板平行 故 B 正 确 使用打点计时器时 先接通电源后释放小车 故 C 正确 实验中小车的加速度不是越大越好 加速度太大 纸带打的点太少 不利于计算 故 D 错 误 2 由匀变速直线运动的规律得 x4 x1 3aT2 x5 x2 3aT2 x6 x3 3aT2 联立得 x4 x5 x6 x1 x2 x3 9aT2 解得 a x6 x5 x4 x3 x2 x1
11、9T2 10 2 m s2 0 34 m s2 4 77 4 44 4 10 3 77 3 43 3 09 9 0 12 3 由题图丙可知 当 F 0 时 a 0 也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度 该同 学实验操作中平衡摩擦力过大 即倾角过大 平衡摩擦力时木板的右端垫得过高 所以图 线 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的 根据 F ma 得 a F 图象的斜率 k 由 1 m 题图 a F 图象得图象斜率 k 2 所以 m 0 5 kg 3 1 B 2 1 60 3 0 10 0 20 解析 1 在平衡摩擦力时 应使小车所受重力沿木板斜面方向的分力等于小车所受摩擦力 所以应该取下砂桶
12、 轻推小车后 小车能匀速下滑 B 项正确 2 将所得纸带分为等时的两大段 由逐差公式 x aT2可知 小车的加速度为 a cm s2 1 60 m s2 10 60 12 22 13 81 5 79 7 41 9 02 9 0 12 3 木板水平时 由牛顿第二定律 F Ff Ma 得 a F 1 M Ff M 结合题图图象可知 a 0 时 Ff F 0 10 N 当 F 0 时 Ff M 0 50 m s2 所以 M 0 20 kg 无论是否平衡摩擦力 a F 图线的斜率都等于小车质量的倒 数 故正确完成实验步骤 1 所得到的实验图线应过原点且与图线 平行 所以应是图线 4 1 B 2 3 9
13、 6 2L t2 解析 1 要探究光滑斜面上物体的加速度与物体质量及斜面倾角的关系 由于有两个变量 可采用控制变量法 B 正确 2 小车在光滑斜面上做初速度为零的匀加速运动 由 L at2可得 a 1 2 2L t2 3 小车在光滑斜面上运动时 其加速度 a gsin a sin 图象的斜率表示重力加速度 得 g 9 6 m s2 5 1 4 0 2 见解析图 3 0 25 0 2 解析 1 根据运动学公式 d at2得 1 2 a m s2 4 0 m s2 2d t2 2 0 5 0 25 2 如图所示 3 根据 F mg ma 得 a g 所以滑块运动的加速度 a 和所受拉力 F 的关系
14、图象的 F m 斜率等于滑块质量的倒数 由图象得加速度 a 和所受拉力 F 的关系图象的斜率 k 4 所以滑块的质量 m 0 25 kg 由图象得 当 F 0 5 N 时 滑块刚要开始滑动 所以滑块与长木板间的最大静摩擦力等于 0 5 N 而最大静摩擦力等于滑动摩擦力 即 mg 0 5 N 解得 0 2 6 1 0 520 2 不受 匀速 3 4 小于 5 d t1 5d2 kL 解析 1 游标卡尺的主尺读数为 5 mm 游标尺读数为 0 05 4 mm 0 20 mm 则最终读 数为 5 20 mm 0 520 cm 2 当小车不受细线的拉力时 重力沿木板向下的分力若与摩擦力 平衡 小车做匀
15、速直线运动 3 极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小 则小车通过 光电门的速度为 4 当细线挂有 6 个钩码时 对小车和钩码整体分析 d t1 a1 0 6g 对小车分析 根据牛顿第二定律得 F1 Ma1 4m 0 6g 2 4mg 当细 6mg M 6m 线挂有 3 个钩码时 对整体分析 a2 0 3g 对小车分析 根据牛顿第二定律得 3mg 10m F2 7ma2 2 1mg 可知 F1 2F2 5 小车通过光电门的速度 v 根据 v2 2aL 得 d t 2aL 因为 a 代入解得 n 图线的斜率 k 解得 g d2 t2 nmg 10m ng 10 5d2 gLt2 5d2 gL 5d2 kL
