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1、2023新高考一轮复习提分宝典普查讲38IV验证牛顿第二定律（wd无答案）一、实验题（） 1.用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系，实验时保持小车（含车中重物）的 质量M不变，将细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力尸，用打点计时器打出的纸带 计算出小车运动的加速度关于实验操作，下列说法正确的是（） OA.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行B.平衡摩擦力时，在细线下端悬挂钩码，使小车在细线的拉力作用下能匀速下滑C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力D.实验时应先释放小车，后接通打点计时器电源图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5
2、个计数点A、B、。、。、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到4点的距离。已知 所用电源的频率为50 Hz,打3点时小车的速度吨=m/s,小车的加速度=m/s 2（结果均保留两位有效数字）。改变细线下端钩码的个数，得到。-F图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是（） 2.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交 流电源，打点的时间间隔用/表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来 研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。电源I小车5打点计时器应 庐n纸带陋 ,木板复写纸4 |小吊盘卬图1（1）完成下列实验步
3、骤中的填空:度传感器，分别记录小车到达A、3时的速率。吟度传感器拉力传感器 X o/ms-2 60*10o o二 25.04000,5 10 15 2.0 2.5 3.0图2实验主要步骤如下：将拉力传感器固定在小车上；平衡摩擦力，让小车做 运动；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力尸的大小及小车分别到达A、8时的速率Ua、VB；改变所挂钩码的数量，重复的操作。下表中记录了实验测得的几组数据，VB2- uA 2是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式斫,请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效
4、数字）；次数F (N)vb2 - va2 (m2/s2)a (m/s2)10.600.770.8021.041.611.6831.422.3442.624.654.8453.005.495.72由表中数据，在图2坐标纸上作出。一方关系图线 ；（4）对比实验结果与理论计算得到的关系图线（图中已画出理论图线），造成上述偏差的原因是（） 12.某同学用图所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线 两端分别与块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置祛码。缓慢向左 拉动水平放置的木板，当木块和祛码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为 木块受到的滑动摩擦
5、力的大小。某次实验所得数据在表中给出，其中/4的值可从图中弹簧秤的示数读出。祛码的质量 m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力/N2.152.362.55/42.93回答下列问题:(1)九=N；（2）在图中的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出尸 用图线 （3） f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为尸 ， /一z图线（直线）的斜率的表达式为攵=；（4）取g=9.80m/s2,由绘出的上根图线求得 = o （保留2位有效数字）平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点 计时器打出一系列 的点；按住小车
6、，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入祛码；打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中祛码的质量m； 按住小车，改变小车中祛码的质量，重复步骤；在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点，测量相邻计数点的间距s S2, 求出与不同加相对应的加速度a；以祛码的质量加为横坐标，!为纵坐标，在坐标纸上做出白2关系图线，若加速度与小 aa车和祛码的总质量成反比，则L与相处应成 关系(填“线性”或“非线性” )o a(2)完成下列填空：(i )本实验中，为了保证在改变小车中祛码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和 盘中物块的质量之和应满足的条件是 ;(ii )
7、设纸带上三个相邻计数点的间距为s |、s 2、s 3, a可用s1、s 3和/表示为 ;图2为用米尺测量某一纸带上的s 1、S3的情况，由图可读出s尸 mm, $3二 mm,由此求得加速度的大小a= m/s 2o图2(iii)图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为匕在纵轴上的截距为乩 若牛顿定 律成立，则小车受到的拉力为 ，小车的质量为 () 3,某实验小组利用图(a)所示的实验装置探究加速度与物体质量、物体受力的关系。在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图（b）所示。打点计时器打点的 时间间隔为0.02s。从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距
8、离。 该小车的加速度 =m/s2o （结果保留两位有效数字）小车打点计时器法码口 |W式V 片辛 f-可硅码盘（单位:cm）图（a）图（b）平衡摩擦力后，将5个相同的祛码都放在小车上。挂上祛码盘，然后每次从小车上取一个祛 码添加到祛码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度。与祛码盘中祛码总重力/的实验数据如下表。请根据实验数据在图（c）坐标中作出。一尸的关系图像 祛码盘中祛码 总重力尸（N）0.200.400.590.780.98加速度。（ms-2）0.691.181.662.182.70a/m.s2图根据提供的实验数据做出的。一尸图线不通过原点，请说明主要原因 O甲、乙两同学在同一实验室，各取
9、一套如图（a）所示的装置放在水平桌面上，小车上均不放 祛码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度。与拉力厂的关系，分别得到图（d）中甲、乙 两条直线。设甲、乙两同学所用的小车质量分别为甲、加乙，与木板间的动摩擦因数分别为甲 乙，由图（d）可知，加甲 m乙,甲 乙（选填“大于” “小于” 或“等于” ）o图(d)图(d)() 4.某物理课外小组利用图()中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N = 5个，每个质量均为 0.01 Okgo实验步骤如下
10、:22/长木板(a)(1)将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物块，使小车(和钩码) 可以在木板上匀速下滑；(2)将n (依次取n = 1, 2, 3, 4, 5)个钩码挂在轻绳右端，其余N 个钩码仍留在小车 内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻相对于其 起始位置的位移s,绘制s/图像，经数据处理后可得到相应的加速度。；(3)对应于不同的n的。值见下表。 =2时的s一 t图像如图(b)所示：由图(b)求出此 时小车的加速度(保留2位有效数字)，将结果填入下表；n12345alnv s20.200.580.781.00（4）利用表中的数据在
11、图（c）中补齐数据点，并作出图像。从图像可以看出：当物体 质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。 （5）利用。一图像求得小车（空载）的质量为 kg （保留2位有效数字，重力 加速度取g = 9.8m/s 2）o（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1）,下列说法正确的是（） （填入 正确选项前的标号）图线不再是直线A. 一 图线仍是直线，但该直线不过原点C.。一 图线仍是直线，但该直线的斜率变大（） 5.做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图甲是教材中的实验方案；图乙是拓 展方案，其实验操作步骤如下：甲乙（i ）挂上托盘和祛码，改变木板的倾角，使质量为M的小车拖着纸带沿木板匀速下
12、滑；（ii ）取下托盘和祛码，测出其总质量为小，让小车沿木板下滑，测出加速度（iii）改变祛码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到Q-尸的关系。实验获得如图所示的纸带，计数点。、c、d、e、/间均有四个点未画出，则在打d点时小车的速度大小9= m/s （保留两位有效数字）；abed ef npnwpwpnwiWninwinjiWniipnwninwnipnwjnn29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 cm需要满足条件机的方案是 （选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）；在作Q-b图象 时，把加g作为产值的是 （选填“甲”、“乙”或“甲和乙”）。（） 6.如图（）所示，某同学
13、用力传感器探究在小车及传感器总质量不变时加速度与它 们所受拉力的关系。力传感器r ” 小车打点计时器（选填“需要”或“不该同学将实验器材按如图（Q）所示连接后，沙桶的质量 需要”）远小于小车及传感器总质量，实验时如将细线拉力当作小车及传感器所受的合外力,（选填“需要”或“不需要”）先平衡摩擦力。先接通电源，再将小车由静止释放，获得的一条纸带如图（8）所示，每打5个点取一个计x 尸3.62cm,x 尸3.62cm,X 4=5.12cm,由图中数据可求得2、3两点的距离（即x 3）约为cm。（结果保留三位有效数字）图(b)在实验中，甲、乙两位同学根据实验数据画出如图（c）所示的小车的加速度和小车所
14、受拉力F的图像，分别为图中的直线I和直线II o下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,图图A.实验前甲同学没有平衡摩擦力B.甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的右端垫得过高了C.实验前乙同学没有平衡摩擦力D.乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的右端垫得过高了（） 7,某实验小组利用如图所示的装置探究加速度与力、质量的关系，将连接滑块的细绳、 力传感器和动滑轮之前的细绳、定滑轮和动滑轮之间的细绳均调为水平，通过调节气垫导轨下 的螺母使气垫导轨水平，打开气源，将滑块由静止释放，用刻度尺量出两光电门之间的距离和 滑块的宽度，并记录滑块经过两光电门的时间。力传感器光电门2-光电%块气垫导轨钩码根据以上的操
15、作回答下列问题：本实验中钩码的质量（填“需要”或“不需要”）远小于滑块质量。在探究加速度与外力的关系时，传感器的示数记为F,通过运动学公式计算出滑块的加速度 e改变钩码的质量，依次记录传感器的示数并求出所对应的加速度大小，则是下面四个q-尸 图象中能正确反映加速度与传感器的示数尸之间规律的是 o（） 8.为了探究质量一定时加速度与力的关系，王同学设计了如图甲所示的实验装置，其 中M为带滑轮小车的质量，加为沙和沙桶的质量.（滑轮质量及滑轮与轴、细线间的摩擦均不弹簧测力计弹簧测力计纸?打点计时器&zn甲（1）该同学利用此装置得到图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间有四个点未画出），已知打点计时器频率
16、为50 Hz,求打点计时器打计数点4时小车的瞬时速度为 加s.（结果保留两位有效数字）（2）根据王同学设计的实验装置，下列操作不必要的是（）A.用天平测出沙和沙桶的质量.B.将带滑轮的长木板右端热高，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，同时记录弹簧测力计的示数.D.为减小误差，实验巾一定要保证沙和沙桶的质量加远小于小车的质量（3）以弹簧测力计示数尸为横坐标，小车加速度为纵坐标，画出产图象是一条直线，如丙图所示，已知图线与横坐标的夹角为 图线的斜率为,则小车的质量为 A.2tan T B.悬了 C, k D. 1（） 9.某同学用如图所示装置来探究“在外力一
17、定时，物体的加速度与其质量之间的关 系”。打点计时器纸带沙桶（1）下列实验中相关操作正确的是（） OA.平衡摩擦力时，应先将沙桶用细线绕过定滑轮系在小车上B.平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器C.小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源（2）将沙和沙桶的总重力mg近似地当成小车所受的拉力F,会给实验带来系统误差。设小车 所受拉力的真实值为尸真，为了使系统误差石F 5%,小车和祛码的总质量为，则M与 机应当满足的条件等V o（） 10.在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，做如下探究：（1）为猜想加速度与质量的关系，可利用图1所示装置进行对
18、比实验。两小车放在水平板上， 前端通过钩码牵引，后端各系一条细线，用板擦把两条细线按在桌上，使小车静止。抬起板擦, 小车同时运动，一段时间后按下板擦，小车同时停下。对比两小车的位移，可知加速度与质量 大致成反比。关于实验条件，下列正确的是： （选填选项前的字母）。A.小车质量相同，钩码质量不同B.小车质量不同，钩码质量相同C.小车质量不同，钩码质量不同俯视图俯视图图I（2）某同学为了定量验证中得到的初步关系，设计实验并得到小车加速度Q与质量的7组Br 2s76543210 o o o o o o Og (k2B2实验数据，如下表所示。在图2所示的坐标纸上已经描好了 6组数据点，请将余下的一组数
19、据 描在坐标纸上，并作出q-需图像 o次数1234567al (m s2)0.620.560.480.400.320.240.15Mh0.250.290.330.400.500.711.00（3）在探究加速度与力的关系实验之前，需要思考如何测“力”。请在图3中画出小车受力的示意图。为了简化“力”的测量，下列说法正确的是： （选填选项前的字母）。磷图3A.使小车沿倾角合适的斜面运动，小车受力可等效为只受绳的拉力B.若斜面倾角过大，小车所受合力将小于绳的拉力C.无论小车运动的加速度多大，砂和桶的重力都等于绳的拉力D.让小车的运动趋近与匀速运动，砂和桶的重力才近似等于绳的拉力 （） 11.如图1为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L=48.0cm的A、3两点各安装一个速