第四章 牛顿定律的应用-4 实验专题 2023届高三物理一轮复习

目录 「常规实验」 1 「利用光电门验证牛顿第二定律」 5 「利用连接体验证牛顿第二定律」 7 「利用牛顿第二定律测量动摩擦因数」 10 「其他创新实验」 11 「常规实验」 1.在“验证牛顿运动定律”实验中，采用如图所示的装置图进行实验。 （1）对小车进行“平衡摩擦力”操作时，下列必须进行的是________(填字母序号)。 A．取下砂和砂桶 B．在空砂桶的牵引下，轻推一下小车，小车能做匀速直线运动 C．小车拖着穿过打点计时器的纸带做匀速运动时，打点计时器的电源应断开 D．把长木板没有定滑轮的一端垫起适当高度 （2）实验中，已经测出小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，若要将砂和砂桶的总重力大小作为小车所受拉力F的大小，这样做的前提条件是_________________________________________。 （3）在实验操作中，下列说法正确的是________。 A．求小车运动的加速度时，可用天平测出砂和砂桶的质量M′和m′，以及小车质量M，直接用公式a＝g求出 B．实验时，应先接通打点计时器的电源，再放开小车 C．每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的小木块的厚度 D．先保持小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持小车受力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度与力、质量的关系 2.图甲为“探究加速度与物体受力、质量之间的关系”的实验装置示意图．砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小． （1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车和砝码所受的合外力，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，调节砂和砂桶总质量的大小，使小车在细线的牵引下运动，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(　　) A．M＝20 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g B．M＝200 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g C．M＝400 g，m＝10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g D．M＝400 g，m＝20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g （3）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．测出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22 cm、xBC＝4.65 cm、xCD＝5.08 cm、xDE＝5.49 cm、xEF＝5.91 cm、xFG＝6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小车的加速度a＝________m/s2(结果保留2位有效数字)． 3.用图所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数μ。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有槽码，木块在槽码的牵引下运动。通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，槽码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力f。改变M和m进行多次实验。 （1）下列实验操作步骤，正确顺序是________。 ①释放木块 ②接通打点计时器电源 ③将木板固定在水平桌面上 ④调节滑轮高度使细线与木板平行 ⑤将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上 （2）实验打出的一段纸带如图所示，打点计时器的工作频率为50 Hz，图中纸带按实际尺寸画出，则木块的加速度为________ m/s2。 （3）甲同学测得的数据见下表： M/kg 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 f/N 2.48 2.18 1.80 1.50 1.16 请根据表中的数据，在图方格纸上作出f－M图像。 （4）已知重力加速度g＝9.80 m/s2，可求得该木块与木板的动摩擦因数μ＝________。 （5）乙同学用（3）问表中的数据逐一计算出每次测量的μ值，取其平均值作为测量结果。他发现该值比甲同学在（4）问中得出的μ值大。你认为哪位同学的结果更准确，请简要说明理由___________________________________________________。 4.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