实验针对训练4 验证牛顿运动定律(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(老高考)人教版

实验针对训练(四) 1．(2022·四川成都七中二模)某学习小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律。研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，整体总质量为M，整体所受的合外力F的大小等于悬挂钩码的总重力大小，利用纸带和电火花计时器测出小车的加速度a。 甲 实验一：研究M一定时，加速度a与F的关系。 实验二：研究F一定时，加速度a与M的关系。 (1)(多选)下列操作必要的有________。 A．本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力 B．调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行 C．实验时，需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量 D．实验时，应先释放小车再接通电火花计时器 (2)实验一：小车上及细线悬挂钩码总数不变。第一次，细线悬挂1个钩码，其余钩码放在小车上，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a1； 第二次，细线悬挂2个钩码，其余钩码放在小车上，求出此次实验小车的加速度a2，以此类推，共做5组实验。画出a­F图象，理论上图象斜率k＝____________。 (3)实验二：细线悬挂钩码数不变。第一次，小车上不放钩码，释放小车后，小车沿斜面下滑打出一条纸带，求出此次实验小车的加速度a，第二次，小车上放1个钩码，以此类推，共做5组实验。则画出a­M图象，图线为________线(选填“直”或“曲”)。 乙 (4)某次实验打出的一条纸带如图乙所示，纸带上0为起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。由纸带测得小车的加速度a＝________m/s2。(保留2位有效数字) [解析]　(1)需要让整体受到的合外力等于钩码的重力，则本实验需让木板倾斜合适角度，以平衡摩擦力，故A正确；为使整体受到的合外力不变，调节定滑轮时，应使连接小车的细线与木板平行，故B正确；研究对象为小车、车上钩码及悬挂的钩码整体，实验时，并不需满足悬挂钩码的质量远小于小车及车上钩码的质量，故C错误；为充分利用纸带，实验时，应先接通电火花计时器再释放小车，故D错误。 故选AB。 (2)根据牛顿第二定律F＝Ma 解得a＝F 画出a­F图象，理论上图象斜率k＝。 (3)根据牛顿第二定律F＝Ma 合外力不变，质量改变，则画出a­M图象，图线为曲线。 (4)根据逐差法 a＝≈0.99 m/s2 [答案]　(1)AB　(2)　(3)曲　(4)0.99 2．(2023·四川眉山模拟)某同学用如图(a)所示装置探究加速度与质量的关系。图中小车及砝码A的质量用M表示，托盘及钩码B的质量用m表示，交流电源的频率为50 Hz，当地重力加速度g取10 m/s2。实验中该同学取托盘及钩码B的重力mg作为小车所受的合力。 (a) (1)实验中，下列说法正确的是________； A．每次在小车上加减砝码时，需再平衡摩擦力 B．实验中M应远大于m C．实验时应先释放小车后接通电源 D．小车加速度可用a＝计算 (2)某次实验得到的纸带如图(b)所示，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度大小为a＝________m/s2(结果保留2位有效数字)； (b) (c) (3)该同学增减砝码以改变小车的质量M，可得到小车的加速度大小a与对应质量M的数据。画出a­ 图线如图(c)所示，由图中数据可求得托盘及钩码B的总质量为________kg。由图(c)发现：当较大时，图线发生弯曲，在处理数据时为避免图线发生弯曲的现象，该同学应画出的是________。 A．a 与(M＋m)的关系图线 B．a与M的关系图线 C．a与的关系图线 D．a与的关系图线 [解析]　(1)平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有f＝mgsin θ＝μmgcos θ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力，故A错误；为了保证钩码的重力等于细绳的拉力，钩码的质量m应远小于小车和砝码的质量M，故B正确；实验时应先接通电源后释放小车，故C错误；小车的加速度应该根据打点计时器打出的纸带应用匀变速运动规律求出，不能用a＝计算，故D错误。故选B。 (2)根据Δx＝aT2可知 a＝＝×10－2 m/s2≈0.50 m/s2。 (3)由牛顿第二定律mg＝Ma，解得 a＝mg， 所以a­图象的斜率为mg，由图可知 mg＝， 解得 m＝0.2 kg， 当较大时，M越小，不再满足M≫m，所以根据牛顿第二定律，分别对小车与砝码列出牛顿第二定律，对小车有 F＝Ma， 对砝码有 mg－F＝ma， 解得 a＝＝×mg， 所以作图时应作出a­图象，故C正确，A、B、D错误。故选C。 [答案]　(1)B　(2)0.50　(3)0.2　C 3．(2023·四川南充模拟)某同学采用如图装置来验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板