第三章 实验四 验证牛顿运动定律-【衡中学案】2024年老高考物理一轮总复习（人教版）

高考一轮总复习·物理·人教版 3. (2023·黑龙江省大庆铁人中学 2020 级高三学年上 学期考试)如图所示,木板静止于水平地面上,在其 最右端放一可视为质点的木块。 已知木块的质量 m = 1 kg,木板的质量M = 4 kg,长 L = 2. 5 m,上表面光 滑,下表面与地面之间的动摩擦因数 μ = 0. 2。 现用 水平恒力 F = 20 N 拉木板,g 取 10 m / s2,求: (1)木板加速度的大小; (2)要使木块能滑离木板,水平恒力 F 作用的最短 时间; (3)如果其他条件不变,假设木板的上表面也粗糙, 其上表面与木块之间的动摩擦因数为 μ1 = 0. 3,欲使 木板能从木块的下方抽出,需对木板施加的最小水 平拉力; (4)若木板的长度、木块质量、木板的上表面与木块 之间的动摩擦因数、木板与地面间的动摩擦因数都 不变,只将水平恒力增加为 30 N,则木块滑离木板需 要多长时间? 4. (2023·湖北“宜荆荆恩”高三上)在光滑的水平面 上放有很薄的一个长木板,其长度 L = 0. 5 m,质量 M = 2 kg,长木板最右端并排放有相距很近的质量为 m1和 m2的 A、B 两小滑块(可视为两质点),m1 = m2 = 4 kg,系统处于静止状态。 滑块 A 与长木板的动 摩擦因数为 μ1 = 0. 2,滑块 B 与长木板的动摩擦因数 为 μ2 = 0. 4,最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。 从零 时刻开始,在长木板右端施加一水平恒力 F = 26 N, 使系统向右运动,滑块离开木板落到水平面时无速 度损失。 已知重力加速度为 g = 10 m / s2。 求: (1)滑块 A 离开长木板时的速度 v1; (2)2 s 末两个滑块的距离 s。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 实验四　 验证牛顿运动定律 实验知识·自主回顾 SHI YAN ZHI SHI ZI ZHU HUI GU 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　一、实验目的 　 　 1 . 学会用控制变量法研究物理规律。 2 . 学会灵活运用图象法处理物理问题。 3 . 探究加速度与力、质量的关系,并验证牛顿 第二定律。 二、实验原理 　 　 如图所示,在探究加速度 a 与合力 F 及质量 M 的关系时,应用的基本方法是控制变量法,即先 控制小车的质量 M 不变,讨论加速度 a 与力 F 的 关系;再控制小盘和盘中砝码的质量 m 不变,即力 F 不变,改变小车的质量 M,讨论加速度 a 与质量 M 　 的关系。 三、实验步骤 　 　 ( 1 )称量质量:用天平测量小盘的质量和小车 的质量 M。 (2)安装器材:按图把实验器材安装好,只是 不把悬挂小盘的细绳系在小车上 ( 即不给小车牵 引力) 。 (3)平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端 下面垫上一块薄木块,使小车匀速下滑。 这时,小 车拖着纸带运动时受到的摩擦阻力恰好与小车所 受的重力沿斜面向下的分力平衡。 (4)小盘通过细绳绕过滑轮系于小车上,先接 通电源后放开小车,取下纸带,编上号码。 (5)保持小车的质量 M 不变,改变小盘和盘中 砝码的质量 m,重复步骤(4) 。 (6)保持小盘和盘中砝码的质量 m 不变,改变 小车质量 M,重复步骤(4) 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 063 {#{QQABIQYEggAoQBIAAQgCAQViCAOQkAEACKoGQBAAIAAAgQFABCA=}#} 衡中学案·2024 年度创新设计 四、数据处理 　 　 ( 1 )在“探究加速度与力的关系” 实验中,以 加速度 a 为纵坐标、力 F 为横坐标建立坐标系,根 据各组数据在坐标系中描点。 如果这些点在一条 过原点的直线上,说明 a 与 F 成正比; (2 ) 在 “ 探究加速度与质量的关系” 实验中, “ a 与 M 成反比”实际上就是“ a 与 1M成正比” ,以 a 为纵坐标、以 1M为横坐标建立坐标系,如果 a - 1 M 图线是一条过原点的直线,就能判断 a 与 M 成反 比———“化曲为直”法。 注意:两个图象斜率的物理意义:a - F 图线的 斜率表示小车和车中砝码质量的倒数,即 　 　 　 ; a - 1M图线的