百度文库 - 让每个人平等地提升自我
实验：验证牛顿运动定律
[方法点拨] (1)控制变量法．(2)图象法．
1．用图1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1
(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/s(计算结果保留三位有效数字)． (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①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“②”“③”或“④”)．
2．某探究性学习小组利用如图2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．
(1)下列实验方法，可以采用________． 1
2
百度文库 - 让每个人平等地提升自我
A．等效法 C．放大法
B．控制变量法 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的斜面顶端滑至底端的时间t，就可以由公式a＝________________求出加速度．
图2
(3)实验中通过改变方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α的正弦值sin α＝.某同学记录了高度和加速度的对应值，并在坐标纸上建立适当的坐标系后描点作图如图3，请根据他所作的图线求出当地的重力加速度g＝________ m/s.
2
hL
图3
3．为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图4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，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/s，最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
2
图4
次数 1 a/(m·s－2) 1.0 F/N 0.76 2
百度文库 - 让每个人平等地提升自我
2 3 4 5 2.0 3.0 4.0 5.0 0.99 1.23 1.50 1.76 (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/s.
(2)依据表中数据在图5中画出a－F图象．
2
图5
(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μ＝________. 4．某同学利用“验证牛顿第二定律”的实验器材，测量滑块和长木板之间的动摩擦因数．如图6所示，带滑轮的长木板水平放置，力传感器固定在墙上，轻绳分别跨过固定在滑块上和固定在长木板末端的滑轮，一端与力传感器连接，另一端竖直悬挂一砂桶，砂桶距地面足够远．调节两滑轮的位置使轻绳与长木板平行，不计轻绳与各滑轮之间的摩擦．
图6
(1)实验时，一定要进行的操作是______(填选项前的字母)． A．将长木板右端垫高以平衡摩擦力 B．使砂和砂桶的总质量远小于滑块质量 C．将打点计时器接交流电源 D．用天平测砂和砂桶的总质量
(2)实验时，记录力传感器的示数F，用天平测出滑块质量m，由纸带上的点求出加速度a.根据这些数据，可以得出滑块和长木板间的动摩擦因数的表达式μ＝________.(重力加速度为
3
百度文库 - 让每个人平等地提升自我
g)
5．如图7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7
(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”)．
(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1
绘出n－2图象如图8所示，已知图线斜率为k，则当地重力加速度为________(用题给字母
t表示)．
图8
6．为测量一铅块的质量，某同学设计了图9a所示的实验．将铅块和钩码用跨过定滑轮的细绳连接，在质量为200 g的钩码下端拴上穿过打点计时器的纸带，闭合电源释放铅块，铅块下降，打点计时器在纸带上打下一系列的点．图b为纸带的一部分，其中A、B、C、D为四个连续的点，已知打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上，当地的重力加速度g＝9.75 m/s，4
2
百度文库 - 让每个人平等地提升自我
不计滑轮的质量及摩擦，回答下列问题：(计算结果保留三位有效数字)
图9
(1)计时点D对应刻度尺的刻度值为________ cm； (2)铅块的加速度大小为________ m/s； (3)可求得铅块的质量为________ kg.
7．某实验小组在“探究加速度与物体受力的关系”实验中，设计出如下的实验方案，其实验装置如图10所示．已知小车质量M＝214.6 g，砝码盘质量m0＝8.0 g，打点计时器所使用的交流电频率f＝50 Hz.其实验步骤是：
2
图10
A．按图中所示安装好实验装置；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动； C．取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m；
D．将小车置于打点计时器旁，先接通电源，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求得小车的加速度a；
E．重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码的质量，重复B～D步骤，求得小车在不同合外力F作用下的加速度． 回答下列问题： 5
全国通用2018年高考物理一轮复习第3章牛顿运动定律微专题18实验验证牛顿运动定律
