实验四 验证牛顿运动定律
[学生用书P57]
1．(2015·高考全国卷Ⅱ)某同学用图甲所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如
图乙所示，图中标出了五个连续点之间的距离．
(1)物块下滑时的加速度a＝________ m/s，打C点时物块的速度v＝________ m/s.(2)已知重力加速度大小为g，为求出动摩擦因数，还必须测量的物理量是________(选
B．斜面的高度 C．斜面的倾角
填正确答案标号)．A．物块的质量
2
解析：(1)物块沿斜面下滑做匀加速运动，根据纸带可得连续两段距离之差为0.13 cm，由a＝
ΔxT2，得a＝
0.13×10－2xBD22
m/s＝3.25 m/s，其中C点速度v＝＝
（0.02）2tBD
（3.65＋3.52）×10－2 m/s≈1.79 m/s.
2×0.02
(2)对物块进行受力分析如图，则物块所受合外力为F合＝mgsin θ－μmgcos θ，即a
＝gsin θ－μgcos θ，得μ＝
gsin θ－a，所以还需测量的物理量是斜面的倾角θ.
gcos θ
答案：(1)3.25 1.79 (2)C
2．(2024·河北模拟)某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：
(1)通过实验得到如图乙所示的a－F图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木
板与水平桌面的夹角__________(选填“偏大”或“偏小”)．
(2)该同学在平衡摩擦力后进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力________砝码和盘的总重力(填“大于”“小于”或“等于”)，为了便于探究、减小误差，应使小车质量
M与砝码和盘的总质量m满足__________的条件．
(3)该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、
F、G是纸带上7个连续的点．Δx＝xDG－xAD＝________ cm.由此可算出小车的加速度a＝
________ m/s.(结果保留两位有效数字)
2
解析：(1)根据所给的a－F图象可知，当F＝0时，小车已经有了加速度a0，所以肯定是
在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的夹角偏大造成的．
(2)根据牛顿第二定律，对小车F＝Ma，对砝码和盘mg－F＝ma，解得F＝
Mmg (3)由题图丙可读出xAD＝2.10 cm，xDG＝3.90 cm，所以Δx＝xDG－xAD＝1.80 cm，根据Δ x＝aΔt2，解得a＝5.0 m/s2. 答案：(1)偏大 (2)小于 M?m (3)1.80 5.0 3．在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动 的纸带上由打点计时器打出的点计算出： (1)当M与m的大小关系满足__________时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和 盘中砝码的重力． (2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系， 以下做法正确的是________． A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上 B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
2024届高考物理总复习第三章牛顿运动定律实验四验证牛顿运动定律随堂检测
