牛顿定实验 - 范文中心

牛顿定实验

05/20

xxx 学校2016-2017学年度8月同步练习

第I 卷(选择题)

一、选择题(本题共29道小题,每小题0分,共0分)

第II 卷(非选择题)

二、填空题(本题共1道小题,每小题0分,共0

分)

三、实验题(本题共9道小题, 第1题0分, 第2题0分, 第3题

0分, 第4题0分, 第5题0分, 第6题0

分, 第7题0分, 第8题0分, 第9题0分, 共0分)

验,该同学的装置和操作中的主要错误是(至少写出两个错误):

①长木板右端未垫高以平衡摩擦力

②错用了直流电源.

2. ① “探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示,在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.计时器所用交流电源的频率为50 Hz ,从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离,该小车的

加速度为________ m/s2(结果保留两位有效数字) 。

②甲、乙两同学在同一实验室,各取一套图示的装置放在水平桌面上,在没有平衡摩擦力的情况下,研究加速度a 与拉力F 的关系,分别得到如图中甲、乙两条直线.则甲、乙用的小车与木板间的动摩擦因数的关系为μ甲________μ乙.(选填“大于”、“小于”或“等于”)

3. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用电火花打点计时器

打下的纸带如图所示,并在其上取了A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 等7个计时点,相邻两个计时 点的时间间隔为丁=0.02 s。经过测量得:d 1=0.72em,d 2=1.60cm,d 3=2.64cm,

d 4=3.84em,d 5=5.20em,d 6=6.72cm。

(1)本实验电火花打点计时器使用的电源应该是 ______(填选项前的字母) ;

A .直流6V B.交流6V C.交流220V D.直流220V

(2)通过测量的数据计算F 点对应的速度大小为V F :______ m/s(计算结果保留两位有效数字) ;

(3)计算加速度a 的表达式为________。(用题中所给的实验数据的字母表示)

4. 某同学用如图甲的装置来研究牛顿第二定律.

①实验需用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合力,则除平衡摩擦力外,还必须满足的 实验条件是 远小于小车的质量.

②如图乙是某次实验打出的一条纸带,O 为起点,A 、B 、C 为三个相邻的计数点,相邻 的计数点之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,电源频率为50Hz .则小车的 加速度为a =_______m/s,打B 点时小车的速度v B =_______m/s (保留2位有效数字) . ③在探究加速度与质量的关系时,多次改变小车及车中砝码的总质量M ,并测出对应的加速度a .若用图象法处理数据,应作a 与_____的关系图象,才能直观反映它们的关

系.

④若使用上述实验数据来验证动能定理,对于沙和沙桶(总质量为m ) 以及小车组成的系

统,应验证的关系式是________________ (用符号表示,不要求计算结果,重力加速

度为g) .

5. 用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟 力的关系”的实验.实验时保持小车的质量2不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.

(1)实验时先 不挂 (填“挂”或“不挂”)钩码, 安装 (填“安装”或“不安装”)纸带.反复调整垫木的左右位置,直到 轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布 ,这样做的目的是 平衡小车运动中所受的摩擦阻力 .

(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A 、B 、C 、D 、E ,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A 点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50Hz 的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a= 1.0 m/s.(结果保留两位有效数字)

2

6. 通过DIS 来研究物体加速度与力的关系,实验装置如图.

(1)保持小车的总质量不变,用钩码所受的重力作为小车所受外力,通过改变所挂钩码的数量,多次重复测量来研究物体加速度与所受合外力的关系.这种研究方法叫 控制变量法 .

(2)通过多次实验,得到的数据,画出图象(如图所示).结果发现图象明显偏离直线,造成此误差的主要原因是 C

A .小车与轨道之间存在摩擦

B .导轨保持了水平状态

C .所挂钩码的总质量太大

D .所用小车的质量太大

(3)如图,若绳子拉力不断增大,AB 曲线不断延伸,那么加速度趋向值 g .若所挂钩不断增加,那么绳子拉力的趋向值 小车和位移传感器的总重量 .

7. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车的质量用M 表示,盘及盘中砝码的质量用m 表示,小车的加速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到.

(1)当M 与m 的大小关系满足 M >>m 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的总重力.

(2)一组同学在探究加速度与质量的关系时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度.在分析处理时,该组同学产生分歧:甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a 与其质量M 的图象,乙同学则认为应该作出a 与其质量倒数的图象.为了比较容易地得出加速度a 与质量M 的关系,你认为同学 乙 (填“甲”、“乙”)的方案更合理.

(3)甲同学在探究加速度与力的关系时,根据测量数据作出a ﹣F 图线,如图2所示,则实验存在的问题是 平衡摩擦力时木板倾角过大 .

(4)如图3所示为打点计时器打出的一条纸带,图中A 、B 、C 、D 、E 等是按时间顺序先后打出的计数点(相邻两个计数点间有四个点未画出).用刻度尺量出AB 、DE 之间的距离分别为0.84cm ,那么小车的加速度大小是 0.52 m/s.(结果保留两位有效数字) 8. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示,其中A 为固定橡皮筋的图钉,O 为2橡皮筋与细绳的结点,OB 和OC 为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.

(1)图乙中的F 与F′两力中,方向一定沿AO 方向的是 F′ .

(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答: 不变 (选填“变”或“不变”).

(3)本实验采用的科学方法是 B .

A .理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.建立物理模型法. 9.

图1所示为某同学研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”的实验装置示意图。

(1)下面列出了一些实验器材:

电磁打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶、刻度尺。 除以上器材外,还需要的实验器材有:__________。

A .秒表 B.天平(附砝码) C.低压交流电源 D.低压直流电源

(2)实验中,需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力:小车放在木板上,后面固定一条纸带,纸带穿过打点计时器。把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做__________运动。

(3)实验中,为了保证砂和砂桶所受的重力近似等于使小车做匀加速运动的拉力,砂和砂桶的总质量m 与小车和车上砝码的总质量M 之间应满足的条件是__________。这样,在改变小车上砝码的质量时,只要砂和砂桶质量不变,就可以认为小车所受拉力几乎不变。

(4)如图2所示, A、B 、C 为三个相邻的计数点,若相邻计数点之间的时间间隔为T ,

A 、B 间的距离为x 1,B 、C 间的距离为x 2,则小车的加速度a=__________。已知T=0.10s,x 1=5.90cm,x 2=6.46cm,则a=__________m/s2(结果保留2位有效数字)。

(5)在做实验时,该同学已补偿了打点计时器对小车的阻力及其它阻力。在处理数据时,他以小车的加速度的倒数11为纵轴,以小车和车上砝码的总质量M 为横轴,描绘出-M a a

1-M 关系的示意图是__________。 a 图象,图3中能够正确反映

A. B. C. D.

四、计算题(本题共3道小题, 第1题0分, 第2题0分, 第3题0分, 共0分) 五、简答题(题型注释) 六、作图题(题型注释) 七、辨析题(题型注释) 八、估算题(题型注释) 九、判断题(题型注释) 十、证明题(题型注释)

试卷答案

1.

2. ①.0.15 (4分) ②. 大于(3分) 。解析:①处理匀变速直线运动中所打出的纸带,求解加速度用公式,关键弄清公式中各个量的物理意义,为连续相等时间内的位移差,t 为连续相等的时间间隔,如果每5个点取一个点,则连续两点的时间间隔为t =0.1s,(3..52)m ,代入可得加速度=0.16m/s2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度=0.15m/s2.

3. (1)C ;(2)0.72;(3)(d 6-2d 3) 29T

:(1)本实验选用电火花打点计时器,而电火花计时器应用电压为220V 的交流电源,所以选C ;

(2)根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,电火花计时器的周期为T ,所以从E 点到G 点时间为2T ,有:

v F =d 6-d 40.0672-0.0384=m s =0.72m s ; 2T 2⨯0.02

(3)由∆x =aT 2,根据逐差法,得:a =

故答案为:(1)C ;(2)0.72;(3)

4. (d 6-d 3) +(d 5-d 2) +(d 4-d 1) (d 6-2d 3) =。 9T 29T 2(d 6-2d 3) 。 9T 2

答案:①沙和沙桶的总质量(2分);②0.40,0.20(2分);③1/M(2分);④mgx B =12(m +M ) v B (2分)

2

:用沙和沙桶的总重力表示小车受到的合力,所以沙和沙桶的总质量远小于

小车质量;加速度大小

(x C -x B ) -(x B -x A ) ((7. 00-4. 80) -(4. 80-3. 00)) ⨯10-2

2a ===0. 4ms ,B 点速度22T 0. 1

F x C -x A (7. 00-3. 00) ⨯10-2

v B ===0. 20m /s ;本题力不变,牛顿第二定律a =,本m 2T 2⨯0. 1

题研究对象为小车,图线画直线,故为a-1/M图线;由于验证系统的动能定理,方程为mgx B =

5. 12(m +M ) v B 。 2

【考点】: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

【专题】: 实验题;牛顿运动定律综合专题.

【分析】: 探究物体加速度与力的关系实验中,我们认为小车受到的拉力等于钩码的重力,在实验前应平衡摩擦力;

根据纸带数据,由△x=at可求小车的加速度.

: 解:(1)平衡摩擦力时,应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,是小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.所以实验时先不挂钩码,安装纸带.反复调整2

垫木的左右位置,直到轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布,这样做的目的是平衡小车运动中所受的摩擦阻力.

(2)计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s,

根据纸带数据,由△x=at可得

小车的加速度a===1.0m/s. 22

故答案为:(1)不挂,安装,轻推一下小车时小车能做匀速直线运动或纸带上打的点均匀分布,平衡小车运动中所受的摩擦阻力.

(2)1.0

【点评】: 教科书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.

6.

7.

8.

9. (1)BC ;(2)匀速直线;(3)M m ;(4)x 2 x 1、0.56;(5)C 2T

(1)本实验还需要天平来测量小车和砝码、砂和砂桶的质量;由于选用的是电磁打点计时器,所以还需要低压交流电源,故选;BC ;

(2)实验中,需要补偿打点计时器对小车的阻力及其它阻力,所以需把木板一端垫高,调节木板的倾斜度,使小车在不受绳的拉力时能拖动纸带沿木板做匀速直线运动;


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