為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖。圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用Δt表示。在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”。

（1）完成下列實驗步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列________的點。

②按住小車，在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼。

③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙帶，在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m。

④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③。

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點。測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，…。求出與不同m相對應的加速度a。

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，為縱坐標，在坐標紙上做出關系圖線。

（2）完成下列填空：

①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是_______________________。

②設紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2和s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

③圖3為所得實驗圖線的示意圖。設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為___________，小車的質(zhì)量為___________。

 

【答案】

(1)等間距   (2)① M遠大于m   ②   1.15  ③ 1/k   b/k

【解析】

試題分析：（1）在“驗證牛頓第二定律的實驗”為使繩的拉力是小車的很外力，故需平衡摩擦力，所以需要小車做勻速直線運動，實驗時需要小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列等間距的點為止。（2）①以小車、吊盤和砝碼整體為研究對象得：，以小車為研究對象得，聯(lián)立解得，當時，本實驗用小車、吊盤和砝碼的總重力代替小車的拉力，而實際上小車所受的拉力要小于小車、吊盤和砝碼的總重力，吊盤和砝碼的總質(zhì)量越接近于小車的質(zhì)量，誤差越大；反之小盤和砝碼的總質(zhì)量越小于小車的質(zhì)量，實驗誤差越小，本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是。②由知，，解得，由圖中讀出s1=2.40cm，s3=4.70cm，帶入上式解得a=1.15m/s2。③對于系統(tǒng)有所以則的圖象是一條直線，其中，解得F=1/k ,M=b/k。

考點：“驗證牛頓第二定律的實驗” 的圖象的意義 勻變速直線運動規(guī)律

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）在做驗證力的平行四邊行定則實驗中：除了方木板、白紙、圖釘、細線套、橡皮條、鉛筆和刻度尺外，還需要的器材有：
彈簧秤、三角板
彈簧秤、三角板
．在此實驗中，假如F1的大小及方向固定不變，那么為了使橡皮條仍然伸長到O點，對F2來說，下面說法中正確的是
C
C

A．F2可以有多個方向
B．F2的方向和大小可以有多個值
C．F2的方向和大小是唯一確定值
D．F2的方向是唯一的，但大小可有多個值
（2）如圖為驗證牛頓第二定律的實驗裝置圖，實驗中作出了如圖所示的A、B兩圖象，圖A中三線表示實驗中
小車及砝碼質(zhì)量
小車及砝碼質(zhì)量
不同．圖B中圖線不過原點的原因是
平衡摩擦力過大
平衡摩擦力過大
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

圖1為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用△t表示．在小車質(zhì)量M未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”．
（1）完成下列實驗步驟中的填空：

①平衡小車所受的阻力：撤去砂和砂桶，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列
間隔均勻
間隔均勻
的點．
②按住小車，在左端掛上適當質(zhì)量的砂和砂桶，在小車中放入砝碼．
③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點跡的紙帶，在紙帶上標出小車中砝碼的質(zhì)量m．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③．
⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點．測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，…．求出與不同m相對應的加速度a．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標，
1
a
為縱坐標，在坐標紙上做出
1
a
-m關系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則
1
a
與m應成
線性
線性
關系（填“線性”或“非線性”）．
（2）完成下列填空：
①本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，懸掛砂和砂桶的總質(zhì)量應滿足的條件是
遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量
遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量
．
②如圖2所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D是該同學在紙帶上選取的連續(xù)四個計數(shù)點．該同學用刻度尺測出AC間的距離為SⅠ，測出BD間的距離為SⅡ．a(chǎn)可用SⅠ、SⅡ和△t（打點的時間間隔）表示為a=
SⅡ-SⅠ
2(△t)2
，
SⅡ-SⅠ
2(△t)2
，
．
③圖3為所得實驗圖線的示意圖．設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為
1
k
1
k
，小車的質(zhì)量為
b
k
b
k
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在使用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，已知實驗用的重錘質(zhì)量m=0.02kg．重錘自由下落，在紙帶上打下一系列的點，如圖1所示，相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.02s，長度單位是cm，g取9.8m/s2．則：（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
①打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=
0.97
0.97
 m/s；
②從打下計數(shù)點O到打下計數(shù)點B的過程中，重錘的重力勢能的減少量△Ep=
9.5×10-3
9.5×10-3
 J
（2）圖2為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．圖中打點計時器的電源為50Hz的交流電源，打點的時間間隔用△t表示．在小車質(zhì)量未知的情況下，某同學設計了一種方法用來研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關系”． 
㈠完成下列實驗步驟中的填空：
①平衡小車所受的阻力：小吊盤中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，直到打點計時器打出一系列
間隔均勻
間隔均勻
的點．
②按住小車，在小吊盤中放入適當質(zhì)量的物塊，在小車中放入砝碼．
③打開打點計時器電源，釋放小車，獲得帶有點列的紙袋，在紙袋上標出小車中砝碼的質(zhì)量m．
④按住小車，改變小車中砝碼的質(zhì)量，重復步驟③．
⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個間隔標注一個計數(shù)點．測量相鄰計數(shù)點的間距s1，s2，…．
求出與不同m相對應的加速度a．
⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標1/a為縱坐標，在坐標紙上做出1/a-m關系圖線．若加速度與小車和砝碼的總質(zhì)量成反比，則1/a與m處應成
線性
線性
關系（填“線性”或“非線性”）．
㈡完成下列填空：
⑦本實驗中，為了保證在改變小車中砝碼的質(zhì)量時，小車所受的拉力近似不變，小吊盤和盤中物塊的質(zhì)量之和應滿足的條件是
遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量
遠小于小車和砝碼的總質(zhì)量
．
⑧設紙帶上三個相鄰計數(shù)點的間距為s1、s2、s3．a(chǎn)可用s1、s3和△t表示為a=
s3-s1
2(5△t)2
s3-s1
2(5△t)2
．
⑨圖4為所得實驗圖線的示意圖．設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為
1
k
1
k
，小車的質(zhì)量為
b
k
b
k
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2012?汕頭一模）（1）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，為了安全、準確、方便地完成實驗：
①除電源（電動勢為4V，內(nèi)阻很�。㈦妷罕鞻（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ），待測電阻絲（約3Ω）、導線、開關外，電流表應選用
A
 
1
A
 
1
，滑動變阻器應選用
R
 
1
R
 
1
（選填   下列器材的字母符號）．
A．電流表A1（量程600mA，內(nèi)阻約1Ω）  電流表A2（量程3A，內(nèi)阻約0.02Ω）
B．滑動變阻器R1（總阻值10Ω）          滑動變阻器R2（總阻值100Ω）
②若用如圖所示的電路測量金屬絲的電阻，電壓表的左端應與電路中的
b
b
點相連（選填“a”或“b”）．若某次測
量中，金屬絲的長度為l，直徑為D，電壓表和電流表讀數(shù)分別為U和I，請用上述直接測量的物理量（D、l、U、I）寫出電阻率ρ的計算式：ρ=
π
Ud
2
 
4IL
π
Ud
2
 
4IL
．
（2）如圖（a）為驗證牛頓第二定律的實驗裝置示意圖．

①平衡小車所受的阻力的操作：取下
砝碼
砝碼
，把木板不帶滑輪的一端墊高；接通打點計時器電源，輕推小車，讓小車拖著紙帶運動．如果打出的紙帶如圖（b）所示，則應
減小
減小
（減小或增大）木板的傾角，反復調(diào)節(jié)，直到紙帶上打出的點跡
均勻（間隔相等）
均勻（間隔相等）
為止．
②圖（c）為研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量的關系”時所得的實驗圖象，橫坐標m為小車上砝碼的質(zhì)量．
設圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車受到的拉力為
1
K
1
K
，小車的質(zhì)量為
b
K
b
K
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ、圖1為“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置示意圖．砂和砂桶的總質(zhì)量為m，小車和砝碼的總質(zhì)量為M．實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大�。�
精英家教網(wǎng)
（1）試驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調(diào)節(jié)長木板一滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調(diào)節(jié)m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
B．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
C．將長木板的一端墊起適當?shù)母叨�，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．
（2）實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是
 

A．M=20g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
B．M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
D．M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
（3）圖2 是試驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E、F、G為7個相鄰的計數(shù)點，相鄰的兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數(shù)點之間的距離分別為sAB=4.22cm、sBC=4.65cm、sCD=5.08cm、sDE=5.49cm、sEF=5.91cm、sFG=6.34cm．已知打點計時器的工作頻率為50Hz，則小車的加速度a=
 
m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
Ⅱ、如圖為“測繪小燈伏安特性曲線”實驗的實物電路圖，已知小燈泡額定電壓為2.5V．
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（1）完成下列實驗步驟：
①閉合開關前，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，
 

②閉合開關后，逐漸移動變阻器的滑片，
 
；
③斷開開關，…．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在方格紙上作出小燈泡燈絲的伏安特性曲線．
（2）在虛線框中畫出與實物電路相應的電路圖．

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