在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,采用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.

(1)當(dāng)Mm的大小關(guān)系滿足________時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該做a與________的圖象.
(3)如圖(a),甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)做出的aF圖線,說明實驗存在的問題是________.

(4)乙、丙同學(xué)用同一裝置做實驗,畫出了各自得到的aF圖線,如圖(b)所示,兩個同學(xué)做實驗時的哪一個物理量取值不同?

(1)M?m (2)(3)平衡摩擦力時木板傾角過大(4)兩小車及車上砝碼的總質(zhì)量不同

解析試題分析:(1)小車在下滑過程中,但如果時,,因此在滿足上述情況下才能繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力。
(2)在F一定情況下,a與m成反比,即a與m-1成正比。因此在處理圖像時一般以m-1為橫坐標(biāo)。
(3)途中說明在沒有施加外力F時,已經(jīng)有了加速度,說明平衡摩擦力過度,或者斜面傾角太大。
(4)根據(jù)牛頓第二定律F=ma,兩直線傾斜程度不一樣,因此兩小車質(zhì)量(小車及車上砝碼總質(zhì)量)不同
考點:驗證牛盾運動定律的實驗過程
點評:此類題型考察了是否掌握了如何驗證牛頓運動定律的方法。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2007?廣東)在驗證牛頓運動定律的實驗中有如圖(a)所示的裝置,小車放在斜面上,車前端拴有不可伸長的細線,跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連,小車后面與穿過打點計時器的紙帶相連.開始時,小車停在靠近打點計時器的位置,重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離.啟動計時器,釋放重物,小車在重物牽引下,由靜止開始沿斜面向上運動,重物落地后,小車會繼續(xù)向上運動一段距離.打點計時器使用的交流電頻率為50Hz.圖(b)中a、b、c是小車運動紙帶上的三段,紙帶運動方向如圖箭頭所示.

(1)根據(jù)所+提供的紙帶和數(shù)據(jù),計算打c段紙帶時小車的加速度大小為
5
5
m/s2(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(2)打a段紙帶時,小車的加速度大小是2.5m/s2,請根據(jù)加速度的情況,判斷小車運動的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的
D4D5
D4D5
兩點之間.
(3)若g取10m/s2,由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物m與小車的質(zhì)量M之比為m:M=
1:1
1:1

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

實驗題
在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,采用如圖1所示的實驗裝置.
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出.
(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足
M遠大于m
M遠大于m
時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時,保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與
1
M
1
M
的圖象.
(3)如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,說明實驗存在的問題是
沒有平衡摩擦力或平衡時角度過。
沒有平衡摩擦力或平衡時角度過小.

(4)某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中,測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示:
F
N
0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/(m?s-2 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象(圖3);
(5)圖象的斜率的物理意義是
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
;
(6)在“探究兩個共點力的合成”實驗中,某小組做實驗時得出如圖4所示的圖(O為橡皮條與細繩套的結(jié)點).圖中
F
F
是F1與F2合力的實驗值,為使橡皮筋沿豎直方向伸長,那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須
C
C

A.等大  B.互相垂直  C.水平分力,等大反向  D.豎直分力等大
(7)做勻變速直線運動的小車帶動紙帶通過電火花計時器,打出的部分計數(shù)點如圖5所示.每相鄰兩點間還有四點未畫出來,電火花計時器使用的是220V、T=0.02s的交流電,求:電火花計時器打第2個計數(shù)點時,小車的速度v2=
0.49
0.49
m/s,小車的加速度a=
0.88
0.88
m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律.給定的器材如下:
一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面(如圖1所示)小車、計時器一個、米尺.
(1)填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖,完善以下實驗步驟(不考慮摩擦力的影響):
①讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2,記下所用的時間t;
②用米尺測量A1與A2之間的距離x,則小車的加速度a=
2s 
t2
2s 
t2
;
③用米尺測量A1相對于A2的高度h.設(shè)小車所受重力為mg,則小車所受合外力F=
mgh
s
mgh
s
;
④改變
改變斜面的傾角或斜面高h
改變斜面的傾角或斜面高h
,重復(fù)上述測量;
⑤以h為橫坐標(biāo),
1
t2
為縱坐標(biāo),根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖.如能得到一條過原點的直線,則可以驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律.
(2)在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,實驗裝置如圖2中的甲所示,有一位同學(xué)通過實驗測量作出了圖乙中的A圖線.試分析:
①A圖線不通過坐標(biāo)原點的原因是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
;
②A圖線上部彎曲的原因是
未滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量
未滿足鉤碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)如圖甲所示,在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中,某同學(xué)進行實驗的主要步驟是:將橡皮筋的一端固定在木板上的A點,另一端拴上兩根繩套,每根繩套分別連著一個彈簧測力計.第一次沿著兩個方向拉彈簧測力計,將橡皮筋的活動端拉到某一位置,將該位置標(biāo)記為O點,讀取此時彈簧測力計的示數(shù),分別記錄為F1、F2,并用筆在兩繩的拉力方向上分別標(biāo)記a、b兩點,分別將其與O點連接,表示兩力的方向.第二次用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點,記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向.
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①兩次用彈簧測力計將橡皮筋的活動 端都要拉至O點,這樣做的目的是
 

②圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果作出的力的圖示,其中
 
是F1和F2合力的實際測量值.(填F或F')
③這位同學(xué)在實驗中確定分力方向時,圖甲所示的a點標(biāo)記得不妥,其原因是
 

(2)在”驗證牛頓運動定律”的實驗中,以下做法錯誤的是
 

A.平衡摩擦力時,應(yīng)將小盤用細繩通過定滑輪系在小車上
B.每次改變小車的質(zhì)量時,不需要重新平衡摩擦力
C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器電源
D.求小車運動的加速度時,可用天平測出小盤的質(zhì)量m′以及小車質(zhì)量M,直接用公式a=
m′M
g求出
(3)某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖(a)為實驗裝置簡圖.(交流電的頻率為50Hz,打點時間間隔為0.02秒)
①圖(b)為某次實驗得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為
 
m/s2.(保留二位有效數(shù)字)
②保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的數(shù)據(jù),如何利用這些數(shù)據(jù)才能比較直觀地確定小車加速度a與質(zhì)量m之間的關(guān)系呢?
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③保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖(c)、(d)所示.圖(c)中的圖線上部出現(xiàn)了彎曲偏離了原來的直線,其主要原因是
 
.圖(d)中的圖線不通過原點,其主要原因是
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學(xué)在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,保持小車所受的合力F的大小不變,改變小車的質(zhì)量m,得到了不同m時的加速度大小a,并繪出了a-
1
m
的圖象,則( 。
A、圖象是一條直線,直線的斜率表示小車受到的合力的倒數(shù)
B、圖象是一條直線,直線的斜率表示小車受到的合力
C、圖象是一條曲線,曲線各點的切線斜率表示小車受到的合力的倒數(shù)
D、圖象是一條曲線,曲線各點的切線斜率表示小車受到的合力

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