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1、高三物理《驗(yàn)證牛頓第二定律》教材分析 高三物理《驗(yàn)證牛頓第二定律》教材分析 考點(diǎn)12　驗(yàn)證牛頓第二定律 考點(diǎn)名片 考點(diǎn)細(xì)研究：本考點(diǎn)的命題要點(diǎn)是：(1)控制變量法研究物理問題；(2)用列表法、圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)選擇器材；(4)實(shí)驗(yàn)誤差的分析。其中考查到的如：2016年全國卷第23題、2015年全國卷第22題、2015年廣東理綜第34(1)題、2014年全國卷第22題、2013年天津理綜第9題等。 備考正能量：本考點(diǎn)命題多集中在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用、平衡摩擦力、紙帶處理上，尤其是瞬時(shí)速度、加速度的計(jì)算及數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新等。

2、 基礎(chǔ)與經(jīng)典 1．關(guān)于驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)，下列說法中符合實(shí)際的是(　　) A．通過對同時(shí)改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 B．通過對保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 C．通過對保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 D．先不改變小車質(zhì)量，研究加速度與力的關(guān)系；再不改變力，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 答案　D 解析　實(shí)驗(yàn)中采用控

3、制變量法，通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，可以歸納出加速度、力二者之間的關(guān)系，再通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，可以得出加速度、質(zhì)量二者之間的關(guān)系，所以D項(xiàng)正確。 2．(多選)如圖所示為某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大 B．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小 C．形成圖丙的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大 D．形成圖丁的原因是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小 答案　AD 解析　題中甲圖是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角

4、過大，牽引力為0時(shí)，小車已有加速度，丙圖是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小，所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；丁圖是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過小，導(dǎo)致圖線不過原點(diǎn)，當(dāng)小車質(zhì)量m減小到一定值后才有加速度，乙圖是平衡摩擦力時(shí)長木板傾角過大，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。 3．(多選)在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是(　　) A．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，懸掛物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量 B．為減小小車、紙帶受到的摩擦力對實(shí)驗(yàn)的影響，需把小車運(yùn)動(dòng)平面起始端略墊高 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用描點(diǎn)法畫圖象，是為了減小誤差 D．實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用a&s

5、hy;坐標(biāo)作圖，是為了根據(jù)圖象直觀地作出判斷 答案　ABD 解析　實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用描點(diǎn)法畫圖象，不是為了減小誤差，而是根據(jù)圖象可直觀地看出物理量間變化的情況和依賴關(guān)系，故C錯(cuò)誤。 一、基礎(chǔ)與經(jīng)典 4．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系。 (1)下列做法正確的是________(填字母代號)。 A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行 B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在木塊上 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開木塊再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源

6、 D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時(shí)，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度 (2)為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量________(填“遠(yuǎn)大于”“遠(yuǎn)小于”或“近似等于”)木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量。 (3)甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖示的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖中甲、乙兩條直線。設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m甲、m乙，甲、乙用的木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ甲、μ乙，由圖可知，m甲________m乙，μ甲________μ

7、乙。(填“大于”“小于”或“等于”) 答案　(1)AD　(2)遠(yuǎn)小于　(3)小于　大于 解析　(1)實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩要保持與長木板平行，A項(xiàng)正確；平衡摩擦力時(shí)不能將裝有砝碼的砝碼桶通過細(xì)繩繞過滑輪拴在木塊上，B項(xiàng)錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開木塊，C項(xiàng)錯(cuò)誤；平衡摩擦力后，改變木塊上的砝碼的質(zhì)量后不再需要重新平衡摩擦力，D項(xiàng)正確。 (2)由整體法和隔離法得到繩的拉力F＝Ma＝M＝mg，可見，當(dāng)砝碼桶和桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量M時(shí)，可得F≈mg。 (3)不平衡摩擦力，則F－μmg＝ma，a＝－μg，圖象的斜率大的木塊的質(zhì)量小，縱軸

8、截距的絕對值大的動(dòng)摩擦因數(shù)大，因此m甲μ乙。 5.如圖所示，是某次利用氣墊導(dǎo)軌探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置安裝完畢后的示意圖。圖中A為砂桶和砂，B為定滑輪，C為滑塊及上面添加的砝碼，D為紙帶，E為電火花計(jì)時(shí)器，F(xiàn)為蓄電池(電壓為6V)，G是電鍵，請指出圖中的三處錯(cuò)誤： (1)________________________________________________________________________； (2)_______________________________________________________________

9、_________； (3)________________________________________________________________________。 答案　(1)B接滑塊的細(xì)線應(yīng)水平(或與導(dǎo)軌平行) (2)C離電火花計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn) (3)E電火花計(jì)時(shí)器用的是220V的交流電，不能接直流電 解析　B接滑塊的細(xì)線若不平行導(dǎo)軌，則滑塊及上面添加砝碼所受的合外力則為細(xì)線拉力的水平分力?；瑝K離滑輪太近，則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上打下的點(diǎn)跡太少，不便于分析數(shù)據(jù)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源應(yīng)為交流電源，不應(yīng)用蓄電池。 6．為了探究加速

10、度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過G1、G2光電門時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}： (1)實(shí)驗(yàn)開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其他儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？ 答：____________________________________________________________________。 (2)若取M

11、＝0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________。 A．m1＝5gB．m2＝15g C．m3＝40gD．m4＝400g (3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一次牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為__________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)。 答案　(1)取下牽引砝碼，滑行器放在任意位置都不動(dòng)；或取下牽引砝碼，輕推滑行器，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門的光束被擋的時(shí)間Δt都相等 (2)D　(3)a＝ 解析　(1)如果氣墊導(dǎo)軌水平，則不掛砝碼時(shí)，滑行器應(yīng)能在任意位置靜止

12、不動(dòng)，或推動(dòng)滑行器后能使滑行器勻速運(yùn)動(dòng)。 (2)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)滿足滑行器與擋光片的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量m，即Mm，故m4＝400g不合適。 (3)由v1＝，v2＝，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度關(guān)系式v－v＝2ax，可得a＝。 二、真題與模擬 7．2016全國卷]某物理課外小組利用圖a中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下： (1)將5個(gè)鉤

13、碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。 (2)將n(依次取n＝1,2,3,4,5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對于其起始位置的位移s，繪制s­t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。 (3)對應(yīng)于不同的n的a值見下表。n＝2時(shí)的s­t圖象如圖b所示；由圖b求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。 n12345a/ms－20.200.580.781.00(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖c

14、中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a­n圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。 (5)利用a­n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為________kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g＝9.8ms－2)。 (6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是________(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號)。 A．a(chǎn)­n圖線不再是直線 B．a(chǎn)­n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn) C．a(chǎn)­n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大 答案　(3)0.39(0.37～0.41均可)

15、　(4)a­n圖線如圖　(5)0.45(0.43～0.47均可)　(6)BC 解析　(3)實(shí)驗(yàn)中小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于小車初速度為零，結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律有s＝at2，結(jié)合圖b得加速度a＝0.39ms－2。 (5)由(4)知，當(dāng)物體質(zhì)量一定，加速度與合外力成正比，得加速度a與n成正比，即a­n圖象為過原點(diǎn)的直線。a­n圖線的斜率k＝0.196ms－2，平衡摩擦力后，下端所掛鉤碼的總重力提供小車的加速度，nm0g＝(M＋Nm0)a，解得a＝n，則k＝，可得M＝0.45kg。 (6)若未平衡摩擦力，則下端所掛鉤碼的總重力與小車所受

16、摩擦力的合力提供小車的加速度，即nm0g－μM＋(N－n)m0]g＝(M＋Nm0)a，解得a＝n－μg，可見圖線截距不為零，其圖線仍是直線，圖線斜率相對平衡摩擦力時(shí)有所變大，B、C項(xiàng)正確。 8．2015廣東高考]某同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取? (1)請完成以下主要實(shí)驗(yàn)步驟：按圖a安裝實(shí)驗(yàn)器材并連接電源；豎直提起系有重物的紙帶，使重物________(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計(jì)時(shí)器下端；______________________，______________，使重物自由下落；關(guān)閉電源，取出紙帶；換新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)。 (2)圖b和c是實(shí)驗(yàn)獲得的兩條紙帶

17、，應(yīng)選取________(填“b”或“c”)來計(jì)算重力加速度。在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下，得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋饕蚴强諝庾枇蚠_______________________________________________________________________。 答案　(1)靠近　打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開關(guān)　釋放重物　 (2)b　打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與紙帶之間的摩擦力 解析　(1)為充分利用紙帶，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)重物應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。應(yīng)先打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開關(guān)，再釋放重物。 (2)c紙帶先變疏后變密，表示重物先加速后減速，不是自由落體運(yùn)動(dòng)

18、，b紙帶間距均勻增加，故應(yīng)選b。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶之間的摩擦也會使測得的g偏小。 9．2014全國卷]某同學(xué)利用圖a所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質(zhì)量m的對應(yīng)關(guān)系圖，如圖b所示。實(shí)驗(yàn)中小車(含發(fā)射器)的質(zhì)量為200g，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇了不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩和輕定滑輪。小車的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到，回答下列問題： (1)根據(jù)該同學(xué)的結(jié)果，小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成________(填“線性”或“非線性”)關(guān)系。 (2)由圖b可知，a­m圖線不經(jīng)過原點(diǎn)，可能的原因是______________。 (3)若利用

19、本實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與作用力成正比”的結(jié)論，并直接以鉤碼所受重力mg作為小車受到的合外力，則實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采取的改進(jìn)措施是____________________________，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿足的條件是________________________________________________________________________。 答案　(1)非線性(2)存在摩擦力(3)調(diào)節(jié)軌道的傾斜度以平衡摩擦力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量 解析　(1)將圖b中各點(diǎn)連線，得到的是一條曲線，故a與m的關(guān)系是非線性的。 (2)由圖b可知，當(dāng)鉤

20、碼質(zhì)量不為零時(shí)，在一定范圍內(nèi)小車加速度仍為零，即鉤碼對小車的拉力大于某一數(shù)值時(shí)小車才產(chǎn)生加速度，故可能的原因是存在摩擦力。 (3)若將鉤碼所受重力作為小車所受合力，則應(yīng)滿足三個(gè)條件，一是摩擦力被平衡，二是繩平行于軌道平面，此二者可保證繩對車的拉力等于車所受合力，設(shè)繩的拉力為T，由mg－T＝ma、T＝Ma有T＝g＝，可見當(dāng)mM時(shí)才有T≈mg，故第三個(gè)條件為mM。 10．2017廊坊質(zhì)監(jiān)]如圖甲所示，質(zhì)量為m的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的速率—時(shí)間(v­t)圖象。整個(gè)裝

21、置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為L、高度為h。(取重力加速度g＝9.8m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v­t圖線如圖乙所示。從圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a＝________m/s2，摩擦力對滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響________。(填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”) (2)此裝置還可用來驗(yàn)證牛頓第二定律。實(shí)驗(yàn)時(shí)通過改變________可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系；通過________________________________________可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。

22、 答案　(1)6.0　不明顯，可忽略　(2)高度h　改變滑塊質(zhì)量m、斜面的高度h，但需要保證mh乘積不變 解析　(1)速度圖象中，圖線的斜率表示質(zhì)點(diǎn)的加速度，即上滑時(shí)加速度大小為a1＝m/s2＝6.0m/s2，下滑時(shí)加速度大小為a2＝m/s2＝6.0m/s2，方向均沿斜面向下；由牛頓第二定律可知，滑塊加速度不變，則所受合外力不變，故滑塊所受滑動(dòng)摩擦力可忽略不計(jì)； (2)驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)，需要控制變量：即滑塊質(zhì)量一定時(shí)，改變外力，即滑塊沿斜面方向的分力Gx＝mgsinθ＝mg，導(dǎo)軌長度不變，故只能通過改變斜面高度h來完成；在驗(yàn)證力一定時(shí)，即需要mg一定，改變質(zhì)量

23、m時(shí)需要保持mh乘積不變，來驗(yàn)證加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。 11．2016江門模擬]如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B。滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。 (1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝________mm。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是________________。 (3)下列不必

24、要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________。(請?zhí)顚戇x項(xiàng)前對應(yīng)的字母) A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量 B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些 C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平 D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行 (4)改變鉤碼質(zhì)量，測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t，通過描點(diǎn)作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出________圖象。 答案　(1)2.30　(2)遮光條到光電門的距離L　(3)A　(4)­F 解析　(1)由圖知第6條刻度線與主尺對齊，d＝2mm＋60.05m

25、m＝2.30mm。 (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度。 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是遮光條到光電門的距離L。 (3)拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(guān)，故A項(xiàng)不必要；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B項(xiàng)必要；應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，拉力才等于合力，故C項(xiàng)必要；要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故D項(xiàng)必要；故選A。 (4)由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小

26、車質(zhì)量M不變，因此有：v2＝2aL，v＝，a＝，＝2L，所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出­F圖象。 12．2017石家莊模擬]為了驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)加速度與力的關(guān)系。一同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。其中M為帶滑輪的小車的質(zhì)量，m為砂和砂桶的質(zhì)量。(滑輪質(zhì)量不計(jì)) (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，一定要進(jìn)行的操作或保證的條件是________。 A．用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量 B．將帶滑輪的長木板右端墊高，以平衡摩擦力 C．小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，打出一條紙帶，同時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù) D．改變砂和砂桶

27、的質(zhì)量，打出幾條紙帶 E．為減小誤差，實(shí)驗(yàn)中一定要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M (2)該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶(相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒有畫出)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器采用的是頻率為50Hz的交流電，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度為________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (3)以彈簧測力計(jì)的示數(shù)F為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出的a­F圖象是一條直線，圖線與橫軸的夾角為θ，求得圖線的斜率為k，則小車的質(zhì)量為________。 A．2tanθB.C．kD. 答案　(1)BCD　(2)1.3　(3)D

28、 解析　(1)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)的2倍等于小車受到的拉力，無需用天平測出砂和砂桶的質(zhì)量，不需要保證砂和砂桶的質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量M，選項(xiàng)A、E錯(cuò)誤；將帶滑輪的長木板右端墊高，可平衡摩擦力，讓拉力充當(dāng)小車的合外力，選項(xiàng)B正確；為了在紙帶上打下更多清晰的點(diǎn)，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，再釋放小車，選項(xiàng)C正確；為了減小誤差，需要打出多條紙帶，故需改變砂和砂桶的質(zhì)量，選項(xiàng)D正確。 (2)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有兩個(gè)點(diǎn)沒畫出，故相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t＝0.06s，逐差法求得加速度a＝10－2m/s2≈1.3m/s2。 (3)對小車受力分析，由牛頓第二定律可得：2F＝M

29、a，可得：a＝F，即k＝，M＝，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤。 13．2016長沙模擬]甲、乙兩同學(xué)均設(shè)計(jì)了測動(dòng)摩擦因數(shù)的實(shí)驗(yàn)。已知重力加速度為g。 (1)甲同學(xué)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。其中A為一質(zhì)量為M的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的物塊，C為物塊右端連接的一輕質(zhì)彈簧測力計(jì)。實(shí)驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出，通過C的讀數(shù)F1即可測出動(dòng)摩擦因數(shù)。則該設(shè)計(jì)能測出________(填“A與B”或“A與地面”)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其表達(dá)式為________。 (2)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)如圖乙所示。他在一端帶有定滑輪的長木板上固定有A、B兩個(gè)光電門，與光電門相連的計(jì)時(shí)器可以顯

30、示帶有遮光片的物塊在其間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，與跨過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計(jì)能顯示掛鉤處所受的拉力。實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次改變砂桶中砂的質(zhì)量，每次都讓物塊從靠近光電門A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出多組測力計(jì)示數(shù)F及對應(yīng)的物塊在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。在坐標(biāo)系中作出F­的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，與縱軸的截距為b，與橫軸的截距為c。因乙同學(xué)不能測出物塊質(zhì)量，故該同學(xué)還應(yīng)該測出的物理量為________________________________________________________________________________________。根據(jù)該測量物理量及圖線信息可知物塊與木

31、板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)表達(dá)式為________。 答案　(1)A與B　 (2)光電門A、B之間的距離x　 解析　(1)當(dāng)A達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)B處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動(dòng)摩擦力Ff大小相等，B對木板A的壓力大小等于B的重力mg，由Ff＝μFN得，μ＝＝，由從C上讀取F1，則可求得μ，為A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。 (2)物塊由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移x＝at2， a＝。根據(jù)牛頓第二定律得，對于物塊，F(xiàn)合＝F－μmg＝ma，則F＝＋μmg，則圖線的斜率為：k＝2mx，縱軸的截距為b＝μmg；k與摩擦力是否存在無關(guān)，物塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)：μ＝＝。