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1、驗(yàn)證牛頓第二定律》實(shí)驗(yàn) 【重點(diǎn)知識提示】 1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原?實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證牛頓第二定律，即物體的質(zhì)量一定時(shí)，加速度與作用力成正比；作用力一定 時(shí)，加速度與 質(zhì)量成反比．實(shí)驗(yàn)原理：利用砂及砂桶通過細(xì)線牽引小車做加速運(yùn)動(dòng)的方法，采用控制變量法 研究上述兩組 關(guān)系.如圖4—6所示，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，使小車所受的阻力忽略，當(dāng)M和m做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可 以得到 mM a 二 g T 二 mg ? M + m M + m 當(dāng) M>>m 時(shí)，可近似認(rèn)為小車所受的拉力 T 等于 mg． 2．平．衡．摩．擦．力．：在長木板的不帶滑輪的 一端下面墊上一塊薄木板，反復(fù) 移動(dòng)其位置， 直至后面的紙帶連好

2、并不掛砂桶的小車剛好在斜面上保持勻速 運(yùn)動(dòng)為止 3 ．注意事項(xiàng) 該實(shí)驗(yàn)原理中T= mg -冊：m，可見要在每次實(shí)驗(yàn)中均要求M>>m，只有這樣，才能使?fàn)恳? 車的牽引力近似等于砂及砂桶的重力． 在平衡摩擦力時(shí)，墊起的物體的位置要適當(dāng)，長木板形 成的傾角既不能太大也不能太小，同時(shí)每次改變M時(shí)，不再重復(fù)平衡摩擦力. 【例 1】 在《驗(yàn)證牛頓第二定律》的實(shí)驗(yàn)中，在研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié) 論時(shí)，下列說法中錯(cuò)誤的是 （ ） A. 平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上 B. 每次改變小車質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力 C. 實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電

3、源 D. 小車運(yùn)動(dòng)的加速度，可從天平測出裝砂小桶和砂的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M,直接用公式 a二 求出（m<

4、/s2（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字），在驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí) 加速度以和合外力F的關(guān)系時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖4—8（b）所示的a-F、圖象，其 原因是 . 【能力跟蹤訓(xùn)練】 1 ．在《驗(yàn)證牛頓第二定律》的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)小車質(zhì)量 M 不變時(shí)， a-F 圖象如圖 4 — 9 所示，則小車質(zhì)量 M= . 2 ． a 、 b 、 c 、 d 四位同學(xué)做《驗(yàn)證牛頓第二定律》的實(shí)驗(yàn)，設(shè)小車 質(zhì)量和車上砝碼質(zhì)量之和為M,砂及砂桶的總質(zhì)量為M,分別得出如圖 4—10中a、b、c、d 一四個(gè)圖線，其中圖a、b、c是a-F圖線，圖d是a 一 1/M圖線，則以下 說法中正確的是 ( ) A．a(chǎn) 和 b

5、 較好地把握了實(shí)驗(yàn)條件 M>>m B．c 和 d 則沒有把握好實(shí)驗(yàn)條件 M>>m C. a同學(xué)長木板的傾角太小，而b同學(xué)長木板角度太大 D. a、b、c三同學(xué)中，c同學(xué)較好地完成了平衡摩擦力的操作 圖 4-10 3. 用斜面、小車、砂桶、砝碼等器材做《驗(yàn)證牛頓第二定律》的實(shí)驗(yàn)，如圖 4—11 為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，相鄰記數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T,且間距s、s、…、s已量出： 1 2 6 (1) 請寫出三個(gè)不同的計(jì)算加速度的表達(dá)式； (2) 如圖4—12是某同學(xué)根據(jù)測量的數(shù)據(jù)畫出的a 一 F圖線，表明實(shí)驗(yàn)的問題 4. 在《驗(yàn)證牛頓第二定律》實(shí)驗(yàn)中，下面的說法中正確的是 ()

6、 A. 平衡摩擦力時(shí)，小桶應(yīng)用細(xì)線通過法滑輪系在小車上，但小桶內(nèi)不能裝砂 B. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)始終保持小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的質(zhì)量 C. 實(shí)驗(yàn)中如用縱坐標(biāo)表示加速度，用橫坐標(biāo)表示小車和車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，描出相應(yīng)的點(diǎn) 在一條直線上，即可證明加速度與質(zhì)量成反比 D. 平衡摩擦力時(shí)，小車后面的紙帶必須連好，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)過程中紙帶也要受到阻力 和平街一中2018年高一級物理----期末復(fù)習(xí) 5. 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. 通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車

7、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， 最后歸納出速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系 6. 在做“驗(yàn)證第二運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn)”時(shí)，首先要細(xì)心地調(diào)整裝置，以使小車做勻速運(yùn)動(dòng)， 然后才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣做的目的何在： A.平衡摩擦力 B.方便實(shí)驗(yàn) C.減小摩擦力 D.增大阻力 7. 做“驗(yàn)證牛頓第二定律”實(shí)驗(yàn)時(shí)，按實(shí)驗(yàn)要求裝置好器材后，應(yīng)按一定的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 下列給出供選擇的操作步驟。 A. 保持小桶和

8、砂的質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測出加速度，重復(fù)幾次 B. 保持小車質(zhì)量不變，改變小桶里砂子的質(zhì)量，測出加速度，重復(fù)幾次 C. 用天平測出小車和砂子的質(zhì)量 D. 在長木板沒有定滑輪的一端墊上厚度合適的墊木，平衡摩擦力 E. 根據(jù)測岀的數(shù)據(jù)，分別畫岀「F和一尋圖線 F. 用秒表測出小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 G. 將裝有砂子的小桶用細(xì)線通過定滑輪系到小車上，接通電源，釋放小車，在紙帶上打出 一系列的點(diǎn) 以上步驟中，不必要的步驟是 ，正確步驟的合理順序是 （填寫代表字母）。 8. 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器所用的電源的頻率為50Hz。圖1-10為做勻 變速直線運(yùn)動(dòng)的小車帶動(dòng)的紙帶上記

9、錄的一些點(diǎn)，在每相鄰的兩個(gè)點(diǎn)中間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出， 按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別是（單 位：cm）： 8.78，16.08，21.87，26.16, 28.94。 由此測出小車加速度的大小為___—_m/ s2,方向—____。 0 12 3 4 5 *■*■*■*■* + * * * * ? ? ? ? 4- * ? ? ? ? 團(tuán) 3-10 驗(yàn)證牛頓第二定律》答案 1、0. 71kg(小車質(zhì)量研由a-F圖線的倒數(shù) 確定．) 2、 A、B、C、D (圖線為直線，表明M》m； a-F圖線與F交于原點(diǎn)右側(cè)表 明f平衡不夠，a-F圖線與a交于原點(diǎn)上方，表明f平衡過甚；a-F圖 線過原點(diǎn)，表明f平衡恰當(dāng).) s - s s - s (s + s + s ) - (s + s + s ) 3、 (1) a 二 1 a 二— i a 二 6 5 4 3 2 1 ； T 2 3T 2 9T 2 (2) 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠. 4、 B、D(M〉〉m是為了減小系統(tǒng)誤差.平衡摩擦力時(shí)必須將小車后面的紙帶連好). 5、 D； 6、 A； 7、 F；CDGBAE；