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1、知能演練強化闖關
1.在利用打點計時器和小車來做“驗證牛頓運動定律”的實驗時,下列說法中不正確的是( )
A.平衡摩擦力時,應將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼通過定滑輪拴在小車上
B.連接砝碼盤和小車的細繩應跟長木板保持平行
C.平衡摩擦力后,長木板的位置不能移動
D.小車釋放前應靠近打點計時器,且應先接電源再釋放小車
解析:選A.本題考查實驗過程中應注意的事項,選項A中平衡摩擦力時,不能將砝碼盤及盤內(nèi)砝碼(或小桶)拴在小車上,A錯;選項B、C、D符合正確的操作方法,B、C、D對.
2.(2020·三明模擬)用如圖3-4-9所示的裝置做“驗證牛頓運動定律”實驗,甲同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的
2、小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖中的直線Ⅰ,乙同學畫出的a-F圖象為圖中的直線Ⅱ.直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大,明顯超出了誤差范圍,下面給出了關于形成這種情況原因的四種解釋,其中可能正確的是( )
圖3-4-9
A.實驗前甲同學沒有平衡摩擦力
B.甲同學在平衡摩擦力時,把長木板的末端抬得過高了
C.實驗前乙同學沒有平衡摩擦力
D.乙同學在平衡摩擦力時,把長木板的末端抬得過高了
答案:BC
3.如圖3-4-10所示是在驗證牛頓運動定律實驗中,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出的三條a-F圖線,下列說法中正確的是( )
圖3-4-10
A.三條傾斜直線所對應繩的拉力
3、相同
B.三條傾斜直線所對應的小車和砝碼的總質(zhì)量不同
C.直線1對應的小車和砝碼的總質(zhì)量最大
D.直線3對應的小車和砝碼的總質(zhì)量最大
解析:選BD.由F=ma得a=F,斜率越大,質(zhì)量越小,故B、D選項正確.
4.在“驗證牛頓運動定律”的實驗中,在研究加速度a與小車的質(zhì)量M的關系時,由于沒有注意始終滿足M?m的條件,結果得到的圖象應是圖3-4-11中的( )
圖3-4-11
解析:選D.在本實驗中,小車的加速度a==,則繩中的張力F=,在研究加速度跟小車質(zhì)量M的關系時,保持m不變,若橫軸為1/(M+m),則a-圖象應是過原點的直線,當滿足M?m時,a≈,a-圖象還可以滿足圖象
4、是過原點的直線;當小車的質(zhì)量變小,不滿足M?m時斜率將變小,圖象便發(fā)生彎曲.故選D.
5.(2020·臺州模擬)如圖3-4-12所示,在驗證牛頓運動定律的演示實驗中,若1、2兩個相同的小車所受拉力分別為F1、F2,車中所放砝碼的質(zhì)量分別為m1、m2,打開夾子后經(jīng)過相同的時間兩車的位移分別為x1、x2,則在實驗誤差允許的范圍內(nèi),有( )
圖3-4-12
A.當m1=m2、F1=2F2時,x1=2x2
B.當m1=m2、F1=2F2時,x2=2x1
C.當m1=2m2、F1=F2時,x1=2x2
D.當m1=2m2、F1=F2時,x2=2x1
解析:選A.題中m1和m2是車
5、中砝碼的質(zhì)量,絕不能認為是小車的質(zhì)量.當m1=m2時,兩車總質(zhì)量仍相等,因F1=2F2,則a1=2a2.由x=at2知,A正確,B錯誤;若m1=2m2,兩車總質(zhì)量關系未知,故C、D不能確定.
6.(2020·陽江模擬)為了探究加速度與力的關系,使用如圖3-4-13所示的氣墊導軌裝置進行實驗.其中G1、G2為兩個光電門,它們與數(shù)字計時器相連,當滑行器通過G1、G2光電門時,光束被遮擋的時間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.回答下列問題:
圖3-4-13
(1)實驗開始應先調(diào)節(jié)氣墊導軌下面
6、的螺釘,使氣墊導軌水平,在不增加其他儀器的情況下,如何判斷調(diào)節(jié)是否到位?
答:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(2)若取M=0.4 kg,改變m的值,進行多次實驗,以下m的取值不合適的一個是__________.
A.m=5 g B.m=15 g
C.m=40 g D.m=400 g
(3)在此實驗中,需要測得每一個牽引
7、力對應的加速度,求得的加速度的表達式為__________.(用Δt1、Δt2、D、x表示)
答案:(1)取下牽引砝碼,M放在任意位置都不動;或取下牽引砝碼,輕推滑行器M,數(shù)字計時器記錄每一個光電門的光束被擋的時間Δt都相等
(2)D (3)a=
7.(2020·高考重慶卷)某同學設計了如圖3-4-14所示的裝置,利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼,滑塊質(zhì)量為M,滑塊上砝碼總質(zhì)量為m′,托盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m.實驗中,滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動,重力加速度g取10 m/s2.
8、
圖3-4-14
(1)為測量滑塊的加速度a,須測出它在A、B間運動的__________與__________,計算a的運動學公式是__________;
(2)根據(jù)牛頓運動定律得到a與m的關系為:
a=m-μg
他想通過多次改變m,測出相應的a值,并利用上式來計算μ.若要求a是m的一次函數(shù),必須使上式中的__________保持不變,實驗中應將從托盤中取出的砝碼置于________________________________________________________________________;
(3)實驗得到a與m的關系如圖3-4-15所示,由此可知μ=__________(取兩位有效數(shù)字).
圖3-4-15
解析:(1)由x=at2,得a=,可見要測出滑塊在A、B間的位移x和運動時間t.
(2)要使a=m-μg是m的一次函數(shù),必須使m+m′保持不變,這就要求實驗中從托盤中取出的砝碼置于滑塊上.
(3)由a=m-μg,得a+μg=m.取a1=0.23 m/s2,m1=0.064 kg;a2=0.39 m/s2,m1=0.068 kg.則=,解得μ=0.23.
答案:(1)位移 時間 a= (2)m+m′ 滑塊上
(3)0.23(0.21~0.25)