题目内容

（1）在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图，有一位同学保持小车质量不变的情况下，通过实验测量作出了图乙、丙两幅图．

①A图线不通过坐标原点的原因是．
②A图上部弯曲的原因是．
③B图线在纵轴上有截距的原因是．
（2）某同学利用气垫导轨做验证牛顿运动定律的实验，步骤是：
①调平气垫导轨，在通气情况下滑块在导轨上不移动，然后关掉气源
②将两个光电门装在气垫导轨上（距导轨两端均还有一定的距离），并记下两个光电门间的距离L
③测出遮光片的宽度d，将遮光片装在滑块上
④将气垫导轨的一端垫上一定厚度的垫片，使气垫导轨两端的高度差为h
⑤接通气源，让滑块从导轨的一端由静止开始下滑，记下滑块先后经过两光电门的遮光时间t₁、t₂（均为毫秒级）
⑥改变垫片的厚度，使气垫导轨两端的高度差分别为2h、3h、…重复实验
请回答以下问题：
A．该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门时的速度，其表达式是V₁=V₂=
B．该同学根据以上实验可以求出滑块经过两个光电门这段位移的加速度，其表达式是a=（用直接测得的物理量字母表示）
C．该同学通过实验得到了一组数据（见表），请你在坐标纸中做出a-h图象，从图象中得到a与h的关系是：．
序号垫高（cm） $数学公式$
1 6.00 0.437
2 5.50 0.398
3 5.00 0.364
4 4.50 0.330
5 4.00 0.289
6 3.50 0.253
7 3.00 0.217
D．该同学由以上关系下结论说：在质量不变的情况下，滑块的加速度与所受合外力成正比，该同学的依据是．

解：（1）①A图中，说明在拉力大于0时，物体的加速度为0，说明合外力为0，即绳子的拉力被摩擦力平衡了，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够．
②该实验中当小车的质量远大于砂和砂桶质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砂和砂桶的总重力大小，随着F的增大，即随着砂和砂桶质量增大，逐渐的砂和砂桶质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象．
③B图线在纵轴上有截距的原因是平衡摩擦力太过
（2）A、由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．
滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v₁= $\text{[math]}$ ，
滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v₂= $\text{[math]}$
B、根据 $\text{[math]}$ - $\text{[math]}$ =2ax得，

a= $\text{[math]}$
C、在坐标纸中做出a-h图象，
从图象中得到a与h的关系是：加速度a与h成正比
D、小车受合外力为：F=mgsinθ=mg $\text{[math]}$ （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比
故答案为：（1）①没有平衡摩擦，或平衡摩擦不够
②砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量
③平衡摩擦力太过
（2）A． $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$
B．a= $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ （用直接测得的物理量字母表示）
C．a-h关系图如图
A和h关系是：加速度a与h成正比
D．小车受合外力为：F=mgsinθ=mg $\text{[math]}$ （s为气垫导轨的长），F与h成正比，故a与F成正比
分析：（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
（2）由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑块的加速度
点评：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．

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在“DIS验证牛顿第三定律”实验中，把两个

力

传感器的挂钩钩在一起，向相反方向拉动，得到如图所示的图线．
（1）请在上述空格填上传感器名称．
（2）（多选题）根据图线能得出的结论是

（A）作用力和反作用力性质相同
（B）作用力和反作用力同时存在同时消失
（C）作用力和反作用力大小相等方向相反
（D）作用力和反作用力分别作用在两个物体上．

实验题
在“验证牛顿运动定律”的实验中，采用如图1所示的实验装置．
小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．
（1）当M与m的大小关系满足

M远大于m

时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．
（2）一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该作a与

的图象．
（3）如图2所示为甲同学根据测量数据作出的a-F图线，说明实验存在的问题是

没有平衡摩擦力或平衡时角度过小．

．
（4）某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：

请根据表中的数据在坐标纸中作出a-F图象（图3）；
（5）图象的斜率的物理意义是

小车的总质量的倒数

；
（6）在“探究两个共点力的合成”实验中，某小组做实验时得出如图4所示的图（O为橡皮条与细绳套的结点）．图中

是F₁与F₂合力的实验值，为使橡皮筋沿竖直方向伸长，那么互成角度的两弹簧秤所施的力F1和F2必须

．
A．等大 B．互相垂直 C．水平分力，等大反向 D．竖直分力等大
（7）做匀变速直线运动的小车带动纸带通过电火花计时器，打出的部分计数点如图5所示．每相邻两点间还有四点未画出来，电火花计时器使用的是220V、T=0.02s的交流电，求：电火花计时器打第2个计数点时，小车的速度v₂=

（1）用螺旋测微器（千分尺）测小球直径时，示数如图甲所示，这时读出的数值是

8.473（8.472-8.474）

mm；用游标卡尺（卡尺的游标有20等分）测量一支铅笔的长度，测量结果如图乙所示，由此可知铅笔的长度是

10.060

cm．

（2）①在验证牛顿第二定律的实验中，为了研究质量不变时，加速度和作用力的关系，一位同学将一端带滑轮的木板放在水平桌面上，安装好打点计时器，面后连续做了五次实验．在做第一次实验时，砂和砂桶的总质量为m₁，小车质量M=20m₁，以后每次在砂桶里增加质量为△m的砂子，△m=

．这五次实验中，若用砂和砂桶的总重力表示小车所受的合力，则第

五

次实验的数据误差最大，按这五组数据画出的a-F图象应是下列图中的

．

②在此实验中，当砂和砂桶的总质量远小于小车总质量时，拉小车的力可认为等于砂和砂桶总重力．设此拉力为F_实，而将小车真正受到的力设为F_真，若定义

|F实-F真|

F真

×100%为实验的百分误差，如果实验要求误差不大于5%，则当小车的总质量为200g时，砂和砂桶的总质量最大不能超过

g．

（1）如图所示，是某研究性学习小组做“探究橡皮筋做的功与物体速度变化的关系”的实验，图中是小车在一条橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行的情形，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当我们用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．小车每次实验中获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
①除了图中给出的实验器材外，需要的器材（除学生电源外）还有

②实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动，应采取的措施是

③每次实验得到的纸带上的点距并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的

部分进行测量．
（2）在“验证牛顿第二定律”的实验中，某实验小组设计了如下的实验方案．如图所示，将两个光滑导轨分上下两层水平排列．与两个相同小车后部相连的刹车线穿过导轨尾端固定板，由安装在后面的刹车系统控制两小车同时起动和同时制动（图中未画）．实验中可通过增减盘中的砝码来改变拉力的大小，通过增减放置在小车上的砝码改变小车的质量．下表是该实验小组的实验数据：

次数	小车	拉力（N）	质量（g）	位移（cm）	拉力比值（F_甲：F_乙）	质量比值（m_甲：m_乙）	位移比值（x_甲：x_乙）	加速度比值（a_甲：a_乙）
1	甲	0.1	200	22.3	0.50	1	空格1	空格2
1	乙	0.2	200	43.5	0.50	1	空格1	空格2
2	甲	0.2	200	40.2	1	0.50	空格3	空格4
2	乙	0.2	400	19.5	1	0.50	空格3	空格4

①请根据实验要求将表中写有“空格”处的相应数据计算出并填写在横线上：
空格1：

A．理想实验法 B．等效代替法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
③根据第一次实验数据，可以得出的结论是：

④根据第二次实验数据，可以得出的结论是：

（1）在“研究匀变速直线运动"的实验中，某同学得到了一条纸带，如图甲所示．已知每相邻的两点之间有四个点未画出，则纸带中B点对应的速度为 ______m／s，整段纸带运动的平均加速度为______ m／S2．(结果保留两位有效数字)

甲

（2）某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(橡皮筋拉伸时遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：如图乙所示，将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为0，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物．

①为完成该实验，下述操作中必需的是（）

A．测量细绳的长度 B．测量橡皮筋的原长

C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度 D．记录悬挂重物后结点O的位置

②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_______

（3）在“验证牛顿运动定律’’的实验中，以下做法错误的是＿．

A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上

B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力

C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源

D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘的质量m’以及小车质量M，直接用公式a=m’/M g求出

序号	垫高（cm）	$数学公式$
1	6.00	0.437
2	5.50	0.398
3	5.00	0.364
4	4.50	0.330
5	4.00	0.289
6	3.50	0.253
7	3.00	0.217

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