摘要:§3. 牛顿运动定律21世纪教育网

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(2008?东莞一模)(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
没有平衡摩擦,或平衡摩擦不够
没有平衡摩擦,或平衡摩擦不够

②A图上部弯曲的原因是
砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量
砂和砂桶的总质量不满足远小于小车和砝码的总质量

③B图线在纵轴上有截距的原因是
平衡摩擦力太过
平衡摩擦力太过

(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=
d
t1
d
t1
V2=
d
t2
d
t2

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=
1
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
1
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
(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:
加速度a与h成正比
加速度a与h成正比

序号 垫高(cm)
.
a
(m/s2)
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
小车受合外力为:F=mgsinθ=mg
h
s
(s为气垫导轨的长),F与h成正比,故a与F成正比
小车受合外力为:F=mgsinθ=mg
h
s
(s为气垫导轨的长),F与h成正比,故a与F成正比
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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
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
1
M
1
M
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.
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:
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
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
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
F
F
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
C
C

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=
0.49
0.49
m/s,小车的加速度a=
0.88
0.88
m/s2.(结果保留两位有效数字)
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