探究牛顿第二定律实验—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版+Word版含解析

1．【2011·浙江卷】在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车，一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线。为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是 ① （漏选或全选得零分）；并分别写出所选器材的作用 ② 。

【答案】①学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码

②学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器（电火花计时器）记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可以用于测量小车的质量。

【考点定位】“探究加速度与力、质量的关系”实验

2．【2012·安徽卷】图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。

（1）试验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．

（2）实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是

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A．M=20 g，m=10g、15 g、20g、25 g、30 g、40 g B．M =200 g，m=20 g、40 g、60g、80 g、100 g、120 g C．M =400 g，m=10 g、15 g、20g、25 g、30 g、40 g D．M =400 g，m=20 g、40 g、60g、80 g、100 g、120 g

（3）图2是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、

sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm、sEF=5.91 cm、sFG=6.34 cm 。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，，则

小车的加速度a= m/s（结果保留2位有效数字）。

【答案】（1）B （2）C （3）0.42

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【考点定位】此题考查“验证牛顿第二定律”的实验

3．【2014·新课标全国卷Ⅰ】某同学利用图（a）所示实验装置即数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图（b）所示，实验中小车（含发射器）的质量为200g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到，回答下列问题：

（1）根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成 （填“线性”或“非线性”）的关系。 （2）由图（b）可知，a?m图线不经过远点，可能的原因是 。

（3）若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是 ，钩码的质量应

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满足的条件是 。

【答案】（1）非线性（2）存在摩擦力（3）调整轨道倾斜度以平衡摩擦力 远小于小车质量

【考点定位】探究牛顿第二定律实验探究

4．【2012·山东卷】某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上（尚未到达滑轮处）。从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。

（1）通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。

（2）计数点5对应的速度大小为 m/s，计数点6对应的速度大小为 m/s。（保留三位有效数字）。

（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a= m/s。若用a/g来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值 （填“偏大”或“偏小”）。

【答案】（1）6，7；（2）1.00，1.20；（3）2.00，偏大

【解析】（1）从纸带上的数据分析得知：在点计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速。 （2）v5?x46?1.00m/s由?x＝a1T2可得加速时加速度a1＝2.00m/s2，则计数点6的速度2T2

v6?v5?a1T?1.00?2?0.10?1.20m/s。 （3）由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据作差法得： a?0.046?0.066?0.0861?0.10602??2.00m/s2．所以大小为2.00m/s。

0.04测量值与真实值比较，测量值偏大，因为实验中存在阻力，比如：没有考虑纸带与打点计时器间的摩擦；没有考虑空气阻力等．

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【考点定位】本题考查动摩擦因数测量和牛顿第二定律及其相关知识

5．【2016·全国新课标Ⅲ卷】某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑。

（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制

s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。

（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图（b）所示；由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。

n 1 0.20 2 3 0.58 4 0.78 5 1.00 a/m?s?2 （4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。

（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8

m·s–2）。

（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项前的标号） A．a–n图线不再是直线

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