验证牛顿第二定律练习题

验证牛顿第二定律练习题

1．在《验证牛顿第二定律》的实验中备有下列器材： 其中多余的器材是________________(填代号)、缺少的器材是__________.

A．打点计时器；B．天平(带砝码)；C．秒表；D．低压直流电源；E．纸带和复写纸；F．导线细线；G．小车；H．砂和小桶；I．带滑轮的长木板．

2．在《验证牛顿第二定律》实验中，下面的说法中正确的是 ( )

A．平衡摩擦力时，小桶应用细线通过法滑轮系在小车上，但小桶内不能装砂 B．实验中应始终保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量

C．实验中如用纵坐标表示加速度，用横坐标表示小车和车内砝码的总质量，描出相应的点在一条直线上，即可证明加速度与质量成反比

D．平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力 3．a、b、c、d四位同学做《验证牛顿第二定律》的实验，设小车质量和车上砝码质量之和为M，砂及砂桶的总质量为M，分别得出如图3-14-14中a、b、c、d四个图线，其中图a、b、c是a-F图线，图d是a一1/M图线，则以下说法中正确的是 ( )

A．a和b较好地把握了实验条件M>>m B．c和d则没有把握好实验条件M>>m

C．a同学长木板的倾角太小，而b同学长木板角度太大

D．a、b、c三同学中，c同学较好地完成了平衡摩擦力的操作

图3－14－14

4.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图3-14-15所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：

（1）当M与m的大小关系满足 __________ 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.

打点计时器 纸带 M

m

图3－14－15

（2）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法错误的是：（ ）

1

A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码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．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式ａ＝mｇ／Ｍ求出。 （3）在保持小车及车中的砝码质量质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，二位同学得到的ａ―Ｆ关系分别如图3-14-16中Ｃ、Ｄ所示（ａ是小车的加速度，Ｆ是细线作用于小车的拉力）.其原因分别是： Ｃ图：________________________________________ ; Ｄ图：_________________________________________

图3－14－16

5.在探究加速度与物体质量、物体受力的关系实验中，实验装置如图3-14-13乙所示：一木块放在水平光滑长木板上，左侧拴有一不可伸长的细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，重物的质量为m .木块右侧与穿过打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左做匀加速运动.图1-4-13甲给出了打点计时器在纸带上打出的一些连续的点，它们之间的距离分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6，打点计时器所用交流电周期为

图3－14－13

T. 根据给以上数据求：

（1）木块的加速度a= . （2）细线对木块的拉力T= . （3）为了减少误差，你认为应采取什么措施？

6.若测得某一物体M一定时，a与F的关系的有关数据资料下表

a/m?s-2 1.98 4.06 5.95 8.12

F/N 1.00 2.00 3.00 4.00

（1）根据表中数据，画出a-F图象

（2）从图象中可以判定：当M一定时，a与F的关系为 ．

2

7.若测得某一物体受力F一定时，a与m的关系数据如下表所示

a/m?s-2 2.04 2.66 3.23 3.98

m/kg 2.00 1.50 1.25 1.00

（1）根据表中所列数据，画出

a?a?1m图象；

（2）由

1m图象可知，当F一定时，a与m的关系为 ．

8.用斜面、小车、砂桶、砝码等器材做“探究加速度与力、质量的关系”实验，图4-2-12是实验中一条打点的纸带，相邻计数点的时间间隔为T，且间距x1，x2，x3，x4，x5，x6已量出．

x1 x2 x3 x4 x5 x6 G A B D E F C

图4-2-12

（1）请写出三个不同的计算加速度的表达式．

a （2）如图4-2-13（甲），甲同学根据测量数据画出aa 乙 甲 －F图线，表明实验的问题是_____．

（3）乙、丙同学用同一装置实验，画出了各自得到丙 的a－F图线如图4－2－13（乙）所示，说明两个同

0 0 学做实验时的哪一个物理量取值不同？并比较其大

F （乙） F （甲）

小．

图4-2-13

9．某次实验纸带的记录如图4－2－15所示，从A点

起每隔5个点取一计时点，则D点的对应速度为________m/s，物体运动的加速度为________ m/s2．

ABCDE3.0712.3827.8749.62单位:cm 图4-2-15

10．在如图4－2－18所示的实验装置中，可通过纸带记录小车的运动，从而求出其加速度.如果实验中打出的纸带如图4－2－19所示，相邻计数点的时间间隔是0.1 s，由此可算出小车的加速度a=__________ m/s2.

3

接电源纸带1.24 2.62 图4－2－18 图4－2－19

11．某学生在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的资料如下表所示.

F/N a/（m·s－2） 0.20 0.10 0.30 0.21 0.40 0.29 0.50 0.40 （1）根据表中的数据在图4－2－22中作a－F图线.

-2 a /( m s ) ·OF/N

图4－2－22

（2）图线在F轴上截距的物理意义是__________. （3）图线斜率的物理意义是__________.

12．为了探究加速度与力的关系，使用如图实－4－9所示的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

图实－4－9

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？

答：____________________________________________________________

(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是____________________________________________________．

A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g (3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为_____________________________________________________(用Δt1、Δt2、D、s表示)．

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