验证牛顿第二定律实验有答案.docx

《验证牛顿第二定律实验有答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《验证牛顿第二定律实验有答案.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、验证牛顿第二定律1. （10分）“探究加速度与物体质量, 物体受力的关系”的试验装置如图甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02s.从比较清楚的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度a=_m/s2.（结果保留两位有效数字）（2）平衡摩擦力后，将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，测量小车的加速度。小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的试验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F(N)0.1960.3920.5880.7840.980加速度a（ms-2）0.691

2、.181.662.182.70请依据试验数据作出a-F的关系图像.（3）依据供应的试验数据作出的-F图线，请说明图像不过原点主要缘由。答案： (1) 0.16 (0.15也算对) ；（2）（见图）；（3）未计入砝码盘的重力。解析：（1）处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式，关键弄清公式中各个量的物理意义，为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔，假如每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为t=0.1s，（3.68-3.52）m，带入可得加速度=0.16m/s2。也可以运用最终一段与第二段的位移差求解，得加速度=0.15m/s2.（2）依据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻

3、度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s2较合适。设好刻度，依据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。如图所示。（3）处理图象问题要留意图线的斜率, 交点, 拐点, 面积等意义，能正确理解这些量的意义则许多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从今拉力的来源考虑很简单得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。2. 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质

4、量m关系的试验，图（a）为试验装置简图（所用交变电流的频率为50Hz）（1）图（b）为某次试验得到的纸带，试验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，依据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s2（保留三位有效数字）（2）保持砂与砂桶质量不变，变更小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的，数据如下表：试验次数12345678小车加速度a/ms20.6330.5720.4970.4180.3320.2500.1670.101小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67小车质量倒数4.003.453.032.502.001.411.000.60请在方格

5、坐标纸中画出图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是 （3）保持小车质量不变，变更砂与砂桶质量，一位同学依据试验数据作出了加速度a随拉力F的变更图线如图所示。该图线不通过原点，其主要缘由是_ 答案：(1)0.510 (2)略 (3)没有平衡摩擦力3. 在探究牛顿第二定律试验中，得到以下数据：物体质量不变时，加速度a与物体所受合力F的对应数据如表1；物体所受合力不变时，加速度a与物体质量的倒数1/M的对应数据如表2。表1 表2a(ms2)1.02.04.06.08.1F（N）0.51.02.03.04.0a(ms2)1.02.02.73.04.00.250.500.690.801.

6、0（1）分别画出a F图象与a1/M图象。（2）由a F图象得到的结论是 ；由a 1/M图象得到的结论是 答案：（1）如图所示（2）物体的加速度与物体所受的合力成正比 物体的加速度与物体的质量成反比4. 为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变更规律，某同学采纳了“加速度与物体质量, 物体受力关系”的试验装置（如图所示）。试验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数

7、据如下表：请依据试验数据作出小车的v-t图像。（3）通过对试验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请依据v-t图象简要阐述理由。答案：5. 在做“探讨匀变速直线运动”的试验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A, B, C, D, E, F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V, 50Hz的交变电流他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度与计数点A对齐（下述第（1）, （2）, （3）小题结果均保留两位有效数字）（1）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的即时

8、速度vC是_m/s；（2）计算该物体的加速度a为_m/s2；（3）纸带上的A点所对应的物体的即时速度vA=_m/s； （4）假如当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做试验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_（填“大”或“小”）答案：（1）0.16；（2）0.42-0.44；（3）0.070-0.080；（4）大6. 在“探究”加速度与力, 质量的关系的试验中，采纳如图A所示的试验装置，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 带由打点计时器打出的点计算出当M与m的大小关系满意 时，才可以认为绳对小车的拉力大小

9、等于盘与盘中砝码的重力一组同学在做加速度与质量的关系试验时，保持盘及盘中砝码的质量肯定，变更小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度采纳图象法处理数据为了比较简单地检查出加速度a与质量M的关系，应当做a与_的图象如图B所示为甲同学依据测量数据作出的aF图象，说明试验存在的问题是 乙, 丙同学用同一装置做试验，画出了各自得到的a-F图象如图C所示，两个同学做试验时的哪一个物理量取值不同_ 7. 某试验小组采纳图示的装置探究“恒力拉动下小车的运动状况”，图中小车中可放置砝码，试验中，小车遇到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz（1）试验的部分步骤如下，请将步骤补充完整：在小车

10、中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车与钩码；将小车停在打点计时器旁边， ， ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，断开开关，取下纸带。变更钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。（2）下图是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A, B, C, D与E五个计数点，通过数据处理可获得各计数点对应时刻小车的瞬时速度v,VA= ，VB= ， VC= ，VD= ，右表是纸带的测量结果（填补表格空白位置）（3）由纸带与测量数据不难看出，纸带的 （“左”或“右”）端是系小车的。答案：（1）接通电源 ； 释放小车（

11、2）1.51，5.06（无估读不给分）；0.49（3） 左8. “测量纸带运动加速度”试验中利用打点计时器得到一条纸带，纸带上 A, B, C, D, E, F, G这些点的间距如图中标示，其中每相邻两点间还有4个点未画出。依据测量结果计算：(1)打C点时纸带的速度大小：_m/s；(2)纸带运动的加速度大小：_m/s2。(结果保留3位有效数字)答案： 1.18 m/s； 1.50 m/s2。9. 某同学在做“探讨匀变速直线运动”试验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。假如用S1, S2, S3, S4, S5, S6 来表示各相邻两个计数点间的距离由这些已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度的表达式为a=_。其大小为a=_m/s2与纸带上D点相对应的瞬时速度v=_ m/s。（答案均要求保留3位有效数字）解：，1.93m/s2（用逐差法或图象法求。） 1.19m/s第 5 页