验证牛顿第二定律实验(有答案)(6页).doc
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1、-验证牛顿第二定律实验(有答案)-第 5 页验证牛顿第二定律1. (10分)“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。(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.从比较清晰的点起,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的实验数据如下表:砝码盘中砝码总重力F(N)加速度a(ms-2)请根据实验数据作出
2、a-F的关系图像.(3)根据提供的试验数据作出的-F图线,请说明图像不过原点主要原因。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,如果每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2。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解,得加速度2.(2)根据图中的数据,合理的设计横纵坐标的刻度值,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
3、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,根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)处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义,能正确理解这些量的意义则很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,从此拉力的来源考虑很容易得到答案,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及质量m关系的实验,图(a)为实验装置简图(所用交变电流的频率为50Hz)(1)图(b)为
4、某次实验得到的纸带,实验数据如图,图中相邻计数点之间还有4个点未画出,根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)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应的,数据如下表:实验次数12345678小车加速度a/ms2小车质量m/kg小车质量倒数请在方格坐标纸中画出图线,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,改变砂和砂桶质量,一位同学根据实验数据作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点,其主要原因是_ 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实验中,得
5、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和物体质量的倒数1/M的对应数据如表2。表1 表2a(ms2)F(N)a(ms2)(1)分别画出a F图象和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化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)。实验时,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
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