高考物理复习验证牛顿运动定律实验专题练习(含解析).doc
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1、高考物理复习验证牛顿运动定律实验专题练习(含解析)牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。查字典物理网整理了验证牛顿运动定律实验专题练习,请大家练习。1.(2015年深圳质检)某组同学设计了探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系实验.图K3-4-1甲为实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有细砂的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得.(1)某次实验得到的纸带,已知实验所用电源的频率为50 Hz.根据纸带可求出电火花计时器打B点时的速度为_m/s,小车的加速度大小为_m/s
2、2.(结果均保留两位有效数字)(2)在探究加速度a与质量m的关系时,某同学按照自己的方案将实验数据都在坐标系中进行了标注,但尚未完成图象(如图K3-4-2甲所示).请继续帮助该同学作出坐标系中的图象.(3)在探究加速度a与合力F的关系时,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图K3-4-2乙,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.答: _.【答案】(1)1.6 3.2 (2)见解析 (3)实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】(1)AC这段位移的平均速度等于AC这段时间中间时刻的瞬时速度,即B点的瞬时速度,故vB= m/s=1.6 m/s.由逐差法求解小车的加速
3、度,a= m/s2=3.2 m/s2.(2)将坐标系中各点连成一条直线,连线时应使直线过尽可能多的点,不在直线上的点应大致对称分布在直线的两侧,离直线较远的点应视为错误数据,不予考虑,连线如图所示:(3)图线与横轴有截距,说明实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.2.(2013年四川高考)某组同学借用探究a与F、m之间的定量关系的相关实验思想、原理及操作,进行研究合外力做功和动能变化的关系的实验:(1)为达到平衡阻力的目的,取下细绳及托盘,通过调整垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做_运动.(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到图K3-4-4所示的纸带.纸带上O为
4、小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A,B,C,D,E,F,G.实验时小车所受拉力为0.2 N,小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W和小车动能的变化Ek,补填表中空格(结果保留至小数点后第四位).O-B O-C O-D O-E O-F W/J 0.043 2 0.057 2 0.073 4 0.091 5 Ek/J 0.043 0 0.057 0 0.073 4 0.090 7 分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内W=Ek,与理论推导结果一致.(3)实验前已测得托盘质量为7.710-3 kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg(g取9.
5、8 m/s2,结果保留至小数点后第三位).【答案】(1)匀速直线(或匀速) (2)0.111 5 0.110 5 (3)0.015【解析】(1)实验中,首先平衡摩擦力,改变长木板的倾角,轻推小车,小车沿长木板向下做匀速直线运动.(2)打下F点时,小车运动的位移大小等于O、F间的距离,即0.557 5 m,细绳对小车的拉力为0.2 N,则拉力做功为0.111 5 J,小车的瞬时速度为 m/s=1.051 m/s,动能增量为0.110 5 J.(3)由纸带数据求得:AD=21.20 cm,DG=30.07 cm,小车、托盘和砝码组成的整体运动的加速度大小为a= m/s2=0.985 6 m/s2,
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