牛顿第二定律实验练习题之马矢奏春创作创作时间：二零二一年六月三十日1．关于“验证牛顿运动定律”的实验, 下列说法中符合实际的是( )A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究, 能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系B．通过坚持小车质量不变, 只改变小车的拉力的研究, 就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系C．通过坚持小车受力不变, 只改变小车质量的研究, 就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系D．先不改变小车质量, 研究加速度与力的关系；再不改变受力, 研究加速度与质量的关系, 最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系2．如图所示, 在探究牛顿运动定律的演示实验中, 若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F1、F2, 车中所放砝码的质量分别为m1、m2, 翻开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x1、x2, 则在实验误差允许的范围内, 有( ) A．当m1＝m2、F1＝2F2时, x1＝2x2B．当m1＝m2、F1＝2F2时, x2＝2x1C．当m1＝2m2、F1＝F2时, x1＝2x2D．当m1＝2m2、F1＝F2时, x2＝2x13．若测得某一物体质量m一按时, a与F的有关数据资料如下表所示：a/(m·s－2)F/N(1)根据表中数据, 画出a－F图象．(2)根据图象判定：当m一按时, a与F的关系为______________(3)若甲、乙两同学在实验过程中, 由于没有依照正确步伐进行实验, 处置数据后得出如图所示的a－F图象．试分析甲、乙两同学可能存在的问题：甲：_____________________________________________________乙：_____________________________________________________4．某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验, 图(a)所示为实验装置简图．(交流电的频率为50 Hz)(1)图(b)所示为某次实验获得的纸带, 根据纸带可求出小车的加速度年夜小为________m/s2.(保管两位有效数字)(2)坚持砂和砂桶质量不变, 改变小车质量m, 分别获得小车加速度a 与质量m 及对应的1m数据如下表：请在下图所示的坐标纸中画出a －m图线, 并由图线求出小车加速度a 与质量倒数1m之间的关系式是________________________5．为了探究加速度与力的关系, 使用如图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都可以被丈量并记录, 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x, 牵引砝码的质量为m.回答下列问题：(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, 进行屡次实验, 以下m的取值分歧适的一个是A ．m1＝5 gB ．m2＝15 gC ．m3＝40 gD ．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, 求得的加速度的表达式为______________________________(用Δt1、Δt2、D 、x 暗示) 6．在用DIS 研究小车加速度与外力的关系时, 某实验小组先用如图（a ）所示的实验装置, 重物通过滑轮用细线拉小车, 位移传感器（发射器）随小车一起沿倾斜轨道运动, 位移传感器（接收器）固定在轨道一端．实验中把重物的重力作为拉力F, 改变重物重力重复实验四次, 列表记录四组数据．（1）在坐标纸上作出小车加速度a 和拉力F 的关系图线；（2）从所得图线分析该实验小组在把持过程中的不妥之处是：__________________________； （3）如果实验时, 在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器, 如图(b)所示．从理论上分析, 该实验图线的斜率将___________．（填“变年夜”, “变小”, “不变”）7.如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律, 小车上固定一个盒子, 盒子内盛有沙子．沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m, 小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M. (1)验证在质量不变的情况下, 加速度与合外力成正比：从盒a/ms-2F/N a/ms -2 0F /N 位移传感器 （接收器） 小车 力传感器 位移传感器（发射器）重物 轨道子中取出一些沙子, 装入沙桶中, 称量并记录沙桶的总重力mg, 将该力视为合外力F, 对应的加速度a 则从打下的纸带中计算得出．屡次改变合外力F 的年夜小, 每次城市获得一个相应的加速度．本次实验中, 桶内的沙子取自小车中, 故系统的总质量不变．以合外力F 为横轴, 以加速度a 为纵轴, 画出a －F 图象, 图象是一条过原点的直线．①a －F 图象斜率的物理意义是_________________________________________．②你认为把沙桶的总重力mg 看成合外力F 是否合理？答：________.(填“合理”或“分歧理”)③本次实验中, 是否应该满足M ≫m 这样的条件？答：________(填“是”或“否”)；理由是______________________________________________________．(2)验证在合外力不变的情况下, 加速度与质量成反比：坚持桶内沙子质量m 不变, 在盒子内添加或去失落一些沙子, 验证加速度与质量的关系．本次实验中, 桶内的沙子总质量不变, 故系统所受的合外力不变．用图象法处置数据时, 以加速度a 为纵横, 应该以______倒数为横轴．参考谜底1.解析：验证牛顿运动定律的实验, 是利用控制变量法, 探究加速度a 与合外力F 、物体质量m 的关系, 故D 项正确．谜底：D2.解析：当m1＝m2、F1＝2F2时, 由F ＝ma 可知, a1＝2a2, 再由x ＝12at2可得：x1＝2x2, 故A 正确, B 毛病；当m1＝2m2、F1＝F2时, a1＝12a2, 再由x ＝12at2可得：x1＝12x2, 故C 毛病, D 正确．谜底：AD3.解析：(1)若a 与F 成正比, 则图象是一条过原点的直线．同时, 因实验中不成防止地呈现误差, 研究误差发生的原因, 从而减小误差, 增年夜实验的准确性, 则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可．连线时应使直线过尽可能多的点, 不在直线上的点应年夜致对称地分布在直线两侧, 离直线较远的点应视为毛病数据, 不予以考虑．描点画图如图所示．(2)由图可知a 与F 的关系是正比例关系．(3)图中甲在纵轴上有较年夜截距, 说明绳对小车拉力为零时小车就有加速度a0, 可能是平衡摩擦力过度所致．乙在横轴上有截距, 可能是实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．谜底：(1)见解析 (2)正比例关系(3)平衡摩擦力时木板抬的过高 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够4.解析：(1)由逐差法得a ＝a ＝错误!＝错误!m/s2≈3.2 m/s2(2)如图所示, a ＝12mN 谜底：见解析5.解析：(1)如果气垫导轨水平, 则不挂砝码时, M 应能在任意位置静止不动, 或推动M 后能使M 匀速运动．(2)应满足M ≫m, 故m4＝400 g 分歧适．2ax ＝v12－, v22D Δt2＝, v2D Δt1＝v1由(3).错误!＝a 可得： 谜底：(1)取下牵引砝码, M 放在任意位置都不动；或取下牵引砝码, 轻推滑行器M, 数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt 都相等(2)D错误!＝(3)a 6. (1) （2）倾角过年夜 观察图像可以发现, 当外力为零 时, 加速度a 不即是0, 说明在平衡摩擦力时轨道倾角过年夜, 使得重力沿斜面向下的分力年夜于摩擦力. （3）变年夜本实验中, 以重物重力mg 作为外力F, 其实是整体的合力即a=F/(M+m) , 图像斜率为1/(M+m) 换用力传感器后, 拉力F 只是小车的合力此时a=F/M , 斜率1/M , 所以斜率变年夜.7.解析：(1)将车内的沙子转移到桶中, 就保证了M ＋m 不变, 即系统的总质量不变, 研究对象是整个系统, a ＝F 合/(M ＋m)＝mg/(M ＋m), 可见a －F 图象斜率的物理意义是1/(M ＋m), 系统的合外力就即是所悬挂沙桶的重力mg, 不用满足M ≫m 这样的条件．(2)向小车内添加或去失落部份沙子, 是改变系统的总质量M ＋m, 而系统的合外力仍即是所悬挂沙桶的重力mg, 保证了合外力不变．谜底：(1)①1/(M＋m) ②合理 ③否 因为实验的研究对象是整创作时间：二零二一年六月三十日。
