20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：實驗四-驗證牛頓運動定律-【含答案】(更新版)
【正文】 (1)小車的加速度a＝；(2)若第5次的高度h是第1次的2倍，則第5次小車所受的合外力大小等于，(填“大于”“小于”或“等于”)第1次的2倍；(3)以h為縱坐標(biāo)，(填“t2”或“”)為橫坐標(biāo)，若根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖像為一條過原點的傾斜直線，則規(guī)律得到驗證。(2)改變沙桶和沙的總質(zhì)量M使物塊獲得不同大小的加速度a，則實驗得到的加速度a的值可能是CD(填選項前的字母)。彈簧測力計測量小車所受的拉力，鉤碼的質(zhì)量不需要遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，更無需測鉤碼的質(zhì)量。(3)由題圖丙知，當(dāng)合力為零時，小車的加速度不為零，原因可能是平衡摩擦力過度。方法技巧 驗證牛頓運動定律實驗誤差分析 (1)沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，在a－F圖像橫軸上有截距；(2)平衡摩擦力過度，在a－F圖像縱軸上有截距；(3)鉤碼的質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車及車上砝碼的總質(zhì)量，則圖像不是直線，而會發(fā)生彎曲。A．小車與軌道之間存在摩擦B．軌道保持了水平狀態(tài)C．鉤碼的質(zhì)量太大D．所用小車和砝碼的總質(zhì)量太大(3)實驗時，某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的－a圖像如圖3所示。(2)摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測量不準(zhǔn)確、計數(shù)點間距測量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會產(chǎn)生誤差。(2)操作中的“一先一后一按”：每次開始時小車應(yīng)靠近打點計時器，并先接通電源，后放開小車，且應(yīng)在小車碰到滑輪前按住小車。這時，小車拖著紙帶運動時受到的摩擦阻力恰好與小車所受的重力沿斜面向下的分力平衡。實驗四 驗證牛頓運動定律實驗知識(3)平衡摩擦力：在長木板不帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車勻速下滑。五、注意事項(1)平衡摩擦力中的“不重復(fù)”：平衡了摩擦力后，不管以后是改變小盤和砝碼的總質(zhì)量還是改變小車和砝碼的總質(zhì)量，都不需要重新平衡摩擦力。小盤和砝碼的總質(zhì)量越小，由此引起的誤差就越小。此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C。(4)根據(jù)Δx＝aT2得a＝＝10－2m/s2＝ m/s2。小車的加速度的大小為a＝＝ m/s2。2．結(jié)合牛頓第二定律，該裝置可以測出動摩擦因數(shù)。(1)某同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了a－F關(guān)系圖線如圖乙所示，則由該圖像可求得物塊的質(zhì)量m＝ kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭＝10 m/s2(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。改變高度h，重復(fù)上述測量?；卮鹣铝袉栴}：(1)物塊的加速度a可用d、s、ΔtA和ΔtB表示為a＝。課標(biāo)Ⅱ)一細(xì)繩跨過懸掛的定滑輪，兩端分別系有小球A和B，如圖所示，一實驗小組用此裝置測量小球B運動的加速度。2．(2020(ⅲ)該同學(xué)選取部分實驗數(shù)據(jù)，畫出了－t圖像， m/s2。＝) [解析] (1)根據(jù)L＝v0t＋at2可得＝2v0＋at則由－t圖像可知2v0＝6510－2 m/s則v0＝ m/sa＝k＝ m/s2＝ m/s2(2)由牛頓第二定律可知mg sin θ－μmgcos θ＝ma即a＝gsin θ－μgcos θ當(dāng)θ＝53176。浙江7月選考)做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，圖甲是教材中的實驗方案；圖乙是拓展方案，其實驗操作步驟如下：(ⅰ)掛上托盤和砝碼，改變木板的傾角，使質(zhì)量為M的小車拖著紙帶沿木板勻速下滑；(ⅱ)取下托盤和砝碼，測出其總質(zhì)量為m，讓小車沿木板下滑，測出加速度a；(ⅲ)改變砝碼質(zhì)量和木板傾角，多次測量，通過作圖可得到a－F 的關(guān)系。[答案] (4)繪出n－圖像后，若圖線斜率為k，則測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?用題中所給字
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