2022新课标高考物理一轮复习精编解析版复习资料（17）--实验四 验证牛顿运动定律1.(2022·北京丰台区月考)在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应是以以下图中的( D )解析在本实验中绳中的张力F＝，那么小车的加速度a＝＝，在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持m不变，假设横轴为1/(M＋m)，那么a－1/(M＋m)图象应是过原点的直线，当满足M≫m时，m可以忽略不计，a≈，a－1/M图象还可以满足图象是过原点的直线；当小车的质量较小、不满足M≫m时，图象便发生向下弯曲．应选D.2．关于验证牛顿运动定律的实验，以下说法中符合实际的是( D )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．通过保持小车质量不变，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．通过保持小车受力不变，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解析由于实验中有三个量同时变化，在研究过程中采用控制变量法，通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，可以归纳出加速度、力二者之间的关系，再通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，可以得出加速度、质量二者之间的关系，所以D项正确．3．在利用打点计时器和小车来做“验证牛顿运动定律”的实验时，以下说法中正确的选项是( BCD )A．平衡摩擦力时，应将砝码及盘内砝码通过定滑轮拴在小车上B．连接砝码盘和小车的细绳应跟长木板保持平行C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．小车释放前应靠近打点计时器，且应先接通电源再释放小车解析3/3\n此题考察实验过程中应注意的事项，选项A中平衡摩擦力时，不能将砝码盘及盘内砝码(或小桶)通过细绳栓在小车上，A错；选项B、C、D符合正确的操作方法，B、C、D对．4．(2022·海淀区质检)假设测得某一物体质量M一定时，a与F的有关数据资料如下表所示.a/(m·s－2)1.984.065.958.12F/N1.002.003.004.00(1)根据表中数据，在图9坐标中画出a—F图象．图9(2)根据图象判定：当M一定时，a与F的关系为正比关系．答案(1)见解析图解析 此题主要考察“探究加速度与力、质量的关系”实验的数据处理方法及结果分析．假设a与F成正比，那么图象是一条过原点的直线．同时，因实验中不可防止地出现误差，那么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，不在直线上的点应大致对称分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予以考虑如以下图．5.如图10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.图10(1)验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，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那么从打下的纸带中计算得出．屡次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度．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当作合外力F是否合理？3/3\n答：合理(填“合理”或“不合理”)．③本次实验中，是否应该满足M≫m这样的条件？答：否(填“是”或“否”)．(2)验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，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．用图象法处理数据时，以加速度a为纵轴，应该以为横轴．答案(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＝＝，可见a—F图象斜率的物理意义是，系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg，不必满足M≫m这样的条件．6．(2022·淮安市第四次调研)在“探究加速度与力、质量关系”的实验中(1)某小组得到一条打点的纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出，如图11所示，计算D点的瞬时速度的表达式，加速度的表达式.图11(2)另一小组在该实验中得到了如下一组实验数据F/N0.1960.2940.3920.4900.588a/(m·s－2)0.250.580.901.201.53①请在图12所示的坐标中画出a—F图线．图12②从图中可以发现实验操作中存在的问题可能是( AB )A．实验中没有平衡摩擦力B．实验中平衡摩擦力时木板倾角过小C．实验中平衡摩擦力时木板倾角过大D．实验中小车质量发生变化答案(2)①作图略3/3
