2022-2022十年高考物理大全分类解析专题32验证牛顿运动定律1（2022高考四川理综第8题）（2）（11分）如图1所示，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“探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，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，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2所示的纸带。纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G。实验时小车所受拉力为0.2N，小车的质量为0.2kg.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（结果保留至少小数点后第四位）。0——BO—CO—DO—EO—FW/J0.04320.05720.07340.0915/J0.04300.05700.07340.0907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实验前已测得托盘的质量7.7×10-3kg,实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_________kg(g取9.8m/s2,结果保留至小数点后第三位)(2)①匀速直线②0.11150.1105③0.015解析：在O—F过程中，小车所受合外力做的功W=F·OF=0.2×0.5575J=0.1115J。打10\n2（2022高考天津理综物理第9题）(2）某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系．①下列做法正确的是（填字母代号）A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度②为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量木块和木块上硅码的总质量（填远大于，远小于，或近似于）③甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线·设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲，μ乙，由图可知，m甲m乙μ甲μ乙（填“大于”、“小于”或“等于”)答案：①AD②远小于③小于大于10\n2022~2022年高考题1.（10分）（2022·安徽理综）图1为“验证牛顿第二定律”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量为，小车和砝码的总质量为M。实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小。(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。B.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。C.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动。(2)实验中要进行质量和M的选取，以下最合理的一组是10\nA.M=20g,m=10g、15g、20、25g、30g、40gB.M=200g,m=20g、40g、60、80g、100g、120gC.M=400g,m=10g、15g、20、25g、30g、40gD.M=400g,m=20g、40g、60、80g、100g、120g（3）图2是实验中得到的一条纸带，、、、、、、为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。量出相邻的计数点之间的距离分别为=4.22cm、=4.65cm、=5.08cm、=5.49cm、=5.91cm、=6.34cm。已知打点计时器的工作频率为50Hz，,则小车的加速度a=m/s2（结果保留2位有效数字）。2.（2022·全国理综）图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。10\n（1）完成下列实验步骤中的填空：①平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列________的点。②按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，…。求出与不同m相对应的加速度a。⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出--m关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则与m处应成_________关系（填“线性”或“非线性”）。（2）完成下列填空：（ⅰ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是_______________________。（ⅱ）设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示为a=__________。图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________mm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。（ⅲ）图3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为___________，小车的质量为___________。10\n3：（2022山东理综）某同学设计了如图3所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时将木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板开始运动为止，记图3下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1。然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。①木板的加速度可以用d、t表示为a=；为零减小测量加速度的偶然误差可以采用的办法是（一种即可）。②改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图象能表示该同学实验结果的是。③用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是a．可以改变滑动摩擦力的大小10\na．可以更方便地获取多组实验数据b．可以比较精确地测出摩擦力的大小c．可以获得更大的加速度以提高实验精度答案：增大d或让F1大于F0的前提下尽量小cb4.（2022·江苏物理11，10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6甲所示。（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图6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与砝码盘中砝码的总重力F的实验数据如下表：砝码盘中砝码总重力F（N）0.1960.3920.5880.7840.980加速度a(m/s2)0.691.181.662.182.7010\n请根据实验数据作出a—F的关系图象。图6丁（3）根据提供的实验数据作出的a—F图线不通过原点，请说明主要原因。4.答案：（1）0.16（2）如右图6丁所示。（3）未计入砝码盘的重力。解析：由△s=at2可得（3.83—3.52）×10-2=2aT2，T=0.10s，解得a=0.16m/s2。由实验数据作出的a—F图线可看出，当砝码盘中砝码总重力F=0时，小车就具有加速度0.2m/s2，其主要原因是砝码盘中没有放入砝码时，在砝码盘的重力作用下拉着小车做加速运动。点评：在利用△s=at2进行相关计算时，若△s是邻差，则△s=at2；若△s是隔差，△s=sm—sn，则sm—sn=（m—n）at2。5．（2022年高考海南物理）现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺。（１）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：①小车自斜面上方一固定点Ａ1从静止开始下滑至斜面底端Ａ2，记下所用的时间t。②用米尺测量Ａ1与Ａ2之间的距离s，则小车的加速度____________。③用米尺测量Ａ1相对于Ａ2的高度h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力Ｆ＝________。④改变_________________，重复上述测量。⑤以h为横坐标，1/t2为纵坐标，根据实验数据作用作图。如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。（２）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时Ａ1点相对于斜面底端Ａ2的高度ho。②进行（1）中的各项测量。③计算与作图时用（h－ho）代替h。 对此方案有以下几种评论意见：10\nＡ.方案正确可行Ｂ.方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。Ｃ.方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。其中合理的意见是________。10\n10
