探究牛顿第二定律实验.docx

探究”加速度与力、质量的关系的实验
(2)在“探究”加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图A所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸 带由打点计时器打出的点计算出．

①当M与m的大小关系满足 时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
②一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度．采用图象法处理数据．为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与_______的图象．
③如图B所示为甲同学根据测量数据作出的a—F图象，说明实验存在的问题是 ．
④乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图象如图C所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同__________ ．
答案：A

A
B
E
D
C
6.19
6.71
7.21
7.72
单位：cm
A
B
C
D
（a）
（b）
Ⅲ．某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验。如下图（a）为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，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等于砝码和小桶的总重量，小车运动加速度a可用纸带上的打点求得．电源频率50Hz。
①上图（b）为某次实验得到的纸带（纸带上的点为实际打点），根据纸带可求出小车的加速度大小为a=_______m/s2。（取两位有效数字）
②在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m数据如下表：
图c
根据上表数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在上图（c）方格坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系，并做出图线。（如有需要，可利用上表中空格）
答案：Ⅰ．①功W与距离L成正比，得到L和v的关系即可得到W和v的关系。
②绘制L－v2图象。
③不会；重力和摩擦力的总功W也与距离L成正比。
Ⅱ．（1）水果电池的内阻太大。（2）AD（3）①B、G②如图
Ⅲ．①3.2；②作a－1/m图象，是一条过坐标原点的直线，图略。要求标明坐标、单位及数值。
某同学注意到医用一次性输液装置可以让水流以恒定的速度喷出，他利用这一装置设计了如下实验来研究平抛物体的运动。将针头与医用输液器等器材按图甲所示连接好实验装置（其中针头固定在一次性输液管的末端O点，并保持水平状态），打开输液管的开关让水以恒定的速度喷出（下方用水槽接喷出的水），然后用不干胶贴在画有方格的透明玻璃板背面，记下水流运动轨迹上的A、B、C、D四点（如图乙所示）。若每小格边长均为cm，则每一小水滴从A运动到C的时间约为 s，水流水平喷出时的初速度大小为 m/s（重力加速度g取10 m/s2）。
82615980
a
b
O
P
水槽
h
s
输液器
甲
A
B
D
乙
C

答案：A运动到C的时间约为 1.25s，初速度大小为1m/s。
解析：取ABD三点为研究对象，在竖直方向有，解出t=0.1s，在水平方向有，解出初速度m/s，A到C所用的时间为。
速度传感器
速度传感器
拉力传感器
B
A
C
19. 湖南省长沙市一中·雅礼中学2010届高三三月联考如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系” 实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L= 48.0cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。
⑴实验主要步骤如下：
①将拉力传感器固定在小车上；
②平衡摩擦力，让小车在没有拉力作用时能做 ▲ 运动；
③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；
④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；
⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。
⑵下表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则加速度的表达式a = ▲ ，请将表中第3次的实验数据填写完整（结果保留三位有效数字）；
次数
F（N）
（m2/s2）
a（m/s2）
1
0.60
0.77
0.80
2
1.04
1.61
1.68
3
1.42
2.34
▲
4
2.62
4.65
4.84
5
3.00
5.49
5.72
F/N
a/m·s-2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
理论
6.0

⑶由表中数据，在坐标纸上作出a～F关系图线；
F/N
a/m·s-2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
理论
6.0
⑷对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ，造成上述偏差的原因是 ▲ 。
答案：（7分）⑴匀速直线 (1分)
⑵ (2分) 2.44 (1分)
⑶如图(2分)
⑷没有完全平衡摩擦力或拉力传感器读数偏大(1分)