高中物理必修一 第四章　专题强化练17　实验：验证牛顿第二定律同步练习

专题强化练17　实验：验证牛顿第二定律1．某同学利用如图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验。(1)如图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的5个计数点，依次为A、B、C、D和E，相邻两计数点之间还有4个点没有标出，已知打点计时器所使用的交变电源的频率为50Hz。由纸带量出相邻的计数点之间的距离分别为xAB＝4.22cm、xBC＝4.65cm、xCD＝5.08cm、xDE＝5.49cm，打点计时器打下C点时，小车的速度大小为______m/s，小车的加速度大小为______m/s2。(结果均保留两位有效数字)(2)该同学“探究所受合外力不变，小车加速度与质量的关系”时，作出如图丙所示的图像，由图像可知，小车受到的合外力的大小是________N。2．在做“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，保持小车和砝码的总质量不变，测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示。F/N0.200.300.400.500.60a/(m·s－2)0.110.190.290.400.51(1)根据表中的数据在如图所示的坐标系中作出a－F图像。 (2)图像斜率的物理意义是__________________________________________________。(3)小车和砝码的总质量为________kg。(4)图线(或延长线)在F轴上的截距的物理意义是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(2023·日照市高二开学考试)某物理社团应用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系，打点计时器所接交变电源的频率为50Hz。(1)对小车进行补偿阻力时，下列说法正确的是________。A．在空沙桶的牵引下，轻推一下小车，使小车做匀速直线运动B．每一次都要保证小车从同一位置由静止释放C．每改变一次小车的质量，都需要改变垫入的薄木片的高度D．改变沙桶内沙的质量，不需要重新改变垫入的薄木片的高度(2)保持沙桶的质量不变，通过增加小车中的砝码改变小车的质量M，分别测得小车不同质量时对应的加速度a，数据如下表所示。质量M/kg0.250.290.330.400.50加速度a/(m·s－2)0.620.560.400.32检查时发现漏掉记录其中的一个加速度数据，于是同学们找出对应的纸带如图乙所示，相邻两个计数点间的距离已标在图上(每两个相邻计数点之间还有4个点未画出)，测得该纸带对应的加速度a＝________m/s2。(3)根据表格中的数据，在图丙上作出小车的加速度a与其质量M之间的关系图线， 根据作出的图线________(选填“能”或“不能”)判断小车的加速度a与质量M的定量关系。(4)保持小车的质量M不变，通过添加沙桶内沙的质量，分别测得沙与沙桶的质量m以及对应的小车加速度a，作出小车运动的加速度a和所受的拉力F的关系图像如图丁所示。不断增加沙桶内沙的质量，a－F图线明显弯曲，加速度a趋向于________(已知g为重力加速度大小)。4．(2022·昆明市高一期末)某同学探究加速度与力的关系的实验装置示意图如图所示，在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一宽度为d的窄遮光条，由数字计时器可读出遮光条通过光电门的时间。该同学直接用细线跨过定滑轮把滑块和钩码连接起来，每次滑块都从A处由静止释放。(1)实验前先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂钩码时，轻轻推动滑块使之恰好能________运动，则说明气垫导轨已经调至水平。(2)实验时，该同学首先将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间Δt，用刻度尺测量A位置与光电门间的距离L，则滑块的加速度为________。(3)该同学通过改变钩码的个数来改变滑块所受的合外力，实验时又测量出所挂钩码的质量m和滑块的质量M，正确操作后，实验得到的加速度a随合外力F变化的关系图像可能是____。5．为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为沙和沙桶的质量。(滑轮质量不计) (1)实验时，一定要进行的操作是________。A．用天平测出沙和沙桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力C．小车靠近打点计时器，先接通打点计时器的电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带E．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a－F图像是一条直线，如图丙所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为________。A．2tanθB.C．kD.6．(2023·烟台二中高一期中)某实验小组探究物块加速度a与拉力F的关系的实验装置如图甲所示，物块上方安装有一宽度为d的遮光片，前端安装一力传感器，可显示物块受到的拉力F大小。细线一端连接力传感器，另一端通过定滑轮悬挂钩码，实验中细线始终保持与长木板平行。在长木板上相距为L的A、B两个位置分别安装光电门，能够显示物块通过A、B两位置时的挡光时间。保持物块、遮光片及力传感器的总质量不变，改变所挂钩码的个数，进行多次实验，整个实验过程中长木板始终保持水平。 (1)某次实验记录，物块由静止释放，先后通过A、B两位置时的挡光时间分别为tA、tB，则物块通过A位置时的速度为________，物块的加速度为________(用题目中所给字母表示)；(2)该小组通过多次实验，作出a－F图像，得到的图线如图乙所示，该图像不过坐标原点，原因为____________________________，已知物块、遮光片及力传感器的总质量为M，当地的重力加速度为g，则物块与长木板之间的动摩擦因数为________。