验证牛顿第二定律实验2一．填空题（共10小题）1．（2016秋•安顺期末）某实验小组采用图1所示的装置探究“牛顿第二定律”即探究加速度a与合力F、质量M的关系。
实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面。
（1）为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是；（2）为使图示中钩码的总重力大小视为细绳的拉力大小，须满足的条件是钩码的总质量小车的总质量（填“大于”、“小于”、“远大于”或“远小于”）。
（3）一组同学在做小车加速度与小车质量的关系实验时，保持钩码的质量一定，改变小车的总质量，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与小车的总质量M之间的关系，应作出a与的图象。
（4）甲同学根据测量数据作出的a﹣F图象如图2所示，说明实验中存在的问题是。
2．（2016秋•通渭县校级期末）在验证牛顿第二定律的实验中，测量长度的工具是；测量时间的工具是．实验中小盘和砝码的总质量m与车和砝码的总质量M间必须满足的条件是．3．（2016秋•宿州期末）某同学运用“验证牛顿第二定律的实验”的装置，设计了如下实验：A．实验装置如图甲所示，一端系在滑块上的轻质细绳绕过转轴光滑的轻质滑轮另一端挂一质量为m=50g的钩码，用垫块将长木板有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，接好纸带，接通打点计时器的电源，让滑块沿长木板滑下，打点计时器打下的纸带如图乙所示，相邻两个计数点之间还有4个打点未画出，打点计时器接频率为50Hz的低压交流电源，（g取9.8m/s2）．回答下列问题：（1）纸带的（“A端”或“E端”）与滑块相连．（2）根据纸带可得：滑块的加速度大小a=m/s2．（保留3位有效数字）（3）不计纸带与打点计时器间的阻力，滑块的质量M=kg．（保留3位有效数字）4．（2017春•曹妃甸区校级期末）某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如1图，长木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接（1）该小组研究加速度和拉力关系时，得到的图象将会是如图2中的（2）某同学在研究加速度和质量关系时，记录下如下数据，请在下面的坐标纸中选择合理的坐标，描出相关图线，并可以由图线3可以得到实验结论：次数12345质量m/g200300400500600加速度a/m˙s﹣2 1.000.670.500.400.335．（2017•河北区一模）如图甲所示为“验证牛顿运动定律”实验装置图．图甲中A 为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m1，小桶（及砝码）的质量为m2．①下列说法正确的是A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力B．实验时应先释放小车后接通电源C．本实验m2应远大于m1D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a﹣图象②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a﹣F图象可能是图乙中的图线．（选填“1”“2”或“3”）6．（2015秋•广安期末）如图，在验证牛顿第二定律的实验中，某位同学通过测量，把砂和砂桶的总重量当作小车的合外力F，作出a﹣F图线．如图中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是；图线上部弯曲的原因是．7．（2015春•潍坊期末）某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：（1）备有下列器材：A．长木板；B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C．细绳、小车、砝码；D．装有细沙的小桶；E．薄木板；F．毫米刻度尺；还缺少的一件器材是．（2）该同学得到如图丙所示的纸带．已知打点计时器电源频率为50Hz．A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个计数点，两计数点之间还有四个点未画出．由此可算出小车的加速度a=m/s2（保留两位有效数字）．（3）将小车静止地放在水平长木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器．把木板不带滑轮的一端慢慢垫高如图（乙）所示，直到小车由静止开始沿木板向下滑动为止．请问这位同学的操作正确（填是、否）（4）如果这位同学先进行（3）中的操作，然后不断改变小车的拉力F，得到M （小车质量）保持不变情况下的a﹣F图线是图丁中的（填选项代号的字母）．8．（2015春•淄博期末）验证牛顿第二定律的实验装置如图所示，在水平桌面上放置一带有定滑轮的长木板，将光电门固定在长木板上的B点．小车上端固定宽度为d的遮光条，前端固定力传感器，一物体通过细线跨过定滑轮与力传感器相连，这样传感器就可测出细线拉力的大小．每次小车都从同一位置A 由静止释放，已知A、B间的距离为L．改变小车上砝码个数，测出小车的质量M（含砝码、传感器与遮光条），记录对应传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间△t．（1）关于本实验，某同学提出如下观点，其中正确的是A．L越大，实验误差越大B．牵引小车的细绳应与木板平行C．应平衡小车受到的摩擦力D．物体的质量应远小于小车的质量（2）遮光条通过光电门时的速度为；小车加速度的表达式为a=．（用题中所给的字母表示）（3）根据测得的实验数据，以F为纵轴，以为横轴，若得到一条过原点的直线，则可验证牛顿第二定律．（用题中所给的字母表示）9．（2014秋•潮南区期末）用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律．①下列关于该实验的说法正确的是（选填选项前的字母）A．开始实验前必须平衡摩擦力B．实验时，应先释放小车，再接通计时器电源C．小车的质量应远大于沙和沙桶的总质量D．实验开始始，小车的初始位置应远离打点计时器②若某次实验得到a﹣F图象如图（b）所示，则造成这一结果的原因是：③某同学得到如图（c）所示的纸带，已知打点计时器电源频率为50Hz，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点．△s=s DG﹣s AD=cm．由此可算出小车的加速度a=m/s2（a值保留两位有效数字）10．（2016秋•开县校级期末）（1）如图1所示，是某同学所安装的“验证牛顿第二定律”的实验装置，他在图示状态下开始做实验，该同学的装置和操作中的主要错误是：①；②；③；④．（2）如图2为某次实验得到的纸带，纸带上相邻计数点间有4个点未画出，则小车的加速度大小为m/s2．（保留两位有效数字）（3）控制砂桶与里面砝码的总质量不变，改变小车的质量M，实验中得到如图3所示的a﹣图象，图象没有过原点的原因是：．二．实验题（共14小题）11．（2018•益阳模拟）某实验小组做“验证牛顿第二定律”的实验，装置示意图如图甲所示。
（1）图乙是实验中得到的一条纸带，已知相邻两计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源频率为50Hz，由此可求出小车的加速度α=m/s2（结果保留三位有效数字）（2）当验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量的关系”时所得的实验图象如图丙所示，横轴m表示小车上所加的砝码的质量。
如果经实验验证牛顿第二定律成立，图中直线在纵轴上的截距为b，斜率为k，则小车受到的拉力为，小车的质量为（用k和b表示）。
12．（2016秋•历下区校级期末）图甲为“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m，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，先调节长木板一端滑轮的高度，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）图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G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x AB=4.22cm、x BC=4.65cm、x CD=5.08cm、x DE=5.49cm、x EF=5.91cm、x FG=6.34cm可求得小车的加速度a=m/s2，打下D点时小车运动的速度为v D=m/s．（结果保留2位有效数字）13．（2017•道里区校级四模）某实验小组利用如图1所示的装置验证牛顿第二定律．原理是利用牛顿第二定律计算小车加速度的理论值，通过纸带分析得到的实验测量值，比较两者的大小是否相等从而验证牛顿第二定律．（1）在平衡小车与桌面之间摩擦力后的实验过程中打出了一条纸带如图2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．该小车的加速度的实验测量值a测m/s2．（结果保留两位有效数字）（2）如果用天平测得小车和车内钩码的总质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，则小车加速度的理论值为a理=（当地的重力加速度为g）（3）对于该实验下列做法正确的是（填字母代号）A．在调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力时，将砝码和砝码盘通过定滑轮拴小车上B．调节滑轮的高度，使牵引小车的细绳与长木板保持平行C．小车和车内钩码的总质量要远大于砝码和砝码盘的总质量D．通过增减小车上的钩码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度E．实验时，先放开小车再接通打点计时器的电源．14．（2017秋•罗源县校级期末）验证牛顿第二定律（本小题计算均保留两位有效数字）（1）如图1所示是甲同学在校园实验室按照图甲实验时得到的一条纸带（实验中交流电源的频率为50Hz），依照打点的先后顺序取计数点为1、2、3、4、5、6、7，相邻两计数点间还有4个点未画出，测得：S1=1.42cm，S2=1.91cm，S3=2.40cm，S4=2.91cm，S5=3.43cm，S6=3.92cm。
填空：打第2个计数点时纸带的速度大小v2=m/s；．物体的加速度大小a=m/s2。
（2）乙同学在做保持小车质量不变，验证小车的加速度与其合外力成正比的实验时，根据测得的数据作出如图乙所示的a﹣F图线，所得的图线既不过原点，又不是直线，原因可能是。
（选填选项前的字母）A．木板右端所垫物体较低，使得木板的倾角偏小B．木板右端所垫物体较高，使得木板的倾角偏大C．小车质量远大于砂和砂桶的质量D．砂和砂桶的质量不满足远小于小车质量15．（2017•安徽模拟）为了验证牛顿第二定律中加速度与力的关系，小光同学设计了如图1的实验状态．水平桌面放置带有加速度传感器的总质量为M的小车，车的两端由轻质细线绕过桌面两端滑轮并在两端各悬挂总质量为m的多个钩码．实验中，小光每次由左侧取下质量为△m的钩码并挂至右侧悬线下方，将下车由静止释放，利用传感器测量小车加速度并逐次记录移动过的砝码质量和相应加速度值，根据多次实验得出的数据，小光同学作出如图2的a﹣△m图象．（1）根据上述设计，以下说法正确的是A．由于系统存在摩擦，实验中必须先平衡摩擦力，才能继续进行实验B．本实验中虽存在摩擦力影响，但无需平衡摩擦力也可以进行实验C．本实验中必须要求小车质量M＞＞mD．本实验中无须要求小车质量M＞＞m（2）利用实验中作出a﹣△m图线，可以分析出系统摩擦力大小为，加速度a与移动的质量△m间存在关系为．16．（2018•东城区一模）用如图1所示的装置验证牛顿第二定律。