在“驗證牛頓運動定律”實驗中，所用的實驗裝置如圖所示。在調(diào)整帶滑輪木板的傾斜程度時，應(yīng)使小車在不受牽引力時能拖動紙帶沿木板勻速運動。小車的質(zhì)量為M，盤和盤中重物的總質(zhì)量為m，保持M不變，研究小車的加速度與力的關(guān)系時，在       條件下，mg近似等于小車運動時所受的拉力。實驗中打出的一條紙帶如下圖所示，紙帶上相鄰兩個計數(shù)點之間有四個實際點未畫出，已知交流電頻率為50HZ，AB=19.9mm，AC=49.9mm，AD=89.9mm，AE=139.8mm，則打該紙帶時小車的加速度大小為      m/s2

(保留兩位有效數(shù)字)

 

 

【答案】

m<< M，1.0 ；

【解析】

試題分析：根據(jù)牛頓定律，對小車T=Ma,對盤及其重物 mg-T=ma，解得，所以只有當(dāng)m<< M時，mg近似等于小車運動時所受的拉力。因為，，根據(jù)1.0m/s2。

考點：驗證牛頓定律的實驗注意事項及加速度的求解。

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?廣東）在驗證牛頓運動定律的實驗中有如圖（a）所示的裝置，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長的細(xì)線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與穿過打點計時器的紙帶相連．開始時，小車停在靠近打點計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離．啟動計時器，釋放重物，小車在重物牽引下，由靜止開始沿斜面向上運動，重物落地后，小車會繼續(xù)向上運動一段距離．打點計時器使用的交流電頻率為50Hz．圖（b）中a、b、c是小車運動紙帶上的三段，紙帶運動方向如圖箭頭所示．

（1）根據(jù)所+提供的紙帶和數(shù)據(jù)，計算打c段紙帶時小車的加速度大小為
5
5
m/s2（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（2）打a段紙帶時，小車的加速度大小是2.5m/s2，請根據(jù)加速度的情況，判斷小車運動的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的
D4D5
D4D5
兩點之間．
（3）若g取10m/s2，由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物m與小車的質(zhì)量M之比為m：M=
1：1
1：1
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

實驗題
在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，采用如圖1所示的實驗裝置．
小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶打上的點計算出．
（1）當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足
M遠(yuǎn)大于m
M遠(yuǎn)大于m
時，才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的重力．
（2）一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗時，保持盤及盤中砝碼的質(zhì)量一定，改變小車及車中砝碼的質(zhì)量，測出相應(yīng)的加速度，采用圖象法處理數(shù)據(jù)．為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該作a與
1
M
1
M
的圖象．
（3）如圖2所示為甲同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線，說明實驗存在的問題是
沒有平衡摩擦力或平衡時角度過�。�
沒有平衡摩擦力或平衡時角度過�。�
．
（4）某同學(xué)在做加速度和力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：
F
N
 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
a/（m?s-2） 0.11 0.19 0.29 0.40 0.51
請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中作出a-F圖象（圖3）；
（5）圖象的斜率的物理意義是
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
小車的總質(zhì)量的倒數(shù)
；
（6）在“探究兩個共點力的合成”實驗中，某小組做實驗時得出如圖4所示的圖（O為橡皮條與細(xì)繩套的結(jié)點）．圖中
F
F
是F1與F2合力的實驗值，為使橡皮筋沿豎直方向伸長，那么互成角度的兩彈簧秤所施的力F1和F2必須
C
C
．
A．等大  B．互相垂直  C．水平分力，等大反向  D．豎直分力等大
（7）做勻變速直線運動的小車帶動紙帶通過電火花計時器，打出的部分計數(shù)點如圖5所示．每相鄰兩點間還有四點未畫出來，電火花計時器使用的是220V、T=0.02s的交流電，求：電火花計時器打第2個計數(shù)點時，小車的速度v2=
0.49
0.49
m/s，小車的加速度a=
0.88
0.88
m/s2．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

現(xiàn)要驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律．給定的器材如下：
一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖1所示）小車、計時器一個、米尺．
（1）填入適當(dāng)?shù)墓交蛭淖�，完善以下實驗步驟（不考慮摩擦力的影響）：
①讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時間t；
②用米尺測量A1與A2之間的距離x，則小車的加速度a=
2s 
t2
2s 
t2
；
③用米尺測量A1相對于A2的高度h．設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受合外力F=
mgh
s
mgh
s
；
④改變
改變斜面的傾角或斜面高h(yuǎn)
改變斜面的傾角或斜面高h(yuǎn)
，重復(fù)上述測量；
⑤以h為橫坐標(biāo)，
1
t2
為縱坐標(biāo)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖．如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當(dāng)質(zhì)量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律．
（2）在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，實驗裝置如圖2中的甲所示，有一位同學(xué)通過實驗測量作出了圖乙中的A圖線．試分析：
①A圖線不通過坐標(biāo)原點的原因是
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
；
②A圖線上部彎曲的原因是
未滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
未滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖甲所示，在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，某同學(xué)進(jìn)行實驗的主要步驟是：將橡皮筋的一端固定在木板上的A點，另一端拴上兩根繩套，每根繩套分別連著一個彈簧測力計．第一次沿著兩個方向拉彈簧測力計，將橡皮筋的活動端拉到某一位置，將該位置標(biāo)記為O點，讀取此時彈簧測力計的示數(shù)，分別記錄為F1、F2，并用筆在兩繩的拉力方向上分別標(biāo)記a、b兩點，分別將其與O點連接，表示兩力的方向．第二次用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端仍拉至O點，記錄其拉力F的大小并用上述方法記錄其方向．
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①兩次用彈簧測力計將橡皮筋的活動 端都要拉至O點，這樣做的目的是
 

②圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果作出的力的圖示，其中
 
是F1和F2合力的實際測量值．（填F或F'）
③這位同學(xué)在實驗中確定分力方向時，圖甲所示的a點標(biāo)記得不妥，其原因是
 

（2）在”驗證牛頓運動定律”的實驗中，以下做法錯誤的是
 
．
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將小盤用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源
D．求小車運動的加速度時，可用天平測出小盤的質(zhì)量m′以及小車質(zhì)量M，直接用公式a=
m′M
g求出
（3）某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗，圖（a）為實驗裝置簡圖．（交流電的頻率為50Hz，打點時間間隔為0.02秒）
①圖（b）為某次實驗得到的紙帶，根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為
 
m/s2．（保留二位有效數(shù)字）
②保持砂和砂桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的數(shù)據(jù)，如何利用這些數(shù)據(jù)才能比較直觀地確定小車加速度a與質(zhì)量m之間的關(guān)系呢？
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③保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分別作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖（c）、（d）所示．圖（c）中的圖線上部出現(xiàn)了彎曲偏離了原來的直線，其主要原因是
 
．圖（d）中的圖線不通過原點，其主要原因是
 
．
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科目：高中物理 來源： 題型：

某同學(xué)在“驗證牛頓運動定律”的實驗中，保持小車所受的合力F的大小不變，改變小車的質(zhì)量m，得到了不同m時的加速度大小a，并繪出了a-
1
m
的圖象，則（　　）
A、圖象是一條直線，直線的斜率表示小車受到的合力的倒數(shù)
B、圖象是一條直線，直線的斜率表示小車受到的合力
C、圖象是一條曲線，曲線各點的切線斜率表示小車受到的合力的倒數(shù)
D、圖象是一條曲線，曲線各點的切線斜率表示小車受到的合力

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