下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图
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第一篇:《专题61 验证牛顿第二定律实验》
专题61 验证牛顿第二定律实验
高考命题潜规则解密61： 验证牛顿第二定律实验
规则验证：2012年安徽理综第21题、2012年全国理综第23题、
命题规律：验证牛顿第二定律实验重点考查实验操作和数据处理，难度中等。
【典例分析】
典例1.（10分）（2012年安徽理综第21题）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，
大学军训观察判断小车是否做匀速运动。
(2)实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是
A. M=20 g,m=10g、15 g、20g、25 g、30 g、40 g
B. M =200 g, m=20 g、40 g、60g、80 g、100 g、120 g
C. M =400 g, m=10 g、15 g、20g、25 g、30 g、40 g
D. M =400 g, m=20 g、40 g、60g、80 g、100 g、120 g
（3）图2 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
sDE=5.49 cm、sEF=5.91 间的距离分别为sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、
cm、sFG=6.34 cm 。已知打点计时器的工作频率为50 Hz，,则小车的加速度a= m/s2 （结果保留2位有效数字）。
高分作文典例2.（2012年全国理综第23题）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”。
（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。
11⑥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aa
1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a
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___________。
【考点定位】考查验证牛顿第二定律实验。
典例3：（2010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 。下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
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．
b．
c．
我的同学作文d． 可以改变滑动摩擦力的大小 可以更方便地获取多组实验数据 可以比较精确地测出摩擦力的大小 可以获得更大的加速度以提高实验精度
第二篇:《验证牛顿第二定律实验(有答案)》
验证牛顿第二定律
1. （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，打出了一条纸袋如图乙所示。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/s.（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与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表：
2
请根据实验数据作出a-F的关系图像.下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
（3）根据提供的试验数据作出的a-F图线，请说明图像不过原点主要原因。 答案： (1) 0.16 (0.15也算对) ；（2）（见图）；（3）未计入砝码盘的重力。
2
解析：（1）处理匀变速直线运动中所打出的纸带，求解加速度用公式xat，关键弄清
公式中各个量的物理意义，x为连续相等时间内的位移差，t为连需相等的时间间隔，如果每5个点取一个点，则连续两点的时间间隔为t=0.1s，x（3.68-3.52）102m，带入可得加速度a=0.16m/s。也可以使用最后一段和第二段的位移差求解，得加速度
2
a=0.15m/s2.
这就是我作文600字（2）根据图中的数据，合理的设计横纵坐标的刻度值，使图线倾斜程度太小也不能太大，以与水平方向夹角45°左右为宜。由此确定F的范围从0设置到1N较合适，而a则从0到3m/s较合适。设好刻度，根据数据确定个点的位置，将个点用一条直线连起来，延长交与坐标轴某一点。如图所示。
（3）处理图象问题要注意图线的斜率、交点、拐点、面积等意义，能正确理解这些量的意义则很多问题将会迎刃而解。与纵坐标相交而
不过原点，该交点说明当不挂砝码时，小车仍由加速度，即绳对小车仍有拉力，从此拉力的来源考虑很容易得到答案，是因为砝码盘的重力，而在（2）问的图表中只给出了砝码的总重力，而没有考虑砝码盘的重力。
2. 某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验，图（a）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz）
2
（1）图（b）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸
带可求出小车的加速度大小为 m/s．（保留三位有效数字） （2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：
2
1
，m
请在方格坐标纸中画出a
11图线,并从图线求出小车加速度a与质量倒数
mm
之间的关系式是 ．
（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据
作出了加速度a随拉力F的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因 是______________________________________ ．
答案：(1)0.510 (2)略 (3)没有平衡摩擦力
3. 在探究牛顿第二定律实验中，得到以下数据：物体质量不变时，加速度a与物体所受合力F的对应数据如表1；物体所受合力不变时，加速度a和物体质量的倒数1/M的对应数据如表2。
表1 表2
（1）分别画出a ~F图象和a~1/M图象。
（2）由a ~F图象得到的结论是 ； 由a ~1/M图象得到的结论是 答案：（1）如图所示下图为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。
（2）物体的加速度与物体所受的合力成正比 物体的加速度与物体的质量成反比
4. 为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）。实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。
（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。
（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表：
请根据实验数据作出小车的v-t图像。
（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据v-t图象简要阐述理由。 答案：
5. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是220V、50Hz的交变电流．他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐．（下述第（1）、（2）、（3）小题结果均保留两位有效数字）
（1）由以上数据计算打点计时器在打C点时，物体的即时速度vC是______m/s； （2）计算该物体的加速度a为________m/s；
2
第三篇:《实验四 验证牛顿第二定律》
1．(2011·高考浙江卷)在“探究加速度与力、质量的关系”实验时，已提供了小车、一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线．为了完成实验，还须从下图中选取实验器材，其名称是______________________(漏选或全选得零分)；并分别写出所选器材的作用____________________．
解析：为测量小车的加速度，需记录小车运动的位置和时间，这可利用打点计时器和纸带完成．所以，实验中应有打点计时器．实验中需要改变小车的质量，这可通过在小车上添加钩码来实现，所以实验中应有钩码．实验中还需要改变小车所受拉力的大小，这可通过改变盘中的砝码的数目来改变，所以实验中应有砝码．
学生电源为电磁打点计时器提供交流电源；电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间；钩码用以改变小车的质量；砝码用以改变小车受到的拉力的大小，还可用于测量小车的质量．
答案：学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码(或电火花计时器、钩码、砝码) 见解析
2．(2012·高考大纲全国卷)图甲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50 Hz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探究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”．
(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在每条纸带上点迹清晰的部分，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.
11⑥以砝码的质量m为纵坐标，在坐标纸上作出－m关系图线．若加速度与aa
1小车和砝码的总质量成反比，则与m应成________(选填“线性”或“非线性”)关系． a
(2)完成下列填空：
①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______________________________．
②设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3.a可用s1、s3和Δt表示为a＝________．图乙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/s. 2
③图丙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________．
答案：(1)①间距相等 ⑥线性
(2)①小吊盘和盘中物块的质量之和远小于小车和砝码的质量 ②
1b47.1 1.14 s3－s12 24.3 2（5Δt）kk
3．(2012·高考安徽卷)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
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