实验四验证牛顿运动定律一、实验目的1.学会用控制变量法研究物理规律.2.探究加速度与力、质量的关系.3.掌握利用图象处理数据的方法.二、实验器材小车、砝码、小盘、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线、纸带、天平、米尺.考点一|实验原理与操作[母题]某实验小组利用图实41所示的装置探究加速度与力、质量的关系．图实41(1)下列做法正确的是________(填字母代号)A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量________木块和木块上砝码的总质量．(“”选填远大于“”“”远小于或近似等于)(3)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图实41示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图实-42中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m甲、m乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ甲、μ乙，由图可知，m甲________m乙，μ甲________μ乙．(“选填大”“”“”于小于或等于)图实42【解析】(1)探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A、D正确，选项B、C错误．(2)对于系统，根据牛顿第二定律，有a＝，牵引小车的拉力F＝Ma＝.要使F＝mg，则M≈M＋m，即要求m≪M.(3)对于木块，根据牛顿第二定律，得a＝＝－μg，故aF图象的斜率反映了木块质量的倒数．有>，所以m甲μ乙．【答案】(1)AD(2)远小于(3)小于大于[借题悟法·核心点拨]1.实验操作步骤的三点提醒[第(1)问](1)平衡木块的滑动摩擦力时，砝码桶不能拴在木块上．(2)改变木块质量时，不需要重新平衡摩擦力．(3)实验过程中，应先接通电源，再放开木块.2.实验原理的理解[第(2)问](1)平衡木块摩擦力后，细绳的拉力即为木块的合外力．(2)只有满足砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量时，细绳的拉力才近似等于砝码桶及桶内砝码的总重力.3.利用图象分析实验结果[第(3)问](1)因没有平衡摩擦力，aF图线为不过原点的倾斜直线．(2)利用aF图线的斜率、截距的意义比较m、μ的大小.[母题迁移](2017·汕头质检)图43为验证牛顿第二定律的实验装置示意图．图实43(1)平衡小车所受阻力的操作：取下________，把木板不带滑轮的一端垫高；接通电火花计时器电源，轻推小车，让小车拖着纸带运动．如果打出的纸带如图44所示，则应________(“”“”选填减小或增大)木板的倾角，反复调节，直到纸带上打出的点迹________为止．图实44(2)图45“”为研究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，横坐标m为小车上砝码的质量．设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，若牛顿第二定律成立，则小车受到的拉力为________，小车的质量为________．图实45【解析】(1)平衡小车所受阻力时，需要将砝码取下；题图纸带反映了小车在做加速运动，即垫木垫高了，应减小木板的倾角，直到纸带打出的点迹均匀为止．(2)当小车上的砝码为零时，小车加速度为a0＝，设小车的质量为M，则小车受到的拉力为F＝Ma0＝；图中直线的函数关系式为＝km＋b，根据牛顿第二定律F＝(m＋M)a，可解得：M＝，F＝.【答案】(1)砝码减小间隔相等(均匀)(2)考点二|数据处理与误差分析[母题](2017·宁德质检)“某次探究加速度a跟物体所受合力F和质量m”的关系实验过程是：(1)图实46甲所示为实验装置图．图实46乙为某次实验得到的一段纸带，计数点A、B、C、D、E间的时间间隔为0.1s，根据纸带可求出小车的加速度大小为________m/s2(结果保留两位有效数字)．甲乙图实46(2)保持小车质...
