课后限时作业13 实验：验证牛顿运动定律
时间：45分钟
1．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M?m的条件，结果得到的图象应是图中的( D )
解析：小车加速度a＝，实验时若保持小车质量不变，横轴为，则a图象必为过原点的直线．当满足M?m时，m可忽略，a≈，a图象还可以满足图象是过原点的直线．当小车质量较小，不满足M?m时，图象会向下弯曲，选项D正确．
2.如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图．图中A为小车，质量为m1，连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B，它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上，P的质量为m2，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦．
(1)下列说法正确的是( B )
A．一端带有定滑轮的长木板必须保持水平
B．实验时应先接通电源后释放小车
C．实验中m2应远小于m1
D．测力计的读数始终为
(2)如图为某次实验得到的纸带，纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离，相邻计数点间还有四个点没有画出．由此可求得小车的加速度的大小是0.50 m/s2(交流电的频率为50 Hz，结果保留两位有效数字)．
(3)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aF图象可能是图中的图线( C )
解析：(1)一端带有定滑轮的长木板必须稍微倾斜，以平衡摩擦力，选项A错误；实验时应先接通电源后释放小车，选项B正确；实验中m2不必远小于m1，选项C错误；由于P向下加速运动，测力计的读数始终小于，选项D错误．
(2)由Δx＝aT2解得小车的加速度的大小是0.50 m/s2.
(3)遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的aF图象，应该是当F从某一值开始增大，加速度a才开始增大，所以可能是图线C.
3．某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图，如图乙所示．实验中小车(含发射器)的质量为200 g，实验时选择了不可伸长的轻质细绳和轻质定滑轮，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到．回答下列问题：
(1)根据该同学的结果，小车的加速度与钩码的质量成非线性(选填“线性”或“非线性”)关系．
(2)由图乙可知，am图线不经过原点，可能的原因是存在摩擦力．
(3)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验中应采取的改进措施是调整轨道倾斜度以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是远小于小车质量．
解析：本题考查了验证牛顿第二定律．(1)根据图中描出的各点，作出的图象不是一条直线，即小车的加速度与钩码的重力成非线性关系．(2)图线不过原点，有拉力但没有加速度，原因是存在摩擦力．(3)平衡摩擦力之后，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，可以得出小车质量不变情况下加速度与拉力成正比的结论．
