第三章实验四验证牛顿运动定律

1．关于“验证牛顿运动定律”的实验，下列说法中符合实际的是        (　　)

A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

B．通过保持小车质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系

D．先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

解析：验证牛顿运动定律的实验，是利用控制变量法，探究加速度a与合外力F、物体质量m的关系，故D项正确．

答案：D

2．(2010·台州模拟)如图实－4－7所示，在探究牛顿运动定律的演示实验中，若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F₁、F₂，车中所放砝码的质量分别为m₁、m₂，打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x₁、x₂，则在实验误差允许的范围内，有(　　)

    图实－4－7

A．当m₁＝m₂、F₁＝2F₂时，x₁＝2x₂

B．当m₁＝m₂、F₁＝2F₂时，x₂＝2x₁

C．当m₁＝2m₂、F₁＝F₂时，x₁＝2x₂

D．当m₁＝2m₂、F₁＝F₂时，x₂＝2x₁

解析：当m₁＝m₂、F₁＝2F₂时，由F＝ma可知，a₁＝2a₂，再由x＝at²可得：x₁＝2x₂，故A正确，B错误；当m₁＝2m₂、F₁＝F₂时，a₁＝a₂，再由x＝at²可得：x₁＝x₂，故C错误，D正确．

答案：AD

3．(2010·阳江模拟)为了探究加速度与力的关系，使用如图实－4－8所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G₁、G₂光电门时，光束被遮挡的时间Δt₁、Δt₂都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题：

          图实－4－8

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位？

答：_______________________________________________.

(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是______．

A．m₁＝5 g　　　　　　　　B．m₂＝15 g

C．m₃＝40 g               D．m₄＝400 g

(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得的加速度的表达式为_______________________．(用Δt₁、Δt₂、D、x表示)

解析：(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M应能在任意位置静止不动，或推动M后能使M匀速运动．

(2)应满足M≫m，故m₄＝400 g不合适．

(3)由v₁＝，v₂＝，v₂²－v₁²＝2ax

可得：a＝.

答案：(1)取下牵引砝码，M放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器M，数字计时器记录每一个光电门的光束被挡的时间Δt都相等

(2)D

(3)a＝

4．(2010·广州联考)某同学在做加速度和力、质量的关系的实验中，测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：

(1)根据表中的数据在图实－4－9所示的坐标中作出a－F图象；

     图实－4－9

(2)图象的斜率的物理意义是_______________________________________________；

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