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第三章实验四验证牛顿运动定律

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增大字体作者：本站收集整理来源：本站收集整理发布时间：2010-11-07 10:10:34

(3)图象(或延长线)与F轴的截距的物理意义是________________________；

(4)小车和砝码的总质量为________ kg.

解析：(1)选取适当的标度，作出a－F图象如图所示．

(2)由F＝Ma得a＝，可见图象的斜率为小车和砝码的总质量的倒数．

(3)图象与F轴的截距表示加速度恰好为零时的拉力，也即是小车受到的阻力，大小为0.1 N

(4)由图可知图线斜率k＝1(kg^－1)，由k＝可得：M＝1 kg.

答案：(1)见解析图　(2)小车和砝码的总质量的倒数

(3)小车受到的阻力为0.1 N　(4)1

5．(2010·济南实验中学模拟)(1)现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图实－4－10所示)、小车、计时器一个、米尺．

图实－4－10

(1)填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响)：

①让小车自斜面上方一固定点A₁从静止开始下滑至斜面底端A₂，记下所用的时间t.

②用米尺测量A₁与A₂之间的距离x，则小车的加速度a＝________.

③用米尺测量A₁相对于A₂的高度h.设小车所受重力为mg，则小车所受合外力F＝______.

④改变________________________，重复上述测量．

⑤以h为横坐标，1/t²为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．

(2)在“验证牛顿运动定律”的实验中，实验装置如图实－4－11甲所示，有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线．试分析：

图实－4－11

① A图线不通过坐标原点的原因是__________________________________________；

② A图线上部弯曲的原因是________________________________________________．

解析：(1)②由x＝at²可得：a＝.

③sinθ＝，不计摩擦力时，小车的合外力F＝mgsinθ＝mg.

④小车的质量不变，要改变小车所受的合外力F重做上述实验时，只要改变斜面的倾角(或A₁、A₂两点间的高度h的数值)即可．

(2)①图线在F轴上有截距，说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

②a－F图线上部弯曲的原因是未满足钩码质量远小于小车质量．

答案：(1)②　③mg　④斜面倾角(或h的数值)

(2)①没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

②未满足钩码质量远小于小车质量

6．(2010·济宁模拟)若测得某一物体质量m一定时，a与F的有关数据资料如下表所示：

a/(m·s^－2)	1.98	4.06	5.95	8.12
F/N	1.00	2.00	3.00	4.00

(1)根据表中数据，画出a－F图象．

(2)根据图象判定：当m一定时，a与F的关系为______________________．

(3)若甲、乙两同学在实验过程中，由于没有按照正确步骤进行实验，处理数据后得出如图实－4－12所示的a－F图象．

图实－4－12

试分析甲、乙两同学可能存在的问题：

甲：_______________________________________________；

乙：_______________________________________________.

解析：(1)若a与F成正比，则图象是一条过原点的直线．同时，因实验中不可避免地出现误差，研究误差产生的原因，从而减小误差，增大实验的准确性，则在误差允许范围内图象是一条过原点的直线即可．连线时应使直线过尽可能多的点，不在直线上的点应大致对称地分布在直线两侧，离直线较远的点应视为错误数据，不予以考虑．描点画图如图所示．

(2)由图可知a与F的关系是正比例关系．