2023版新教材高中物理 第一部分 课时分层训练 第四章 牛顿运动定律 专项1 实验创新 教科版必修第一册.docx

1、 1实验创新1为了探究加速度与力的关系，使用如图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t1、t2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，挡光片的宽度为D，光电门间的距离为x，牵引砝码的质量为m.回答下列问题(1)实验开始时，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，判定调节是否到位的方法是_.(2)若取M0.4 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()A5 g B15 gC40 g D400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应

2、的加速度，其中求得的加速度的表达式为a_(用t1、t2、D、x表示).22022广东广州华南师大月考改编如图甲为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置(1)改变所挂钩码的数量，多次重复测量在某次实验中根据测得的多组数据可画出a F关系图线(如图乙)，此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_(2)若在原装置中的P处加装一力传感器，重复上述实验，得到的a F图线与图乙中的图线相比会有什么不同？_.(3)在(2)中，若小车的质量为M，不断增加钩码的数量，则力传感器示数的极限值为_32022安徽合肥高一上期末为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的实验装置其中M

3、为小车的质量，m0为沙和沙桶的总质量一轻绳跨过轻质定滑轮和动滑轮一端连接沙桶，另一端连接力传感器，力传感器可测出轻绳中的拉力大小实验过程中，每次在释放小车前，先读出力传感器的示数并记为F.(1)实验过程中，下列操作正确的是_A调整长木板左端的定滑轮，使得轻绳与长木板平行B在不挂沙桶的前提下，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源D为减小误差，实验中要保证沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图丙所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_ m/

4、s2(结果保留两位有效数字).(3)该同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a F图像是一条直线，如图乙所示，图线与横坐标轴的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A2 tan BC D专项1实验创新提能力1答案：(1)取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动(或取下牵引砝码，轻推滑行器，用数字计时器记录的每一个光电门的光束被遮挡的时间t都相等)(2)D(3)解析：(1)气垫导轨水平时，滑行器在水平方向仅受拉力作用，故取下牵引砝码，滑行器放在任意位置都不动；或取下牵引砝码，轻推滑行器，用数字计时器记录的两个光电门的光束被遮挡的时间t都相等，就可说明气垫导轨已调节水平(2)

5、实验要求mM，而M0.4 kg，故当m400 g时不符合要求(3)滑行器通过光电门G1时的速度v1，通过光电门G2时的速度v2.滑行器做匀加速运动，根据运动学公式vv2ax，可得a.2答案：(1)钩码质量过大(2)图线为直线，没有弯曲部分(3)Mg解析：(1)当钩码的质量m远小于小车的总质量M时，钩码的重力才能作为小车所受外力，随着钩码质量的增大，无法满足钩码质量mM的条件，则小车受到的合力不等于钩码的重力，所以造成误差的主要原因是钩码质量过大(2)力传感器可以直接测出绳子拉力的大小，即小车受到的合外力，所以拉力F不再需要代入钩码重力，而是变为传感器示数，作出的图线为直线，没有弯曲部分(3)设

6、钩码质量为m，小车质量为M，绳子拉力为T，则分析钩码有mgTma，分析小车有TMa，联立解得ag，当m不断增大趋向极限时，ag，则拉力TMaMg，即传感器示数的极限值为Mg.3答案：(1)AB(2)2.0(3)D解析：(1)调整长木板左端的定滑轮，使得轻绳与长木板平行，使绳的拉力沿着小车运动方向，减小误差，A正确；在不挂沙桶的前提下，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，减小由摩擦力产生的误差，B正确；小车靠近打点计时器，先接通电源，打点稳定后再释放小车，C错误；只有实验中无法直接测量绳 的拉力大小时，才需要使沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M，本实验采用力传感器直接测量绳的拉力，不需要沙和沙桶的总质量m0远小于小车的质量M，D错误(2)设题图丙中x11.10 cm，x23.09 cm，x35.12 cm，x47.10 cm，x59.13 cm，x611.09 cm，T0.1 s，由逐差法可得a2.0 m/s2.(3)由实验结论可知2FMa，解得a，a F图像的斜率为k，所以M，由于不知道横、纵坐标的标度是否相同，故不能确定斜率k与tan 是否相同