1、实验四 验证牛顿运动定律1(2018高考全国卷)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧秤相连，滑轮和木块间的细线保持水平，在木块上方放置砝码缓慢向左拉动水平放置的木板，当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时，弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小某次实验所得数据在表中给出，其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N2.152.362.55f42.93回答下列问题：(1)f4_N；(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线；(3)f与m、木
2、块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数及重力加速度大小g之间的关系式为f_， fm图线(直线)的斜率的表达式为k_；(4)取g9.80 m/s2，由绘出的fm图线求得_(保留2位有效数字)解析：(1)对弹簧秤进行读数得2.75 N.(2)在图象上添加(0.05 kg，2.15 N)、(0.20 kg，2.75 N)这两个点，画一条直线，使尽可能多的点落在这条直线上，不在直线上的点大致均匀分布在直线两侧，如答案图所示(3)由实验原理可得f(Mm)g，fm图线的斜率为kg.(4)根据图象求出k3.9 N/kg，代入数据得0.40.答案：(1)2.75(2)如图所示(3)(Mm)gg(4)0.402(
3、2020山东潍坊模拟)在探究加速度与力、质量的关系活动中，某小组设计了如图甲所示的实验装置图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止(1)在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使_；在实验时，为减小系统误差，应使砝码盘和砝码的总质量_小车的质量(选填“远大于”“远小于”或“等于”)(2)本实验通过比较两小车的位移来比较小车加速度的大小，能这样比较，是因为_.(3)实验中获得的数据如下表所示：小车、的质量约为200 g.实验次数小车拉力F/N位移x/cm10.10.246.5120.
4、229.040.343.6330.341.160.444.8040.436.430.545.56在第1次实验中小车从A点运动到B点的位移如图乙所示，请将测量结果填到表中空格处通过分析，可知表中第_次实验数据存在明显错误，应舍弃乙解析：(1)拉小车的水平细线要与轨道平行只有在砝码盘和砝码的总质量远小于小车质量时，才能认为砝码盘和砝码的总重力等于细线拉小车的力(2)对初速度为零的匀加速直线运动，时间相同时，根据运动学公式：xat2，得.(3)刻度尺的最小刻度是1 mm，要估读到毫米的下一位，读数为23.86 cm0.50 cm23.36 cm.答案：(1)细线与轨道平行(或水平)远小于(2)两小车
5、从静止开始做匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等(3)23.36(23.3423.38均对)33.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出(1)当M与m的大小关系满足_时，才可以认为细线对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力(2)一组同学在保持盘及盘中的砝码质量一定的情况下，探究加速度与小车质量的关系，以下做法正确的是_A平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细线绕过定滑轮系在小车上B每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C实验时，先放开小车，再
6、接通打点计时器电源D小车运动的加速度可用天平测出m和M，直接用公式a求出(3)在保持小车及车中的砝码质量M一定，探究加速度与所受合外力的关系时，由于平衡摩擦力时操作不当，两位同学得到的aF关系分别如图中甲、乙所示(a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)其原因分别是：甲图：_；乙图：_.解析：(1)对盘及盘中砝码：mgFma；对小车：FMa，联立可得：a，Fmg，只有当mM时，才可认为Fmg.(2)平衡摩擦力时，先去掉盘、盘中砝码和细线，只让小车在重力沿斜面方向的分力作用下向左运动，当小车能匀速运动时，重力沿斜面方向的分力和摩擦力平衡，A不正确；调好后，当再次改变小车质量时，无需再平衡摩擦
7、力，B正确；实验时，要先接通打点计时器的电源，使打点计时器正常工作，再释放小车，C不正确；小车的加速度是通过处理纸带确定的，D不正确(3)由甲图可看出F0时，a0，说明木板的倾角过大，重力沿斜面方向的分力大于摩擦力由乙图可看出，只有当F达到一定值时，才会有加速度，说明平衡摩擦力不足或未平衡摩擦力答案：(1)mM(2)B(3)木板的倾角过大没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足4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
8、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_(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_.(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_，钩码的质量应满足的条件是_解析：(1)根据题图乙坐标系中给出的数据连线，可知小车的加速度与钩码的质量成非线性关系(2)根据题图乙中数据，小车受到钩码拉力的作用，但没有加速度，故未平衡摩擦力或倾角过小，没有完全平衡摩擦力(3)在实验中要求“直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力”需要满足两个条件：平衡摩擦力；钩码的质量远小于小车(含发射器)的质量答案：(1)非线性(2)未平衡摩擦力或摩擦力平衡不足(3)调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力远小于小车(含发射器)的质量