河北省石家庄市辛集市2020学年高中物理第四章牛顿运动定律练习6无答案新人教版必修1 8页

牛顿定律练习题六 ‎ ‎1．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，a－m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______________．‎ ‎2．某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．‎ 实验步骤：‎ ‎①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；‎ ‎②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；‎ ‎③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；‎ 实验数据如下表所示：‎ G/N ‎1.50‎ ‎2.00‎ ‎2.50‎ ‎3.00‎ ‎3.50‎ ‎4.00‎ F/N ‎0.59‎ ‎0.83‎ ‎0.99‎ ‎1.22‎ ‎1.37‎ ‎1.61‎ ‎④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；‎ ‎⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.‎ 完成下列作图和填空：‎ ‎(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出F－G图线．‎ ‎(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝________(保留2位有效数字)．‎ ‎(3)滑块的最大速度v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．‎ ‎3．某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s.‎ ‎(1)该实验________(填“需要”或“不需要”)满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量．‎ ‎(2) 某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的表达式是________________．…‎ ‎4.如图所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置。他在气垫导轨上安装了一个光电门B。滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放。‎ ‎(1)实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是__________________；‎ ‎(2)下列操作步骤中不必要的是________。(请填写选项前对应的字母)‎ A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量 B．应使A位置与光电门间的距离适当大些 C．应将气垫导轨调节水平 D．应使细线与气垫导轨平行 ‎(3)改变钩码质量，测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出________图像。(选填“t2F”“F”或“F”)‎ ‎5．为验证物体所受合外力一定时，加速度与质量成反比，同学们设计了如图a所示的装置来进行实验．在自制的双层架子上固定带有刻度标记的木板，架子放在水平桌面上．实验操作步骤如下：‎ ‎①适当调整装置，使装置不带滑轮的一端稍稍垫高一些．‎ ‎②在两个托盘中放入砝码，并使两托盘质量(含砝码)相同，且远小于小车的质量．连接小车的细线跨过定滑轮与托盘相连．‎ ‎③让两小车紧靠右边的挡板，小车前端在刻度尺上的读数如图a所示，并在甲车上放上砝码，同时释放两小车，当小车运动一段时间后，用手机对整个装置进行拍照．结合照片和小车的初始刻度标记，得到甲、乙两车运动的距离分别为s1、s2.‎ ‎④在甲车上逐渐增加砝码个数，重复步骤③.‎ ‎(1)本实验的原理是通过验证小车发生的位移与小车(含砝码)的质量成________关系，来验证合外力一定时加速度与质量成反比．‎ ‎(2)实验前将装置不带滑轮端稍稍垫高一些的目的是____________________________________________________________.‎ ‎(3)某次拍到乙车的照片如图b所示，则它通过的位移是________cm.‎ ‎(4)如果以为横坐标，以甲车(含砝码)的质量m甲为纵坐标，作出的图线如图c所示，则该直线斜率代表的物理量是__________，其大小为______________．‎ ‎6．甲、乙两同学均设计了测动摩擦因数的实验。已知重力加速度为g。‎ ‎(1)甲同学所设计的实验装置如图甲所示。其中A为一质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计。实验时用力将A从B的下方抽出，通过C的读数F1即可测出动摩擦因数。操作中是否要求 A匀速向左运动（填：“是”或“否”）则该设计能测出________(填“A与B”或“A与地面”)之间的动摩擦因数，其表达式为_____________。‎ ‎(2)乙同学的设计如图乙所示。他在一端带有定滑轮的长木板上固定有A、B两个光电门，与光电门相连的计时器可以显示带有遮光片的物块在其间的运动时间，与跨过定滑轮的轻质细绳相连的轻质测力计能显示挂钩处所受的拉力。实验时，多次改变砂桶中砂的质量，每次都让物块从靠近光电门A处由静止开始运动，读出多组测力计示数F及对应的物块在两光电门之间的运动时间t。在坐标系中作出F的图线如图丙所示，图线的斜率为k，与纵轴的截距为b，与横轴的截距为c。因乙同学不能测出小车质量，故该同学还应该测出的物理量为____________。根据该测量物理量及图线信息可知物块与木板之间的动摩擦因数表达式为________________。‎ ‎7.如图所示，质量均为m=‎3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k=l00N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上。开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块口在水平外力F作用下向右做 a= ‎2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ=0.5，g=l‎0m/s2。求：‎ ‎(1)物块A、B分离时，所加外力F的大小；‎ ‎(2)物块A、B由静止开始运动到分离所用的时间。‎ ‎8.避险车道是避免恶性交通事故的重要设施，由制动坡床和防撞设施等组成，如图竖直平面内，制动坡床视为与水平面夹角为θ的斜面．一辆长‎12 m 的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床，当车速为‎23 m/s时，车尾位于制动坡床的底端，货物开始在车厢内向车头滑动，当货物在车厢内滑动了‎4 m时，车头距制动坡床顶端‎38 m，再过一段时间，货车停止．已知货车质量是货物质量的4倍，货物与车厢间的动摩擦因数为0.4；货车在制动坡床上运动受到的坡床阻力大小为货车和货物总重的0.44倍．货物与货车分别视为小滑块和平板，取cos θ＝1，sin θ＝0.1，g＝‎10 m/s2.求：‎ ‎(1)货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向；‎ ‎(2)制动坡床的长度．‎ ‎9.静止在水平面上的A、B两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图所示，轻绳长L=‎1m，承受的最大拉力为8N，A的质量m1=‎2kg,B的质量m2=‎8kg,A、B与水平面间的动摩擦因数，现用一逐渐增大的水平力作用在B上，使A、B向右运动，当F增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g=‎10m/s2）‎ ‎（1）求绳刚被拉断时F的大小 ‎（2）若绳刚被拉断时，A、B的速度为‎2m/s，保持此时的F大小不变，当A的速度恰好减小为0时，A、B间的距离为多少？‎