专题12.4 验证牛顿运动定律
1.（2018中原名校联盟质检）某实验小组在做“验证牛顿第二定律”实验中．
（1）在闭合开关之前，甲同学将实验器材组装成如图甲所示．请指出该装置中的错误或不妥之处（只要答出其中两点即可）：_________________；________________________．
（2）乙同学将上述装置调整正确后进行实验，在实验中得到如图乙所示的一条纸带，图中相邻两计数点之间还有四个点没有画出，且打点计时器每0．02 s打一个点，由图中的数据可计算出小车加速度为_____________m／s．（保留两位有效数字）
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（3）丙同学在利用上述调整好的装置进行实验中，保持沙和沙桶的总质量不变，小车自身的质量为M且保持不变，改变小车中砝码的质量m，并测出小车中放不同质量砝码时所对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出如图丙所示的为_____________．
【参考答案】（1）①用的是直流电源 ②木板的右端没有垫高(或小车离打点计时器太远) （2）0.50(或 0.49) （3）M /b 1a1－m关系图线，图中纵轴上的截距为b，则小车受到的拉力大小a 1
2.（2018洛阳一模）某同学利用如图所示的装置探究小车的加速度和合外力的关系，具体实验步骤如下： ①按照图甲所示安装好实验装置，并测出两光电门之间的距离L
②平衡摩擦力即调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等
③取下细绳和沙桶，测量沙子和沙桶的总质量m，并记录
④把小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，并记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间，并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新细绳和沙桶，改变沙桶中沙子的质量，重复②～④的步骤
（1）用游标卡尺测得遮光片的宽度为d，某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为?t1和?t2，则小车加速度的表达式为a? （2）关于本实验的说法，正确的是（ ） A.平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶 B.平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶
C.沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量 D.小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量
（3）若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数?，某次实验时，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾
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角?以及小车的总质量M,则可推算出?= （表达式中含有m、M、?）
d2d)?()2?t2?t1【参考答案】（1）a?(2分) ；
2L(（2）B （2分）；（3）
Msin??m（2分）
cos?【命题意图】本题考查探究小车的加速度和合外力的关系实验、匀变速直线运动规律和动摩擦因数测量及其相关的知识点。
（2）平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶，选项A错误B正确；对沙桶和沙子的总质量与小车的质量关系没有要求，选项CD错误。
（3）某次实验时，该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角θ以及小车的总质量M,则有，Mgsinθ=mg+μMgcosθ，可推算出?=
Msin??m。
Mcos?3.（2018成都七中质检）在探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）实验时，一定要进行的操作是________。 A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
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C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_______________m/s（结果保留两位有效数字）。
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（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为 。
【参考答案】（1）BCD（2）1.3 （3）C
（2）利用逐差法和△x=aT，T=3×0.02s=0.06s可得小车的加速度a=1.3m/s。 （3）小车所受拉力等于弹簧测力计读数F的2倍，2F=ma，变化为a=的质量m=2/k，选项C正确。
4.（2017北京西城二模）利用如图1所示的装置做“验证牛顿第二定律”的实验。
① 除了图中所给的器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是____________ 。 A．秒表
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22F，a—F图象的斜率k=，小车 mmB．天平（含砝码） C．弹簧测力计 D．刻度尺
② 甲同学实验时这样平衡摩擦力。按图2装置把实验器材安装好，先不挂重物，将小车放在木板上，后面
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