第四章 牛顿第一运动定律 知识点题库

为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．

某同学欲用图甲所示装置探究“加速度与力、质量的关系”．实验中砂和砂桶的总质量为m，小车和砝码的总质量为M．

①实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是

A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节m的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．

B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动．

C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动．

②图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz．该同学计划利用v﹣t图象计算小车的加速度．首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE的测量情况如图丙所示，由图可知CE长为 cm，依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为 m/s．图丁中已标注出了打点计时器打下A、B、C、E、F五个点时小车的速度，请将打下D点时小车的速度标注在v﹣t图上．

③请在图丁中描绘出小车的v﹣t图象．

④由图丁中描绘的图线可得出小车的加速度为 m/s² ．

⑤该同学保持砂和砂桶的总质量m不变，通过在小车上增加砝码改变小车的质量M，得到多组实验数据．为了探究加速度与质量的关系，该同学利用所测数据，做出了 与M的图象，下列给出的四组图象中正确的是

⑴实验步骤如下：

①平衡小车所受的阻力：取下小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点。

②按住小车，挂上小吊盘并在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。

③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。

④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。

⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s₁ ， s₂ ， ……。求出与不同m相对应的加速度a。

⑥以砝码的质量m为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上做出 关系图线。

⑵完成下列填空：

①设纸带上三个相邻计数点的间距为s₁、s₂、s₃ ， 相邻计时点时间间隔为△t。a可用s₁、s₃和△t表示为a＝。

②图3为所得实验图线的示意图。若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为N，小车的质量为kg。

③本实验中，若小吊盘和盘中物块的质量之和m₀与小车和车中砝码质量(m＋M)之间关系满足m＋M＝2m₀ ， 仍将小车受到的拉力当成m₀g，则加速度计算值为，此加速度的相对误差＝。

(相对误差＝ )

实验步骤：

a、把长木板放在桌面上，固定好打点计时器，装好纸带和小车，再调节木板的倾斜程度，平衡摩擦力；

b、已知砝码盘和每个砝码的质量均为5克，将5个砝码放到小车上，并把小车用细线跨过轻质滑轮与砝码盘相连，打开电源，释放小车，得到第一条纸带，算出小车的加速度 ；

c、取小车的上的一个砝码放入砝码盘中，打开电源，释放小车，得出第二条纸带，同时算出小车的加速度 ；

d、依次重复上述c操作，直至将5个砝码全部转移到砝码盘中；

e、描点分析加速度与力的关系得到如图乙所示。