D．牛頓第一定律可以通過實驗來驗證學科網【查看更多】

實驗：驗證牛頓第一定律
滑塊在水平的氣墊導軌上運動，如果加速度為零，即可得出滑塊做勻速直線運動的結論，從而驗證牛頓第一定律．但實驗結果往往顯示滑塊做的并不是勻速運動，而是減速運動．這是因為滑塊在導軌上運動時，盡管有氣墊的漂浮作用，但導軌與空氣對滑塊的阻力還是無法完全避免的．當導軌的一端墊高而斜置時，滑塊的下滑力明顯大于上述兩種阻力，因此可以采用外推的方法來得到所需要的結論．實驗裝置如圖所示．
如果滑塊上的擋光片寬度為d，通過1、2兩個光電門時的擋光時間分別為t₁和t₂，那么滑塊通過兩個光電門時的速度分別為v1=

d

t1

、v2=

d

t2

，測量出兩個光電門之間的距離s，即可求出滑塊的加速度a=

v

2

-

v

2

1

2s

，從圖中可看出，滑塊的加速度a=gsinα=g

h

L

，所以當L不變時，a正比于h．改變h，測得一系列不同的a，然后作出a-h圖線．如果a-h直線外推過原點，就是說當h=0時，a=0，即驗證了牛頓第一定律．實驗中應注意，h不能調得太小．因為h太小時，前面所說的導軌阻力和空氣阻力將表現得明顯起來．
（實驗結果和討論）某次實驗中s=75.0cm，d=1.00cm．每個h高度做三次實驗，毫秒計測量數據如下（單位為10^-4s）：

序號	墊高h（cm）	第一次[		第二次[		第三次[]
序號	墊高h（cm）	t₁	t₂	t₁	t₂	t₁	t₂
1	6.00	279	113	241	110	253	111
2	5.50	259	116	262	116	244	114
3	5.00	260	120	257	119	262	121
4	4.50	311	130	291	128	272	125
5	4.00	294	136	330	137	286	134
6	3.50	316	144	345	147	355	148
7	3.00	358	157	347	156	372	159

計算出來的加速度（單位m/s²）如下表：

	1	2	3	4	5	6	7
a₁	0.436	0.396	①	0.326	0.283	0.255	0.218
a₂	0.437	0.398	0.370	0.328	0.294	0.253	0.219
a₃	0.437	0.401	0.358	0.337	0.290	0.251	0.217
a	0.437	0.398	②	0.330	0.289	0.253	0.218

（1）填寫表格中的數據：
①

0.364

；②

0.364

；
（2）在直角坐標系中作出a-h圖線．
（3）結論：

當h=0時，a=0

；理由：

圖線是一條過原點的直線

．

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實驗：驗證牛頓第一定律
滑塊在水平的氣墊導軌上運動，如果加速度為零，即可得出滑塊做勻速直線運動的結論，從而驗證牛頓第一定律．但實驗結果往往顯示滑塊做的并不是勻速運動，而是減速運動．這是因為滑塊在導軌上運動時，盡管有氣墊的漂浮作用，但導軌與空氣對滑塊的阻力還是無法完全避免的．當導軌的一端墊高而斜置時，滑塊的下滑力明顯大于上述兩種阻力，因此可以采用外推的方法來得到所需要的結論．實驗裝置如圖所示．
如果滑塊上的擋光片寬度為d，通過1、2兩個光電門時的擋光時間分別為t₁和t₂，那么滑塊通過兩個光電門時的速度分別為 $數學公式$ 、 $數學公式$ ，測量出兩個光電門之間的距離s，即可求出滑塊的加速度 $數學公式$ ，從圖中可看出，滑塊的加速度 $數學公式$ ，所以當L不變時，a正比于h．改變h，測得一系列不同的a，然后作出a-h圖線．如果a-h直線外推過原點，就是說當h=0時，a=0，即驗證了牛頓第一定律．　實驗中應注意，h不能調得太小．因為h太小時，前面所說的導軌阻力和空氣阻力將表現得明顯起來．
（實驗結果和討論）某次實驗中s=75.0cm，d=1.00cm．每個h高度做三次實驗，毫秒計測量數據如下（單位為10^-4s）：
序號墊高h（cm）第一次[ 第二次[ 第三次[]
t₁ t₂ t₁ t₂ t₁ t₂
1 6.00 279 113 241 110 253 111
2 5.50 259 116 262 116 244 114
3 5.00 260 120 257 119 262 121
4 4.50 311 130 291 128 272 125
5 4.00 294 136 330 137 286 134
6 3.50 316 144 345 147 355 148
7 3.00 358 157 347 156 372 159
計算出來的加速度（單位m/s²）如下表：
1 2 3 4 5 6 7
a₁ 0.436 0.396 ① 0.326 0.283 0.255 0.218
a₂ 0.437 0.398 0.370 0.328 0.294 0.253 0.219
a₃ 0.437 0.401 0.358 0.337 0.290 0.251 0.217
a 0.437 0.398 ② 0.330 0.289 0.253 0.218
（1）填寫表格中的數據：
①；②；
（2）在直角坐標系中作出a-h圖線．
（3）結論：；理由：．

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實驗：驗證牛頓第一定律
滑塊在水平的氣墊導軌上運動，如果加速度為零，即可得出滑塊做勻速直線運動的結論，從而驗證牛頓第一定律．但實驗結果往往顯示滑塊做的并不是勻速運動，而是減速運動．這是因為滑塊在導軌上運動時，盡管有氣墊的漂浮作用，但導軌與空氣對滑塊的阻力還是無法完全避免的．當導軌的一端墊高而斜置時，滑塊的下滑力明顯大于上述兩種阻力，因此可以采用外推的方法來得到所需要的結論．實驗裝置如圖所示．
如果滑塊上的擋光片寬度為d，通過1、2兩個光電門時的擋光時間分別為t₁和t₂，那么滑塊通過兩個光電門時的速度分別為v1=

d

t1

、v2=

d

t2

，測量出兩個光電門之間的距離s，即可求出滑塊的加速度a=

v

22

-

v

21

2s

，從圖中可看出，滑塊的加速度a=gsinα=g

h

L

，所以當L不變時，a正比于h．改變h，測得一系列不同的a，然后作出a-h圖線．如果a-h直線外推過原點，就是說當h=0時，a=0，即驗證了牛頓第一定律．實驗中應注意，h不能調得太小．因為h太小時，前面所說的導軌阻力和空氣阻力將表現得明顯起來．
（實驗結果和討論）某次實驗中s=75.0cm，d=1.00cm．每個h高度做三次實驗，毫秒計測量數據如下（單位為10^-4s）：

序號	墊高h（cm）	第一次[		第二次[		第三次[]
序號	墊高h（cm）	t₁	t₂	t₁	t₂	t₁	t₂
1	6.00	279	113	241	110	253	111
2	5.50	259	116	262	116	244	114
3	5.00	260	120	257	119	262	121
4	4.50	311	130	291	128	272	125
5	4.00	294	136	330	137	286	134
6	3.50	316	144	345	147	355	148
7	3.00	358	157	347	156	372	159

計算出來的加速度（單位m/s²）如下表：

	1	2	3	4	5	6	7
a₁	0.436	0.396	①	0.326	0.283	0.255	0.218
a₂	0.437	0.398	0.370	0.328	0.294	0.253	0.219
a₃	0.437	0.401	0.358	0.337	0.290	0.251	0.217
a	0.437	0.398	②	0.330	0.289	0.253	0.218

（1）填寫表格中的數據：
①______；②______；
（2）在直角坐標系中作出a-h圖線．
（3）結論：______；理由：______．

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實驗：驗證牛頓第一定律
滑塊在水平的氣墊導軌上運動，如果加速度為零，即可得出滑塊做勻速直線運動的結論，從而驗證牛頓第一定律．但實驗結果往往顯示滑塊做的并不是勻速運動，而是減速運動．這是因為滑塊在導軌上運動時，盡管有氣墊的漂浮作用，但導軌與空氣對滑塊的阻力還是無法完全避免的．當導軌的一端墊高而斜置時，滑塊的下滑力明顯大于上述兩種阻力，因此可以采用外推的方法來得到所需要的結論．實驗裝置如圖所示．
如果滑塊上的擋光片寬度為d，通過1、2兩個光電門時的擋光時間分別為t₁和t₂，那么滑塊通過兩個光電門時的速度分別為

、

，測量出兩個光電門之間的距離s，即可求出滑塊的加速度

，從圖中可看出，滑塊的加速度

，所以當L不變時，a正比于h．改變h，測得一系列不同的a，然后作出a-h圖線．如果a-h直線外推過原點，就是說當h=0時，a=0，即驗證了牛頓第一定律．實驗中應注意，h不能調得太小．因為h太小時，前面所說的導軌阻力和空氣阻力將表現得明顯起來．
（實驗結果和討論）某次實驗中s=75.0cm，d=1.00cm．每個h高度做三次實驗，毫秒計測量數據如下（單位為10^-4s）：

序號	墊高h（cm）	第一次[		第二次[		第三次[]
序號	墊高h（cm）	t₁	t₂	t₁	t₂	t₁	t₂
1	6.00	279	113	241	110	253	111
2	5.50	259	116	262	116	244	114
3	5.00	260	120	257	119	262	121
4	4.50	311	130	291	128	272	125
5	4.00	294	136	330	137	286	134
6	3.50	316	144	345	147	355	148
7	3.00	358	157	347	156	372	159

計算出來的加速度（單位m/s²）如下表：

	1	2	3	4	5	6	7
a₁	0.436	0.396	①	0.326	0.283	0.255	0.218
a₂	0.437	0.398	0.370	0.328	0.294	0.253	0.219
a₃	0.437	0.401	0.358	0.337	0.290	0.251	0.217
a	0.437	0.398	②	0.330	0.289	0.253	0.218

（1）填寫表格中的數據：
①______；②______；
（2）在直角坐標系中作出a-h圖線．
（3）結論：______；理由：______．

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在做驗證牛頓第二定律的實驗時，某學生將實驗裝置如圖甲安裝，準備接通電源后開始做實驗．

①打點計時器是一種計時工具，應該接

（填交流或直流）電源．
②圖中砂和砂桶的總質量為m，小車和砝碼的總質量為M．實驗中用砂和砂桶總重力的大小作為細線對小車拉力的大小．
試驗中，為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力，先調節長木板一滑輪的高度，使細線與長木板平行．接下來還需要進行的一項操作是：（選擇最優的選項）
A．將長木板水平放置，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，給打點計時器通電，調節m的大小，使小車在砂和砂桶的牽引下運動，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
B．將長木板的一端墊起適當的高度，讓小車連著已經穿過打點計時器的紙帶，撤去砂和砂桶，給打點計時器通電，輕推一下小車，從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動．
C．將長木板的一端墊起適當的高度，撤去紙帶以及砂和砂桶，輕推一下小車，觀察判斷小車是否做勻速運動．
D．當改變小車的質量時，需要重新平衡摩擦力
③（2分）實驗中要進行質量m和M的選取，才能認為繩子的拉力約等于mg，以下最合理的一組是

．
A．M=100g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g
B．M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
C．M=200g，m=40g、50g、60g、80g、100g、120g
D．M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40g
④圖乙是實驗中得到的一條紙帶，A、B、C、D、E為5個相鄰的計數點，相鄰的兩個計數點之間還有四個點未畫出．量出相鄰的計數點之間的距離分別為S_AB=4.22cm、S_BC=4.65cm、S_CD=5.08cm、S_DE=5.49cm．已知打點計時器的工作周期為T=0.02s，則打點計時器打下c點時的速度大小為：V_C=

m/s（結果保留2位有效數字），小車的加速度的符號表達式為：a=

（用上面的符號表示）．
⑤在驗證當小車的質量一定時，小車的加速度與合外力F的關系時，小華所在的實驗小組根據實驗數據作出了如圖所示的a-F圖象，其原因可能是

；圖線的斜率代表的物理意義是：

．

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一、本題共23小題，每小題3分，共69分．在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題意要求．選對得3分，不選、多選、錯選均不得分．將答案涂寫在答題卡上．

1．D 2．C 3．A 4．B 5．C 6．A 7．B 8．B 9．A 10．A 11．B 12．D 13．C

14．C 15．A 16．C 17．A 18．B 19．A 20．B 21．B 22．D 23．D

二、填空題：本大題共2小題，每空2分，共10分．

24．0.25（2分） 0.45（2分）

25．⑴控制變量（2分） ⑵沒有平衡摩擦力（或摩擦力平衡不夠）（2分）物體質量不變時，加速度與合外力成正比（2分）

三、解答題：本大題共3小題，共21分，解答時要求寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，若只有最后答案而無演算過程的不得分．