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牛顿第二定律
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某同学在研究性学习中用图示装置来验证牛顿第二定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方．系统静止时，金
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
某同学在研究性学习中用图示装置来验证牛顿第二定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方．系统静止时，金属片C与圆环间的高度差为h，由静止释放后，系统开始运动．当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两光电门固定在铁架台P
1
、P
2
处，通过数字计时器可测出物体B通过P
1
、P
2
这段距离的时间．
（1）若测得P
1
、P
2
之间的距离为d，物体B通过这段距离的时间为t，则物体B刚穿过圆环后的速度v=______；
（2）若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，该实验中验证下面______（填正确选项的序号）等式成立，即可验证牛顿第二定律；
A．mg=
M
v
2
2h
B．mg=
M
v
2
h
C．mg=（2M+m）
v
2
2h
D．mg=（M+m）
v
2
2h
（3）本实验中的测量仪器除了刻度尺、数字计时器外，还需要______；
（4）若M＞m，改变金属片C的质量m，使物体B由同一高度落下穿过圆环，记录各次的金属片C的质量m，以及物体B通过P
l
、P
2
这段距离的时间t，以mg为横轴，以______（填“t
2
”或“
1
t
2
”）为纵轴，通过描点作出的图线是一条过原点的直线．
◎ 答案
（1）：B通过圆环后将匀速通过光电门，则B刚穿过圆环后的速度为：v=
d
t
；
（2）：设绳子拉力大小为F，对A由牛顿第二定律得：F-Mg=Ma
对B与C整体下落h的过程，由牛顿第二定律得：（M+m）g-F=（M+m）a
再由运动学公式应有：
v
2
=2ah
联立以上各式可得：mg=（2M+m）
v
2
2h
，所以C正确；
（3）：根据上面的表达式可知需要已知金属片C的质量，所以还需要的器材是天平；
（4）：在释放至金属片C被搁置在圆环上过程中，分别对A和B、C由牛顿第二定律可得：
对A有：F-Mg=Ma①
对B和C有：（M+m）g-F=（M+m）a②
再由匀变速直线运动公式应有：
v
2
=2ah③
又v=
d
t
④
联立①②③④各式解得：
1
t
2
=
h
2(2M+m
)d
2
?mg
；
所以，以mg为横轴以
1
t
2
为纵轴的图线是一条过原点的直线．
故答案为：（1）
d
t
（2）C
（3）天平
（4）
1
t
2
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“某同学在研究性学习中用图示装置来验证牛顿第二定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方．系统静止时，金…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/342610.html
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