实验：验证牛顿第一定律滑块在水平的气垫导轨上运动，如果加速度为零，即可得出滑块做匀速直线运动的结论，从而验证牛顿第一定律．但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动，-高中物理-n多题

◎ 题干

实验：验证牛顿第一定律
滑块在水平的气垫导轨上运动，如果加速度为零，即可得出滑块做匀速直线运动的结论，从而验证牛顿第一定律．但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动，而是减速运动．这是因为滑块在导轨上运动时，尽管有气垫的漂浮作用，但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的．当导轨的一端垫高而斜置时，滑块的下滑力明显大于上述两种阻力，因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论．实验装置如图所示．
如果滑块上的挡光片宽度为d，通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为t₁和t₂，那么滑块通过两个光电门时的速度分别为v1=

、v2=

，测量出两个光电门之间的距离s，即可求出滑块的加速度a=

，从图中可看出，滑块的加速度a=gsinα=g

，所以当L不变时，a正比于h．改变h，测得一系列不同的a，然后作出a-h图线．如果a-h直线外推过原点，就是说当h=0时，a=0，即验证了牛顿第一定律．实验中应注意，h不能调得太小．因为h太小时，前面所说的导轨阻力和空气阻力将表现得明显起来．
（实验结果和讨论）某次实验中s=75.0cm，d=1.00cm．每个h高度做三次实验，毫秒计测量数据如下（单位为10^-4s）：

序号	垫高h（cm）	第一次[		第二次[		第三次[]
序号	垫高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

计算出来的加速度（单位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）填写表格中的数据：
①______；②______；
（2）在直角坐标系中作出a-h图线．
（3）结论：______；理由：______．

魔方格

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◎ 知识点

根据n多题专家分析，试题“实验：验证牛顿第一定律滑块在水平的气垫导轨上运动，如果加速度为零，即可得出滑块做匀速直线运动的结论，从而验证牛顿第一定律．但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动，…”主要考查了你对【实验：探究小车速度随时间变化的规律】，【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。

◎ 相似题

与“实验：验证牛顿第一定律滑块在水平的气垫导轨上运动，如果加速度为零，即可得出滑块做匀速直线运动的结论，从而验证牛顿第一定律．但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动，”考查相似的试题有：

● 某同学在做探究弹力跟弹簧长度的关系的实验中，设计了如图所示的实验装置。所用的钩码每只的质量都是30g，他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端 ● 在“互成角度的两个共点力的合成”实验中，F1和F2表示两个互成角度的力，F’表示由平行四边形定则画出的合力，F表示根据“等效性”通过实验得到的合力，则图中符合实验事实的是图 ● （1）研究平抛运动，下面哪些做法可以减小实验误差（）A．使用密度大、体积小的钢球B．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦C．实验时，让小球每次都从同一高度由静止开始滚下D．使斜槽末端的 ● 在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中，（1）下列器材中不必要的一项是________（只需填字母代号）．A．重物B．纸带C．天平D．低压交流电源E．毫米刻度尺（2）关于本实验的误差，● 如图所示，用包有白纸的圆柱形铁棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之匀速转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱形铁棒的线后，圆柱形铁棒竖直自由下落