實驗探究加速度與力質(zhì)量的關(guān)系同步練習(提高卷)

1、實驗：探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系1. 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，為驗證小車的質(zhì)量 m不變時加速 度a與作用力F成正比，學生甲、乙、丙、丁分別選取四組小車的質(zhì)量 m及鉤碼的質(zhì)量M做實驗.甲:乙:丙:mF 500 g , M分別為mF 500 g , M分別為nF 500 g , M分別為50 g、20 g、50 g、rf 500 g , M分別為假設(shè)其他操作都正確，那么學生丁:30 g、70 g、30 g、70 g、40 g、100 g、125 g40 g、50 g100 g、125 g50 g、60 g利用實驗數(shù)據(jù)畫出的a-F圖象較準確.2. 2021-2021學年陜西省漢中市城

2、固一中高一上期末在探究物體的加速度a與物體所受外力F、物體質(zhì)量M間的關(guān)系時，采用如圖1所示的實驗裝置。小車及車中的砝碼質(zhì)量用M表示，盤及盤中的砝碼質(zhì)量用 m表示。1當M與m的大小關(guān)系滿足時，才可以認為繩子對小車的拉力大小等于盤和砝碼的重力。小車運動的加速度可直接用公式a= 出。2一組同學保持小車及車中的砝碼質(zhì)量M定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于他們操作不當，這得到的 a-F關(guān)系圖象如圖2所示，其原因是： 。3. 下面是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗步驟: 用天平測出小車質(zhì)量 M和小盤質(zhì)量m 安裝好打點計時器，在小車上裝好紙帶 調(diào)整長木板的傾斜程度 在小盤中參加適量的砝碼 m 保持小

3、車質(zhì)量一定時，探究加速度與力的關(guān)系 保持小車所受拉力一定時，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系(1) 步驟的目的是. 步驟中，要求小盤和砝碼總質(zhì)量(m m)( 填“遠大于、“遠小于或 “等于)小車質(zhì)量M(3)步驟和，說明該實驗采用的科學方法是 .4. 如圖4-2-6所示為某同學所安裝的“驗證牛頓第二定律的實驗裝置，在圖示狀 態(tài)下開始做實驗，該同學的裝置和操作中的主要錯誤是(至少寫出三個錯誤)：(1) (2) (3) 5. 在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系這一實驗中：(1) 甲、乙兩位同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a與小車所受拉力F的圖象分別為圖4-2-7中的直線I和直線直線I、H在縱軸或橫軸上的截距較大

4、，明顯 超出了誤差范圍，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的A. 實驗前甲同學沒有平衡摩擦力B. 甲同學在平衡摩擦力時把長木板的末端抬得過高了C. 實驗前乙同學沒有平衡摩擦力D. 乙同學在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了(2) 如圖4-2-8給出了該次實驗中從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶(頻率 為 50 Hz，其中 1、2、3、4、5 都為計數(shù)點，其中 xi = 1.41 cm , X2= 1.91 cm ,=2.39 cm , X4 = 2.91 cm.由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度大小2V4=m/s，小車的加速度大小 a= m/s .H23

5、4門圖 4-2-86. 1在“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗中，以下操作正確的選項是A. 平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細線通過定滑輪系在小車上B. 平衡摩擦力時，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器C. 每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力D. 實驗時，應(yīng)先放開小車，后接通電源2表中是該實驗所記錄的局部數(shù)據(jù).組別小車質(zhì)量n/kg受力F/N加速度a/m s一210.50.2520.5031.0041.051.5假設(shè)利用1、2、3三組數(shù)據(jù)探究加速度與受力的關(guān)系，那么 2、3組數(shù)據(jù)中物體的質(zhì)量 分別為、;假設(shè)利用3、4、5三組數(shù)據(jù)探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，那么4、5組數(shù)據(jù)中物體所受的力分別為 、

6、.7. 2021-2021學年甘肅省武威十八中高三上期末力學中很多實驗都有相通之 處，如圖1所示的實驗裝置就可完成驗證牛頓第二定律等多個實驗。1用如下列圖裝置完成的以下實驗中不需要平衡摩擦力的是 。A. 探究動能定理B. 測定勻變速直線運動的加速度C. 驗證牛頓第二定律D. 測定動摩擦因數(shù)2某同學用此裝置來探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，小車及車內(nèi)砝碼總質(zhì)量為 M 小吊盤及盤內(nèi)砝碼總質(zhì)量為 m利用紙帶求出的加速度為a,那么當M與m的關(guān)系滿足時，可認為輕繩對小車的拉力大小等于小吊盤及盤內(nèi)砝碼的總重力。3該同學在保持小車及車內(nèi)砝碼總質(zhì)量 M定的條件下，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，由于沒有平衡摩擦力

7、，得到的 aF圖線應(yīng)為圖2中的<AbCL團28. 在“探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系的實驗中，某小組設(shè)計了如圖4-2-9所示的實驗裝置.jti-in圖 4-2-9(1) 由于滑塊M與軌道間有氣墊，所以M受到的阻力極小，可以忽略不計.實驗前需 要調(diào)整氣墊導軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導軌是否水平；(2) 為了使鉤碼所受的重力等于使滑塊做勻加速運動的力，要求所掛鉤碼的質(zhì)量m與滑塊的質(zhì)量M應(yīng)滿足什么關(guān)系？(3) 實驗中獲得的數(shù)據(jù)如下表所示：0.004 kg，兩光電門之間的距離 x = 0.500 m次數(shù)12345Mkg0.4400.6600.8801.1001.3201 - M(

8、kg)2.2731.5151.1360.9090.7580.8920.7460.6410.5890.553vi/(m s-1)642200.9060.8230.762V2/(m s-1)1.2731.056858a/(m 2)0.8250.5570.4110.3310.276試根據(jù)表中所給的數(shù)據(jù)，在如圖4-2-10所示的坐標系中先標出各坐標軸所表示的合 適的物理量及標度，然后作出相關(guān)圖象.4 .L h i44 4F P卡曠4ri-i- ti-i-rri-ffir LI - +F十 亠J.-33TC4-1T ILQ： + fc-M- t r n Jroi: «IM4 TOTZC I w

9、 ni t:QI 宀百 Fl T二-EH 豈;-hbiF2'irinf44LUn-LM J ；UM亠-i- * 1"lF Tf+ r- Mr rT", , y廠廠tTT 1-f- 1応 習 4 A+ R-H-JEQ14 mLIT T Oil HI*TM *7QI+7M圖 4-2-10進而完成探究在相同力的作用下，物體的加速度與滑塊質(zhì)量的關(guān)系參考答案1. 【解析】牽引小車加速運動的重物為鉤碼，為使小車所受拉力近似等于鉤碼重力，應(yīng)保持鉤碼重力遠小于小車重力.據(jù)此分析以上4組數(shù)據(jù)可知，乙同學利用實驗數(shù)據(jù)畫出的圖象較準確.【答案】乙2. 【解析】1該實驗的研究對象是小車，采

10、用控制變量法研究。當質(zhì)量一定時， 研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系。那么小車的合力怎么改變和測量呢？為 消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板 D的右端適當墊高，以使小車的重力沿斜面 分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力。根據(jù)牛頓第二定律得：對 m mg-T=ma對 M T=Ma解得：tJ亠兮I當RKVM時，即當砝碼和盤的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝 碼和盤的總重力。根據(jù)牛頓第二定律可知mg二Ma解得a=了2從圖象2可知，F(xiàn)大于零時，加速度為零，知沒有平衡摩擦力，或平衡摩擦力 時長木板的傾角過小。【答案】1m? M a=M 2沒有平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力3. 【

11、解析】1步驟是為了平衡掉小車與木板、紙帶與打點計時器間的摩擦力， 使小車所受的合力等于小盤和砝碼的重力. 步驟中，要求小盤和砝碼總質(zhì)量m m遠小于小車的質(zhì)量 M3該實驗采用的是控制變量法.【答案】1平衡摩擦力 2遠小于3控制變量法4. 【解析】由圖可知，本實驗存在以下錯誤： 長木板右端未墊高以平衡摩擦力或沒有平衡摩擦力； 錯用了直流電源或應(yīng)該用交流電； 牽引小車的細線與板不平行； 開始實驗時，小車離滑輪太近或小車離打點計時器太遠、牽引小車的細線太短 ; 鉤碼不能滿足遠小于小車質(zhì)量的條件，應(yīng)換用砂桶 只說換用桶不給分，必須說明 原因才行【答案】見解析5. 【解析】1甲圖象說明在小車的拉力為0時，

12、小車的加速度大于0,說明合外 力大于0,說明平衡摩擦力過度，即把長木板的末端抬得過高了，故A錯誤，B正確.乙 圖象說明在拉力大于0時，小車的加速度為0,說明合外力為0,即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力缺乏，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠， 故C正確，D錯誤. 每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，相鄰的計數(shù)點間的時間間隔 T= 0.1 s，根據(jù)勻變 m/s= 0.265 m/s.根據(jù)勻變速直線運動的推論公式 x= aT2可以求出加速度的大小, 得：X3 X1 = 2a，X4-X2= 2a2T2.為了更加準確地求解加速度，我們對兩個加速度取速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度,得：V4 =

13、0.023 9 +0.029 12X 0.1平均值，得：a=知 A °.029 1 +0.023：-0 晉 1 °.°14 1 m心 0.495224X 0.01m/s2.【答案】 1BC20.2650.4956. 【解析】1平衡摩擦力時，是使小車所受重力沿斜面向下的分力與小車向前運 動過程中受到的阻力相等，故應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器，但不需要 將重物用細線通過定滑輪系在小車上，所以B對，A錯；每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，C對；實驗時，應(yīng)先接通電源，后放開小車，D錯.2假設(shè)用1、2、3三組數(shù)據(jù)探究加速度與受力的關(guān)系，需保持小車的質(zhì)量一定

14、，即1、2、3三組數(shù)據(jù)中小車質(zhì)量相等，都為 0.5 kg ;假設(shè)利用3、4、5三組數(shù)據(jù)探究 加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，需保持3、4、5三組數(shù)據(jù)中小車受到的F相等，都為1.00N.【答案】(1)BC(2)0.5 kg 0.5 kg 1.00 N 1.00 N1在驗證牛頓第二定律、探究動能定理實驗中，都是讓輕繩的拉力充7. 【解析】當小車所受的合外力，所以都需要平衡摩擦力2由牛頓第二定律可知，對小車及車內(nèi)砝碼：T=Ma對整體：mg=m+M a,聯(lián)立可得T="號？mg所以只有當M? m時，Tmg3沒有平衡摩擦力，說明當外力大于最大靜摩擦力時，小車才有加速度；D圖發(fā)生彎曲說明加速度與外力不成正比，即沒有滿足M? m。【答案】1BD 2M? m 3C7.【解析】1接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導軌上，假設(shè)滑塊根本保持靜止，那么 說明導軌是水平的或輕推滑塊，滑塊能做勻速直線運動.m要比M小得很多或m? M 13根據(jù)表中的數(shù)據(jù)